EP1270113A1 - Riveting head for self-piercing rivets - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a punch rivet head for riveting fasteners on sheet metal and in particular body shell parts, according to the preamble of claim 1
- the object of the invention is the punch rivet head of the type mentioned so train that the failure and maintenance related downtime be shortened significantly.
- the invention can be solved solely by solving the stroke limitation of Blechhalters all active elements of the punch rivet head, so not only the Blank holder including the fastening element holding mechanism, but also the blank holder acting on compression spring and the Remove the riveting stamp by applying the supporting force on the housing side the sheet holder spring fixed and after removal of blank holder and spring can be seen freely from the housing. Due to the easy disassembly the punch rivet head according to the invention is the time required for a Replacement, readjustment or maintenance of the active elements essential reduced, with the result of significantly less downtime and a correspondingly increased production rate.
- Another, from the point of view of shortened downtimes especially preferred aspect of the invention relates to the design of the rivet channel arranged holding mechanism. While the known Nietstanzköpfe to Rebound protection and fixing of laterally supplied fasteners have a structurally complicated latch mechanism is to this Purpose according to the invention preferably a holding magnet in the form of a permanent magnet in the area of the rivet channel at the mouth of the feed channel arranged by the mechanically simple way an exact Fixing the fasteners guaranteed and the risk of Function failure of the holding mechanism is significantly reduced. For reasons An improved rebound protection is the holding magnet in the feed direction the fasteners expediently resiliently supported. A further design improvement to increase the reliability Finally, there is a distance sensor in the area of the holding mechanism is provided, the riveting operation only in a proper Positioning of a fastener in the rivet channel releases.
- the punch rivet head 1 shown in the figures serves in cooperation with a Nietmatrize 2 for riveting fasteners, such as - as shown - Punch rivets 3 for connecting sheet metal and in particular body shell parts 4, 5 or punching nuts, punching pins, and has as main components a slidably guided in a housing 6, by housing fixed Stop pin 7 stroke-limited plate holder 8, which by a Compressive spring 9 is acted upon in the extension direction, and one in a central Nietkanal 10 of the sheet holder 8 engaging rivet 11, which the housing-side support of the compression spring 9 takes over and through this in System is held on the housing bottom.
- a Nietmatrize 2 for riveting fasteners such as - as shown - Punch rivets 3 for connecting sheet metal and in particular body shell parts 4, 5 or punching nuts, punching pins
- main components a slidably guided in a housing 6, by housing fixed Stop pin 7 stroke-limited plate holder 8, which by a Compressive spring 9 is acted upon in the extension direction, and one in a
- a feed 12 indicated generally at 12 Retention mechanism This contains a side in the rivet 10th opening, connected to a supply hose 13 supply channel 14, a diametrically to the mouth of the supply channel 14 resiliently on Sheet metal holder 8 supported permanent magnet 15 and two laterally resilient swingable retaining claws 16 (Fig. 2), which interpose a between the claw ends register punched rivet 3 area conform. Additionally, in the Mouth area of the Nietkanals 10 nor a return lock in the form of a spring-loaded pawl 17 may be arranged.
- the punch rivet head 1 and the rivet die are used 2 apart, so that the blank holder 8 under the effect of Compression spring 9 raised in the housing 6 and in the upper, by the stops 7 reaches limited stroke position, in which the upper Nietstempelende in the - shown in dashed lines in Fig. 1 - retreat position is, whereupon a single Punch rivet 3 via the supply hose 13 and past the pawl 17 air flow is introduced into the rivet 10.
- the pawl 17 forms an emergency stop in the case, that the rebound energy of the punch rivet 3, the holding force of the magnet 15th and exceeds the damping effect of the magnetic spring.
- the punch rivet 3 by the permanent magnet 15 again from the Pawl 17 off and in the proper riveting position in the rivet 10th withdrawn.
- the Hubantrieb not shown
- the sheet metal parts 4, 5 from Sheet holder 8 is pressed against the rivet die 2 and at the other Lifting movement, the housing 6 against the force of the compression spring. 9 increasingly on the blank holder 8 and the riveting 11 more and more inserted into the rivet 10, so that the previously in the rivet 10th positioned punch rivet 3 through the rivet 11 from the elastic Loosened bracket, past the Nietbrems kind 19 over the outlet end of the Nietkanals 10 pushed out and in cooperation with the Nietmatrize 2 is riveted to the sheet metal parts 4, 5, whereupon the lifting drive reversed is and the punching rivet head 1 again reaches the starting position.
