EP3335815B1 - Blindnietsetzgerät und blindnietverarbeitungseinrichtung mit einem blindnietsetzgerät - Google Patents
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- EP3335815B1 EP3335815B1 EP16204257.6A EP16204257A EP3335815B1 EP 3335815 B1 EP3335815 B1 EP 3335815B1 EP 16204257 A EP16204257 A EP 16204257A EP 3335815 B1 EP3335815 B1 EP 3335815B1
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- blind rivet
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
- B21J15/00—Riveting
- B21J15/02—Riveting procedures
- B21J15/04—Riveting hollow rivets mechanically
- B21J15/043—Riveting hollow rivets mechanically by pulling a mandrel
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B21J15/00—Riveting
- B21J15/10—Riveting machines
- B21J15/16—Drives for riveting machines; Transmission means therefor
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- B21J15/16—Drives for riveting machines; Transmission means therefor
- B21J15/26—Drives for riveting machines; Transmission means therefor operated by rotary drive, e.g. by electric motor
Definitions
- the invention relates to a blind rivet setting tool with a housing, a pulling mechanism that can be moved relative to the housing by a drive, the drive being designed as an electric drive and a gear with a variable transmission ratio and at least two gear stages between the drive between the drive and the pulling mechanism and the pulling mechanism is arranged and the transmission has a switching device which is connected to a control device.
- the invention also relates to a blind rivet processing device with a blind rivet setting device.
- a blind rivet setting device of the type mentioned is off CN 104 439 022 A1 known.
- the gear unit is in the form of a planetary gear with two speed reduction stages.
- the gear ratio of the transmission device can be changed by using a Actuating button retracts a mechanical lock into one of the gear stages.
- the blind rivet When a blind rivet is set, the blind rivet is inserted into a hole in a workpiece until the setting head of the blind rivet rests against the material. The rivet mandrel of the blind rivet is then pulled a little out of the rivet sleeve of the blind rivet by the pulling mechanism, so that a closing head is formed on the side of the workpiece opposite the setting head. The housing is supported on the setting head of the blind rivet. As a rule, the rivet pin tears off after reaching a certain tensile force and has to be disposed of. The pulling mechanism then has to go back into a The starting position must be retracted in order to be ready for the next blind rivet insert.
- An electric drive usually has a lower drive power than a hydraulic drive of the same size. Accordingly, the pulling mechanism moves more slowly with the same pulling force. This leads to low productivity.
- the invention is based on the object of enabling high productivity even in a blind rivet setting device with an electric drive.
- control device selects one of the gear stages as a function of an operating variable of the electric drive.
- a gear stage can also be referred to as a "gear". Each gear then has a different translation. The translation changes the speed ratio between the input and output of the transmission. At the same time, the transmission also changes the ratio between the input and output torque.
- the control device controls the switching device, which in turn selects one of the gear stages.
- An operating variable of the electric drive can be, for example, the electrical power consumption or the current. If the electric drive pulls the pulling mechanism when the closing head of the blind rivet is formed, it has a relatively large power consumption. This large current consumption signals to the control device that a large torque is required. Accordingly, the control device selects a gear stage or a gear with a larger gear ratio. The movement of the pulling mechanism takes place in this case at a low speed, but with a high force.
- the housing has a blind rivet feed channel. If the housing has a blind rivet feed channel, which is arranged laterally, for example, then the pulling mechanism must be moved relatively far away from the mouthpiece of the housing in order to create space for the rivet mandrel of a supplied blind rivet. When the blind rivet has been inserted into the housing via the blind rivet feed channel, the pulling mechanism must again be directed towards the mouthpiece of the housing be moved. Only when the pulling mechanism has grasped the rivet mandrel and the rivet sleeve has been moved through the mouthpiece of the housing can the actual setting process begin, in which a higher force is required. If a higher force is required, one can accept that the pulling mechanism moves at a low speed for the short setting process. All other movements of the pulling mechanism, on the other hand, can take place at a higher speed, but with less force. This is made possible by the transmission.
- the switching device is preferably designed as an electrical switching device. Since electrical current is required and available as energy for the electrical drive anyway, the switching device can also be driven electrically, for example by an electromagnet.
- control device alternatively or additionally selects one of the gear stages depending on the direction of movement of the Pulling mechanism.
- the pulling mechanism When the pulling mechanism is moved towards the mouthpiece of the housing, usually no great force is required. So this movement can happen at a great speed take place so that the control device selects a gear stage with a small translation.
- control device selects one of the gear stages as a function of a tensile force of the tensile mechanism.
- This tensile force can be determined indirectly, as explained above, via the current consumed by the electric drive. However, it can also be determined using a force measuring device.
- control device selects one of the gear stages as a function of a movement path of the pulling mechanism. It can be assumed, for example, that the rivet mandrel has torn off after the pulling mechanism has moved 25 mm, so that a subsequent movement can take place at a higher speed and with a lower force.
