WO2003059551A1 - Setzwerkzeug mit mitteln zur kontrolle von setzvorgängen - Google Patents

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WO2003059551A1
WO2003059551A1 PCT/EP2003/000380 EP0300380W WO03059551A1 WO 2003059551 A1 WO2003059551 A1 WO 2003059551A1 EP 0300380 W EP0300380 W EP 0300380W WO 03059551 A1 WO03059551 A1 WO 03059551A1
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setting tool
tool according
rivet
setting
head piece
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PCT/EP2003/000380
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English (en)
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Inventor
Antonin Solfronk
Original Assignee
MS Gerätebau GmbH
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Priority to AT03729464T priority patent/ATE416050T1/de
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    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J15/00—Riveting
    • B21J15/10—Riveting machines
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21J15/28—Control devices specially adapted to riveting machines not restricted to one of the preceding subgroups

Definitions

  • the invention relates to a setting tool with means for
  • DE 44 01 134 describes a method in which a force component is measured over the path of the stroke and compared with a target curve. This is to check whether the setting process has been carried out correctly.
  • EP 0 738 551 discloses a device for checking the setting of blind rivets.
  • the tensile force and the position of the traction shank are measured here.
  • the converted energy is determined via an integrator and compared with a setpoint.
  • a disadvantage of these known means for checking the setting process is that although it can be determined with a certain probability whether the setting process is within a given tolerance limit, the cause of an error cannot be determined.
  • a whole series of errors can occur during a setting process. For example, errors by the operator, for example due to the setting tool being tilted incorrectly, too large bores, incorrect rivets, Defects in the rivet itself. With blind rivets there is always the risk that the rivet only grips the part to be fastened, but not the counterpart.
  • the object of the invention is to provide a setting tool that monitors the setting process and also detects the cause of an error that occurs. In addition, it is an object of the invention to enable comprehensive control over various parameters of a setting process.
  • a setting tool with a head piece in particular for receiving the rivet, a device for gripping and / or pulling and a pulling device connected to the device for gripping and / or pulling is provided, which means for measuring the size values occurring during the setting process, a device for Comparison of the measured values with stored values and a device for
  • the setting tool which can be of various types, for example rivet setting tools " , blind rivet nut setting tools, locking ring setting tools, has sensors. By means of the sensors, various parameters such as position of the pulling device, time since the start of the setting process or the tension applied are measured. These measured values are measured.
  • the stored values contain not only a target curve, which, if not followed, leads to an incorrect setting process, but also values for certain errors.These values can be used as mere individual values, but also as a target curve with various parameters that unite describe certain errors.
  • the amount of stored causes of errors includes at least one cause of errors, which may be sufficient for some applications.
  • the setting tool is pre-programmed for a very specific setting process, which is defined, for example, by the rivet used, the material used and its thickness. Programming on several - different setting processes is also conceivable.
  • the invention makes it possible to eliminate the cause of the error as quickly as possible. Since operating errors are also detected with the invention, the setting tool is also extremely suitable for untrained operators. The quality of each setting process can be controlled by the invention. This is of great advantage, for example, in aviation technology. There are sometimes used rivets that have undergone an X-ray inspection. If he
  • the measured size values have the tensile stress exerted by the pulling device and / or the position of the pulling device and / or the time since the start of the respective setting process and / or the angle to the surface on which the setting tool is applied.
  • Using these values is a comprehensive fault diagnosis possible. This can also be done by converting the values into curves or multi-dimensional maps.
  • the device is checked whether the device is positioned at the correct angle.
  • the operators often do not place the setting tool exactly at a right angle. This leads to a reduction in the strength of the connection. It is also advisable to check whether the wrong rivet has been used.
  • rivets that do not differ optically, but are made of a different material and therefore have a completely different strength. This can be done, for example, by the course of the tensile stress exerted by the pulling device.
  • Another embodiment checks whether the rivet is damaged. For example, material defects in the rivet lead to a different force curve. Another embodiment checks whether the bore provided for the rivet is too wide or too narrow.
  • the riveting tool according to the invention can also be used to easily determine whether a rivet is in the device, for example by measuring the tension applied. It is particularly useful to check whether the rivet grips both parts to be connected. With blind rivets in particular, it often happens that the rivet does not catch both parts to be connected. The operator cannot control this himself because he only sees the part to be fastened, but not the other side. If the rivet only grips the part to be set, the tension exerted by the pulling device increases later, or with a larger stroke. So the error can be easily determined.
  • the setting tool it is monitored whether the setting tool has a defect.
  • the oil level in the drawbar may be too low his.
  • the pulling device becomes stiff and no longer works with the intended pulling force.
  • several of these error causes are programmed into one device.
  • the device can be programmed by carrying out a series of tests in which deliberate errors are made. The deviations of the measured values occurring with the respective errors can then be stored in the device in order to be compared with later measured values. It is also conceivable not only to carry out a pure error check, but also to compare the deviation of a setting process that is still within the respective tolerance range with an ideal value.
  • a preferred embodiment of the invention has a device for measuring the position of the pulling device and / or for measuring the pulling tension exerted by the pulling device.
  • the position of the pulling device and the tension applied are two of the most important parameters that can be used to determine a whole range of error causes.
  • the tensile stress exerted by the pulling device is measured with a strain gauge.
  • a strain gauge for measuring stresses is reliable and cheap.
  • the tension is essentially proportional to the pulling force exerted by the pulling device.
  • the device for measuring the tension exerted by the pulling device has a piezoelectric sensor. This piezoelectric sensor does not require a voltage supply.
  • An expedient embodiment of the invention has a capacitive sensor for measuring the position of the pulling device on. Such a capacitive sensor is much more precise than frequently used optical sensors.
  • the angle to the surface on which the setting tool is attached is measured by means of at least three sensors arranged on the tool head. These sensors touch the surface on which the device is attached when it is attached at a right angle. A common mistake by the operator can thus be diagnosed.
  • the setting tool has means for data storage and / or further processing.
  • the measured values can be statistically evaluated.
  • the user can control exactly how many setting operations were made, how many of them were incorrect and what were the causes of errors.
  • the function of its devices can be monitored by the manufacturer of the tool. It is also conceivable that it is not the tool itself that is paid for, but that the tool
  • Manufacturer provides the tool to the customer and that the customer then pays, for example, according to the number of setting operations carried out. For the granting of a manufacturer's guarantee, too, it is extremely advantageous if the manufacturer can identify potential faults by the tool itself and, if necessary, exclude them.
  • the means for data storage and further processing can be reset, in particular when servicing the device. So for example, the device can be returned to the customer like a new device after the reset.
  • An expedient embodiment of the invention has a chip for comparing measured and stored values and / or for data storage and further processing.
  • a chip can be tailored precisely to the requirements of the device. Furthermore, the smallest possible size is possible. Compared to EPROMS that can also be used, the chip also has the advantage that it is much more difficult to manipulate.
  • the setting tool expediently has a counter which counts rivet setting cycles and / or errors and / or causes of errors.
  • a statistical error evaluation is already possible with the device itself.
  • the setting device has a device for date and / or time detection, so the setting processes and possible errors can be assigned to a specific point in time. In retrospect, it is understandable when and therefore often where exactly one specific error happened.
  • a further development of the invention has a device for transmitting measured values to an external unit.
  • a computer system for example, is conceivable as an external unit, via which the measured values supplied by the setting device can be stored and evaluated further.
  • the individual setting tools could, for example, be assigned to the system via their device numbers.
  • the device for transmitting measured values expediently comprises a device for transmitting infrared, ultrasound or radio signals, in particular “bluetooth”.
  • a device for transmitting infrared, ultrasound or radio signals in particular “bluetooth”.
  • Bluetooth for example, there is a cheap and reliable standard component for wireless transmission with bluetooth technology.
  • the external unit can include a mobile radio terminal. This enables wireless transmission even over long distances, for example to the manufacturer of the setting tool.
  • the setting tool has a device for switching off the rivet setting device and / or displaying the cause of the error, "unresponsive to a signal generated in the event of a faulty rivet setting process.
  • a setting process may not even occur to be carried out if an error is indicated from the start. If the device is not positioned at a right angle, it does not trigger at all. Also if there is no rivet in the device. Even if only the component to be fastened is detected when a blind rivet is placed, it is still possible to abort the setting process by displaying the cause of the error.
  • the signal to be generated by an external unit, for example a connected computer.
  • the setting tool can also include a device for connection to a local network, as a result of which the data can be transmitted and processed quickly.
  • a device for connection to a local network as a result of which the data can be transmitted and processed quickly.
  • the pulling device of the setting tool can be operated electrically, in particular with a rechargeable battery, electro-hydraulically, hydraulically or hydropneumatically. It is also possible to provide a completely wireless device with a battery and wireless data transmission.
  • the setting device has a line for supplying compressed air or current and at least one further line for transmitting the measured values, and the further line together with the one line a strand with a Anschlus "s. This means that no two lines need to be connected for energy supply and data exchange. It is conceivable to provide a combination plug with, for example, a compressed air line and adjacent lines for data transmission.
  • the setting tool carries out a test cycle after switching on. In this way, errors that affect the device can be ruled out before use. For example, to check whether. the tool is mechanically correct, the Pulling device can be automatically moved back and forth after switching on. If the pulling device is stiff, the tool indicates the error.
  • the object of the invention is further achieved by a method for controlling setting processes, in particular riveting processes, according to the features of claim 28. Then a part to be set is inserted into a setting device, preferably a setting device according to the preceding claims, then a tensile force is exerted on the part to be set by a pulling device.
  • a setting device preferably a setting device according to the preceding claims
  • the values occurring during the setting process are measured.
  • the values measured in this way are compared with stored values. Finally, on the basis of this comparison, the cause of a deviation of measured values from stored values from a set of stored causes is determined.
  • the invention according to the features of claim 38 relates to a head piece for a setting tool with means for measuring the size values occurring during the setting process, with a device for comparing the measured values with stored values and with a device for determining the cause of the deviation of the measured from stored value from a set of stored causes "
  • This head piece fulfills the task according to the invention as well as the setting tool.
  • a head piece makes it possible to equip an existing setting tool with the functions according to the invention.
  • the invention further relates to a setting tool with a piezo sensor and a method for setting parts to be set, preferably rivets, in particular a device and a method for setting rivets with tension measurement, and a head piece for a Setting tool.
  • Rivet connections are used in a variety of ways in industrial production for joining components. Especially in the automotive and
  • Known rivet setting tools set rivets with preset parameters, such as the tensile force to be used.
  • a rivet setting process using such a device may also achieve an optimal result, however, deviations from the target parameters that influence the strength of the connection are not recognized. This is particularly important since a defective rivet connection can give the appearance of a correctly placed blind rivet or a rivet nut when checked externally. Such faulty connections have a negative impact on the quality of the assemblies manufactured with them and can even have fatal consequences in safety-sensitive areas such as aircraft construction.
  • a rivet setting device is known from EP 0 454 890, which is provided with a force measuring device which ensures that the rivet setting tool works with a predetermined tensile force.
  • the force measuring device has a strain gauge.
  • a disadvantage of such a strain gauge is that a voltage supply is necessary for this and that the strain gauge does not automatically convert the tensile force into a voltage signal.
  • the object of the present invention is therefore to provide improved control of rivet connections when riveting. This object is already achieved in a surprisingly simple manner by a setting tool according to claim 60, as well as a method for setting according to claim 77 and a head piece for a setting tool according to claim 82. Advantageous further developments are given in the respective dependent claims.
  • a rivet processing tool in particular a rivet setting tool with a head piece for receiving in particular a rivet, a device for gripping and / or pulling in particular a rivet pin and a pulling device connected to the device for gripping and or pulling in particular a rivet pin is provided, which additionally has at least one piezoelectric Has comprehensive device for measuring the tension of the traction device.