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Stanznietkopf zum Vernieten von Befestigungselementen an Blech- und insbesondere Rohkarosserieteilen, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a punch rivet head for riveting fasteners on sheet metal and in particular body shell parts, according to the preamble of claim 1
Bekannte Stanznietköpfe dieser Art mit einer automatischen Zufuhr der Befestigungselemente, wie sie etwa in der Automobilindustrie zum gegenseitigen Vernieten oder zum Bestücken von Rohkarosserieteilen mit Stanzmuttern oder Stanzbolzen zur Anwendung kommen, arbeiten mit hohen Taktraten und müssen dennoch eine sichere und exakte Fixierung der Befestigungselemente im Nietkanal des Blechhalters bis zum Ausschieben und Vernieten durch den Nietstempel gewährleisten. Dabei sind die einzelnen Aktivelemente des Stanznietkopfes, also vor allem der Nietstempel und der Zufuhrund Haltemechanismus im Blechhalter hohen Belastungen ausgesetzt und dementsprechend verschleiß- und bruchgefährdet. Ein Auswechseln oder eine Nachjustierung dieser Aktivelemente ist bei den bekannten Konstruktionen jedoch mit einem hohen Zeitaufwand und demzufolge einem höchst unerwünschten Maschinenstillstand und Produktionsausfall verbunden.Known punching rivet heads of this type with an automatic supply of Fasteners, such as those in the automotive industry for mutual Riveting or for fitting body parts with stamped nuts or punching bolts are used, work with high Clock rates and yet need a secure and accurate fixation of fasteners in the rivet channel of the blank holder until it is pushed out and riveted ensure by the riveting stamp. Here are the individual active elements the punch rivet head, so especially the riveting and the Zufuhrund Holding mechanism in the sheet holder exposed to high loads and accordingly vulnerable to wear and breakage. An exchange or a However, readjustment of these active elements is in the known constructions with a high expenditure of time and consequently a highly undesirable Machine downtime and production downtime connected.
Aufgabe der Erfindung ist es, den Stanznietkopf der eingangs genannten Art so auszubilden, dass die störungs- und wartungsbedingten Stillstandzeiten signifikant verkürzt werden. The object of the invention is the punch rivet head of the type mentioned so train that the failure and maintenance related downtime be shortened significantly.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den im Patentanspruch 1 angegebenen Stanznietkopf gelöst.This object is achieved by the specified in claim 1 Punching rivet head solved.
Erfindungsgemäß lassen sich allein durch Lösen der Hubbegrenzung des Blechhalters sämtliche Aktivelemente des Stanznietkopfes, also nicht nur der Blechhalter einschließlich des Haltemechanismus für die Befestigungselemente, sondern auch die den Blechhalter beaufschlagende Druckfeder und der Nietstempel dadurch ausbauen, dass dieser gehäuseseitig durch die Stützkraft der Blechhalterfeder fixiert und nach dem Ausbau von Blechhalter und Feder frei aus dem Gehäuse zu entnehmen ist. Aufgrund der einfachen Zerlegbarkeit des erfindungsgemäßen Stanznietkopfes wird der Zeitaufwand für ein Auswechseln, Nachjustieren oder eine Wartung der Aktivelemente wesentlich reduziert, mit der Folge deutlich geringerer Stillstandzeiten und einer entsprechend erhöhten Produktionsrate.According to the invention can be solved solely by solving the stroke limitation of Blechhalters all active elements of the punch rivet head, so not only the Blank holder including the fastening element holding mechanism, but also the blank holder acting on compression spring and the Remove the riveting stamp by applying the supporting force on the housing side the sheet holder spring fixed and after removal of blank holder and spring can be seen freely from the housing. Due to the easy disassembly the punch rivet head according to the invention is the time required for a Replacement, readjustment or maintenance of the active elements essential reduced, with the result of significantly less downtime and a correspondingly increased production rate.
Der Ein- und Ausbau der Nietkopfkomponenten wird dadurch weiter vereinfacht, dass die Hubbegrenzung des Blechhalters vorzugsweise aus mit dem Gehäuse verschraubten Anschlagbolzen besteht.The installation and removal of Nietkopfkomponenten is further simplified, that the stroke limiter of the sheet holder preferably made with the Housing bolted stop pin consists.
