EP3378580A1 - Feed device for feeding a punch rivet to a punch rivet device, punch rivet device for setting a punch rivet with an oscillation supporting setting force and method for punch riveting with such a device - Google Patents
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- EP3378580A1 EP3378580A1 EP18156615.9A EP18156615A EP3378580A1 EP 3378580 A1 EP3378580 A1 EP 3378580A1 EP 18156615 A EP18156615 A EP 18156615A EP 3378580 A1 EP3378580 A1 EP 3378580A1
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- B21J15/32—Devices for inserting or holding rivets in position with or without feeding arrangements
Definitions
- the present invention relates to a feeding device for feeding a punch rivet to a punch riveting device, a punch rivet device for setting a punch rivet with a punch force assisting vibration, which is in particular an ultrasonic vibration, and a method of punch riveting with such a punch riveting device with which a space saving and secure positioning of a punch rivet before the punch riveting on the punch riveting device is possible.
- a punch riveting apparatus is used for joining or joining at least one component with a punch rivet.
- a punch rivet either the two ends of a component by means of a punch rivet or more punch rivets are attached to each other.
- two or more components can be fastened together with a punch rivet.
- the feeding of punch rivets to the punch riveting apparatus for performing a punch riveting operation causes problems, for example, with respect to the limited space of the punch riveting apparatus.
- the punch rivet is fed by mechanical elements directly to the punch riveting.
- the punch rivet is usually supplied from or in the stamp direction.
- the fixation of a punch rivet on a punch riveting apparatus is carried out prior to the punch riveting by means of mechanical devices in a webbing or as loose rivets with the aid of a profile tube.
- a disadvantage of such a type of rivet feed is that the punch rivet for punch riveting must be held in position relative to the punch of the punch riveting. This also causes the correct centering of the punch rivet under the stamp difficulties.
- a feeding device for feeding a punch rivet to a punch riveting device a punch riveting device for setting a punch rivet with a punch force assisting vibration, and a method of punch riveting with such a punch riveting device with which the aforementioned problems can be solved
- a feed device for feeding a punch rivet to a punch riveting device, a punch riveting device for setting a punch rivet with a punch force assisting vibration and a method for punch riveting are provided with such a punch riveting in which a simple, secure and quick fixation of a punch rivet to a compact built punch riveting is possible.
- a feed device for feeding a punch rivet to a punch riveting device has at least one receiving unit for receiving a punch rivet, and a moving unit for moving the receiving unit between a loading point, in which the receiving unit is loaded with a punch rivet, and a joint, at which the punch rivet is to be placed in the at least one component the receiving unit is provided at its end, which is a hold-down the punch riveting, is intended for coupling with the hold-down and the punch riveting an extension of the hold-down forms for guiding the punch together with the hold-down during the punch riveting.
- the stamped rivet can be supplied both simply and reliably with a compact design of the stamped riveting device, so that rapid fixation of a stamped rivet on a compactly constructed stamped riveting device is possible.
- the feed device allows the punch rivet to be held in its correct position relative to the punch of the punch riveting device, so that the correct centering of the punch rivet under the punch is realized simply, safely and quickly.
- the great advantage is that the punch rivet can also be placed in hard-to-reach positions on a component.
- the described embodiment of the feed device for the punch riveting device also avoids the fact that vibrational energy is introduced into the feed mechanism during the ultrasonic punch riveting. This makes it possible to hold the punch rivet vibration-free at the intended position.
- the feeding mechanism is no longer claimed as required and therefore can be constructed less expensive without being more susceptible to wear.
- the movement unit is configured to move the receiving units in a plane transverse to a punch axis of a punch of the punch riveting device between the loading point and the joint.
- the at least one receiving unit has a positioning element for positioning the punch rivet in the receiving unit, so that the punch rivet centered during punch riveting to a punch axis of a punch of the punch riveting device is arranged.
- the at least one receiving unit is adapted at its end facing the feeder to the shape of the blank holder.
- the at least one receiving unit has a molded part, which is adapted in the form of a molding of the blank holder to form a positive connection with the molding of the blank holder.
- the at least one receiving unit has a magnetic area.
- the movement unit is a rotatable disc on which at least one receiving unit is arranged. Additionally or alternatively, the movement unit is a pivotable arm on which at least one receiving unit is arranged. Additionally or alternatively, the movement unit is a robot that is configured to receive the at least one receiving unit at a loading position in a punch riveting apparatus and to move the punch rivet apparatus together with the at least one receiving unit to the joint.
- the aforementioned object is also achieved by a punch riveting device for punch riveting with a vibration supporting a punch force according to claim 1.
- the punch riveting device has a vibration generating device for generating the vibration, which supports the punch force when setting a punch rivet in the at least one component, a punch, via which the punch force and / or the vibration when inserting the punch rivet in the at least one component is introduced and applied, and a hold-down device, which can be coupled for punching riveting with a feed device as an extension of the hold-down device, wherein the feed device is designed for feeding a punch rivet to the punch riveting device, wherein the punch is guided in the blank holder and the feed device during punch riveting.
- the punch riveting apparatus achieves the same advantages as previously mentioned with respect to the feeder.
- the hold-down device is adapted to the shape of the feed device at its end facing the feed device. Additionally or alternatively, the hold-down device has a shaped part, which is adapted in the mold to a shaped part of the feed device in order to form a positive connection with the molded part of the feed device.
- the punch riveting apparatus (2B; 2C) further has a coil disposed on the hold-down and control means for turning on or off an electric current for the coil to turn on or off a magnetic force for cooperation with a magnetic portion of the feeder ,
- the above-described feeding device and the above-described punch riveting device may be part of a device for treating objects, wherein the punch riveting device and the feed device are provided for the punch riveting of at least one component which is provided to form at least one of the articles.
- the system also has a device for moving the stamped riveting device in the space, a station for the storage of punch rivets, wherein the device is designed to record a punched rivet received in a receiving unit with the punch rivet device before a punch rivet and the punch rivet device with the receiving unit Moving joint on at least one component to place the punch rivet at the joint by punch riveting in the at least one component.
- the system is designed for the production of vehicle bodies or electrical equipment as objects.
- the punch riveting device for connecting a component, which is manufactured in at least one area of a fiber-reinforced plastic is provided with a component which is made in at least one area of a metal.
- the object is also achieved by a method for punch riveting with a punch riveting apparatus according to claim 10.
- the punch riveting apparatus has a hold-down, a punch and a vibration generating means for generating a vibration, which supports a punching force of the punch when setting the punch rivet in the at least one component.
- the method comprises the steps of loading a feeder with a punch rivet at a loading point, moving the punch rivet with the feeder to the punch riveting device, coupling the feeder to the hold down as an extension of the blank holder, and guiding the punch during punch riveting in the blank holder and the feeder the at least one component.
- the method achieves the same advantages as previously mentioned with respect to the feeder.
- Fig. 1 shows very schematically a system 1 with a punch rivet 2.
- the system 1 may for example be a manufacturing plant for items 3, such as vehicles, furniture, electrical appliances, etc.
- the punch riveting device 2 is used for setting a punch rivet 5 in, for example, a first component 6 and a second component 7, which rest on a die 10 one above the other. After setting the punch rivet 5 in the The stamped rivet 5 generates a riveted joint of the first and second component 6, 7.
- the first and second component 6, 7 may be components of the article 3. As described above, however, only two edges of one and the same component 6 can be connected to one another by means of at least one punch rivet 5.
- a combination of fiber composites or fiber reinforced plastic preferably carbon fiber reinforced plastic (CFRP), with at least one metal, in particular ductile steel, or aluminum or magnesium and alloys of these materials.
- CFRP carbon fiber reinforced plastic
- Application may find the method described below in aircraft, general vehicle, body lightweight, etc., especially for the industry of electromobility. Here are the following method high-quality joint connections between unequal lightweight materials, especially with carbon fiber reinforced plastics (CFRP) produced.
- the punch rivet 5 may preferably be made of stainless steel or of V2A steel or of V4A steel in the materials mentioned.