  • the device for measuring the tension of the pulling device By means of the device for measuring the tension of the pulling device, its measured values can be determined and evaluated. It has been shown that a measurement of the tensile stress curve during a rivet setting cycle provides detailed information about the rivet setting process and, in particular, faulty rivet setting processes can be determined using the tensile stress curve.
  • the piezoelectric sensor used to measure the tensile stress is inexpensive, provides exact measured values and can be accommodated in the smallest space. Such a sensor also delivers
  • the invention is suitable for all types
  • Rivet processing and setting tools for example - also rivet setting tools, blind rivet nut setting tools, locking ring setting tools etc.
  • the current position of the pulling device can advantageously be determined via a device for measuring the position of the pulling device, such as a displacement sensor, so that tension-displacement-value pairs can be evaluated.
  • the tensile stress can be measured in a simple manner indirectly by means of a pressure sensor which, for example, measures the counterforce exerted on the pulling device on a part of the rivet setting tool.
  • Hydraulically operated traction devices are particularly advantageous for industrial applications, with which fast setting cycles with reproducible setting parameters can be carried out.
  • the invention also includes electrical, electrohydraulic and hydropneumatic pulling devices.
  • a wireless device with an integrated battery is particularly advantageous.
  • a corresponding device can advantageously be accommodated in the setting device for the detection and evaluation of the device for measuring the tension of the pulling device.
  • a counter can be accommodated in the setting tool, which counts setting cycles. Maintenance intervals can be monitored, for example, with a counter that records the number of setting cycles carried out on the basis of the tensile stress measured values.
  • the counter can be used to check whether rivets have been left out, particularly in the case of large assemblies with a large number of rivets.
  • the device for evaluation and recording can also include a date and / or time recording device. For example, warranty periods and maintenance periods can be checked by entering the date.
  • the device can thus be set up, for example, to start the date acquisition after a certain number of rivet setting cycles, so that, for example, before the start of the
  • Date acquisition trial cycles can be performed. With an additional recording of the time, it can be tracked, for example, when faulty rivets were set.
  • the tensile stress measured values and / or the counter readings can also be transmitted to an external unit via a corresponding device for transmitting tensile stress measured values.
  • This unit can be, for example, a computer for data evaluation and / or control.
  • the signal transmission can advantageously be accomplished with a device for transmitting infrared, ultrasound or radio signals.
  • the data can also be transmitted to a mobile radio terminal device via a mobile radio network. This enables data to be transferred directly to a maintenance department or the manufacturer, for example, for remote diagnostics if the device malfunctions. The manufacturer can also use this to check whether the required maintenance intervals have been observed.
  • the means for gripping comprises a rivet pin also clamping jaws which are operated via a feed shaft connected to a feed. The tension is transmitted via a tension spindle.
  • the setting device can also be provided with a device for connection to a local network for rapid distribution of the data to a number of external evaluation units.
  • the method provides for a part to be set to be introduced into an opening provided for this purpose and then for the setting of the part to be set to exert a pulling force on the part to be set, preferably the rivet pin by means of a closing device, at least one being applied during the application of the pulling force
  • Measured value is obtained, which is caused or influenced by the tensile force applied to the rivet pin.
  • the measured value can be obtained at a predetermined point in time or stroke of the pulling device and can thus provide information about any rivets that are not optimally placed.
  • the invention relates to a head piece for a setting tool, which comprises a device comprising at least one piezoelectric sensor for measuring the tension exerted by the pulling device.
  • This head piece corresponds in its function to the solution of the object according to claim 60, with the
  • the difference is that the device required to measure the tensile stress is completely integrated into the head piece with a piezoelectric sensor. It is thus possible to provide a head piece with the function according to the invention for an existing setting tool. That has the
  • the head piece can be provided with corresponding connections for setting tools from different manufacturers.
  • the head piece according to the invention "benefits from the advantage that the piezo sensor does not require a voltage supply.
  • the invention relates to a rivet.
  • the setting device according to the features of claim 1 is dependent on a uniformity of the setting processes when comparing measured values, such as the tensile stress at a specific point in time of the setting process.
  • the main disadvantage is rivets with different properties. Are the properties, for example, due to different materials or due to very different manufacturing tolerances, the device cannot be optimally programmed. Then the tolerance limit for a setting process must also be increased, which in turn is disadvantageous for an optimal setting result.
  • the object of the invention was therefore also to provide a rivet which has essentially constant properties.
  • the tensile stress is applied to the rivet pin of a blind rivet.
  • rivets that do not lie in a predetermined tolerance range are sorted out. Sorting can be done automatically by the control device.
  • rivets that lie within a predetermined tolerance range are permanently marked. The quality check carried out is visible on the rivet. This prevents confusion with rivets that have not been tested.
  • Fig. 1 is a schematic view of a first
  • FIG. 2 graphs of tensile stress as a function of time
  • FIGS. 3A to 3D different embodiments of external
  • FIG. 4 shows a schematic cross-sectional view through an embodiment of the invention
  • FIG. 5 shows a schematic view of a head piece of a setting device with sensors
  • FIG. 6 graphs of the tensile stress of different seedlings as a function of time.
  • the rivet setting process which means the setting of a rivet.
  • the rivet setting described here includes the setting of blind rivets, rivet nuts and in particular also the setting of locking ring bolts, even if this is no longer expressly mentioned. " So far for the respective.
  • Embodiment another headpiece, mouthpiece, chuck or another receptacle is necessary, a specialist in this field can make appropriate adjustments to the current requirements.
  • the rivet setting tool 1 comprises a head piece 2 with adjusting nut 22 for receiving a rivet 20, a body part 6, and a handle 16.
  • a pulling device is triggered inside the rivet setting device, which is connected to a device for gripping the shaft or rivet pin of the rivet 20, so that the pin is pulled into the device.
  • the device for gripping the shaft or rivet pin preferably comprises a chuck with two or more clamping jaws.
  • the pulling device is supported on the head part 2 of the rivet setting device, so that the tensile stress exerted on the rivet pin is translated into a pressure exerted between the head part and the pulling device
  • Head part 2 is a sensor unit 3, preferably with a piezoelectric sensor, which measures the pressure generated between head part 2 and pulling device when the rivet pin is pulled.
  • the sensor generates a tension signal which is essentially proportional to the tension.
  • This voltage is either transmitted directly via a cable 8 to an external device 12 for recording and evaluating tensile stress measured values or initially amplified by the sensor unit, the amplified signal then being transmitted.
  • a separate evaluation electronics 15 can also be accommodated on a part 14 attached to the handle, which includes, for example, counter electronics with date and / or time function.
  • the transmission to an external evaluation unit can also take place via corresponding devices for the transmission and reception of infrared, ultrasound or radio signals.
  • the rivet setting device can also be set up to transmit the signals to a terminal device via a mobile radio network, as a result of which large distances can be reached between the rivet setting device and the external evaluation unit.
  • the rivet setting device 1 also has a displacement sensor 4, which determines the current position of the pulling device via a device for measuring the position of the pulling device and sends a corresponding signal to the external device 12 via a cable connection 10.
  • the displacement sensor can, for example, be an optical-electronic or an inductive displacement sensor.
  • Eig. 2 shows graphs of tensile stress as a function of time over the course of rivet setting cycles.
  • Graph 100 shows the typical course of the tension under optimal conditions and shows a minimum of the tension. The rivet head is compressed to this minimum by the tensile force exerted by the pulling device of the rivet setting device. Then the tractive force continues to increase until the rivet pin leaves and the tensile stress drops abruptly to zero.
  • the graphs 101, 102 and 103 show curves of the tensile stress under non-optimal conditions.
  • Graph 101 shows the course of the tension when the hole diameter is too large. In this case the minimum between the two maxima is not as deep as in the optimal case and at a later time. Until the pin is torn off, if the hole diameter is too large, a higher tensile stress must also be applied and the tearing off takes place at a somewhat later time.
  • Graph 102 shows the course of the tensile stress when a rivet is not fully inserted into the hole and Graph 103 shows a riveting process without material, ie without the rivet being inserted into a hole in a sheet. In both cases, the minimum of the tensile stress, as well as the time at which the pin was torn off, was compared at a later time with the curve under optimal conditions.
  • FIGS. 3A to 3D show embodiments of external devices for recording and evaluating tensile stress measurement values of the invention.
  • an evaluation unit 24 is shown schematically, which is connected via a cable connection 8 to the sensor unit 3 of the rivet setting device 1. Instead of the cable connection 8, the sensor unit and the
  • Evaluation unit can also be connected to one another via a transmitting / receiving device for infrared, ultrasound or radio signals, the sensor being correspondingly equipped with a transmitter and / or receiver.
  • the evaluation unit 24 comprises an LCD display 26 and operating elements 28. Current results of measurements, such as, for example, the maximum tensile stress achieved, are shown on the LCD display. The measurement and evaluation results are determined by means of suitable measuring electronics in the unit 24. Various functions, such as performing a reference measurement, threshold values for warning messages or resetting the current measured values, can be entered via the control elements.
  • 3B shows an extension of this system, a printer 32 being connected to the evaluation unit 24 via a cable connection 30.
  • Current measurement results and further data can be output via the printer 32.
  • the printer can be operated using the controls 28 can be controlled.
  • 3C shows an embodiment in which the measured values of the sensor unit 3 of the rivet setting device are transmitted to a computer 34 as an evaluation unit via a cable connection 8.
  • the computer preferably a workstation computer, can be provided with a suitable plug-in card in which evaluation electronics for the transmitted voltage measurement values are accommodated.
  • the voltage measurements are carried out using a
  • ADC modules are digitized at regular intervals and can then be further processed with suitable software. The processed measurement data and evaluation results are then displayed on the screen 36 of the computer.
  • Eig. 3D shows a further embodiment in which a plurality of rivet setting devices are connected to an evaluation unit 38 via cable connections 81, 82, 83 and 84.
  • the embodiment is shown in FIG. 4 as an example for four rivet setting tools.
  • this structure can be extended to any number of devices.
  • the structure can also be used for a single rivet setting tool.
  • Each rivet setting device is connected via the cable connections to one of the blocks 381 to 384 of the evaluation unit 38.
  • the evaluation unit 38 is in turn connected via a connection 40 to a network node 42, from which the data can be distributed to a plurality of computers 341 to 344.
  • FIG. 4 shows a schematic cross-sectional view through an embodiment of the invention, on the basis of which the principle of tension measurement can be explained.
  • a hydraulic cylinder 50 is located in the fuselage part 6.
  • a hydraulic piston 52 runs on the cylinder 60, to which a tension spindle 54 is fastened, which acts on the force exerted by the piston attached chuck 56 transmits. If a force is exerted by the piston in the direction of the arrow by pressing a suitable hydraulic fluid into the cylinder section 51, the clamping jaws 58 are first compressed by the returning chuck 56 until a rivet pin located between them is gripped and clamped. The clamping jaws then pull the rivet pin further into the head part 2 of the rivet setting device until it tears off from the rivet head approaching the adjusting nut 22.
  • the piston can also be operated hydropneumatically, with the hydraulic fluid being pressed into the hydraulic cylinder 50 via a further, pneumatically operated piston, which can be accommodated, for example, in the part 14 shown in FIG. 1 and attached to the handle
  • the head part 2 is fastened to the body part 6 in such a way that the pressure is not transmitted directly to the sleeve of the head part 2, but rather via a piezoelectric material part 31 located between the head and body parts. A resulting piezo voltage can then be transmitted to a suitable connector 64 by means of the electrical connections 60 and 62.