Ein weiterer, unter dem Gesichtspunkt verkürzter Stillstandzeiten besonders bevorzugter Aspekt der Erfindung betrifft die Ausgestaltung des im Nietkanal angeordneten Haltemechanismus. Während die bekannten Nietstanzköpfe zur Rückprallsicherung und Fixierung der seitlich zugeführten Befestigungselemente einen baulich komplizierten Klinkenmechanismus besitzen, ist zu diesem Zweck erfindungsgemäß vorzugsweise ein Haltemagnet in Form eines Permanentmagneten im Bereich des Nietkanals an der Mündungsstelle des Zufuhrkanals angeordnet, durch den auf mechanisch einfache Weise eine exakte Fixierung der Befestigungselemente garantiert und das Risiko eines Funktionsausfalls des Haltemechanismus deutlich verringert wird. Aus Gründen eines verbesserten Rückprallschutzes ist der Haltemagnet in Zufuhrrichtung der Befestigungselemente zweckmäßigerweise federelastisch abgestützt. Eine weitere konstruktive Verbesserung zur Erhöhung der Funktionssicherheit besteht schließlich darin, dass im Bereich des Haltemechanismus ein Abstandssensor vorgesehen ist, der den Nietvorgang nur bei einer ordnungsgemäßen Positionierung eines Befestigungselements im Nietkanal freigibt.Another, from the point of view of shortened downtimes especially preferred aspect of the invention relates to the design of the rivet channel arranged holding mechanism. While the known Nietstanzköpfe to Rebound protection and fixing of laterally supplied fasteners have a structurally complicated latch mechanism is to this Purpose according to the invention preferably a holding magnet in the form of a permanent magnet in the area of the rivet channel at the mouth of the feed channel arranged by the mechanically simple way an exact Fixing the fasteners guaranteed and the risk of Function failure of the holding mechanism is significantly reduced. For reasons An improved rebound protection is the holding magnet in the feed direction the fasteners expediently resiliently supported. A further design improvement to increase the reliability Finally, there is a distance sensor in the area of the holding mechanism is provided, the riveting operation only in a proper Positioning of a fastener in the rivet channel releases.
Die Erfindung wird nunmehr anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen in stark schematisierter Darstellung:
- Fig. 1
- einen Längsschnitt eines Stanznietkopfes nach der Erfindung mit zugehöriger Nietmatrize nach Beendigung des Nietvorgangs; und
- Fig. 2
- einen Schnitt längs der Linie II-II der Fig. 1.
- Fig. 1
- a longitudinal section of a punch rivet head according to the invention with associated Nietmatrize after completion of the riveting operation; and
- Fig. 2
- a section along the line II-II of Fig. 1st
Der in den Fig. gezeigte Stanznietkopf 1 dient im Zusammenwirken mit einer
Nietmatrize 2 zum Vernieten von Befestigungselementen, etwa - wie gezeigt -
Stanznieten 3 zur Verbindung von Blech- und insbesondere Rohkarosserieteilen
4, 5 oder auch Stanzmuttern, Stanzbolzen, und besitzt als Hauptbestandteile
einen in einem Gehäuse 6 verschieblich geführten, durch gehäusefeste
Anschlagbolzen 7 hubbegrenzten Blechhalter 8, welcher durch eine
Druckfeder 9 in Ausfahrrichtung beaufschlagt ist, sowie einen in einen zentralen
Nietkanal 10 des Blechhalters 8 eingreifenden Nietstempel 11, welcher die
gehäuseseitige Abstützung der Druckfeder 9 übernimmt und durch diese in
Anlage am Gehäuseboden gehalten wird. The punch rivet head 1 shown in the figures serves in cooperation with a
Nietmatrize 2 for riveting fasteners, such as - as shown -
Punch rivets 3 for connecting sheet metal and in particular
In den Blechhalter 8 integriert ist ein insgesamt mit 12 bezeichneter Zufuhrund
Haltemechanismus. Dieser enthält einen seitlich in den Nietkanal 10
mündenden, an einen Zufuhrschlauch 13 angeschlossenen Zufuhrkanal 14,
einen diametral zur Mündungsstelle des Zufuhrkanals 14 federelastisch am
Blechhalter 8 abgestützten Permanentmagneten 15 und zwei seitlich federnd
aufschwenkbare Halteklauen 16 (Fig. 2), welche einen zwischen den Klauenenden
befindlichen Stanzniet 3 flächenkonform erfassen. Zusätzlich kann im
Mündungsbereich des Nietkanals 10 noch eine Rücksprungsperre in Form einer
federbelasteten Sperrklinke 17 angeordnet sein.Integrated into the
Zu Beginn des Nietprozesses werden der Stanznietkopf 1 und die Nietmatrize
2 auseinandergefahren, so dass der Blechhalter 8 unter der Wirkung der
Druckfeder 9 im Gehäuse 6 angehoben und in die obere, durch die Anschläge