- the materials mentioned contribute to the creation of the punch rivet 5 as little as possible harmful dusts.
- a punch 20 with a vibration generating device 21 is provided.
- the punch 20 is guided in a hold-down 30 of the punch riveting device 2.
- the punch 20 is driven by means of a drive device 40, so that on the punch 20 a punch force F acts, which is in particular a punch pressure force.
- the drive device 40 may be an electric drive and a spindle with ball, roller or planetary screw drive.
- a converter 60 is provided which initiates a vibration S supporting the punch force F.
- the vibration S is provided by means of the vibration generating means 21 of the punch 20 for the punch rivet 5 and thus the component 6, 7.
- the Vibration generating device 21 may be, for example, a power ultrasonic vibration system consisting of piezo converter, booster and sonotrode, which generates ultrasound as the punch force F supporting vibration S.
- FIG. 2 shows a state of a punch riveting method performed by the punch riveting device 2 in which the punch rivet 5 is disposed between the punch 20 and the first member 6. Subsequently, with the punch 20, the punching force F in the direction of the punch rivet 5 and with the vibration generating device 21, the stamping force F supporting vibration S in a range of, for example, 15 kHz to 20 kHz and an amplitude of for example 5 to 50 microns on the rivet. 5 be applied. In the following, the punch rivet 5 is first cut or punched into the components 6, 7, as in FIG Fig. 2 illustrated.
- the punched rivet 5 spreads in the components 6, 7 due to the back pressure from the die 10, as in FIG Fig. 3 shown.
- a slug 8 forms on the punch rivet 5 from the components 6, 7.
- the punch riveting device 2 can then be moved back to the starting position for punch riveting, which in Fig. 1 is shown. Thereafter, a next punch rivet 5 can be placed in the components 6, 7 or in at least one other component.
- the punch riveting device 2 accordingly performs a punch riveting method for setting a punch rivet 5.
- Fig. 5 shows, by way of example, a punch rivet 5 having a punch rivet head 51 and a punch rivet foot 52 symmetrical to a punch rivet axis 53 are.
- the punch rivet 5 is fed to the punch riveting device 2, as described below.
- a feed device 55 is used for feeding the punch rivet 5 to the punch riveting device 2.
- the feeding device 55 has a receiving unit 56, which is designed as a recess.
- a positioning member 57 is provided, on which a punch rivet 5 is positioned.
- the feed device 55 has a movement unit 58.
- the punch rivet 5 is not inserted directly into the punch riveting device 2 or there into a so-called mouthpiece. Instead, the delivery of the punch rivet 5 takes place in the feed device 55, more precisely its receiving unit 56 with the positioning element 57.
- the feeding of the punch rivet 5 into the feed device 55 takes place outside the actual joint or joining zone, in which the at least one component 6, 7 is joined. Since the movement unit 58 is designed as a rotatable and / or pivotable carrier, the movement unit 58 is then movable or driven, after feeding the punch rivet 5 into the receiving unit 56, between the punch rivet device 2 and component 6, 7, as in FIG Fig. 6 shown. As a result, the punch rivet 5 or the receiving unit 56 with the punch rivet 5 is positioned on the punch riveting device 2, more precisely its hold-down 30.
- the movement unit 58 is in this case preferably designed such that the receiving unit 56 is at least partially moved in a plane transverse to a punch axis 25 of the punch 20 between a loading point and a joint, which are shown in more detail with respect to the other embodiments. By such a movement, the feed device 55 is moved approximately parallel to the at least one component 6, 7.
- the die 10 has a recess 11 facing the component 7 for spreading the punch rivet foot 52 of the punch rivet 5.
- punch riveting is the Punch riveting 2 with its hold-down 30 attached to the feeder 55, which in turn is attached to the component 6.
- the receiving unit 56 during punch riveting forms an extension of the hold-down 30, so that the receiving unit 56 carries the punch 20 together with the hold-down 30 during punch riveting.
- the hold-down 30, the feeding device 55 and the die 10 are arranged axisymmetric to preferably the same axis, preferably the punch axis 25 of the punch 20.
- the positioning member 57 for example as a ring or O-ring, in particular rubber ring, or at least two on the circumference the receiving unit 56 equidistantly arranged ring segments is executed, the punch rivet 5 can be positioned centered under the punch 20 of the punch riveting 2 and held securely.
- the punch rivets 5 can be positioned and fixed on the punch riveter 2 for punch riveting both very easily and safely and quickly and with little space requirement.
- space can be saved with the described embodiment on the component 6, 7 itself, since the loading of the feeder 55 takes place outside of the actual working space or the joint.
- Fig. 7 shows very schematically a section through a punch rivet 2A and a feeding device 55A according to a second embodiment.
- the punch rivet device 2A and the feeder 55A are constructed in many parts like the punch rivet device 2 and the feeder 55 according to the first embodiment.
- a hold-down 30A is formed at its end where the feeder 55A is to be attached, obliquely to the punch axis 25.
- the pitch of said end of the blank holder 30A extends from inside to outside as an example.
- an inclined surface of the blank holder 30A is to be assigned to an inclined surface of the receiving unit 56A. Due to this mechanical configuration, the hold-down 30A and the feed device 55A, in particular their receiving unit 56A, can be arranged very simply and quickly relative to each other.
- the punch rivet 5 is always located centrally under the punch 20 when the punch rivet 5 is positioned on the punch rivet device 2A.
- the punch rivet axis 53 is always preferably identical to the punch axis 25.
- the punch rivet 5 can, as described above with reference to the first embodiment, be set into the components 6, 7 by the further process or method steps described above.
- the punch rivets 5 can be both very safe and quickly positioned and fixed with little space required for punch riveting.
- Fig. 8 shows very schematically a section through a punch rivet 2B and a feeder 55B according to a third embodiment.
- the punch riveting device 2B and the feeder 55B are constructed in many parts like the punch riveting device 2 according to the first embodiment.
- a hold-down 30B is formed with a positive-locking element 31 at its end to which a feeder 55B is to be set.
- the positive locking element 31 is formed as a recess in the hold-down 30B.
- the interlocking element 31 is formed as a triangular contour, as in Fig. 8 shown as an example.
- the positive-locking element 31 is designed, for example, as an annular groove running around the entire hold-down 30 or as at least one separate element on the hold-down 30.
- the feed device 55B is formed on its receiving unit 56B and has a positive-locking element 561.
- the positive-locking element 561 is accordingly on the receiving unit 56B a projection, which is adapted to the shape of the recess of the positive-locking element 31.
- the interlocking element 31 of the hold-down 30B are assigned to the interlocking element 561 of the feeder 55B.
- the hold-down 30B and the feeder 55B can be very easily and quickly arranged to each other.
- the correct positioning of the feed device 55B and the punch rivet 5 accommodated therein is always and therefore very reliably achievable at the hold-down 30B and thus at the punch riveting device 2B for performing a punch riveting operation.
- the punch rivet 5 can also be found by the design of the punch rivet device 2B, more precisely its hold-down 30B, and the feed device 55B always centered under the punch 20 when the punch rivet 5 is positioned on the punch riveting device 2B.
- the punch rivet axis 53 is always preferably identical to the punch axis 25.
- the punch rivet device 2B is arranged on a device 70 as a further difference from the preceding embodiments.
- the punch riveting device 2B is disposed on a C-bracket 71 of the device 70.
- the punch riveting device 2B can be moved freely in space with the device 70.
- the device 70 can be designed as a robot.
- the device 70 is designed as a hand-held frame.
- the punch rivets 5 are fed to the punch riveting device 2B with the movement unit 58A, which can be used alternatively or in addition to a movement unit 58.
- the moving unit 58A moves the receiving unit 56B in a plane transverse to the punch axis 25 of the punch 20 between a loading point 85 and a joint 65, which in Fig. 10 are shown in a plan view of the moving unit 58A.
- the moving unit 58A is configured as a rotatable disc or magazine rotatably supported about an axis 582.
- the moving unit 58A receives a plurality of receiving units 56B, as in FIG Fig. 10 illustrated more clearly.