  • the pressure sensor can also be used with a suitable measuring and; Evaluation electronics that are integrated in the rivet setting device itself.
  • FIG. 5 shows a schematic top view of a head piece for a setting tool according to the invention.
  • the adjusting nut 22 of the head piece 2 can be seen.
  • Three sensors 70 are attached around the adjusting nut 22. When the device is attached, all three sensors only touch the part to be fastened if the device is at right angles to the part to be fastened. So it is possible to check whether the operator makes a mistake. If the device is not positioned at a right angle, electronics ensure that the device is blocked, so that the setting process cannot be started.
  • FIG. 6 shows four graphs in which the tensile stress exerted is plotted against time during a setting process, the x-axis indicating the time and the y-axis indicating the force.
  • Graph 90 shows the force-time curve when inserting a rivet nut.
  • the force initially rises sharply in the elastic range, passes into the plastic range. and remains approximately constant until the end of the setting process.
  • Graphs 91, 92 and 93 show the force-time curve for various blind rivets.
  • the force also increases in the area of plastic deformation until the rivet pin tears off and the force drops to zero. You can see that the force-time curves are very different for different rivets. It is therefore necessary to program the device for certain setting processes. On the basis of deviations from these curves, a number of

Abstract

Um eine verbesserte Kontrolle von Nietverbindungen beim Nietsetzen bereitzustellen ist ein Nietsetzwerkzeug (1) mit einem kopfstück (2) zur Aufnahme einer Niete (20), einer Einrichtung zum Greifen eines Nietstiftes und eine mit der Einrichtung zum Greifen eines Nietstiftes verbundene Zugvorrichtung vorgesehen, welche zusätzlich eine Einrichtung zur Messung der Zugspannung der Zugvorrichtung aufweist. Mit dem erfindungsgemässen Setzgerät (1) kann durch einen Vergleich von gemessenen Werten mit abgespeicherten Werten ein Fehlerursache festgestellt werden.

Description

Setzwerkzeug mit Mitteln zur Kontrolle von Setzvorgängen
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Setzwerkzeug mit Mitteln zur
Kontrolle von Setzvorgängen.
Setzwerkzeuge mit Mitteln zur Kontrolle des Setzvorganges sind bekannt.
So wird in DE 44 01 134 ein Verfahren beschrieben, bei dem eine Kraftkomponente über den Weg des Hubes gemessen und mit einer Sollkurve verglichen wird. So soll kontrolliert werden, ob der Setzvorgang ordnungsgemäß erfolgt ist.
EP 0 738 551 (US 5,666,710) offenbart eine Vorrichtung zur Überprüfung des Setzens von Blindnieten. Hier werden die Zugkraft und die Lage des Zugschaftes gemessen. Über einen Integrator wird die umgesetzte Energie bestimmt und mit einem Sollwert verglichen.
Nachteilig an diesen bekannten Mitteln zur Kontrolle des Setzvorgangs ist, dass zwar mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit bestimmt werden kann, ob der Setzvorgang innerhalb einer gegebenen Toleranzgrenze liegt, die Ursache eines Fehlers kann aber nicht bestimmt werden. Bei einem Setzvorgang können eine ganze Reihe von Fehlern entstehen. Zum Beispiel Fehler des Bedieners, etwa durch schiefes Anlegen des Setzgerätes, zu weite Bohrungen, falsche Nieten, Fehler im Niet selbst. Bei Blindnieten besteht auch immer die Gefahr, dass der Niet nur das zu befestigende Teil, nicht aber das Gegenstück erfasst.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Setzgerät bereitzustellen, dass den Setzvorgang überwacht und dabei auch die Ursache eines auftretenden Fehlers erkennt. Darüber hinaus ist es Aufgabe der Erfindung, eine umfassende Kontrolle über verschiedene Parameter eines Setzvorgangs zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird in überraschend einfacher Weise bereits mit einem Setzwerkzeug nach den Merkmalen des Anspruch 1 gelöst.
Danach ist ein Setzwerkzeug mit einem Kopfstück, insbesondere zur Aufnahme des Niets, einer Einrichtung zum Greifen und/oder Ziehen und eine mit der Einrichtung zum Greifen und/oder Ziehen verbundene Zugvorrichtung vorgesehen, welches Mittel zur Messung der beim Setzvorgang vorkommenden Größenwerte, eine Einrichtung zum Vergleich der gemessenen Werte mit gespeicherten Werten sowie eine Einrichtung zur
Bestimmung einer Ursache, insbesondere einer Fehlerursache, für die Abweichung gemessener von gespeicherten Werten aufweist . Das Setzwerkzeug, welches verschiedenster Art sein kann, so zum Beispiel Nietsetzwerkzeuge", Blindnietmuttersetzwerkzeuge, Schließringbolzensetzwerkzeuge, weist Sensoren auf. Mittels der Sensoren können verschiedene Parameter wie Position der Zugvorrichtung, Zeit seit Beginn des Setzvorgangs oder die ausgeübte Zugspannung gemessen werden. Diese gemessenen Werte werden mit gespeicherten Werten verglichen. Die gespeicherten Werte enthalten nicht nur eine Sollkurve, bei deren Nichteinhaltung ein fehlerhafter Setzvorgang angenommen wird, sondern auch Werte für bestimmte Fehler. Diese Werte können als bloße einzelne Werte aber auch als Sollkurve mit verschiedenen Parametern, die einen bestimmten Fehler beschreiben, vorliegen. Die Menge der gespeicherten Fehlerursachen umfasst zumindest eine Fehlerursache, was für einige Anwendungen schon ausreichend sein kann. Bevorzugterweise sind aber eine Mehrzahl unterschiedlicher Fehlerursachen gespeichert. Neben Fehlern kann aber auch die Ursache von Abweichungen, die zwar noch im Toleranzbereich liegen, aber ideal nicht sind, bestimmt werden. Dabei ist das Setzgerät auf einen ganz bestimmten Setzvorgang, der zum Beispiel durch den verwendeten Niet, das verwendete Material und dessen Dicke definiert ist, vorprogrammiert. Auch eine Programmierung auf mehrere - unterschiedliche Setzvorgänge ist denkbar.
Durch die Erfindung wird es möglich, die Ursache des Fehlers schnellstmöglich abzustellen. Da auch Bedienungsfehler mit der Erfindung erfasst werden, ist das Setzgerät auch für ungeschulte Bediener hervorragend geeignet. Durch die Erfindung kann die Qualität jedes Setzvorgangs kontrolliert werden. Dies ist zum Beispiel in der Luftfahrttechnik von großem Vorteil. Dort werden zwar teilweise Niete verwendet, die einer Röntgenkontrolle unterzogen wurde. Ob der
Nietvorgang dann aber fehlerfrei verlaufen ist, lässt sich durch die Kontrolle nicht gewährleisten. Mit der Erfindung wäre es theoretisch sogar möglich, auf die aufwendige Röntgenkontrolle zu verzichten, und dennoch für die Haltbarkeit der Nietverbindung garantieren zu können.
Bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind den jeweiligen Unteransprüchen zu entnehmen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die gemessenen Größenwerte die von der Zugvorrichtung ausgeübte Zugspannung und/oder die Position der Zugvorrichtung und/oder die Zeit seit Beginn des jeweiligen Setzvorgangs und/oder den Winkels zur Fläche, an der das Setzgerät angesetzt wird, auf. Mittels dieser Werte ist eine umfassende Fehlerdiagnose möglich. Dies kann auch durch Umsetzung der Werte in Kurven oder mehrdimensionaler Kennfelder erfolgen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird kontrolliert, ob das Gerät im richten Winkel angesetzt ist. Häufig setzen die Bediener das Setzgerät nicht genau im rechten Winkel an. Dadurch kommt es zu einer Reduzierung der Festigkeit der Verbindung. Zweckmäßig ist es, auch zu kontrollieren, ob ein falscher Niet verwendet wurde. So gibt es auch Nieten, die sich optisch nicht unterscheiden, aber aus anderem Material bestehen und so eine völlig verschiedene Festigkeit haben. Dies kann zum Beispiel durch den Verlauf der von der Zugvorrichtung ausgeübten Zugspannung erfolgen.
Mit einer weiteren Ausführungsform wird kontrolliert, ob der Niet schadhaft ist. So führen zum Beispiel Materialfehler im Niet zu einem anderen Kraftverlauf . Eine weitere Ausführungsform kontrolliert, ob die für den Niet vorgesehene Bohrung zu weit oder zu eng ist.
Auch ob sich ein Niet im Gerät befindet, kann mit dem erfindungsgemäßen Setzwerkzeug zum Beispiel durch die Messung der ausgeübten Zugspannung leicht bestimmt werden. Zweckmäßig ist besonders, zu kontrollieren, ob der Niet beide zu verbindenden Teile erfasst. Gerade bei Blindnieten kommt es häufig vor, dass der Niet nicht beide zu verbindenden Teile erfasst. Der Bediener kann dies auch nicht selbst kontrollieren, da er nur das zu befestigende Teil, nicht aber die andere Seite sieht. Erfasst der Niet nur das zu setzende Teil, steigt die von der Zugvorrichtung ausgeübte Zugspannung später, beziehungsweise bei größerem Hub. So kann der Fehler leicht bestimmt werden.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird überwacht, ob das Setzwerkzeug einen Defekt aufweist. So kann zum Beispiel der Ölstand der Zugvorrichtung zu niedrig sein. Infolgedessen wird die Zugvorrichtung schwergängig und arbeitet nicht mehr mit der vorgesehenen Zugkraft. Idealerweise sind in einem Gerät mehrere dieser Fehlerursachen einprogrammiert. Die Programmierung des Gerätes kann durch die Durchführung einer Testreihe erfolgen, bei der bewusst Fehler gemacht werden. Die bei den jeweiligen Fehlern vorkommenden Abweichungen der gemessenen Werte können dann in das Gerät eingespeichert werden, um mit später gemessenen Werten verglichen zu werden. Denkbar ist auch, nicht nur eine reine Fehlerkontrolle durchzuführen, sondern auch die Abweichung- eines noch im jeweiligen Toleranzgebiet liegenden Setzvorgangs mit einem Idealwert zu vergleichen.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung weist eine Einrichtung zur Positionsmessung der Zugvorrichtung und/oder zur Messung der von der Zugvorrichtung ausgeübten Zugspannung auf. Die Position der Zugvorrichtung und die ausgeübte Zugspannung sind zwei der wichtigsten Parameter, über die eine ganze Reihe von Fehlerursachen bestimmt werden können.
Wie bei einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung vorgesehen wird die von der Zugvorrichtuήg ausgeübte Zugspannung mit einem Dehn-Mess-Streifen gemessen. Ein solcher Dehn-Mess-Streifen zum Messen von Spannungen ist zuverlässig und billig. Die Zugspannung ist im wesentlichen proportional zu der von der Zugvorrichtung ausgeübten Zugkraft.
Bei einer alternativen Ausführungsform weist die Einrichtung zur Messung der von der Zugvorrichtung ausgeübten Zugspannung einen piezoelektrischen Sensor auf. Dieser piezoelektrische Sensor benötigt keine SpannungsVersorgung.