7 begrenzte Hubposition gelangt, in der sich das obere Nietstempelende in der
- in Fig. 1 gestrichelt gezeigten - Rückzuglage befindet, woraufhin ein einzelner
Stanzniet 3 über den Zufuhrschlauch 13 und vorbei an der Sperrklinke 17 luftstromgefördert
in den Nietkanal 10 eingeschleust wird. Durch die Anzugskraft
und die federnde Abstützung des Magneten 15 wird ein Rückprall des Stanzniets
3 verhindert und dieser sicher und exakt zwischen den Halteklauen 16 im
Nietkanal 10 positioniert, wobei die Klinke 17 eine Notsperre für den Fall bildet,
dass die Rückprallenergie des Stanzniets 3 die Haltekraft des Magneten 15
und die Dämpfungswirkung der Magnetfeder übersteigt. Auch in diesem Fall
aber wird der Stanzniet 3 durch den Permanentmagneten 15 wieder von der
Sperrklinke 17 fort- und in die ordnungsgemäße Nietposition im Nietkanal 10
zurückgezogen. Sobald diese Nietposition erreicht ist, spricht ein in den
Permanentmagneten 15 einbezogener Abstandssensor 18 an und gibt den
Hubantrieb (nicht gezeigt) frei, so dass das Gehäuse 6 in Richtung der Nietmatrize
2 verfahren wird. Dabei werden zunächst die Blechteile 4, 5 vom
Blechhalter 8 an die Nietmatrize 2 angedrückt und bei der weiteren
Hubbewegung wird das Gehäuse 6 entgegen der Kraft der Druckfeder 9
zunehmend auf den Blechhalter 8 auf- und der Nietstempel 11 mehr und mehr
in den Nietkanal 10 eingeschoben, so dass der zuvor im Nietkanal 10
positionierte Stanzniet 3 durch den Nietstempel 11 aus der federelastischen
Halterung gelöst, an den Nietbremsteilen 19 vorbei über das Auslassende des
Nietkanals 10 ausgeschoben und im Zusammenwirken mit der Nietmatrize 2
mit den Blechteilen 4, 5 vernietet wird, woraufhin der Hubantrieb umgesteuert
wird und der Stanznietkopf 1 erneut in die Ausgangslage gelangt.At the beginning of the riveting process, the punch rivet head 1 and the rivet die are used
2 apart, so that the
Um den Stanznietkopf 1 zu zerlegen, müssen lediglich die Anschlagbolzen 7
losgeschraubt werden, woraufhin der Blechhalter 8, die Druckfeder 9 und anschließend
auch der Nietstempel 11 frei aus dem Gehäuse 6 entnommen
werden können. Dies bringt eine erhebliche Arbeitsersparnis und eine
entsprechende Verkürzung der Stillstandzeiten, wenn einzelne Nietkopfkomponenten
bei einem Bruch oder Verschleiß ausgewechselt werden oder
der Nietstempel 11 durch Beilage von Distanzstücken 20 zwischen dem
unteren Stempelende und dem Gehäuseboden neujustiert oder der Stanznietkopf
1 gewartet werden muss.To disassemble the punch rivet head 1, only the stop pin 7th
are unscrewed, whereupon the
Claims (6)
der Stanznietkopf (1) durch Lösen der Hubbegrenzung (7) des Blechhalters (8) zerlegbar ist, wobei der Nietstempel (11) dadurch am Gehäuse (6) fixiert ist, dass die auf den Blechhalter wirkende Federkraft gehäuseseitig unter Zwischenschaltung des Nietstempels abgestützt ist.Punching rivet head for riveting fastening elements on sheet-metal, in particular body-in-white parts, with a sheet metal holder spring-loaded on a housing, spring-loaded in the direction of a stop-limited extension position, a rivet punch engaging in a central rivet channel of the sheet holder, and a supply mechanism with a supply channel opening laterally into the rivet channel for the cyclical feeding of the fastening elements and with a holder for fixing a fastener element supplied to the rivet channel until it has been pushed out and riveted by the riveting punch, characterized in that
the punching rivet head (1) can be disassembled by releasing the stroke limiter (7) of the sheet metal holder (8), the riveting punch (11) being fixed to the housing (6) in that the spring force acting on the sheet holder is supported on the housing side with the rivet punch interposed.
die Hubbegrenzung (7) des Blechhalters (8) aus mit dem Gehäuse (6) verschraubten Anschlagbolzen besteht. Punching rivet head according to claim 1, characterized in that
the stroke limiter (7) of the sheet metal holder (8) consists of stop bolts bolted to the housing (6).
zur Freigabe des Nietvorgangs ein die Positionierung des Befestigungselements (3) im Nietkanal (10) überwachender Abstandssensor (18) vorgesehen ist.Punching rivet head according to one of the preceding claims, characterized in that
in order to release the riveting operation, a distance sensor (18) monitoring the positioning of the fastening element (3) in the rivet channel (10) is provided.
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