- the receiving units 56B are each arranged at the same distance from the center of the disc formed by the shaft 582.
- the receiving units 56B are also arranged at the same distance from each other near the edge of the disc.
- the punch rivets 5 are, for example, on one side of the moving unit 58A, which the right side in FIGS. 9 and 10 corresponds to the receiving units 56B supplied. This side of the movement unit 58A may also be referred to as a loading position or loading location 85. On another side, in FIGS. 9 and 10 is arranged on the left side, the punch riveting device 2 is at the joining position or Joint 65 is arranged. As a result, the loading of the movement unit 58A can be separated from the joining process.
- At least one of the receiving units 56B may be designed as a removable part.
- the movement unit 58A can be equipped, as required, with accommodation units 56B for the required rivet size or rivet shape of the punch rivet 5.
- the receiving units 56B also preferably have a positioning element 57, even if this is shown in FIG FIGS. 9 and 10 not shown.
- the moving unit 58A With the moving unit 58A, it is possible, for example, to bring the receiving units 56B pre-loaded with a punch rivet 5 to the punch riveting device 2B and to process several joining operations from the pre-loaded receiving units 56B on the moving unit 58A. Between the individual joining operations, the punch riveting device 2B and / or the movement unit 58A can move relative to each other. As a result, a very fast processing of joining tasks is possible.
- the punch rivets 5 can be both very safe and quickly fed and with little space required for punch riveting device 2B at the joint, positioned and set there.
- the punch rivet 5, as described above with respect to the first embodiment can be set in the components 6, 7 by the further above-described process or method steps.
- Fig. 11 shows very schematically a section through a punch rivet 2C and a feeder 55C according to a fourth embodiment.
- the punch riveting device 2C and the feeder 55C are largely constructed like the punch rivet 2B and the feeder 55B according to the third embodiment.
- a coil 35 is additionally provided on a hold-down 30C, which is traversed by an electric current I as required by driving by a control device 37.
- a magnetic force F M is formed acting on a feeder 55C, more specifically, a magnetic portion 562 of its pickup unit 56C.
- a magnetic force F M which is a magnetic attraction force in particular, can be turned on or off, causing the hold-down 30C and the receiving unit 56C to be magnetic at their facing ends attract.
- the receiving unit 56C can also be designed as a replacement part with a short service life or durability if only slight forces are exerted on the joining partners, ie the components 6, 7, by the receiving unit 56C and the actual joining process by the punches 20 and / or the vibration generating device 21 takes place.
- the receiving unit 56C may advantageously be made of plastic, which has the magnetic region 562 as a magnetic insert at its end facing the punch riveting device 2C.
- the moving unit 58 is alternatively dispensed with, as in FIG Fig. 12 shown.
- a device 70 is configured to pick up the receiving units 56 loaded or loaded with punch rivets 5 on a magazine 80 and to move them to a joint 65 with the punch riveting device 2. After setting the punch rivet 5 in at least one of the components 6, 7, the device 70 moves the receiving units 56 back, so that the receiving units 56 can be re-loaded or loaded with rivets 5. Thus, the device 70 moves the punch rivet 2C and additionally one of the receiving units 56 with or without punch rivet 5 in space, in particular between the component 6, on which the at least one joint 65 is arranged, and the magazine 80, in which the punch rivets 5 are mounted , The device 70 is thus a moving unit for moving the individual receiving units 56.
- the device 70 may be implemented as a robot.
- the device 70 is designed as a hand-held frame.
- the device 70 is thus in the present embodiment part of the feeding device for feeding the punch rivets to the punching device 2C.
- the coil 35 is energized in each case, so that a magnetic force F M acts between the punch riveting device 2C and the receiving unit 56C, as described above.
- the current I for the coil 35 can be switched off again so that no magnetic attraction force acts between the punch riveting device 2C and the receiving unit 56C.
- the punch rivets 5 can be both very safe and quickly supplied with little space required for punch riveting 2 at the joint, positioned and set there. Also in this way a very fast processing of joining tasks is possible.
- a further receiving device can be constructed which has designs of at least two of the receiving devices 56, 56A, 56B, 56C, for example the receiving device 56A in a first region of the further receiving device and the receiving device 56B or 56C in a second region of the further receiving device.
- each of the punch riveters 2, 2A, 2B, 2C and feeders 55, 55A, 55B, 55C may be used.
- the device 70 in the fourth embodiment receives a plurality of receiving devices 56, 56A, 56B, 56C.
- the device 70 may receive the moving unit 58A or moving unit 58.
- the punch riveting devices 2, 2A, 2B, 2C of all the embodiments may also be a punch rivet device with suspension that can be maneuvered by the user, in particular to be able to vary a horizontal position of the punch riveting device 2 in the room as required.
- the suspension can also make the respective punch rivet device 2, 2A, 2B, 2C vertically or vertically adjustable for all exemplary embodiments.
- the position of the punch rivet 2, 2A, 2B, 2C can be varied in space for all embodiments.
- punch riveting device 2, 2A, 2B, 2C for all embodiments for manual operation with battery, in particular rechargeable battery is configured.
- the punch force F and the vibration S need not both be applied to the punch rivet 5 via the punch 20.
- the punch force F and the vibration S can also be applied from opposite sides of the punch rivet 5.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Insertion Pins And Rivets (AREA)
- Automatic Assembly (AREA)
Abstract
Es ist eine Zuführeinrichtung (55; 55A; 55B; 55C) zum Zuführen eines Stanzniets zu einer Stanznietvorrichtung (2; 2A; 2B; 2C), eine Stanznietvorrichtung (2; 2A; 2B; 2C) zum Stanznieten mit einer eine Stempelkraft (F) unterstützenden Schwingung (S), die insbesondere eine Ultraschallschwingung ist, und ein Verfahren zum Stanznieten mit einer Stanznietvorrichtung (2; 2A; 2B; 2C) bereitgestellt. Die Zuführeinrichtung (55; 55A; 55B; 55C) hat mindestens eine Aufnahmeeinheit (56; 56A; 56B; 56C) zur Aufnahme eines Stanzniets (5), und eine Bewegungseinheit (58; 58A; 70) zum Bewegen der Aufnahmeeinheit (56; 56A; 56B; 56C) zwischen einer Beladestelle (85), bei welcher die Aufnahmeeinheit (56; 56A; 56B; 56C) mit einem Stanzniet (5) beladen wird, und einer Fügestelle (65), an welcher der Stanzniet (5) in das mindestens eine Bauteil (6; 6, 7) zu setzen ist, wobei die Aufnahmeeinheit (56; 56A; 56B; 56C) an ihrem Ende, das einem Niederhalter (30; 30A; 30B; 30C) der Stanznietvorrichtung (2; 2A; 2B; 2C) zuzuwenden ist, zur Kopplung mit dem Niederhalter (30; 30A; 30B; 30C) vorgesehen ist und beim Stanznieten eine Verlängerung des Niederhalters (30; 30A; 30B; 30C) bildet zum Führen des Stempels (20) zusammen mit dem Niederhalter (30; 30A; 30B; 30C) beim Stanznieten. There is feeding means (55; 55A; 55B; 55C) for feeding a punch rivet to a punch rivet device (2; 2A; 2B; 2C), a punch riveting device (2; 2A; 2B; 2C) for punch riveting with a punch force (F). supporting vibration (S), which is in particular ultrasonic vibration, and a method of punch riveting with a punch riveting apparatus (2; 2A; 2B; 2C). The feeder (55; 55A; 55B; 55C) has at least one receiving unit (56; 56A; 56B; 56C) for receiving a punch rivet (5), and a moving unit (58; 58A; 70) for moving the receiving unit (56; 56A 56B; 56C) between a loading point (85) at which the receiving unit (56; 56A; 56B; 56C) is loaded with a punch rivet (5), and a joint (65) at which the punch rivet (5) into the at least one component (6; 6, 7) is to be set, wherein the receiving unit (56; 56A; 56B; 56C) has at its end a blank holder (30; 30A; 30B; 30C) of the punch riveting device (2; 2A; 2B 2C) for coupling with the hold-down (30; 30A; 30B; 30C) and in punch riveting an extension of the hold-down (30; 30A; 30B; 30C) forms for guiding the punch (20) together with the hold-down (30; 30A; 30B; 30C) for punch riveting.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Zuführeinrichtung zum Zuführen eines Stanzniets zu einer Stanznietvorrichtung, eine Stanznietvorrichtung zum Setzen eines Stanzniets mit einer eine Stempelkraft unterstützenden Schwingung, die insbesondere eine Ultraschallschwingung ist, und ein Verfahren zum Stanznieten mit einer solchen Stanznietvorrichtung, mit welchen eine raumsparende und sichere Positionierung eines Stanzniets vor dem Stanznieten an der Stanznietvorrichtung möglich ist.The present invention relates to a feeding device for feeding a punch rivet to a punch riveting device, a punch rivet device for setting a punch rivet with a punch force assisting vibration, which is in particular an ultrasonic vibration, and a method of punch riveting with such a punch riveting device with which a space saving and secure positioning of a punch rivet before the punch riveting on the punch riveting device is possible.