Eine zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung weist zur Positionsmessung der Zugvorrichtung einen kapazitiven Sensor auf. Ein solcher kapazitiver Sensor ist gegenüber häufig verwendeten optischen Sensoren wesentlich genauer.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung wird der Winkel zur Fläche, an der das Setzgerät angesetzt wird, mittels zumindest drei auf dem Gerätekopf angeordneten Sensoren gemessen. Diese Sensoren berühren die Fläche, an der das Gerät angesetzt wird, wenn es im rechten Winkel angesetzt ist. So kann ein häufiger Fehler des Bedieners diagnostiziert werden.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung weist das Setzwerkzeug Mittel zur Datenspeicherung und/oder Weiterverarbeitung auf. So können die gemessenen Werte statistisch ausgewertet werden. Der Verwender kann zum Beispiel genau kontrollieren, wie viele Setzvorgänge gemacht wurden, wie viele davon fehlerhaft waren und welche Ursachen es für Fehler gab. Darüber hinaus ist es denkbar, die Werte der korrekt verlaufenen Setzvorgänge auszuwerten, etwa in der Form, dass Abweichungen der Werte von den Idealwerten gespeichert und ausgewertet werden. So ist eine umfassende Qualitätskontrolle möglich.
Seitens des Herstellers des Werkzeugs kann die Funktion seiner Geräte überwacht werden. Auch ist denkbar, dass nicht das Werkzeug an sich bezahlt wird, sondern dass der
Hersteller dem Kunden das Werkzeug zur Verfügung stellt und dass dieser dann zum Beispiel nach Anzahl der durchgeführten Setzvorgänge bezahlt. Auch für die Gewährung einer Herstellergarantie ist es äußerst vorteilhaft, wenn der Hersteller potentielle Fehler durch das Werkzeug selbst erkennen und gegebenenfalls ausschließen kann.
Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung sind die Mittel zur Datenspeicherung und Weiterverarbeitung rückstellbar, insbesondere bei einem Service des Gerätes. So kann zum Beispiel das Gerät nach dem Zurücksetzen wie ein Neugerät an den Kunden herausgeben werden.
Eine zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung weist zum Vergleich von gemessenen und gespeicherten Werten und/oder zur Datenspeicherung und Weiterverarbeitung einen Chip auf. Ein solcher Chip kann genau auf die Anforderungen des Gerätes zugeschnitten werden. Des weiteren .ist so eine kleinstmögliche Baugröße möglich. Gegenüber auch verwendbaren EPROMS bietet der Chip zudem den Vorteil, dass er wesentlich schwerer manipuliert werden kann.
Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung erfolgt der Vergleich von gemessenen und gespeicherten Werten und/oder die Datenspeicherung und -Weiterverarbeitung im
Gerät. Mittels moderner Mikroelektronik ist es möglich, die gesamte Auswertung in einem handlichen Gerät zu integrieren.
Zweckmäßigerweise ist für die Mittel zum Vergleich von gemessenen und gespeicherten Werten und/oder zur
Datenspeicherung und Weiterverarbeitung eine unabhängige Energiequelle im Gerät, insbesondere ein Akku, vorgesehen. So wird gewährleistet, dass gespeicherte Messwerte auch bei längerem Stromausfall nicht verloren gehen.
Zweckmäßigerweise hat das Setzgerät einen Zähler, der Nietsetzzyklen und/oder Fehler und/oder Fehlerursachen zählt. So ist bereits mit dem Gerät selbst eine statistische Fehlerauswertung möglich.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung weist das Setzgerät eine Einrichtung zur Datums- und/oder Uhrzeiterfassung auf, So können die Setzvorgänge und mögliche Fehler einem bestimmten Zeitpunkt zugeordnet werden. Es ist so im Nachhinein nachvollziehbar, wann und dadurch oft auch wo genau ein bestimmter Fehler passiert ist.
Eine Weiterbildung der Erfindung weist eine Einrichtung zur Übertragung von gemessenen Werten an eine externe Einheit auf. Als externe Einheit ist zum Beispiel ein ComputerSystem denkbar, über das eine weitere Speicherung und Auswertung der vom Setzgerät gelieferten Messwerte vorgenommen werden kann. Die einzelnen Setzgeräte könnten zum Beispiel über ihre Gerätenummern dem System zugeordnet sein.
Zweckmäßigerweise umfasst die Einrichtung zur Übertragung von gemessenen Werten eine Einrichtung zur Übertragung von Infrarot, Ultraschall oder Funksignalen, insbesondere „bluetooth". So gibt es zum Beispiel mit der bluetooth- Technologie ein billiges und zuverlässiges Standardbauteil für eine drahtlose Übertragung.
Alternativ hierzu kann die externe Einheit eine Mobilfunk- Endeinrichtung umfassen. So ist eine drahtlose Übertragung auch über weite Strecken möglich,, etwa an den Hersteller des Setzgerätes .
Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung weist das Setzwerkzeug eine Einrichtung zum Abschalten des Nietsetzgerätes und/oder Anzeige der Fehlerursache, "untrer Ansprechen auf ein im Falle eines fehlerhaften Nietsetzvorgangs generierten Signals, auf. So ist es zum Beispiel auch möglich, einen Setzvorgang erst gar nicht durchzuführen, wenn von Anfang an ein Fehler angezeigt wird. Ist das Gerät nicht im rechten Winkel angesetzt, löst es erst gar nicht aus. Ebenso wenn sich kein Niet im Gerät befindet. Sogar falls beim Setzen eines Blindniets nur das zu befestigende Bauteil erfasst wird, ist noch ein Abbruch des Setzvorgangs unter Anzeige der Fehlerursache möglich. Denkbar ist auch, das Signal durch eine externe Einheit, zum Beispiel einen angeschlossenen Computer zu generieren.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung kann das Setzwerkzeug auch eine Einrichtung zum Anschluss an ein lokales Netzwerk beinhalten, wodurch eine schnelle Übertragung und Weiterverarbeitung der Daten möglich ist. Im Rahmen nacheinander folgender Montageschritte, beispielsweise am Fließbandverband, ist eine schnelle Meldung eines Fehlers besonders vorteilhaft, damit nicht der gesamte Montageprozess lange ins Stocken kommt .
Die Zugvorrichtung des Setzgerätes kann elektrisch, insbesondere mit einem Akku, elektrohydraulisch, hydraulisch oder hydropneumatisch betrieben werden. Es ist auch möglich, ein völlig kabelloses Gerät mit Akku und drahtloser Datenübertragung bereitzustellen.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung eines nicht kabellosen Gerätes weist das Setzgerät eine Leitung für die Zuführung von Druckluft oder Strom und zumindest eine weitere Leitung zur Übertragung der gemessenen Werte auf, und die weitere Leitung bildet mit der einen Leitung einen Strang mit einem Anschlus"s. So müssen für Energieversorgung und Datenaustausch keine zwei Leitungen angeschlossen werden. Denkbar ist, einen Kombistecker mit zum Beispiel einer Druckluftleitung und angrenzenden Leitungen für die Datenübertragung bereit zu stellen.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung führt das Setzwerkzeug nach dem Anschalten einen Testzyklus durch. So können Fehler, die das Gerät betreffen, schon vor der Verwendung ausgeschlossen werden. Um zum Beispiel zu kontrollieren, ob . das Werkzeug mechanisch in Ordnung ist, kann die Zugvorrichtung nach dem Einschalten automatisch vor- und zurückgefahren werden. Bei einer Schwergängigkeit der Zugvorrichtung zeigt das Werkzeug den Fehler an.
Die Aufgabe der Erfindung wird ferner durch ein Verfahren zur Kontrolle von Setzvorgängen, insbesondere Nietsetzvorgängen, nach den Merkmalen des Anspruch 28 gelöst. Danach wird ein zu setzendes Teil in ein Setzgerät, vorzugsweise ein Setzgerät nach den vorhergehenden Ansprüchen eingefügt, sodann wird eine Zugkraft auf das zu setzende Teil durch eine Zugvorrichtung ausgeübt .
Die beim Setzvorgang vorkommenden Werte werden gemessen. Die so gemessenen Werte werden mit gespeicherten Werten verglichen. Schließlich wird anhand dieses Vergleichs die Ursache für ein Abweichen gemessener von gespeicherten Werten aus einer Menge von gespeicherten Ursachen bestimmt.
Des weiteren betrifft die Erfindung nach den Merkmalen des Anspruch 38 ein Kopfstück für ein Setzwerkzeug mit Mittel zur Messung der beim Setzvorgang vorkommenden Größenwerte, mit einer Einrichtung zum Vergleich der gemessenen Werte mit gespeicherten Werten sowie mit einer Einrichtung zur Bestimmung der Ursache der Abweichung des gemessenen vom gespeicherten Wert aus einer Menge von gespeicherten Ursachen"
Dieses Kopfstück erfüllt die erfindungsgemäße Aufgabe ebenso wie das Setzgerät. Durch ein Kopfstück ist es möglich, ein bestehendes Setzgerät mit den erfinduhgsgemäßen Funktionen auszustatten.
Die Erfindung betrifft des weiteren ein Setzwerkzeug mit einem Piezosensor und ein Verfahren zum Setzen von zu setzenden Teilen, vorzugsweise Nieten, insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Setzen von Nieten mit Zugspannungsmessung, sowie ein Kopfstück für ein Setzwerkzeug.
Nietverbindungen werden in der industriellen Fertigung in vielfältiger Weise für das Zusammenfügen von Bauteilen verwendet. Insbesondere in der Automobil- und
Flugzeugindustrie werden dabei unter dem Sicherheitsaspekt hohe Anforderungen an die Stabilität und
Langzeitbelastbarkeit von Baugruppen gestellt. Die Stabilität einer Nietverbindung hängt dabei in entscheidendem Maße vom Verlauf des Nietvorgangs ab. Reißt beispielsweise der Stift einer Blindniete zu.früh ab, so ist die Festigkeit und- Haltbarkeit der Nietverbindung gefährdet oder zumindest nicht optimal. Ähnliches gilt beispielsweise, wenn die Blindniete nicht gerade in die Öffnung in den Blechen eingefügt wurde oder die Öffnung für den Niet nicht optimal angepaßt ist. Letzeres tritt zum Beispiel durch unrunde Öffnungen oder solche mit falschen Durchmesser.
Bekannte Nietsetzwerkzeuge setzen Nieten mit voreingestellten Parametern, wie etwa der anzuwendenden Zugkraft. Bei optimalen Bedingungen mag ein NietsetzVorgang unter Verwendung eines solchen Geräts ebenfalls zu einem optimalen Ergebnis zu gelangen, jedoch werden Abweichungen von den Sollparametern, welche die Festigkeit der Verbindung beeinflussen, dabei nicht erkannt. Dies ist insbesondere bedeutungsvoll, da eine mangelhafte Nietverbindung bei äußerlicher Überprüfung durchaus den Anschein eines korrekt gesetzten Blindniets oder einer Nietmutter erwecken kann. Solche fehlerhaften Verbindungen haben negative Auswirkungen auf die Qualität der damit hergestellten Baugruppen und können in sicherheitssensiblen Bereichen, wie etwa dem Flugzeugbau sogar fatale Folgen haben.
Aus EP 0 454 890 ist ein Nietsetzgerät bekannt, das mit einer Kraftmesseinrichtung versehen ist, die sicher stellt, dass das Nietsetzgerät mit einer vorgegebenen Zugkraft arbeitet. Die Kraftmesseinrichtung weist einen Dehnungsmessstreifen auf .
Nachteilig an einem solchen Dehnungsmessstreifen ist, dass hierfür eine Spannungsversorgung notwendig ist, und dass der Dehnungsmessstreifen die Zugkraft nicht von sich aus in ein Spannungssignal umwandelt.
Die vorliegende Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, eine verbesserte Kontrolle von Nietverbindungen beim Nietsetzen bereitzustellen. Diese Aufgabe wird bereits in höchst überraschend einfacher Weise durch ein Setzwerkzeug gemäß Anspruch 60, sowie ein Verfahren zum Setzen gemäß Anspruch 77 und ein Kopfstück für ein Setzwerkzeug nach Anspruch 82 gelöst . Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen gegeben.