- the control device preferably selects one of the gear stages according to user specifications.
- the user can specify the setting process and the associated movement of the pulling mechanism according to a freely selectable program.
- it is possible to control the movement of the pulling mechanism in such a way that the total time for one cycle of a setting process is minimized.
- the transmission preferably has a first gear stage in which torque is transmitted between the drive and the pulling mechanism via a frictional connection, and a second gear stage in which torque is transmitted between the drive and the pulling mechanism via a positive connection. This makes it easier to switch between the two gear stages.
- the second gear stage preferably has a larger gear ratio than the first gear stage. This takes into account the fact that a greater torque has to be transmitted in the second gear stage than in the first gear stage. In the first gear stage, a frictional connection is therefore sufficient.
- the form-fitting connection has a perforated disk and a pin.
- the pins are inserted into the holes in the perforated disk and can thus transmit a torque.
- a local compressed air generating device is preferably provided.
- the compressed air generating device can then generate compressed air on site in order, for example, to transport the new blind rivet into the pulling mechanism or to be able to remove the torn off rivet mandrels. Since the pressure required for this is not too great, a small compressed air generating device is sufficient.
- the object is also achieved by a blind rivet processing device with such a blind rivet setting device and a separating station for blind rivets.
- a blind rivet processing device 1 has a schematically illustrated automatic blind rivet setting device 2.
- the blind rivet setting device has a housing 3 which is connected via a channel 4 to a separation station 5 for blind rivets.
- the isolation station 5 receives blind rivets from a storage container 6.
- the channel 4 introduces the blind rivets into the housing 3 from the side.
- the housing has a mouthpiece 7, which is formed by at least two, preferably more jaws 8, 9, which are articulated on the housing 3 via hinges 10, 11.
- An opening 12 is formed between the two jaws 8, 9, through which a blind rivet with its rivet sleeve fed via the channel can be guided out, so that ultimately only the rivet mandrel of the blind rivet remains in the opening 12 and the setting head of the blind rivet is attached to the mouthpiece 7 can support.
- a pulling mechanism 13 is arranged in the housing 3, which has clamping jaws in a known manner in order to be able to grasp the rivet mandrel.
- the jaws and other details of the pulling mechanism are not shown in detail.
- the pulling mechanism 13 is connected to an electric drive 15 via a gear 14.
- the electric drive 15 can be designed, for example, as a brushless direct current motor which is practically maintenance-free.
- the electric drive 15 transmits its drive power to the gear 14 via a shaft 16.
- a double arrow 17 symbolizes a converter, which symbolizes a rotary movement at the output of the gear 14 into a linear movement of the pulling mechanism 13. This implementation can be done, for example, by means of a ball screw spindle
- the double arrow 17 also symbolizes the direction of movement of the pulling mechanism 13 in the housing.
- the pulling mechanism 13 has to cover a relatively long distance in the housing. It must be moved so far away from the mouthpiece 7 that a blind rivet fed via the channel 4 can be accommodated in the housing with the full length of the rivet sleeve and rivet mandrel. As soon as the rivet mandrel 3 has reached its intended position in the housing 3, the pulling mechanism 13 must be moved forward in the direction of the mouthpiece 7, on the one hand to grasp the rivet mandrel and, on the other hand, to move the rivet sleeve with the setting head out of the mouthpiece 7 through the opening 12 . The two jaws 8, 9 on the hinges 10, 11 are opened. A spring that resets the jaws 8, 9 is not shown here for reasons of clarity.
- the pulling mechanism 13 then has to be moved away from the mouthpiece 7 again in order to produce the riveted connection, that is to say to form the closing head, and to tear off the rivet mandrel.
- the pulling mechanism 13 only has to apply a great force during the last-mentioned movement, that is to say during the formation of the closing head until the rivet mandrel is torn off. All other movements can be done with much less force.
- the transmission 14 has two transmission stages.
- a first gear stage has a smaller gear ratio than a second gear stage. If the speed of the electric drive 15 is the same, the output speed of the transmission 14 in the first gear stage is greater than in the second stage.
- the ratio of the speeds between the two gear stages can be 5: 1, for example. In the same way, the gear changes the output torque in a ratio of 1: 5.
- the electric drive 15 receives its electrical energy via a battery 18 or a network connection (not shown).
- the transmission 14 has a switching device 19 with which one of the transmission stages or "gears" of the transmission can be selected.
- the switching device 19 is in turn controlled by a control device 20.
- the control device 20 can be connected to the electric drive 15 via a line 21. It can be connected via a further line 22 to a position and direction sensor 23 in the housing 3, which sensor detects a movement speed and / or a movement direction and / or a position of the pulling mechanism 13. In a manner not shown in detail, the control device 20 can also be connected to a force measuring device which determines the force exerted by the pulling mechanism 13.