Eine Stanznietvorrichtung wird zum Verbinden oder Fügen von mindestens einem Bauteil mit einem Stanzniet verwendet. Hierbei werden entweder die beiden Enden eines Bauteils mit Hilfe eines Stanzniets oder mehrerer Stanznieten aneinander befestigt. Alternativ können mit einem Stanzniet auch zwei oder mehr Bauteile aneinander befestigt werden.A punch riveting apparatus is used for joining or joining at least one component with a punch rivet. Here, either the two ends of a component by means of a punch rivet or more punch rivets are attached to each other. Alternatively, two or more components can be fastened together with a punch rivet.
Beim Stanznieten sind je nach Material des Bauteils oder der Bauteile sehr hohe Prozesskräfte aufzubringen, um den Stanzniet richtig zu setzen. Zur Senkung des dadurch verursachten Energiebedarfs beim Betrieb der Anlage und zur Reduktion der Fügekräfte, kommt mittlerweile beim Stanznieten in einigen Fällen eine Ultraschallunterstützung zum Einsatz. Als Ergebnis davon wird die Stanznietvorrichtung kleiner, schlanker und leichter, was wiederum eine bessere Zugänglichkeit zu einem zu bearbeitenden Bauteilflansch oder einer Fügestelle zur Folge hat. Außerdem kommt es zu einer Verbesserung eines Einschneid-/Trennprozesses, einer Reduktion von Delaminationen beim Stanznieten, konkret beim Durchtrennen, von Faserverbundwerkstoffen und es ist eine Erweiterung des nietbaren Materialspektrums möglich. Darüber hinaus ergeben sich Kostenvorteile, wie beispielsweise geringere Verbrauchskosten für den Betreiber der Stanznietvorrichtung mit Ultraschallunterstützung. Insbesondere wird ein Verbau von kostengünstigeren Hilfsfügeelementen aus Edelstahl ermöglicht. Außerdem ziehen die genannten Vorteile auch geringere Anlagenkosten nach sich, da für die leichtere Stanznietvorrichtung eine Verwendung von Robotern mit geringerer Traglast, möglicherweise aus Standardrobotertraglastklassen, möglich wird.For punch riveting, depending on the material of the component or components, very high process forces must be applied in order to set the punch rivet correctly. To reduce the energy consumption caused thereby during the operation of the system and to reduce the joining forces, in the meantime punching riveting in some cases an ultrasonic support is used. As a result, the punch riveting apparatus becomes smaller, slimmer, and lighter, which in turn has a better accessibility to a machined component flange or a joint result. In addition, there is an improvement of a Einschneid- / separation process, a reduction of delamination in the punch riveting, concretely in the cutting, of fiber composites and it is an extension of the rivetable material spectrum possible. In addition, there are cost advantages, such as lower consumption costs for the operator of the punch riveter with ultrasonic support. In particular, a shoring of cheaper stainless steel auxiliary joining elements is made possible. In addition, the advantages mentioned also entail lower equipment costs, since it is possible for the lighter punch riveting apparatus to use robots with a lower payload, possibly from standard robotic load classes.
Die Zuführung von Stanznieten zu der Stanznietvorrichtung zum Durchführen eines Stanznietvorgangs bereitet zum Beispiel in Bezug auf den begrenzten Bauraum der Stanznietvorrichtung Probleme. Bei den heute üblichen Zuführungen wird der Stanzniet durch mechanische Elemente direkt an der Stanznietvorrichtung zugeführt. Der Stanzniet wird üblicherweise aus oder in Stempelrichtung zugeführt.The feeding of punch rivets to the punch riveting apparatus for performing a punch riveting operation causes problems, for example, with respect to the limited space of the punch riveting apparatus. In today's usual feeds the punch rivet is fed by mechanical elements directly to the punch riveting. The punch rivet is usually supplied from or in the stamp direction.
Derzeit wird die Fixierung eines Stanzniets an einer Stanznietvorrichtung vor dem Stanznieten mittels mechanischer Einrichtungen in einem Gurtband oder als lose Niete mit Hilfe eines Profilschlauchs vorgenommen.At present, the fixation of a punch rivet on a punch riveting apparatus is carried out prior to the punch riveting by means of mechanical devices in a webbing or as loose rivets with the aid of a profile tube.
Nachteilig an einer derartigen Art der Nietzuführung ist, dass der Stanzniet zum Stanznieten in seiner Position relativ zum Stempel der Stanznietvorrichtung gehalten werden muss. Hierbei bereitet auch die korrekte Zentrierung des Stanzniets unter dem Stempel Schwierigkeiten.A disadvantage of such a type of rivet feed is that the punch rivet for punch riveting must be held in position relative to the punch of the punch riveting. This also causes the correct centering of the punch rivet under the stamp difficulties.
Noch dazu ist es bei einer Automatisierung eines Stanznietens mit der Stanznietvorrichtung gefordert, die Zeit zum Zuführen eines Stanzniets zu der Stanznietvorrichtung gegenüber den bisherigen Lösungen zu verringern, um den Fügevorgang insgesamt zu beschleunigen.Moreover, in the case of automation of a punch rivet with the punch riveting device, it is necessary to reduce the time for feeding a punch rivet to the punch riveting device compared to the previous solutions in order to accelerate the joining process as a whole.
Ein weiteres Problem entsteht dadurch, dass beim Ultraschall-Stanznieten Schwingungsenergie in die Zuführmechanik eingeleitet wird. Dadurch kann der Stanzniet nicht schwingungsfrei an der vorgesehenen Position gehalten werden. Außerdem wird die Zuführmechanik dadurch mehr als erforderlich beansprucht. Dies führt zu einem vorzeitigen Verschleiß der Zuführmechanik oder erzwingt eine aufwändigere Konstruktion der Zuführmechanik.Another problem arises from the fact that in the ultrasonic punching riveting vibration energy is introduced into the feeding mechanism. As a result, the punch rivet can not be held vibration-free at the intended position. In addition, the feeding mechanism is thereby claimed more than necessary. This leads to premature wear of the feed mechanism or forces a more complex design of the feed mechanism.
Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Zuführeinrichtung zum Zuführen eines Stanzniets zu einer Stanznietvorrichtung, eine Stanznietvorrichtung zum Setzen eines Stanzniets mit einer eine Stempelkraft unterstützenden Schwingung und ein Verfahren zum Stanznieten mit einer solchen Stanznietvorrichtung bereitzustellen, mit welchen die zuvor genannten Probleme gelöst werden können. Insbesondere sollen eine Zuführeinrichtung zum Zuführen eines Stanzniets zu einer Stanznietvorrichtung, eine Stanznietvorrichtung zum Setzen eines Stanzniets mit einer eine Stempelkraft unterstützenden Schwingung und ein Verfahren zum Stanznieten mit einer solchen Stanznietvorrichtung bereitgestellt werden, bei welchen eine einfache, sichere und schnelle Fixierung eines Stanzniets an einer kompakt gebauten Stanznietvorrichtung möglich ist.Therefore, it is an object of the present invention to provide a feeding device for feeding a punch rivet to a punch riveting device, a punch riveting device for setting a punch rivet with a punch force assisting vibration, and a method of punch riveting with such a punch riveting device with which the aforementioned problems can be solved , In particular, a feed device for feeding a punch rivet to a punch riveting device, a punch riveting device for setting a punch rivet with a punch force assisting vibration and a method for punch riveting are provided with such a punch riveting in which a simple, secure and quick fixation of a punch rivet to a compact built punch riveting is possible.