Demgemäß ist ein Nietverarbeitungswerkzeug, insbesondere Nietsetzwerkzeug mit einem Kopfstück zur Aufnahme insbesondere eines Niets, einer Einrichtung zum Greifen und/oder Ziehen insbesondere eines Nietstiftes und eine mit der Einrichtung zum Greifen und oder Ziehen insbesondere eines Nietstiftes verbundene Zugvorrichtung vorgesehen, welches zusätzlich eine zumindest einen piezoelektrischen Sensor umfassende Einrichtung zur Messung der Zugspannung der Zugvorrichtung aufweist .
Durch die Einrichtung zur Messung der Zugspannung der Zugvorrichtung lassen sich deren Meßwerte ermitteln und auswerten. Es hat sich gezeigt, daß eine Messung des Zugspannungsverlaufs während eines Nietsetzzyklus detaillierte Informationen über den Nietsetzvorgang wiedergibt und insbesondere fehlerhafte Nietsetzvorgänge anhand des Zugspannungsverlaufs ermittelt werden können. Der für die Messung der Zugspannung verwendete piezoelektrischer Sensor ist preiswert, liefert exakte Meßwerte und lässt sich auf kleinstem Raum unterbringen. Darüber hinaus liefert ein solcher Sensor ein
Spannungssignal. So ist im Unterschied zu herkömmlich verwendeten Dehn-Mess-Streifen (DMS) eine SpannungsZuführung nicht erforderlich.
Die Erfindung eignet sich für alle Typen an
Nietverarbeitungs- und Setzwerkzeugen, so zum Beispiel- auch Nietsetzwerkzeuge, Blindnietmuttersetzwerkzeuge, Schließringbolzensetzwerkzeuge etc .
Für die Kontrolle des Setzvorgangs können zusätzliche Parameter aufgezeichnet werden. Vorteilhaft kann beispielsweise die momentane Position der Zugvorrichtung über eine Einrichtung zur Positionsmessung der Zugvorrichtung, wie etwa einen Weggeber ermittelt werden, so daß sich Zugspannungs-Weg-Wertepaare auswerten lassen.
In einfacher Weise läßt sich die Zugspannung indirekt mittels eines Drucksensors messen, welcher beispielsweise die über die Zugvorrichtung ausgeübte Gegenkraft auf einen Teil des Nietsetzwerkzeugs mißt.
Insbesondere für industrielle Anwendungen sind hydraulisch betriebene Zugvorrichtungen vorteilhaft, mit denen schnelle Setzzyklen mit reproduzierbaren Setzparametern durchgeführt werden können. Die Erfindung umfasst aber auch elektrische, elektrohydraulische und hydropneumatische Zugvorrichtungen. Unter den elektrischen Zugvorrichtungen ist ein kabelloses Gerät mit integrierten Akku besonders vorteilhaft. Für die Erfassung und Auswertung der von der Einrichtung zur Messung der Zugspannung der Zugvorrichtung kann in vorteilhafter Weise eine entsprechende Einrichtung im Setzgerät untergebracht sein. Weiterhin kann im Setzgerät ein Zähler untergebracht sein, der Setzzyklen zählt. Mit einem Zähler, der anhand der Zugspannungs-Meßwerte die Anzahl der durchgeführten Setzzyklen aufzeichnet, lassen sich beispielsweise Wartüngsintervalle überwachen. Zusätzlich kann der Zähler dazu verwendet werden, um insbesondere bei großen Baugruppen mit einer großen Anzahl Nieten zu kontrollieren, ob eventuell Nieten ausgelassen wurden.
Die Einrichtung zur Auswertung und Erfassung kann auch eine Datums- und/oder Zeiterfassungseinrichtung umfassen. Beispielsweise lassen sich durch eine Datumserfassung Gewährleistungsfristen und Wartungsfristen überprüfen. Das Gerät kann so beispielsweise eingerichtet sein, die Datumserfassung nach einer gewissen Anzahl von Nietsetzzyklen zu starten, so dass beispielsweise vor Start der
Datumserfassung Probezyklen durchgeführt werden können. Mit einer zusätzliche Erfassung der Uhrzeit lässt sich beispielsweise zurückverfolgen, wann fehlerhafte Nieten gesetzt wurden.
Die Zugspannungs-Meßwerte und/oder die Zählerstände können auch über eine entsprechende Einrichtung zur Übertragung von Zugspannungs-Meßwerten an eine externe Einheit übertragen werden. Diese Einheit kann beispielsweise ein Rechner für die Datenauswertung und/oder Steuerung sein. Vorteilhaft läßt sich die Signalübermittlung dabei mit einer Einrichtung zur Übertragung von Infrarot, Ultraschall oder Funksignalen bewerkstelligen. Weiterhin können die Daten auch über ein Mobilfunknetz an eine Mobilfunk-Endeinrichtung übertragen werden. Damit können beispielsweise für Ferndiagnosen bei fehlerhafter Funktion des Gerätes die Daten direkt an eine Wartungsabteilung oder den Hersteller übertragen werden. Ebenso kann dadurch der Hersteller überprüfen, ob die erforderlichen Wartungsintervalle eingehalten wurden.
Vorzugsweise umfaßt 'die Einrichtung zum Greifen eines Nietstiftes außerdem Klemmbacken, die über ein mit einer Zugspindel verbundenes Futter betätigt werden. Die Zugspannung wird dabei über eine Zugspindel übertragen.
Das Setzgerät kann für eine schnelle Verteilung der Daten an mehrere externe Auswerteeinheiten auch mit einer Einrichtung zum Anschluß an ein lokales Netzwerk versehen sein.
Im Rahmen der Erfindung liegt es auch, ein entsprechendes Verfahren zur Kontrolle von Setzvorgängen anzugeben, welches insbesondere mit einem erfindungsgemäßen Setzgerät ausgeführt werden kann. Das Verfahren sieht vor, ein zu setzendes Teil in eine dafür vorgesehene Öffnung einzuführen und anschließend zum Setzen des zu setzenden Teils eine Zugkraft auf das zu setzende Teil, vorzugsweise den Nietstift mittels einer Zu"vorrichtung auszuüben, wobei während des Anwendens der Zugkraft zumindest ein
Meßwert gewonnen wird, der durch die am Nietstift anliegende Zugkraft hervorgerufen oder beeinflusst wird. Der Meßwert kann dabei zu einem vorbestimmten Zeitpunkt oder Hub der Zugvorrichtung gewonnen werden und kann so Auskunft über etwaige nicht optimal gesetzte Nieten liefern.
Bevorzugt werden mehrere Meßwerte in regelmäßigen Zeitabständen während des Anwendens der Zugkraft gewonnen. Damit läßt sich ein zeitlicher Verlauf der aufgewendeten Zugkraft ermitteln und so detaillierte Informationen über die Nietverbindungen erhalten.
Besonders vorteilhaft ist die Verwendung von mit einem piezoelektrischen Drucksensor gewonnenen Meßdaten. Bei den großen auftretenden Zugkräften liefert auch ein äußerst kleiner Sensor ausreichend hohe Spannungen für präzise und störunanfällige Messungen.
Schließlich betrifft die Erfindung ein Kopfstück für ein Setzwerkzeug, das eine zumindest einen piezoelektrischen Sensor umfassende Einrichtung zur Messung der von der Zugvorrichtung ausgeübten Zugspannung umfasst. Dieses Kopfstück entspricht in seiner Funktion der Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe nach Anspruch 60, mit dem
Unterschied, dass hier die zum Messen der Zugspannung erforderliche Einrichtung mit einem piezoelektrischen Sensor komplett in das Kopfstück integriert ist. So ist es möglich, für ein vorhandenes Setzgerät ein Kopfstück mit der erfindungsgemäßen Funktion bereitzustellen. Das hat den
Vorteil, dass kein komplettes Setzgerät angeschafft werden muss. Das Kopfstück kann mit entsprechen Anschlüssen für Setzwerkzeuge von unterschiedlichen Herstellern bereitgestellt werden. Dabei kommt dem erfindungsgemäßen Kopfstück" der Vorteil zugute, dass der Piezosensor keine Spannungsversorgung benötigt.
Schließlich betrifft die Erfindung einen Niet. Das erfindungsgemäße Setzgerät nach den Merkmalen des Anspruch 1 ist beim Vergleich von gemessenen Werten, wie zum Beispiel der Zugspannung zu einem bestimmten Zeitpunkt des Setzvorgangs von einer Einheitlichkeit der Setzvorgänge abhängig. Nachteilig sind dabei vor allem Nieten, die unterschiedliche Eigenschaften haben. Sind die Eigenschaften zum Beispiel infolge unterschiedlichen Materials oder aufgrund von Fertigungstoleranzen sehr unterschiedlich, kann das Gerät nicht optimal programmiert werden. Dann muss auch die Toleranzgrenze für einen Setzvorgang heraufgesetzt werden, was für ein optimales Setzergebnis wiederum nachteilig ist. Aufgabe der Erfindung war daher auch, einen Niet bereitzustellen, der im wesentlichen gleichbleibende Eigenschaften hat.
Diese Aufgabe wird in überraschend einfacher Weise durch ein Verfahren zur Kontrolle eines Nietes nach Anspruch 97 gelöst. Danach ist vorgesehen, dass an dem Niet, insbesondere mit einem Setzwerkzeug nach Anspruch 1 bis 60, eine Zugspannung angelegt wird, die Längenänderung des Nietes gemessen und mit einem Sollwert verglichen wird. Die Messung wird, um den Niet nicht zu schädigen, im elastischen Bereich vorgenommen.
Anhand eines Sollwertes der Längenänderung oder einer Weg- Kraft-Kurve kann getestet werden, ob der Niet die beabsichtigten Eigenschaften aufweist.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird am Nietstift eines Blindnietes die Zugspannung angelegt.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung werden Niete, die nicht in einem vorgegebenen Toleranzbereich liegen, aussortiert. Das Aussortieren kann automatisch durch die Kontrollvorrichtung erfolgen.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung werden Niete, die einem vorgegebenen Toleranzbereich liegen, dauerhaft gekennzeichnet. So ist die durchgeführte Qualitätsprüfung auf dem Niet sichtbar. Verwechslungen mit nicht geprüften Nieten werden auf diese Weise ausgeschlossen.
Die Erfindung soll nachstehend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden, wobei sich in den einzelnen Zeichnungen gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche Bestandteile beziehen.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer ersten
Ausführungsform der Erfindung, Fig. 2 Graphen der Zugspannung als Funktion der Zeit, Fig. 3A bis 3D verschiedene Ausführungsformen externer
Einrichtungen zur Erfassung und Auswertung von Zugspannungs-Messwerten, Fig. 4 eine schematische Querschnittsansicht durch eine Ausführungsform der Erfindung, Fig. 5 eine schematische Ansicht eines Kopfstückes eines Setzgerätes mit Sensoren, und Fig. 6 Graphen der Zugspannung verschiedener Setzlinge als Funktion der Zeit.
Bei der nachfolgenden Beschreibung wird vornehmlich Bezug auf den Nietsetzvorgang, dies bedeutet das Setzen eines Niets genommen. Hierbei umfasst jedoch das beschriebene Nietsetzen das Setzen von Blindnieten, Nietmuttern und insbesondere auch das Setzen von Schließringbolzen, selbst wenn dieses nicht mehr ausdrücklich erwähnt ist. "Soweit für die jeweilige.
Ausführungsform ein anderes Kopfstück, Mundstück, Futter oder eine andere Aufnahme nötig ist, kann ein Fachmann auf diesem Gebiet entsprechende Anpassungen an die aktuellen Anforderungen vornehmen.