- control device 20 can then actuate the switching device 19 in such a way that the respective “correct” gear or the appropriate gear stage is selected.
- the control device 20 can select one of the gear stages as a function of an operating variable of the electric drive.
- This operating variable can, for example, be the direction of rotation of the electric drive 15, from which the direction of movement of the pulling mechanism also results. If the pulling mechanism 13 is moved towards the mouthpiece 7, then no greater force is required, so that this movement can take place at a high speed and the switching device thus selects the first gear stage. If, on the other hand, the pulling mechanism 13 is moved in the opposite direction, then this movement is in any case in a first section great force is required to form the closing head of the blind rivet and tear off the rivet mandrel. At least in this section, the control device 20 will then select the second gear stage via the switching device 19.
- the first gear stage can be selected again after a certain movement distance of the pulling mechanism 13, for example after 25 mm, because it is assumed that after this movement distance the rivet mandrel is torn off and no greater force is required.
- the control device can also select the gear stage on the basis of the tensile force. As long as the pulling mechanism 13 acts with great force on the rivet mandrel, the second gear stage is selected. In all other cases, the first gear stage is selected.
- Fig. 2 shows the transmission 14 and some other elements in a highly schematic representation.
- the transmission 14 has a first gear group, which forms the first gear stage 24, and a second gear group, which forms the second gear stage 25.
- the gear ratios of the two gear groups differ.
- a pinion 26 which meshes with a toothed cylinder 27 is fastened in a rotationally fixed manner on the shaft 16 of the electric drive 15, that is to say of the electric drive motor.
- a first friction disk 28 is fixedly attached in the axial direction and in the direction of rotation.
- a perforated disk 29 is firmly attached in the direction of rotation and in the axial direction.
- the switching device 19 which can be designed as an electromagnet, for example, is able to move the toothed cylinder 27 parallel to the axis of the shaft 16, as is indicated by a double arrow 30.
- a first gear shaft 31 is connected in a rotationally fixed manner to a second friction disk 32.
- the first transmission shaft 31 can be guided into the toothed cylinder 27 and supported there. It is rotatable with respect to the toothed cylinder 27.
- the first gear shaft 31 at the same time forms the input shaft for the first gear stage 24, which has an output shaft 31 which is connected to the pulling mechanism 13 in a manner not shown.
- the transmission 14 has a second transmission shaft 34, which is likewise guided into the toothed cylinder 27 and is mounted rotatably with respect to the toothed cylinder 27.
- the second gear shaft 34 forms the input shaft of the second gear stage 25.
- the second gear stage 25 has an output shaft 35 which is also connected to the pulling mechanism 13 in a manner not shown.
- a pin washer 36 with pin 37, in particular with ball pin, is fastened in a rotationally fixed manner on the second gear shaft 34.
- the switching device 19 moves the toothed cylinder 27 in the opposite direction, then the two come Friction disks 28, 32 to rest against one another and form a frictional connection.
- the drive power of the electric drive 15 is transmitted exclusively to the first gear stage 24 and only the output shaft 33 of the first gear stage 24 rotates Speed of the output shaft 35 of the second gear stage 25.
- the shaft 16 extends through the pinion 26 and drives a compressed air generating device 38 which generates compressed air in the housing 3 in order to blow torn off blind rivet mandrels to a collecting container.
- the rotary movement of the output shafts 33, 35 can be translated into a translational movement of the pulling mechanism 13 via a ball screw, which is intended to be symbolized by the double arrow 17.
- the output shafts 33, 35 can engage, for example, with pinions on an external toothing of the ball screw spindle, wherein the pinions can be arranged at different circumferential positions of the ball screw spindle.
- pinions on an external toothing of the ball screw spindle
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Description
- Die Erfindung betrifft ein Blindnietsetzgerät mit einem Gehäuse, einem Zugmechanismus, der durch einen Antrieb relativ zum Gehäuse bewegbar ist, wobei der Antrieb als elektrischer Antrieb ausgebildet ist und zwischen dem Antrieb und dem Zugmechanismus ein Getriebe mit einer veränderbaren Übersetzung und mindestens zwei Getriebestufen zwischen dem Antrieb und dem Zugmechanismus angeordnet ist und das Getriebe eine Schalteinrichtung aufweist, die mit einer Steuereinrichtung verbunden ist.
- Ferner betrifft die Erfindung eine Blindnietverarbeitungseinrichtung mit einem Blindnietsetzgerät.