Diese Aufgabe wird durch eine Zuführeinrichtung zum Zuführen eines Stanzniets zu einer Stanznietvorrichtung nach Patentanspruch 1 gelöst. Die Zuführeinrichtung hat mindestens eine Aufnahmeeinheit zur Aufnahme eines Stanzniets, und eine Bewegungseinheit zum Bewegen der Aufnahmeeinheit zwischen einer Beladestelle, bei welcher die Aufnahmeeinheit mit einem Stanzniet beladen wird, und einer Fügestelle, an welcher der Stanzniet in das mindestens eine Bauteil zu setzen ist, wobei die Aufnahmeeinheit an ihrem Ende, das einem Niederhalter der Stanznietvorrichtung zuzuwenden ist, zur Kopplung mit dem Niederhalter vorgesehen ist und beim Stanznieten eine Verlängerung des Niederhalters bildet zum Führen des Stempels zusammen mit dem Niederhalter beim Stanznieten.This object is achieved by a feed device for feeding a punch rivet to a punch riveting device according to
Mit der beschriebenen Zuführeinrichtung kann der Stanzniet bei kompakter Bauweise der Stanznietvorrichtung sowohl einfach als auch sicher zugeführt werden, so dass eine schnelle Fixierung eines Stanzniets an einer kompakt baubaren Stanznietvorrichtung möglich ist. Hierbei ermöglicht die Zuführeinrichtung, dass der Stanzniet in seiner korrekten Position relativ zum Stempel der Stanznietvorrichtung gehalten wird, so dass die korrekte Zentrierung des Stanzniets unter dem Stempel einfach, sicher und schnell realisiert ist.With the feed device described, the stamped rivet can be supplied both simply and reliably with a compact design of the stamped riveting device, so that rapid fixation of a stamped rivet on a compactly constructed stamped riveting device is possible. In this case, the feed device allows the punch rivet to be held in its correct position relative to the punch of the punch riveting device, so that the correct centering of the punch rivet under the punch is realized simply, safely and quickly.
Durch die mit der Zuführeinrichtung für die Stanznietvorrichtung sehr raumsparend gelöste Zuführung und Fixierung der Stanznieten baut die Stanznietvorrichtung noch kleiner, kompakter oder schlanker als bisher.Due to the very space-saving with the feeder for Stanznietvorrichtung supply and fixation of the punch rivets, the punch riveting builds even smaller, more compact or slimmer than before.
Zudem entsteht durch den verringerten Bauraum und die Zuführung des Stanzniets außerhalb der Fügestelle der große Vorteil, dass der Stanzniet auch an schwer zugänglichen Positionen an einem Bauteil setzbar ist.In addition, due to the reduced installation space and the feeding of the punch rivet outside the joint, the great advantage is that the punch rivet can also be placed in hard-to-reach positions on a component.
Durch die beschriebene Ausgestaltung der Zuführeinrichtung für die Stanznietvorrichtung wird auch vermieden, dass beim Ultraschall-Stanznieten Schwingungsenergie in die Zuführmechanik eingeleitet wird. Dadurch ist es möglich, den Stanzniet schwingungsfrei an der vorgesehenen Position zu halten. Außerdem wird die Zuführmechanik nicht mehr als erforderlich beansprucht und kann daher weniger aufwändig konstruiert werden ohne dadurch verschleißanfälliger zu sein.The described embodiment of the feed device for the punch riveting device also avoids the fact that vibrational energy is introduced into the feed mechanism during the ultrasonic punch riveting. This makes it possible to hold the punch rivet vibration-free at the intended position. In addition, the feeding mechanism is no longer claimed as required and therefore can be constructed less expensive without being more susceptible to wear.
Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der Zuführeinrichtung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.Advantageous further embodiments of the feeder are given in the dependent claims.
Gemäß einer Ausführungsvariante ist die Bewegungseinheit ausgestaltet, die Aufnahmeeinheiten in einer Ebene quer zu einer Stempelachse eines Stempels der Stanznietvorrichtung zwischen der Beladestelle und der Fügestelle zu bewegen. Zusätzlich oder alternativ hat die mindestens eine Aufnahmeeinheit ein Positionierelement zum Positionieren des Stanzniets in der Aufnahmeeinheit, so dass der Stanzniet beim Stanznieten zentriert zu einer Stempelachse eines Stempels der Stanznietvorrichtung angeordnet ist. Zusätzlich oder alternativ ist die mindestens eine Aufnahmeeinheit an ihrem der Zuführeinrichtung zugewandten Ende an die Form des Niederhalters angepasst. Zusätzlich oder alternativ hat die mindestens eine Aufnahmeeinheit ein Formteil, das in der Form an ein Formteil des Niederhalters angepasst ist, um einen Formschluss mit dem Formteil des Niederhalters zu bilden. Zusätzlich oder alternativ hat die mindestens eine Aufnahmeeinheit einen magnetischen Bereich.According to one embodiment, the movement unit is configured to move the receiving units in a plane transverse to a punch axis of a punch of the punch riveting device between the loading point and the joint. Additionally or alternatively, the at least one receiving unit has a positioning element for positioning the punch rivet in the receiving unit, so that the punch rivet centered during punch riveting to a punch axis of a punch of the punch riveting device is arranged. Additionally or alternatively, the at least one receiving unit is adapted at its end facing the feeder to the shape of the blank holder. Additionally or alternatively, the at least one receiving unit has a molded part, which is adapted in the form of a molding of the blank holder to form a positive connection with the molding of the blank holder. Additionally or alternatively, the at least one receiving unit has a magnetic area.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante ist die Bewegungseinheit eine rotierbare Scheibe, an welcher mindestens eine Aufnahmeeinheit angeordnet ist. Zusätzlich oder alternativ ist die Bewegungseinheit ein schwenkbarer Arm, an dem mindestens eine Aufnahmeeinheit angeordnet ist. Zusätzlich oder alternativ ist die Bewegungseinheit ein Roboter, der ausgestaltet ist, die mindestens eine Aufnahmeeinheit an einer Beladeposition in eine Stanznietvorrichtung aufzunehmen und die Stanznietvorrichtung zusammen mit der mindestens einen Aufnahmeeinheit zu der Fügestelle zu bewegen.According to a preferred embodiment, the movement unit is a rotatable disc on which at least one receiving unit is arranged. Additionally or alternatively, the movement unit is a pivotable arm on which at least one receiving unit is arranged. Additionally or alternatively, the movement unit is a robot that is configured to receive the at least one receiving unit at a loading position in a punch riveting apparatus and to move the punch rivet apparatus together with the at least one receiving unit to the joint.
Die zuvor genannte Aufgabe wird zudem durch eine Stanznietvorrichtung zum Stanznieten mit einer eine Stempelkraft unterstützenden Schwingung nach Patentanspruch 1 gelöst. Die Stanznietvorrichtung hat eine Schwingungserzeugungseinrichtung zur Erzeugung der Schwingung, welche die Stempelkraft beim Setzen eines Stanzniets in das mindestens eine Bauteil unterstützt, einen Stempel, über welchen die Stempelkraft und/oder die Schwingung beim Setzen des Stanzniets in das mindestens eine Bauteil eingeleitet und aufgebracht wird, und einen Niederhalter, welcher zum Stanznieten mit einer Zuführeinrichtung als Verlängerung des Niederhalters koppelbar ist, wobei die Zuführeinrichtung zum Zuführen eines Stanzniets zu der Stanznietvorrichtung ausgestaltet ist, wobei der Stempel beim Stanznieten in dem Niederhalter und der Zuführeinrichtung geführt ist.The aforementioned object is also achieved by a punch riveting device for punch riveting with a vibration supporting a punch force according to
Die Stanznietvorrichtung erzielt die gleichen Vorteile, wie sie zuvor in Bezug auf die Zuführeinrichtung genannt sind.The punch riveting apparatus achieves the same advantages as previously mentioned with respect to the feeder.
Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der Stanznietvorrichtung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.Advantageous further embodiments of the punch riveting apparatus are specified in the dependent claims.
Gemäß einer Ausführungsvariante ist der Niederhalter an seinem der Zuführeinrichtung zugewandten Ende an die Form der Zuführeinrichtung angepasst. Zusätzlich oder alternativ weist der Niederhalter ein Formteil auf, das in der Form an ein Formteil der Zuführeinrichtung angepasst ist, um einen Formschluss mit dem Formteil der Zuführeinrichtung zu bilden.According to one embodiment variant, the hold-down device is adapted to the shape of the feed device at its end facing the feed device. Additionally or alternatively, the hold-down device has a shaped part, which is adapted in the mold to a shaped part of the feed device in order to form a positive connection with the molded part of the feed device.
Möglicherweise hat die Stanznietvorrichtung (2B; 2C) zudem eine Spule, die an dem Niederhalter angeordnet ist, und eine Steuereinrichtung zum Ein- oder Ausschalten eines elektrischen Stroms für die Spule, um eine Magnetkraft zum Zusammenwirken mit einem magnetischen Bereich der Zuführeinrichtung ein- oder auszuschalten.Possibly, the punch riveting apparatus (2B; 2C) further has a coil disposed on the hold-down and control means for turning on or off an electric current for the coil to turn on or off a magnetic force for cooperation with a magnetic portion of the feeder ,
Die zuvor beschriebene Zuführeinrichtung und die zuvor beschriebene Stanznietvorrichtung können Teil einer Anlage zur Behandlung von Gegenständen sein wobei die Stanznietvorrichtung und die Zuführeinrichtung zum Stanznieten von mindestens einem Bauteil vorgesehen sind, das zur Bildung von mindestens einem der Gegenstände vorgesehen ist.The above-described feeding device and the above-described punch riveting device may be part of a device for treating objects, wherein the punch riveting device and the feed device are provided for the punch riveting of at least one component which is provided to form at least one of the articles.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Anlage zudem eine Vorrichtung zur Bewegung der Stanznietvorrichtung im Raum, einem Station zur Lagerung von Stanznieten, wobei die Vorrichtung ausgestaltet ist, mit der Stanznietvorrichtung vor einem Stanznieten einen in einer Aufnahmeeinheit aufgenommenen Stanzniet aufzunehmen und die Stanznietvorrichtung mit der Aufnahmeeinheit zu einer Fügestelle an mindestens einem Bauteil zu bewegen, um den Stanzniet bei der Fügestelle durch Stanznieten in das mindestens eine Bauteil zu setzen.According to one embodiment, the system also has a device for moving the stamped riveting device in the space, a station for the storage of punch rivets, wherein the device is designed to record a punched rivet received in a receiving unit with the punch rivet device before a punch rivet and the punch rivet device with the receiving unit Moving joint on at least one component to place the punch rivet at the joint by punch riveting in the at least one component.
Möglicherweise ist die Anlage zur Fertigung von Fahrzeugrohkarossen oder elektrischen Geräten als Gegenstände ausgestaltet. Alternativ oder zusätzlich kann die Stanznietvorrichtung zur Verbindung eines Bauteils, das in mindestens einem Bereich aus einem faserverstärkten Kunststoff gefertigt ist, mit einem Bauteil vorgesehen ist, das in mindestens einem Bereich aus einem Metall gefertigt ist.Possibly, the system is designed for the production of vehicle bodies or electrical equipment as objects. Alternatively or additionally, the punch riveting device for connecting a component, which is manufactured in at least one area of a fiber-reinforced plastic is provided with a component which is made in at least one area of a metal.
Die Aufgabe wird zudem durch ein Verfahren zum Stanznieten mit einer Stanznietvorrichtung nach Patentanspruch 10 gelöst. Die Stanznietvorrichtung hat einen Niederhalter, einen Stempel und eine Schwingungserzeugungseinrichtung zur Erzeugung einer Schwingung aufweist, welche eine Stempelkraft des Stempels beim Setzen des Stanzniets in das mindestens eine Bauteil unterstützt. Das Verfahren hat die Schritte: Beladen einer Zuführeinrichtung mit einem Stanzniet an einer Beladestelle, Bewegen des Stanzniets mit der Zuführeinrichtung zu der Stanznietvorrichtung, Koppeln der Zuführeinrichtung mit dem Niederhalter als Verlängerung des Niederhalters, und Führen des Stempels beim Stanznieten in dem Niederhalter und der Zuführeinrichtung zu dem mindestens einen Bauteil.The object is also achieved by a method for punch riveting with a punch riveting apparatus according to
Das Verfahren erzielt die gleichen Vorteile, wie sie zuvor in Bezug auf die Zuführeinrichtung genannt sind.The method achieves the same advantages as previously mentioned with respect to the feeder.
Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.Further possible implementations of the invention also include not explicitly mentioned combinations of features or embodiments described above or below with regard to the exemplary embodiments. The skilled person will also add individual aspects as improvements or additions to the respective basic form of the invention.
Nachfolgend ist die Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung und anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen:
-
Fig. 1 bis Fig. 4 jeweils eine schematische Ansicht von verschiedenen Prozesszuständen in einer Anlage beim Durchführen eines Stanznietverfahrens mit einer Stanznietvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel; -
Fig. 5 eine Ansicht eines Stanzniets für die Stanznietvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel; -
Fig. 6 eine Schnittansicht der Stanznietvorrichtung und einer Zuführeinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel; -
Fig. 7 eine Schnittansicht einer Stanznietvorrichtung und einer Zuführeinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel; -
Fig. 8 eine Schnittansicht einer Stanznietvorrichtung und einer Zuführeinrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel; -
Fig. 9 eine schematische Ansicht einer Anlage gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel; -
Fig. 10 eine Draufsicht auf die Zuführeinrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel; -
Fig. 11 eine Schnittansicht einer Stanznietvorrichtung und einer Zuführeinrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel; und -
Fig. 12 eine schematische Ansicht einer Anlage gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel.
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Fig. 1 to Fig. 4 in each case a schematic view of different process states in a system when performing a punch riveting method with a punch riveting apparatus according to a first embodiment; -
Fig. 5 a view of a punch rivet for the punch riveting apparatus according to the first embodiment; -
Fig. 6 a sectional view of the punch riveting and a feeder according to the first embodiment; -
Fig. 7 a sectional view of a punch riveting and a feeding device according to a second embodiment; -
Fig. 8 a sectional view of a punch riveting and a feeding device according to a third embodiment; -
Fig. 9 a schematic view of a system according to the third embodiment; -
Fig. 10 a plan view of the feeder according to the third embodiment; -
Fig. 11 a sectional view of a punch rivet and a feeder according to a fourth embodiment; and -
Fig. 12 a schematic view of a system according to the fourth embodiment.
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente, sofern nichts anderes angegeben ist, mit denselben Bezugszeichen versehen.In the figures, identical or functionally identical elements are provided with the same reference numerals, unless stated otherwise.