In Fig. 1 ist eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Nietsetzgerätes gezeigt. Das Nietsetzgerät 1 umfaßt ein Kopfstück 2 mit Einstellmutter 22 zur Aufnahme einer Niete 20, einen Rumpfteil 6, und einen Handgriff 16. Mit einer manuell betätigbaren Auslöseeinrichtung 18 wird eine Zugvorrichtung im Inneren des Nietsetzgerätes ausgelöst, welche mit einer Einrichtung zum Greifen des Schaftes oder Nietstifts der Niete 20 verbunden ist, so daß der Stift in das Gerät hineingezogen wird. Bevorzugt umfaßt dabei die Einrichtung zum Greifen des Schaftes oder Nietstifts ein Futter mit zwei oder mehr Klemmbacken. Die Zugvorrichtung stützt sich am Kopfteil 2 des Nietsetzgerätes ab, so daß die auf den Nietstift ausgeübte -"Zugspannung in einen zwischen Kopfteil und Zugvorrichtung ausgeübten Druck übersetzt wird. Am
Kopfteil 2 befindet -.sich eine Sensoreinheit 3, vorzugsweise mit piezoelektrischem Sensor, welcher den zwischen Kopfteil 2 und Zugvorrichtung beim Ziehen des Nietstiftes entstehenden Druck mißt . Der Sensor erzeugt ein der Zugspannung im wesentlichen proportionales Spannungssignal . Diese Spannung wird über ein Kabel 8 an eine externe Einrichtung 12 zur Erfassung und Auswertung von Zugspannungs-Meßwerten entweder direkt übertragen oder von der Sensoreinheit zunächst verstärkt, wobei dann das verstärkte Signal übertragen wird.
An einem am Handgriff befestigten Teil 14 kann außerdem eine eigene Auswerteelektronik 15 untergebracht sein, die beispielsweise eine Zählelektronik mit Datums- und/oder Uhrzeitfunktion umfaßt.
Die Übertragung zu einer externen Auswerteeinheit kann alternativ zu einer Übermittlung über Kabelverbindungen auch über entsprechende Einrichtungen zur Übermittlung und Empfang von Infrarot-, Ultraschall- oder Funksignalen geschehen. Insbesondere kann das Nietsetzgerät auch eingerichtet sein, die Signale über ein Mobilfunknetz an eine Endeinrichtung zu übertragen, wodurch sich große Distanzen zwischen Nietsetzgerät und externer Auswerteeinheit erreichen lassen. Das Nietsetzgerät 1 weist in dieser Ausführungsform auch noch einen Weggeber 4 auf, welcher über eine Einrichtung zur Positionsmessung der Zugvorrichtung die momentane Position der Zugvorrichtung bestimmt und ein entsprechendes Signal an die externe Einrichtung 12 über eine Kabelverbindung 10 sendet. Bei dem Weggeber kann es sich beispielsweise um einen optisch-elektronischen oder auch einen induktiven Weggeber handeln.
Eig. 2 zeigt Graphen der Zugspannung als Funktion der Zeit im Verlauf von Nietsetzzyklen. Graph 100 zeigt dabei den typischen Verlauf der Zugspannung unter optimalen Bedingungen, weist ein Minimum der Zugspannung auf. Bis zu diesem Minimum wird durch die von der Zugvorrichtung des Nietsetzgeräts ausgeübte Zugkraft der Nietenkopf zusammengedrückt. Danach wächst die Zugkraft weiter an, bis der Nietstift abreist und die Zugspannung abrupt auf null absinkt .
Die Graphen 101, 102 und 103 zeigen Verläufe der Zugspannung bei nicht optimalen Bedingungen. Graph 101 zeigt dabei den Verlauf der Zugspannung bei einem zu großen Lochdurchmesser. In diesem Fall ist das Minimum zwischen den beiden Maxima nicht so tief wie im optimalen Fall und zu einem etwas späteren~Zeitpunkt . Bis zum abreißen des Stiftes muß im Falle eines zu großen Lochdurchmessers außerdem eine höhere Zugspannung aufgewendet werden und das Abreißen erfolgt zu einem etwas späteren Zeitpunkt.
Graph 102 zeigt den Verlauf der Zugspannung bei einer nicht vollständig in das Loch eingeführten Niete und Graph 103 bei einem Nietvorgang ohne Material, d. h. ohne daß die Niete in ein Loch in einem Blech gesteckt wurde. In beiden Fällen liegt das Minimum der Zugspannung, sowie der Zeitpunkt des Abreißens des Stiftes zu einem späteren Zeitpunkt verglichen mit dem Kurvenverlauf unter optimalen Bedingungen.
Anhand dieser Graphen wird deutlich, daß der zeitliche Verlauf der Zugspannung detaillierte Auskunft über den Zustand des gesetzten Niets geben kann.
Im Folgenden wird Bezug auf die Figuren 3A bis 3D genommen, die Ausführungsformen externer Einrichtungen zur Erfassung und Auswertung von Zugspannungs-Meßwerten der Erfindung zeigen.
In Fig. 3A ist schematisch eine Auswerteeinheit 24 gezeigt, welche über eine Kabelverbindung 8 mit der Sensoreinheit 3 des Nietsetzgerätes 1 verbunden ist. Anstelle der Kabelverbindung 8 können die Sensoreinheit und die
Auswerteeinheit auch über eine Sende/Empfangseinrichtung für Infrarot, Ultraschall oder Funksignale miteinander verbunden werden, wobei der Sensor entsprechend mit einem Sender und/oder Empfänger ausgerüstet ist.
Die Auswerteeinheit 24 umfaßt eine LCD-Anzeige 26 und Bedienelemente 28. Auf der LCD-Anzeige werden aktuelle Ergebnisse von Messungen gezeigt, wie beispielsweise die maximal erreichte Zugspannung. Die Meß- und Auswerte^rgebnisse werden über eine geeignete Meßelektronik in der Einheit 24 ermittelt. Über die Bedienelemente können verschiedene Funktionen, wie etwa Durchführen einer Referenzmessung, Schwellwerte für Warnmeldungen oder Zurücksetzen der aktuellen Meßwerte eingegeben werden.
Fig. 3B zeigt eine Erweiterung dieses Systems, wobei an der Auswerteeinheit 24 ein Drucker 32 über eine Kabelverbindung 30 angeschlossen ist. Über den Drucker 32 können aktuelle Meßergebnisse und weitere Daten ausgegeben werden. Der Drucker kann beispielsweise über die Bedienelemente 28 angesteuert werden.
In Fig. 3C ist eine Ausführungsform gezeigt, bei welcher über einer Kabelverbindung 8 die Meßwerte der Sensoreinheit 3 des Nietsetzgerätes an einen Rechner 34 als Auswerteeinheit übertragen werden. Dazu kann der Rechner, vorzugsweise ein Arbeitsplatzrechner mit einer geeigneten Einsteckkarte versehen sein, in welcher eine Auswerteelektronik für die übertragenen Spannungsmeßwerte untergebracht ist. Beispielsweise werden die Spannungsmeßwerte mittels eines
ADC-Bausteins in regelmäßigen Zeitabständen digitalisiert und können dann mit einer geeigneten Software weiterverarbeitet werden. Die aufbereiteten Meßdaten und Auswerteergebnisse werden dann auf dem Bildschirm 36 des Rechners dargestellt.
Eig. 3D zeigt eine weitere Ausführungsform, bei welcher mehrere Nietsetzgeräte über Kabelverbindungen 81, 82, 83 und 84 an eine Auswerteeinheit 38 angeschlossen ist. Die Ausführungsform ist in Fig. 4 beispielhaft für vier Nietsetzgeräte gezeigt. Dieser Aufbau kann jedoch auf beliebig viele Geräte erweitert werden. Der Aufbau kann auch ebenso für ein einzelnes Nietsetzgerät angewendet werden. Jedes Nietsetzgerät ist über die Kabelverbindungen an einen der Blöcke 381 bis 384 der Auswerteeinheit 38 angeschlossen.
Die Auswerteeinheit 38 ist ihrerseits über eine Verbindung 40 an einen Netzwerkknoten 42 angeschlossen, von dem aus die Daten an mehrere Rechner 341 bis 344 verteilt werden können.
Fig. 4 zeigt eine schematische Querschnittsansicht durch eine Ausführungsform der Erfindung, anhand der das Prinzip der Zugspannungsmessung erläutert werden kann. Im Rumpfteil 6 befindet sich ein Hydraulikzylinder 50. In dem Zylinder 60 läuft ein Hydraulikkolben 52, an dem eine Zugspindel 54 befestigt ist, welche die vom Kolben ausgeübte Kraft auf ein daran befestigtes Futter 56 überträgt. Wird durch den Kolben eine Kraft in Richtung des Pfeiles ausgeübt, indem in den Zylinderabschnitt 51 eine geeignete Hydraulikflüssigkeit hineingedrückt wird, so werden Klemmbacken 58 durch das sich zurückbewegende Futter 56 zunächst zusammengedrückt, bis ein sich dazwischen befindlicher Nietstift gegriffen und eingeklemmt wird. Die Klemmbacken ziehen daraufhin den Nietstift weiter in den Kopfteil 2 des Nietsetzgeräts, bis er von dem an der Einstellmutter 22 anfliegenden Nietkopf abreißt. Der Kolben kann auch hydropneumatisch betrieben sein, wobei über einen weiteren, pneumatisch betriebenen Kolben, der beispielsweise in dem in Fig. 1 gezeigten, am Handgriff befestigten Teil 14 untergebracht sein kann, die Hydraulikflüssigkeit in den Hydraulikzylinder 50 gedrückt wird.
Durch die über das Futter 56 ausgeübte Zugkraft wird ein Druck auf den Kopfteil 2 ausgeübt. Der Kopfteil 2 ist so am Rumpfteil 6 befestigt, daß der Druck nicht direkt auf die Hülse des Kopfteils 2, sondern über ein zwischen Kopf- und Rumpfteil befindliches piezoelektrischen Materialteil 31 übertragen wird. Eine dadurch entstehende Piezospannung kann dann mittels der elektrischen Verbindungen 60 und 62 auf einen geeigneten Anschlußstecker 64 übertragen werden. Ebenso kann der-Drucksensor auch mit einer geeigneten Meß- -und; Auswerteelektronik verbunden sein, die im Nietsetzgerät selbst integriert ist.
Fig. 5 zeigt eine schematische Draufsicht eines Kopfstücks für ein erfindungsgemäßes Setzwerkzeug. Zu erkennen ist die Einstellmutter 22 des Kopfstücks 2. Um die Einstellmutter 22 herum sind drei Sensoren 70 angebracht. Wird das Gerät angesetzt, berühren alle drei Sensoren das zu befestigende Teil nur dann, wenn das Gerät im rechten Winkel zum zu befestigenden Teil steht. So ist es möglich, zu kontrollieren, ob der Bediener einen Fehler macht. Ist das Gerät nicht im rechten Winkel angesetzt, sorgt eine Elektronik dafür, dass das Gerät blockiert ist, der Setzvorgang also gar nicht gestartet werden kann.