- Ein Blindnietsetzgerät der eingangs genannten Art ist aus
CN 104 439 022 A1 bekannt. Die Getriebeeinrichtung ist in Form eines Planetengetriebes mit zwei Drehzahlverminderungsstufen. Das Übersetzungsverhältnis der Getriebeeinrichtung kann verändert werden, indem man mithilfe eines Betätigungsknopfes eine mechanische Verriegelung in eine der Getriebestufen einfährt. - Bei einem Setzen eines Blindniets wird der Blindniet in eine Bohrung eines Werkstücks eingeführt, bis der Setzkopf des Blindniets an dem Werkstoff anliegt. Danach wird der Nietdorn des Blindniets durch den Zugmechanismus aus der Niethülse des Blindniets ein Stück herausgezogen, so dass sich auf der dem Setzkopf gegenüberliegenden Seite des Werkstücks ein Schließkopf ausbildet. Das Gehäuse stützt sich dabei am Setzkopf des Blindniets ab. In der Regel reißt nach Erreichen einer gewissen Zugkraft der Nietdorn ab und muss entsorgt werden. Der Zugmechanismus muss dann wieder in eine Ausgangsposition zurückgefahren werden, um für den nächsten Blindnieteinsatz bereit zu sein.
- Es gibt eine Reihe von Aufgaben, in denen eine Vielzahl von Blindnieten gleichartig gesetzt werden muss, beispielsweise im Fahrzeugbau. Hierzu verwendet man sogenannte Blindnietvollautomaten oder vollautomatische Blindnietsetz- oder -verarbeitungsgeräte, wie sie eingangs beschrieben worden sind. Um eine hohe Produktivität zu erreichen, also um eine möglichst große Anzahl von Blindnieten in einer möglichst kurzen Zeit verarbeiten zu können, muss der Zugmechanismus gegenüber dem Gehäuse mit einer gewissen Geschwindigkeit bewegt werden. Da zum Abreißen des Schließkopfs und zum Ausbilden des Nietdorns eine gewisse Kraft erforderlich ist, verwendet man vielfach einen hydraulischen Antrieb, bei dem der Zugmechanismus durch unter Druck gesetztes Hydrauliköl angetrieben wird.
- Allerdings hat ein hydraulischer Antrieb immer den Nachteil, dass Hydraulikflüssigkeit austreten und das Werkstück, in das der Blindniet gesetzt werden soll, verschmutzen kann. Wenn beispielsweise dieses Werkstück später lackiert werden soll, was im Fahrzeugbau üblich ist, führt dies zu erheblichen Schwierigkeiten.
- Ein elektrischer Antrieb hat in der Regel eine geringere Antriebsleistung als ein hydraulischer Antrieb gleicher Größe. Dementsprechend bewegt sich der Zugmechanismus bei gleicher Zugkraft langsamer. Dies führt zu einer niedrigen Produktivität.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auch bei einem Blindnietsetzgerät mit einem elektrischen Antrieb eine hohe Produktivität zu ermöglichen.
- Diese Aufgabe wird bei einem automatischen Blindnietsetzgerät der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Steuereinrichtung eine der Getriebestufen in Abhängigkeit von einer Betriebsgröße des elektrischen Antriebs wählt.
- Mit dieser Lösung ist es möglich, den Zugmechanismus mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten zu bewegen, je nachdem, ob eine hohe Geschwindigkeit oder eine hohe Kraft erforderlich ist. Eine Getriebestufe kann auch als "Gang" bezeichnet werden. Jeder Gang hat dann eine andere Übersetzung. Die Übersetzung ändert das Drehzahlverhältnis zwischen dem Eingang und dem Ausgang des Getriebes. Gleichzeitig ändert das Getriebe auch das Verhältnis zwischen dem Eingangs- und dem Ausgangsdrehmoment. Die Steuereinrichtung steuert die Schalteinrichtung an, die wiederum eine der Getriebestufen auswählt. Eine Betriebsgröße des elektrischen Antriebs kann beispielsweise die elektrische Leistungsaufnahme oder der Strom sein. Wenn der elektrische Antrieb den Zugmechanismus beim Ausbilden des Schließkopfs des Blindniets zieht, hat er eine relativ große Stromaufnahme. Diese große Stromaufnahme signalisiert der Steuereinrichtung, dass ein großes Moment erforderlich ist. Dementsprechend wählt die Steuereinrichtung eine Getriebestufe oder einen Gang mit einer größeren Übersetzung. Die Bewegung des Zugmechanismus erfolgt in diesem Fall mit einer geringen Geschwindigkeit, aber mit einer hohen Kraft.
- Hierbei ist bevorzugt, dass das Gehäuse einen Blindniet-Zuführkanal aufweist. Wenn das Gehäuse einen Blindniet-Zuführkanal aufweist, der beispielsweise seitlich angeordnet ist, dann muss der Zugmechanismus relativ weit vom Mundstück des Gehäuses weg bewegt werden, um Platz für den Nietdorn eines zugeführten Blindniets zu schaffen. Wenn der Blindniet über den Blindniet-Zuführkanal in das Gehäuse eingeführt worden ist, muss der Zugmechanismus wieder in Richtung auf das Mundstück des Gehäuses bewegt werden. Erst wenn der Zugmechanismus den Nietdorn erfasst hat und die Niethülse durch das Mundstück des Gehäuses hindurch bewegt worden ist, kann der eigentliche Setzvorgang beginnen, bei dem eine höhere Kraft erforderlich ist. Wenn eine höhere Kraft erforderlich ist, kann man durchaus in Kauf nehmen, dass sich der Zugmechanismus mit einer geringen Geschwindigkeit für den kurzen Setzvorgang bewegt. Alle anderen Bewegungen des Zugmechanismus können dagegen mit einer höheren Geschwindigkeit, aber mit einer geringeren Kraft erfolgen. Dies wird durch das Getriebe ermöglicht.