Die Stanznietvorrichtung 2 dient zum Setzen eines Stanzniets 5 in beispielsweise ein erstes Bauteil 6 und ein zweites Bauteil 7, die auf einer Matrize 10 übereinander aufliegen. Nach dem Setzen des Stanzniets 5 in das erste und zweite Bauteil 6, 7 verbindet der Stanzniet 5 das erste und zweite Bauteil 6, 7. Der Stanzniet 5 erzeugt eine Nietverbindung des ersten und zweiten Bauteils 6, 7. Das erste und zweite Bauteil 6, 7 können Bauteile des Gegenstands 3 sein. Wie zuvor beschrieben, können aber auch nur zwei Ränder ein und desselben Bauteils 6 mit mindestens einem Stanzniet 5 miteinander verbunden werden.The punch
Vorzugsweise ist mit dem ersten und zweiten Bauteil 6, 7 eine Kombination zu fügen aus Faserverbundwerkstoffen oder faserverstärktem Kunststoff, vorzugsweise kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK), mit mindestens einem Metall, insbesondere duktiler Stahl, oder Aluminium oder Magnesium sowie Legierungen dieser Werkstoffe. Anwendung kann das nachfolgend beschriebene Verfahren im Flugzeugbau, im allgemeinen Fahrzeugbau, im Karosserieleichtbau, usw. finden, speziell für den Industriezweig der Elektromobilität. Hier sind mit dem nachfolgenden Verfahren qualitativ hochwertige Fügeverbindungen zwischen ungleichen Leichtbauwerkstoffen, insbesondere mit kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen (CFK) herstellbar.Preferably, with the first and
Der Stanzniet 5 kann bei den genannten Werkstoffen vorzugsweise aus Edelstahl oder aus V2A-Stahl oder aus V4A-Stahl gefertigt sein. Die genannten Materialien tragen mit dazu bei, dass beim Setzen des Stanzniets 5 möglichst wenig gesundheitsschädliche Stäube entstehen.The
In
In
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden, wenn der Stanzniet 5 in die Bauteile 6, 7 gesetzt ist, wie in
Die Stanznietvorrichtung 2 kann dann wieder in die Ausgangsposition zum Stanznieten verfahren werden, die in
Die Stanznietvorrichtung 2 führt demzufolge ein Stanznietverfahren zum Setzen eines Stanzniets 5 aus.The punch
Gemäß
Die Zuführung des Stanzniets 5 in die Zuführeinrichtung 55 erfolgt außerhalb der eigentlichen Fügestelle oder Fügezone, bei der das mindestens eine Bauteil 6, 7 gefügt wird. Da die Bewegungseinheit 58 als drehbarer und/oder schwenkbarer Träger ausgestaltet ist, ist die Bewegungseinheit 58 nach Zuführen des Stanzniets 5 in die Aufnahmeeinheit 56 anschließend zwischen Stanznietvorrichtung 2 und Bauteil 6, 7 bewegbar oder fahrbar, wie in
Wie in
Dabei werden der Niederhalter 30, die Zuführeinrichtung 55 und die Matrize 10 achssymmetrisch zu vorzugsweise derselben Achse angeordnet, vorzugsweise der Stempelachse 25 des Stempels 20. Mit dem Positionierelement 57, das beispielsweise als Ring oder O-Ring, insbesondere Gummiring, oder mindestens zwei am Umfang der Aufnahmeeinheit 56 äquidistant angeordnete Ringsegmente ausgeführt ist, kann der Stanzniet 5 zentriert unter dem Stempel 20 der Stanznietvorrichtung 2 positioniert und sicher gehalten werden.In this case, the hold-
Als Folge davon können die Stanznieten 5 an der Stanznietvorrichtung 2 zum Stanznieten sowohl sehr einfach und sicher als auch schnell und bei wenig Bauraumbedarf positioniert und fixiert werden. Hierbei kann mit der beschriebenen Ausgestaltung am Bauteil 6, 7 selbst Bauraum gespart werden, da die Beladung der Zuführeinrichtung 55 außerhalb des eigentlichen Arbeitsraumes oder der Fügestelle erfolgt.As a result, the punch rivets 5 can be positioned and fixed on the
Im Unterschied zu der Stanznietvorrichtung 2 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist bei der Stanznietvorrichtung 2A ein Niederhalter 30A an seinem Ende, an welchem die Zuführeinrichtung 55A anzusetzen ist, schräg zur Stempelachse 25 ausgebildet. In
Durch diese Gestaltung der Stanznietvorrichtung 2A, genauer gesagt ihres Niederhalters 30A, und der Zuführeinrichtung 55A findet sich der Stanzniet 5 immer mittig unter dem Stempel 20, wenn der Stanzniet 5 an der Stanznietvorrichtung 2A positioniert wird. Demzufolge ist die Stanznietachse 53 immer vorzugsweise identisch mit der Stempelachse 25.By means of this configuration of the
Der Stanzniet 5 kann, wie zuvor in Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel beschrieben, durch die weiteren zuvor beschriebenen Vorgangs- oder Verfahrensschritte in die Bauteile 6, 7 gesetzt werden.The
In Bezug auf die Beschreibung der weiteren Merkmale der Stanznietvorrichtung 2A sei auf die Beschreibung des vorangehenden Ausführungsbeispiels verwiesen.With respect to the description of the other features of the punch
Auch an der Stanznietvorrichtung 2A können die Stanznieten 5 sowohl sehr sicher als auch schnell und bei wenig Bauraumbedarf zum Stanznieten positioniert und fixiert werden.Also on the
Im Unterschied zu der Stanznietvorrichtung 2 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist bei der Stanznietvorrichtung 2B ein Niederhalter 30B an seinem Ende, an welchem eine Zuführeinrichtung 55B anzusetzen ist, mit einem Formschlusselement 31 ausgebildet. Bei dem Beispiel von
Werden der Niederhalter 30B und die Zuführeinrichtung 55B auch mit Hilfe einer Bewegungseinrichtung 58A aneinander angeordnet, wie in
Somit sind für das Stanznieten das Formschlusselement 31 des Niederhalters 30B dem Formschlusselement 561 der Zuführeinrichtung 55B zuzuordnen. Durch diese mechanische Ausgestaltung können der Niederhalter 30B und die Zuführeinrichtung 55B sehr einfach und schnell zueinander angeordnet werden. Dadurch ist immer und daher sehr sicher die richtige Positionierung der Zuführeinrichtung 55B und des darin aufgenommenen Stanzniets 5 an dem Niederhalter 30B und damit der Stanznietvorrichtung 2B für das Durchführen eines Stanznietvorgangs erreichbar.Thus, for the punch riveting, the interlocking
Auch durch die Gestaltung der Stanznietvorrichtung 2B, genauer gesagt ihres Niederhalters 30B, und der Zuführeinrichtung 55B findet sich der Stanzniet 5 immer mittig unter dem Stempel 20, wenn der Stanzniet 5 an der Stanznietvorrichtung 2B positioniert wird. Demzufolge ist die Stanznietachse 53 immer vorzugsweise identisch mit der Stempelachse 25.The
Wie in
Gemäß
Die Stanznieten 5 werden beispielsweise an einer Seite der Bewegungseinheit 58A, welche der rechten Seite in
Optional kann mindestens eine der Aufnahmeeinheiten 56B als Wechselteil ausgeführt sein. Dadurch kann die Bewegungseinheit 58A je nach Bedarf mit Aufnahmeeinheiten 56B für die benötigte Nietgröße oder Nietform des Stanzniets 5 bestückt werden.Optionally, at least one of the receiving
Auch die Aufnahmeeinheiten 56B haben vorzugsweise ein Positionierelement 57, auch wenn dies in
Mit der Bewegungseinheit 58A ist es beispielsweise möglich, die Aufnahmeeinheiten 56B vorbeladen mit einem Stanzniet 5 an die Stanznietvorrichtung 2B zu bringen und mehrere Fügevorgänge aus den vorbeladenen Aufnahmeeinheiten 56B an der Bewegungseinheit 58A zu bearbeiten. Zwischen den einzelnen Fügevorgängen können sich die Stanznietvorrichtung 2B und/oder die Bewegungseinheit 58A relativ zueinander bewegen. Dadurch ist eine sehr schnelle Abarbeitung von Fügeaufgaben möglich.With the moving