Fig. 6 zeigt vier Graphen, bei denen bei einem Setzvorgang die ausgeübte Zugspannung gegen die Zeit aufgetragen ist, wobei die x-Achse die Zeit und die y-Achse die Kraft angibt. Graph 90 zeigt den Kraft-Zeit-Verlauf beim Setzen einer Nietmutter. Hier steigt die Kraft zunächst im elastischen Bereich stark an, geht in den plastischen Bereich über. und bleibt bis zum Ende des Setzvorganges in etwa konstant. Die Graphen 91, 92 und 93 zeigen den Kraft-Zeit-Verlauf für verschiedene Blindnieten. Hier steigt die Kraft auch im Bereich der plastischen Verformung an, bis der Nietstift abreisst und die Kraft auf Null sinkt. Man sieht, dass die Kraft-Zeit-Kurven für verschiedene Nieten stark unterschiedlich sind. Daher ist es nötig, das Gerät auf bestimmte Setzvorgänge zu programmieren. Anhand von Abweichungen von diesen Kurven können schon eine Reihe von
Fehlerursachen erkannt werden. Steigt zum Beispiel bei einer Blindniete die Kraft im elastischen Bereich später an, so hat der Blindniet nur das zu setzende Teil erfasst. Ist die Bohrung zu weit, steigt die Kurve im plastischen Bereich flacher -an. Auf diese Weise können durch einen Vergleich, mit gespeicherten Fehlerursachen eine ganze Reihe von Fehlern erkannt werden. Es ist ebenso denkbar, eine Kraft-Weg-Kurve oder sowohl eine Kraft-Zeit als auch eine Kraft-Weg-Kurve zu messen. Durch eine Auswertung von durchgeführten Setzvorgängen können Idealwerte und typische Abweichungen bei bestimmten Fehlerursachen genau bestimmt werden. Die Auswertung kann durch Setzen verschiedener Sollfelder 94, 95, 96 erfolgen. Läuft die Kurve rechts am Feld 94 vorbei, so erfasst der Blindniet nur das zu befestigende Teil, erfolgt der Übergang vom elastischen in den plastischen Bereich nicht genau im Feld 95, so ist das Bohrloch zu weit oder fällt die Zugspannung nicht im Feld 96 auf Null wurde ein falscher Niet verwendet. Eine genaue Fehleranalyse erfolgt durch viele solcher Felder, die beim Setzvorgang durchlaufen werden und eine Fehlerursache erkennbar machen. Durch die
Aneinanderreihung einzelner Felder werden beim Einhalten der Sollwerte auch bestimmte Fehlerursachen ausgeschlossen. Wird zum Beispiel Feld 94 eingehalten, ist ausgeschlossen, dass das Gegenstück nicht erfasst ist. So ist eine eindeutige Zuordnung der verschiedenen Fehlerursachen möglich.

Claims

Ansprüche
1. Setzwerkzeug mit einem Kopfstück, insbesondere zur
Aufnahme eines Niets, einer Einrichtung zum Greifen und/oder Ziehen und eine mit der Einrichtung zum Greifen und/oder Ziehen verbundene Zugvorrichtung, gekennzeichnet durch:
- Mittel zur Messung der beim Setzvorgang vorkommenden
Größenwerte; - eine Einrichtung zum Vergleich der gemessenen Werte mit gespeicherten Werten;
- eine Einrichtung zur Bestimmung einer Ursache, insbesondere einer Fehlerursache, für die Abweichung gemessener Werte von gespeicherten Werten aus einer Menge von gespeicherten Ursachen.
2. Setzwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Größenwerte die von der Zugvorrichtung ausgeübten Zugspannung und/oder die Position der Zugvorrichtung und/oder die Zeit seit Beginn des jeweiligen Setzvorgangs und/oder den Winkels zur Fläche, an der das Setzgerät angesetzt wird, umfassen.
3. Setzwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die gespeicherten Fehlerursachen:
- Gerät nicht im richten Winkel angesetzt; und/oder
- falscher Niet verwendet; und/oder
- Niet schadhaft; und/oder
- für den Niet vorgesehene Bohrung zu weit oder zu eng; und/oder
- kein Niet im Setzwerkzeug; und/oder
- Niet erfasst nicht beide zu verbindenden Teile; und/oder
- Setzwerkzeug weist einen Defekt auf. Setzwerkzeug nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Messung der von der Zugvorrichtung ausgeübten Zugspannung einen Dehn- Mess-Streifen umfasst.
Setzwerkzeug nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Messung der von der Zugvorrichtung ausgeübten Zugspannung einen piezoelektischen-- Sensor umfasst.
Setzwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein kapazitiver Sensor zur Positionsmessung der Zugvorrichtung vorgesehen ist.
7. Setzwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel mittels zumindest drei auf dem Gerätekopf angeordneten Sensoren messbar ist.
8. Setzwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Setzwerkzeug Mittel zur Datenspeicherung und/oder Weiterverarbeitung umfasst.
9. Setzwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur
Datenspeicherung und Weiterverarbeitung rückstellbar sind, insbesondere bei einem Service des Gerätes.
10. Setzwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Vergleich von gemessenen und gespeicherten Werten und/oder zur Datenspeicherung und Weiterverarbeitung ein Chip vorgesehen ist.
11. Setzwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Vergleich von gemessenen und gespeicherten Werten und/oder Datenspeicherung und Weiterverarbeitung im Gerät erfolgt.
12. Setzwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Mittel zum Vergleich von gemessenen und gespeicherten Werten und/oder zur Datenspeicherung und Weiterverarbeitung eine unabhängige Energiequelle im Gerät, insbesondere ein Akku, vorgesehen ist.
13. Setzwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Setzgerät einen Zähler umfasst, der Nietsetzzyklen und/oder Fehler und/oder Fehlerursachen zählt.
14. Setzwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Setzgerät eine Einrichtung zur Datums- und/oder Uhrzeiterfassung umfasst .
15. Setzwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Übertragung von gemessenen Werten an eine externe Einheit.
16. Setzwerkzeug nach Anspruch 15, wobei die Einrichtung zur Übertragung von gemessenen Werten eine Einrichtung zur Übertragung von Infrarot-, Ultraschall- oder Funksignalen, insbesondere „bluetooth" umfasst.
17. Setzwerkzeug nach Anspruch 15, dass die Datenübertragung mittels eines Lichtleiters erfolgt
18. Setzwerkzeug nach Anspruch 15, 16 oder 17, wobei die externe Einheit eine Recheneinheit umfasst.
19. Setzwerkzeug nach Anspruch 15, 16, 17 oder 18, wobei die externe Einheit eine Mobilfunk-Endeinrichtung umfasst.
20. Setzwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 19, weiter gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Abschalten des Nietsetzgerätes und/oder Anzeige der Fehlerursache, unter Ansprechen auf ein im Falle eines fehlerhaften Nietsetzvorgangs" generierten Signals.
21. Setzwerkzeug nach Anspruch 20, wobei das Signal von einer externen Einheit generiert wird.
22. Setzwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 21, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Anschluß an ein lokales Netzwerk.
23. Setzwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 23, wobei die Zugvorrichtung eine Zugspindel und die Einrichtung zum Greifen eines Nietstiftes Klemmbacken zum Klemmen eines Nietstiftes umfaßt.
24. Setzwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugvorrichtung elektrisch, insbesondere mit einem Akku, elektrohydraulisch, hydraulisch oder hydropneumatisch betrieben ist.
25. Setzwerkzeug nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass an das Setzgerät eine Leitung für die Zuführung von Druckluft oder Strom und zumindest eine weitere Leitung zur Übertragung der gemessenen Werte anschließbar ist und die weitere Leitung mit der einen Leitung einen Strang mit einem Anschluss bildet.
26. Setzwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät mittels einer internen Energiequelle, insbesondere Akku, betreibbar ist.
27. Setzwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug eine Einrichtung zum Durchführen eines Testzyklus nach dem Anschalten aufweist.
28. Verfahren zur Kontrolle von Setzvorgängen, insbesondere NietSetzvorgängen, umfassend die Schritte:
- Einfügen eines zu setzenden Teils in ein Setzgerät, vorzugsweise eines Setzgerätes nach den vorhergehenden Ansprüchen;
- Anwenden einer Zugkraft auf das zu setzende Teil durch eine
Zugvorrichtung; gekennzeichnet durch die Schritte - Messung der vorkommenden Größenwerte ;
- Vergleich der gemessenen Werte mit gespeicherten Werten;
- Bestimmung einer Ursache, insbesondere einer Fehlerursache, für die Abweichung gemessener von gespeicherten Werten aus einer Menge von gespeicherten Ursachen.
29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die als Größenwert die von der Zugvorrichtung ausgeübte Zugspannung und/oder die Position der Zugvorrichtung und/oder die Zeit seit Beginn des jeweiligen Setzvorgangs und/oder der Winkel zur Fläche, an der das Setzgerät angesetzt wird, gemessen wird
30. Verfahren zur Kontrolle von Setzvorgängen nach Anspruch 28 oder 29, weiter gekennzeichnet durch die Bestimmung der gespeicherten Fehlerursachen: - Gerät nicht im richten Winkel angesetzt; und/oder
- falscher Niet verwendet; und/oder
- Niet schadhaft; und/oder
- für den Niet vorgesehene Bohrung zu weit oder zu eng; und/oder
- kein Niet im Gerät; und/oder
- Niet erfasst nicht beide zu verbindenden Teile; und/oder
- Setzwerkzeug weist einen Defekt auf.
31. Verfahren zur Kontrolle von Setzvorgängen nach Anspruch 28, 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Zugvorrichtung ausgeübte Zugspannung mittels eines Dehn- Mess-Streifens gemessen wird.
32. Verfahren zur Kontrolle von Setzvorgängen nach Anspruch 28, 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Zugvorrichtung ausgeübte Zugspannung mittels eines piezoelektischen Sensors gemessen wird.
33. Verfahren zur Kontrolle von Setzvorgängen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Position der Zugvorrichtung mittels eines kapazitiven Sensors gemessen wird.
34. Verfahren zur Kontrolle von Setzvorgängen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Nietsetzzyklen und/oder Fehler und/oder FehlerUrsachen gezählt werden.
35. Verfahren zur Kontrolle von Setzvorgängen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Datum und/oder Uhrzeit gemessen wird.
36. Verfahren zur Kontrolle von Setzvorgängen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gemessenen Werte und/oder Fehler und/oder Fehlerursachen an eine externe Einheit weitergegeben werden .
37. Verfahren zur Kontrolle von Setzvorgängen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, dass im Falle eines fehlerhaften Setzvorgangs unter Ansprechen auf ein generiertes Signal die Fehlerursache angezeigt wird und/oder das Setzgerät abgeschaltet wird.
38. Kopfstück für ein Setzwerkzeug, insbesondere für ein Setzwerkzeug nach Anspruch 1-27 gekennzeichnet durch:
- Mittel zur Messung der beim Setzvorgang vorkommenden
Größenwerte; - eine Einrichtung zum Vergleich der gemessenen Werte mit gespeicherten Werten;
- eine Einrichtung zur Bestimmung einer Ursache, insbesondere einer Fehlerursache, für die Abweichung gemessener Werte von gespeicherten Werten aus einer Menge von gespeicherten Ursachen.
39. Kopfstück für ein Setzwerkzeug nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass die Größenwerte die von der Zugvorrichtung ausgeübte Zugspannung und/oder die Posi-fe-ion der Zugvorrichtung und/oder die Zeit seit Beginn des jeweiligen Setzvorgangs und/oder den Winkels zur Fläche, an der das Setzgerät angesetzt wird, umfassen.
40. Kopfstück für ein Setzwerkzeug nach Anspruch 38 oder 39, gekennzeichnet durch die gespeicherten Fehlerursachen:
- Gerät nicht im richten Winkel angesetzt; und/oder
- falscher Niet verwendet; und/oder
- Niet schadhaft; und/oder
- für den Niet vorgesehene Bohrung zu weit oder zu eng; und/oder - kein Niet im Gerät; und/oder
- Niet erfasst nicht beide zu verbindenden Teile; und/oder
- Setzwerkzeug weist einen Defekt auf.
41. Kopfstück für ein Setzwerkzeug nach Anspruch 38, 39 oder 40, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zur Messung der von der Zugvorrichtung ausgeübten Zugspannung vorgesehen ist, die einen Dehn-Mess-Streifen umfasst.