- Vorzugsweise ist die Schalteinrichtung als elektrische Schalteinrichtung ausgebildet. Da für den elektrischen Antrieb ohnehin elektrischer Strom als Energie benötigt wird und zur Verfügung steht, kann man auch die Schalteinrichtung elektrisch antreiben, beispielsweise durch einen Elektromagneten.
- Bevorzugterweise wählt die Steuereinrichtung alternativ oder zusätzlich eine der Getriebestufen in Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung des Zugmechanismus. Wenn der Zugmechanismus in Richtung auf das Mundstück des Gehäuses bewegt wird, ist üblicherweise keine große Kraft erforderlich. Diese Bewegung kann also mit einer großen Geschwindigkeit erfolgen, so dass die Steuereinrichtung eine Getriebestufe mit einer kleinen Übersetzung wählt.
- Alternativ oder zusätzlich kann in vorteilhafterweise auch vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung eine der Getriebestufen in Abhängigkeit von einer Zugkraft des Zugmechanismus wählt. Diese Zugkraft kann indirekt, wie oben ausgeführt, über den aufgenommenen Strom des elektrischen Antriebs ermittelt werden. Sie kann aber auch über eine Kraftmesseinrichtung ermittelt werden.
- Alternativ oder zusätzlich kann in vorteilhafter Weise auch vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung eine der Getriebestufen in Abhängigkeit von einer Bewegungsstrecke des Zugmechanismus wählt. Man kann beispielsweise davon ausgehen, dass der Nietdorn nach einer Bewegung des Zugmechanismus von 25 mm abgerissen ist, so dass eine danach erfolgende Bewegung mit einer höheren Geschwindigkeit und einer niedrigeren Kraft erfolgen kann.
- Vorzugsweise wählt die Steuereinrichtung eine der Getriebestufen nach Benutzervorgaben. Der Benutzer kann den Setzvorgang und die damit verbundene Bewegung des Zugmechanismus nach einem frei wählbaren Programm vorgeben. Insbesondere ist es möglich, die Bewegung des Zugmechanismus so zu steuern, dass die Gesamtzeit für einen Zyklus eines Setzvorganges minimiert wird.
- Vorzugsweise weist das Getriebe eine erste Getriebestufe auf, bei der eine Drehmomentübertragung zwischen dem Antrieb und dem Zugmechanismus über eine reibschlüssige Verbindung erfolgt, und eine zweite Getriebestufe aufweist, bei der eine Drehmomentübertragung zwischen dem Antrieb und dem Zugmechanismus über eine formschlüssige Verbindung erfolgt. Dies erleichtert das Umschalten zwischen den beiden Getriebestufen.
- Vorzugsweise weist die zweite Getriebestufe ein größeres Übersetzungsverhältnis als die erste Getriebestufe auf. Damit trägt man der Tatsache Rechnung, dass in der zweiten Getriebestufe ein größeres Moment übertragen werden muss, als in der ersten Getriebestufe. Bei der ersten Getriebestufe reicht daher eine reibschlüssige Verbindung aus.
- Hierbei ist bevorzugt, dass die formschlüssige Verbindung eine Lochscheibe und Zapfen aufweist. Zum Herstellen der formschlüssigen Verbindung werden die Zapfen in die Löcher der Lochscheibe eingeführt und können so ein Drehmoment übertragen.
- Vorzugsweise ist eine lokale Drucklufterzeugungseinrichtung vorgesehen. Die Drucklufterzeugungseinrichtung kann dann vor Ort Druckluft erzeugen, um beispielsweise den neuen Blindniet in den Zugmechanismus zu transportieren oder die abgerissenen Nietdorne abführen zu können. Da der hierfür erforderliche Druck nicht allzu groß ist, reicht auch eine kleine Drucklufterzeugungseinrichtung aus.
- Die Aufgabe wird auch durch eine Blindnietverarbeitungseinrichtung mit einem derartigen Blindnietsetzgerät und einer Vereinzelungsstation für Blindniete gelöst.
- Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:
- Fig. 1
- eine stark schematisierte Darstellung einer Blindnietverarbeitungseinrichtung und
- Fig. 2
- eine stark schematisierte Darstellung eines Getriebes.
- Eine Blindnietverarbeitungseinrichtung 1 weist ein schematisch dargestelltes automatisches Blindnietsetzgerät 2 auf.