Auch mit der Stanznietvorrichtung 2B in Verbindung mit der Zuführeinrichtung 55B können die Stanznieten 5 sowohl sehr sicher als auch schnell und bei wenig Bauraumbedarf zur Stanznietvorrichtung 2B an der Fügestelle zugeführt, positioniert und dort gesetzt werden.Even with the punch
Auch bei dem dritten Ausführungsbeispiel kann der Stanzniet 5, wie zuvor in Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel beschrieben, durch die weiteren zuvor beschriebenen Vorgangs- oder Verfahrensschritte in die Bauteile 6, 7 gesetzt werden.Also in the third embodiment, the
Im Unterschied zu der Stanznietvorrichtung 2B gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ist bei der Stanznietvorrichtung 2C an einem Niederhalter 30C zusätzlich eine Spule 35 vorgesehen, die je nach Bedarf durch Ansteuerung durch eine Steuereinrichtung 37 von einem elektrischen Strom I durchflossen wird. Als Folge davon bildet sich eine Magnetkraft FM, die auf eine Zuführeinrichtung 55C, genauer gesagt einen magnetischen Bereich 562 ihrer Aufnahmeeinheit 56C wirkt. Somit kann mit Hilfe der Spule 35, der Steuereinrichtung 37 und des magnetischen Bereichs 562 eine Magnetkraft FM, die insbesondere eine magnetische Anziehungskraft ist, ein- oder ausgeschaltet werden, aufgrund welcher sich der Niederhalter 30C und die Aufnahmeeinheit 56C an ihren einander zugewandten Enden magnetisch anziehen.In contrast to the punch
Die Aufnahmeeinheit 56C kann beispielsweise auch als Wechselteil mit kurzer Standzeit oder Haltbarkeit ausgelegt sein, wenn über die Aufnahmeeinheit 56C nur geringe Kräfte von der Stanznietvorrichtung 2C auf die Fügepartner, also die Bauteile 6, 7, ausgeübt werden und der eigentliche Fügeprozess durch den Stempel 20 und/oder die Schwingungserzeugungseinrichtung 21 erfolgt. Hier kann die Aufnahmeeinheit 56C vorteilhaft aus Kunststoff ausgeführt werden, die den magnetischen Bereich 562 als magnetischen Einleger an ihrem der Stanznietvorrichtung 2C zugewandten Ende aufweist.For example, the receiving
In einer Modifikation der Bewegungseinheit 58 für die Zuführeinrichtung 55C ist die Bewegungseinheit 58 alternativ verzichtbar, wie in
Gemäß
Wie bei dem vorangehenden Ausführungsbeispiel kann die Vorrichtung 70 als Roboter ausgeführt sein. Alternativ ist die Vorrichtung 70 als ein handgeführtes Gestell ausgeführt. Die Vorrichtung 70 ist somit bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel Teil der Zuführeinrichtung zum Zuführen der Stanznieten zu der Stanzvorrichtung 2C.As in the previous embodiment, the
Zum Abholen der jeweiligen Aufnahmeeinheit 56 wird jeweils die Spule 35 bestromt, so dass zwischen der Stanznietvorrichtung 2C und der Aufnahmeeinheit 56C eine Magnetkraft FM wirkt, wie zuvor beschrieben. Wird die Aufnahmeeinheit 56 wieder am Magazin 80 abgegeben, kann der Strom I für die Spule 35 wieder abgeschaltet werden, so dass zwischen der Stanznietvorrichtung 2C und der Aufnahmeeinheit 56C keine magnetische Anziehungskraft mehr wirkt.For picking up the
Auch mit der Stanznietvorrichtung 2C in Verbindung mit der Vorrichtung 70 können die Stanznieten 5 sowohl sehr sicher als auch schnell und bei wenig Bauraumbedarf zur Stanznietvorrichtung 2 an der Fügestelle zugeführt, positioniert und dort gesetzt werden. Auch auf diese Weise ist eine sehr schnelle Abarbeitung von Fügeaufgaben möglich.Even with the punch
In Bezug auf die Beschreibung der weiteren Merkmale der Stanznietvorrichtung 2C sei auf die Beschreibung der vorangehenden Ausführungsbeispiele verwiesen.With regard to the description of the further features of the punch
Alle zuvor beschriebenen Ausgestaltungen der Anlage 1, der Stanznietvorrichtungen 2, 2A, 2B, 2C, des Stanzniets 5, der Zuführeinrichtungen 55, 55A, 55B, 55C, der Bewegungseinheiten 58, 58A, 70 und des Verfahrens zum Setzen eines Stanzniets 5 mit einer eine Stempelkraft unterstützenden Schwingung können einzeln oder in allen möglichen Kombinationen Verwendung finden. Insbesondere können alle Merkmale und/oder Funktionen der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele beliebig kombiniert sein oder werden. Zusätzlich sind insbesondere folgende Modifikationen denkbar.All of the above-described embodiments of
Die in den Figuren dargestellten Teile sind schematisch dargestellt und können in der genauen Ausgestaltung von den in den Figuren gezeigten Formen abweichen, solange deren zuvor beschriebenen Funktionen gewährleistet sind.The parts shown in the figures are shown schematically and may differ in the exact embodiment of the shapes shown in the figures, as long as their functions described above are guaranteed.
Beispielsweise ist es möglich, die Bewegungseinheiten 58 und 58A zu kombinieren. Das heißt, dass eine rotierende Scheibe als Bewegungseinheit 58A an einem schwenkbaren Arm als Bewegungseinheit 58 montiert ist. Dadurch lassen sich mehrere Stanzvorgänge in der Nähe einer Fügestelle 65 noch schneller und sehr effizient ausführen.For example, it is possible to combine the moving
Die Ausgestaltungen der Zuführeinrichtungen 55, 55A, 55B, 55C, insbesondere die Formen ihrer Aufnahmeeinrichtungen 56, 56A, 56B, 56C sind beliebig kombinierbar. Insbesondere ist eine weitere Aufnahmeeinrichtung konstruierbar, die Gestaltungen von mindestens zwei der Aufnahmeeinrichtungen 56, 56A, 56B, 56C aufweist, beispielsweise der Aufnahmeeinrichtung 56A in einem ersten Bereich der weiteren Aufnahmeeinrichtung und der Aufnahmeeinrichtung 56B oder 56C in einem zweiten Bereich der weiteren Aufnahmeeinrichtung.The configurations of the
Denkbar ist, dass die Spule 35 und der magnetisierbare Bereich 562 bei jeder der Stanznietvorrichtungen 2, 2A, 2B, 2C vorgesehen sind. Somit kann bei dem vierten Ausführungsbeispiel jede der Stanznietvorrichtungen 2, 2A, 2B, 2C und Zuführeinrichtungen 55, 55A, 55B, 55C zum Einsatz kommen.It is conceivable that the
In einer Ausführungsvariante ist es außerdem möglich, dass die Vorrichtung 70 bei dem vierten Ausführungsbeispiel eine Vielzahl von Aufnahmeeinrichtungen 56, 56A, 56B, 56C aufnimmt. Insbesondere kann die Vorrichtung 70 die Bewegungseinheit 58A oder Bewegungseinheit 58 aufnehmen.In one embodiment, it is also possible that the
Die Stanznietvorrichtungen 2, 2A, 2B, 2C aller Ausführungsbeispiele können auch eine Stanznietvorrichtung mit Aufhängung sein, die von dem Benutzer manövrierbar ist, um insbesondere eine horizontale Lage der Stanznietvorrichtung 2 im Raum je nach Bedarf variieren zu können. Die Aufhängung kann die jeweilige Stanznietvorrichtung 2, 2A, 2B, 2C für alle Ausführungsbeispiele auch vertikal oder in der Höhe verstellbar machen. Ganz allgemein kann die Lage der Stanznietvorrichtung 2, 2A, 2B, 2C für alle Ausführungsbeispiele im Raum variierbar sein.The punch
Außerdem ist es möglich, dass die Stanznietvorrichtung 2, 2A, 2B, 2C für alle Ausführungsbeispiele für den Handbetrieb mit Batterie, insbesondere wiederaufladbarer Batterie, ausgestaltet ist.In addition, it is possible that the punch
Die Stempelkraft F und die Schwingung S müssen nicht beide über den Stempel 20 auf den Stanzniet 5 aufgebracht werden. Die Stempelkraft F und die Schwingung S können auch von entgegengesetzten Seiten auf den Stanzniet 5 aufgebracht werden.The punch force F and the vibration S need not both be applied to the
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