- Das Blindnietsetzgerät weist ein Gehäuse 3 auf, das über einen Kanal 4 mit einer Vereinzelungsstation 5 für Blindniete verbunden ist. Die Vereinzelungsstation 5 erhält Blindniete aus einem Vorratsbehälter 6.
- Der Kanal 4 führt die Blindniete seitlich in das Gehäuse 3 ein. Das Gehäuse weist ein Mundstück 7 auf, das durch mindestens zwei, vorzugsweise mehr Backen 8, 9 gebildet ist, die über Scharniere 10, 11 gelenkig am Gehäuse 3 angeordnet sind. Zwischen den beiden Backen 8, 9 ist eine Öffnung 12 ausgebildet, durch die ein über den Kanal zugeführter Blindniet mit seiner Niethülse herausgeführt werden kann, so dass letztendlich nur noch der Nietdorn des Blindniets in der Öffnung 12 verbleibt und sich der Setzkopf des Blindniets am Mundstück 7 abstützen kann.
- Im Gehäuse 3 ist ein Zugmechanismus 13 angeordnet, der in bekannter Weise Klemmbacken aufweist, um den Nietdorn erfassen zu können. Die Klemmbacken und weitere Einzelheiten des Zugmechanismus sind nicht näher dargestellt.
- Der Zugmechanismus 13 ist über ein Getriebe 14 mit einem elektrischen Antrieb 15 verbunden. Der elektrische Antrieb 15 kann beispielsweise als bürstenloser Gleichstrommotor ausgebildet sein, der praktisch wartungsfrei ist. Der elektrische Antrieb 15 überträgt seine Antriebsleistung über eine Welle 16 an das Getriebe 14. Durch einen Doppelpfeil 17 ist ein Umsetzer symbolisiert, der eine Drehbewegung am Ausgang des Getriebes 14 in eine Linearbewegung des Zugmechanismus 13 symbolisiert. Diese Umsetzung kann beispielsweise durch eine Kugelgewindespindel erfolgen.Durch den Doppelpfeil 17 ist auch die Bewegungsrichtung des Zugmechanismus 13 im Gehäuse symbolisiert.
- Der Zugmechanismus 13 muss im Gehäuse einen relativ großen Weg zurücklegen. Er muss so weit vom Mundstück 7 weg bewegt werden, dass ein über den Kanal 4 zugeführter Blindniet mit der vollen Länge von Niethülse und Nietdorn im Gehäuse aufgenommen werden kann. Sobald der Nietdorn 3 seine vorgesehene Position im Gehäuse 3 erreicht hat, muss der Zugmechanismus 13 in Richtung auf das Mundstück 7 vorgefahren werden, um zum einen den Nietdorn zu erfassen und zum anderen die Niethülse mit dem Setzkopf durch die Öffnung 12 aus dem Mundstück 7 herauszubewegen. Dabei werden die beiden Backen 8, 9 an den Scharnieren 10, 11 aufgeklappt. Eine Feder, die die Backen 8, 9 wieder zurückstellt, ist hier aus Gründen der Übersicht nicht dargestellt.
- Danach muss der Zugmechanismus 13 wieder vom Mundstück 7 weg bewegt werden, um die Nietverbindung zu erzeugen, also den Schließkopf auszubilden, und den Nietdorn abzureißen. Nur während der letztgenannten Bewegung, also bei der Ausbildung des Schließkopfs bis zum Abreißen des Nietdornes, muss der Zugmechanismus 13 eine große Kraft aufbringen. Alle übrigen Bewegungen können mit wesentlich geringerer Kraft erfolgen.
- Um dieser Vorgabe Rechnung zu tragen, weist das Getriebe 14 zwei Getriebestufen auf. Eine erste Getriebestufe hat dabei ein kleineres Übersetzungsverhältnis als eine zweite Getriebestufe. Bei einer gleichen Drehzahl des elektrischen Antriebs 15 ist in der ersten Getriebestufe die Ausgangsdrehzahl des Getriebes 14 größer als in der zweiten Stufe. Das Verhältnis der Drehzahlen zwischen den beiden Getriebestufen kann beispielsweise 5:1 sein. In gleicher Weise verändert das Getriebe das Ausgangsmoment im Verhältnis 1:5.
- Der elektrische Antrieb 15 erhält seine elektrische Energie über eine Batterie 18 oder einen nicht dargestellten Netzanschluss.
- Das Getriebe 14 weist eine Schalteinrichtung 19 auf, mit der eine der Getriebestufen oder "Gänge" des Getriebes auswählbar ist. Die Schalteinrichtung 19 wiederum wird gesteuert durch eine Steuereinrichtung 20.
- Die Steuereinrichtung 20 kann über eine Leitung 21 mit dem elektrischen Antrieb 15 verbunden sein. Sie kann über eine weitere Leitung 22 mit einem Positions- und Richtungssensor 23 im Gehäuse 3 verbunden sein, der eine Bewegungsgeschwindigkeit und/oder eine Bewegungsrichtung und/oder eine Position des Zugmechanismus 13 erfasst. In nicht näher dargestellter Weise kann die Steuereinrichtung 20 auch mit einer Kraftmesseinrichtung verbunden sein, die die vom Zugmechanismus 13 ausgeübte Kraft ermittelt.
- In Abhängigkeit von einer oder mehrerer der genannten Informationen kann die Steuereinrichtung 20 dann die Schalteinrichtung 19 so betätigen, dass der jeweils "richtige" Gang oder die zutreffende Getriebestufe ausgewählt wird.
- Beispielsweise kann die Steuereinrichtung 20 eine der Getriebestufen in Abhängigkeit von einer Betriebsgröße des elektrischen Antriebs wählen. Diese Betriebsgröße kann beispielsweise die Rotationsrichtung des elektrischen Antriebs 15 sein, aus der sich auch die Bewegungsrichtung des Zugmechanismus ergibt. Wenn der Zugmechanismus 13 auf das Mundstück 7 zu bewegt wird, dann ist keine größere Kraft erforderlich, so dass diese Bewegung mit einer hohen Geschwindigkeit erfolgen kann und die Schalteinrichtung somit die erste Getriebestufe auswählt. Wird der Zugmechanismus 13 hingegen in die entgegengesetzte Richtung bewegt, dann ist bei dieser Bewegung in jedem Fall in einem ersten Abschnitt eine große Kraft erforderlich, um den Schließkopf des Blindniets auszubilden und den Nietdorn abzureißen. Zumindest in diesem Abschnitt wird die Steuereinrichtung 20 dann über die Schalteinrichtung 19 die zweite Getriebestufe auswählen.
- Man kann allerdings vorsehen, dass nach einer bestimmten Bewegungsstrecke des Zugmechanismus 13, beispielsweise nach 25 mm, wieder die erste Getriebestufe gewählt wird, weil man davon ausgeht, dass nach dieser Bewegungsstrecke der Nietdorn abgerissen ist und keine größere Kraft mehr erforderlich ist.
- Die Steuereinrichtung kann die Getriebestufe auch anhand der Zugkraft wählen. Solange der Zugmechanismus 13 mit einer großen Kraft auf den Nietdorn wirkt, wird die zweite Getriebestufe gewählt. In allen anderen Fällen wird die erste Getriebestufe gewählt.
-
Fig. 2 zeigt in stark schematisierter Darstellung das Getriebe 14 und einige weitere Elemente. - Das Getriebe 14 weist eine erste Zahnradgruppe, die die erste Getriebestufe 24 bildet, und eine zweite Zahnradgruppe, die die zweite Getriebestufe 25 bildet, auf. Die Übersetzungsverhältnisse der beiden Zahnradgruppen unterscheiden sich.
- Auf der Welle 16 des elektrischen Antriebs 15, also des elektrischen Antriebsmotors, ist ein Ritzel 26 drehfest befestigt, das mit einem verzahnten Zylinder 27 kämmt. An dem verzahnten Zylinder 27 ist an einem axialen Ende eine erste Reibscheibe 28 in axialer Richtung und in Rotationsrichtung fest befestigt. Am anderen Ende des verzahnten Zylinders ist eine Lochscheibe 29 in Rotationsrichtung und in axialer Richtung fest befestigt.
- Die Schalteinrichtung 19, die beispielsweise als Elektromagnet ausgebildet sein kann, ist in der Lage, den verzahnten Zylinder 27 parallel zur Achse der Welle 16 zu verschieben, wie dies durch einen Doppelpfeil 30 angedeutet ist.
- Eine erste Getriebewelle 31 ist drehfest mit einer zweiten Reibscheibe 32 verbunden. Die erste Getriebewelle 31 kann in den verzahnten Zylinder 27 hineingeführt und dort gelagert sein. Sie ist gegenüber dem verzahnten Zylinder 27 drehbar. Die erste Getriebewelle 31 bildet gleichzeitig die Eingangswelle für die erste Getriebestufe 24, die eine Ausgangswelle 31 aufweist, die in nicht näher dargestellter Weise mit dem Zugmechanismus 13 verbunden ist.
- Das Getriebe 14 weist eine zweite Getriebewelle 34 auf, die ebenfalls in den verzahnten Zylinder 27 hineingeführt und drehbar gegenüber dem verzahnten Zylinder 27 gelagert ist. Die zweite Getriebewelle 34 bildet die Eingangswelle der zweiten Getriebestufe 25. Die zweite Getriebestufe 25 weist eine Ausgangswelle 35 auf, die ebenfalls in nicht näher dargestellter Weise mit dem Zugmechanismus 13 in Verbindung steht.
- Auf der zweiten Getriebewelle 34 ist eine Zapfenscheibe 36 mit Zapfen 37, insbesondere mit Kugelzapfen, drehfest befestigt.
- Wenn die Schalteinrichtung 19 den verzahnten Zylinder 27 in Richtung auf die zweite Getriebestufe 25 verschiebt, dann kommen die Zapfen 37 der Zapfenscheibe 36 in Eingriff mit der Lochscheibe 29 und bilden dort eine formschlüssige Verbindung. Die Antriebsleistung des elektrischen Antriebs 15 wird also ausschließlich zur zweiten Getriebestufe 25 übertragen und es wird ausschließlich die zweite Ausgangswelle 35 gedreht.
- Wenn hingegen die Schalteinrichtung 19 den verzahnten Zylinder 27 in die entgegengesetzte Richtung verschiebt, dann kommen die beiden Reibscheiben 28, 32 zur Anlage aneinander und bilden eine reibschlüssige Verbindung. In diesem Fall wird die Antriebsleistung des elektrischen Antriebs 15 ausschließlich an die erste Getriebestufe 24 übertragen und es dreht sich ausschließlich die Ausgangswelle 33 der ersten Getriebestufe 24. Bei unveränderter Drehzahl des elektrischen Antriebs 15 ist die Drehzahl der Ausgangswelle 33 der ersten Getriebestufe 24 größer als die Drehzahl der Ausgangswelle 35 der zweiten Getriebestufe 25.
- Die Welle 16 erstreckt sich durch das Ritzel 26 hindurch und treibt eine Drucklufterzeugungseinrichtung 38 an, die Druckluft im Gehäuse 3 erzeugt, um abgerissene Blindnietdorne zu einem Sammelbehälter zu blasen.
- Wie oben ausgeführt, kann die Drehbewegung der Ausgangswellen 33, 35 über eine Kugelspindel in eine translatorische Bewegung des Zugmechanismus 13 übersetzt werden, was durch den Doppelpfeil 17 symbolisiert sein soll. Die Ausgangswellen 33, 35 können beispielsweise mit Ritzeln an einer Außenverzahnung der Kugelgewindespindel angreifen, wobei die Ritzel an unterschiedlichen Umfangspositionen der Kugelgewindespindel angeordnet sein können. Es sind aber auch andere Möglichkeiten denkbar.
Claims (12)
- Automatisches Blindnietsetzgerät (1) mit einem Gehäuse (3), einem Zugmechanismus (13), der durch einen Antrieb (15) relativ zum Gehäuse (3) bewegbar ist, wobei der Antrieb (15) als elektrischer Antrieb ausgebildet ist und zwischen dem Antrieb (15) und dem Zugmechanismus (13) ein Getriebe (14) mit einer veränderbaren Übersetzung und mindestens zwei Getriebestufen (24, 25) zwischen dem Antrieb (15) und dem Zugmechanismus (13) angeordnet ist und das Getriebe (14) eine Schalteinrichtung (19) aufweist, die mit einer Steuereinrichtung (20) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Blindnietzuführeinrichtung vorgesehen ist und die Steuereinrichtung (20) eine der Getriebestufen (24, 25) in Abhängigkeit von einer Betriebsgröße des elektrischen Antriebs (15) wählt.
- Blindnietsetzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) einen Blindniet-Zuführkanal (4) aufweist.
- Blindnietsetzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (19) als elektrische Schalteinrichtung ausgebildet ist.
- Blindnietsetzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (20) eine der Getriebestufen (24, 25) in Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung des Zugmechanismus (13) wählt.
- Blindnietsetzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (20) eine der Getriebestufen (24, 25) in Abhängigkeit von einer Zugkraft des Zugmechanismus (13) wählt.
- Blindnietsetzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (20) eine der Getriebestufen (24, 25) in Abhängigkeit von einer Bewegungsstrecke des Zugmechanismus (13) wählt.
- Blindnietsetzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (20) eine der Getriebestufen (24, 25) nach Benutzervorgaben wählt.
- Blindnietsetzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe eine erste Getriebestufe aufweist, bei der eine Drehmomentübertragung zwischen dem Antrieb (15) und dem Zugmechanismus (13) über eine reibschlüssige Verbindung (28, 32) erfolgt und eine zweite Getriebestufe aufweist, bei der eine Drehmomentübertragung zwischen dem Antrieb (15) und dem Zugmechanismus (13) über eine formschlüssige Verbindung (29, 36) erfolgt.
- Blindnietsetzgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Getriebestufe ein größeres Übersetzungsverhältnis als die erste Getriebestufe aufweist.
- Blindnietsetzgerät nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die formschlüssige Verbindung eine Lochscheibe (25) und Zapfen (37) aufweist.
- Blindnietsetzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine lokale Drucklufterzeugungseinrichtung (38) vorgesehen ist.
- Blindnietverarbeitungseinrichtung mit einem Blindnietsetzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11 und einer Vereinzelungsstation (5) für Blindniete.
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