42. Kopfstück für ein Setzwerkzeug nach Anspruch 38, 39 oder 40, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zur Messung der von der Zugvorrichtung ausgeübten Zugspannung vorgesehen ist, die einen piezoelektischen Sensor umfasst.
43. Kopfstück für ein Setzwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche 38-42, dadurch gekennzeichnet, dass ein kapazitiver Sensor zur Positionsmessung der Zugvorrichtung vorgesehen ist.
44. Kopfstück für ein Setzwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche 38-43, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel mittels zumindest drei auf der Vorderseite angeordneten Sensoren messbar ist.
45. Kopfstück für ein Setzwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche 38-44, dadurch gekennzeichnet, dass das Setzwerkzeug Mittel zur Datenspeicherung und/oder Weiterverarbeitung umfasst.
46. Kopfstück für ein Setzwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche 38-45, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Datenspeicherung und Weiterverarbeitung rückstellbar sind, insbesondere bei einem Service des Gerätes .
47. Kopfstück für ein Setzwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche 38-46, dadurch gekennzeichnet, dass zum Vergleich von gemessenen und gespeicherten Werten und/oder zur Datenspeicherung und
Weiterverarbeitung ein Chip vorgesehen ist.
48. Kopfstück für ein Setzwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche 38-47, dadurch gekennzeichnet, dass Vergleich von gemessenen und gespeicherten Werten und/oder Datenspeicherung und Weiterverarbeitung im Kopfstück erfolgt.
49. Kopfstück für ein Setzwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche 38-48, dadurch gekennzeichnet, dass für die Mittel zum Vergleich von gemessenen und gespeicherten Werten und/oder zur Datenspeicherung und Weiterverarbeitung eine unabhängige Energiequelle im Koptstück, insbesondere ein Akku, vorgesehen ist.
50. Kopfstück für ein Setzwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche 38-49, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopfstück einen Zähler umfasst, der Nietsetzzyklen und/oder Fehler und/oder Fehlerursachen zähl*-.
51. Kopfstück für ein Setzwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche 38-50, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopfstück eine Einrichtung zur Datums- und/oder Uhrzeiterfassung umfasst.
52. Kopfstück für ein Setzwerkzeug nach einem der Ansprüche 38 bis 51, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Übertragung von gemessenen Werten an eine externe Einheit.
53. Kopfstück für ein Setzwerkzeug nach Anspruch 52, wobei die Einrichtung zur Übertragung von gemessenen Werten eine Einrichtung zur Übertragung von Infrarot-, Ultraschall- oder Funksignalen, insbesondere „bluetooth" umfasst.
54. Kopfstück für ein Setzwerkzeug nach Anspruch 52, dass die Datenübertragung mittels eines Lichtleiters erfolgt
55. Kopfstück für ein Setzwerkzeug nach einem der Ansprüche 52 bis 54, wobei die externe Einheit eine Recheneinheit umfasst.
56. Setzwerkzeug nach einem der Ansprüche 52 bis 55, wobei die externe Einheit eine Mobilfunk-Endeinrichtung umfasst.
57. Kopfstück für ein Setzwerkzeug nach einem der Ansprüche 38 bis 56, weiter gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Abschalten des Nietsetzgerätes und/oder Anzeige der Fehlerursache, unter Ansprechen auf ein im Falle eines fehlerhaften Nietsetzvorgangs generierten Signals.
58. Kopfstück für ein Setzwerkzeug nach Anspruch 57, wobei das Signal von einer externen Einheit generiert wird.
59. Kopfstück für ein Setzwerkzeug nach einem der Ansprüche 38 bis 58, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Anschluß an ein lokales Netzwerk.
60. Setzwerkzeug, insbesondere Nietsetzwerkzeug, umfassend
- ein Kopfstück, insbesondere zur Aufnahme eines Niets, - eine Einrichtung zum Greifen und/oder Ziehen, insbesondere eines Nietstiftes und
- eine mit der Einrichtung zum Greifen und/oder Ziehen insbesondere eines Nietstiftes verbundene Zugvorrichtung, gekennzeichnet durch
- eine zumindest einen piezoelektrischen Sensor umfassende Einrichtung zur Messung der von der Zugvorrichtung ausgeübten Zugspannung.
61. Setzwerkzeug nach Anspruch 60, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Positionsmessung der Zugvorrichtung.
62. Setzwerkzeug nach Anspruch 60 oder 61, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Messung der von der Zugvorrichtung ausgeübten Zugspannung einen Drucksensorumfaßt .
63. Setzwerkzeug nach Anspruch 62, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Drucksensor um einen piezoelektrischen Drucksensor handelt.
64. Set-swerkzeug nach einem der Ansprüche 60 bis 63, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugvorrichtung elektrisch, insbesondere mit einem Akku, elektrohydraulisch, hydraulisch oder hydropneumatisch betrieben ist.
65. Setzwerkzeug nach einem der Ansprüche 60 bis 64, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Erfassung und Auswertung von Zugspannungs-Meßwerten.
66. Setzwerkzeug nach Anspruch 65, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erfassung und Auswertung von Zugspannungs-Meßwerten einen Zähler umfaßt, der Nietsetzzyklen zählt.
67. Setzwerkzeug nach Anspruch 65, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Erfassung und Auswertung von Zugspannungs-Meßwerten eine Einrichtung zur Datums- und/oder Uhrzeiterfassung umfasst.
68. Setzwerkzeug nach einem der Ansprüche 60 bis 67, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Übertragung von Zugspannungs-Meßdaten an eine externe Einheit .
69. Setzwerkzeug nach Anspruch 68, wobei die
Einrichtung zur Übertragung von Zugspannungs-Meßdaten eine Einrichtung zur Übertragung von Infrarot, Ultraschall oder Funksignalen umfasst.
70. Setzwerkzeug nach Anspruch 68 oder 69, wobei die externe Einheit eine Recheneinheit umfaßt.
71. Setzwerkzeug nach Anspruch 68, 69 oder 70, wobei die externe Einheit eine Mobilfunk-Endeinrichtung umfaßt.
72. Setzwerkzeug nach einem der Ansprüche 60 bis
71, weiter gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Abschalten des Nietsetzgerätes, unter Ansprechen auf ein im Falle eines fehlerhaften Nietsetzvorgangs generierten Signals .
73. Setzwerkzeug nach Anspruch 72, wobei das
Signal von einer externen Einheit generiert wird.
74. Setzwerkzeug nach einem der Ansprüche 60 bis
73, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Anschluß an ein lokales Netzwerk.
75. Setzwerkzeug nach einem der Ansprüche 60 bis
74, wobei die Zugvorrichtung eine Zugspindel und die Einrichtung zum Greifen eines Nietstiftes Klemmbacken zum Klemmen eines Nietstiftes umfaßt.
76. Setzwerkzeug nach einem der Ansprüche 60 bis 75, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein Nietsetzwerkzeug handelt.
77. Verfahren zur Kontrolle von Setzvorgängen, insbesondere Nietsetzvorgängen, insbesondere von mit einem Setzgerät, vorzugsweise Nietsetzgerät nach einem der vorstehenden Ansprüche vorgenommenen Nietsetzvorgängen, umfassend die Schritte des
- Einfügens des zu setzenden Teils, insbesondere eines Niets, in eine Öffnung und des
- Anwendens einer Zugkraft auf das zu setzende Teil, insbesondere den Nietstift durc eine Zugvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß während des Anwendens der Zugkraft zumindest ein Meßwert gewonnen wird, der durch -die am zu setzenden Teil, insbesondere am Nietstift anliegende Zugkraft hervorgerufen oder beeinflusst wird.
78. Verfahren nach Anspruch 77, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Meßwerte in regelmäßigen Zeitabständen während des Anwendens der Zugkraft gewonnen werden.
79. Verfahren nach Anspruch 77 oder 78, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwerte mittels eines piezoelektrischen Sensors gewonnen werden.
80. Verfahren nach einem der Ansprüche 77 bis 79, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest ein Messwert mit einem Sollwert verglichen wird.
81. Verfahren nach Anspruch 80, wobei in Abhängigkeit von der Abweichung des zumindest einen Messwertes_ von einem vorgegebenen Sollwert auf einer Anzeige eine Fehlermeldung ausgegeben wird.
82. Kopfstück für ein Setzwerkzeug, insbesondere für ein Setzwerkzeug nach Anspruch 60-76, gekennzeichnet durch eine zumindest einen piezoelektrischen Sensor umfassende Einrichtung zur Messung der von der Zugvorrichtung ausgeübten Zugspannung.
83. Kopfstück für ein Setzwerkzeug nach Anspruch 82, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Positionsmessung der Zugvorrichtung.
84. Kopfstück für ein Setzwerkzeug nach Anspruch 82 oder 83, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Messung der von der Zugvorrichtung ausgeübten Zugspannung einen Drucksensor umfaßt .
85. Kopfstück für ein Setzwerkzeug nach Anspruch 84, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Drucksensor um einen piezoelektrischen Drucksensor handelt.
86. Kopfstück für ein Setzwerkzeug nach einem der Ansprüche 82 bis 85, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Erfassung und Auswertung von Zugspannungs-Meßwerten.
87. Kopfstück für ein Setzwerkzeug nach Anspruch 86, dadurch gekennzeichnet ,-■ daß die Einrichtung zur Erfassung und Auswertung von Zugspannungs-Meßwerten einen Zähler umfaßt, der Nietsetzzyklen zählt.
88. Kopfstück für ein Setzwerkzeug nach Anspruch 86 bis 87, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Erfassung und Auswertung von Zugspannungs-Meßwerten eine Einrichtung zur Datums- und/oder Uhrzeiterfassung umfasst.
89. Kopfstück für ein Setzwerkzeug nach einem der Ansprüche 82 bis 88, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Übertragung von Zugspannungs-Meßdaten an eine externe Einheit.
90. Kopfstück für ein Setzwerkzeug nach Anspruch 89, wobei die Einrichtung zur Übertragung von Zugspannungs- Meßdaten eine Einrichtung zur Übertragung von Infrarot, Ultraschall oder Funksignalen umfaßt.
91. Kopfstück für ein Setzwerkzeug nach Anspruch 89 oder 90, wobei die externe Einheit eine Recheneinheit umfaßt.
92. Kopfstück für ein Setzwerkzeug nach Anspruch 89, 90 oder 91, wobei die externe Einheit eine Mobilfunk- Endeinrichtung umfaßt.
93. Kopfstück für ein Setzwerkzeug einem der Ansprüche 82 bis 92, weiter gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Abschalten des Nietsetzgerätes, unter Ansprechen auf ein im Falle eines fehlerhaften Nietsetzvorgangs generierten Signals.
94. Kopfstück für ein Setzwerkzeug nach Anspruch 92 oder 93, wobei das Signal von einer externen Einheit generiert wird.
95. Kopfstück für ein Setzwerkzeug nach einem der Ansprüche 82 bis 94, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Anschluß an ein lokales Netzwerk.
96. Kopfstück für ein Setzwerkzeug nach einem der Ansprüche 82 bis 95, wobei die Zugvorrichtung eine Zugspindel und die
Einrichtung zum Greifen eines Nietstiftes Klemmbacken zum Klemmen eines Nietstiftes umfaßt.
97. Verfahren zur Kontrolle eines Nietes, insbesondere für ein -Setzwerkzeug nach Anspruch 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass am Niet eine Zugspannung angelegt wird, die Längenänderung des Nietes gemessen wird und mit einem Sollwert verglichen wird.
98. Verfahren nach Anspruch 97, dadurch gekennzeichnet, dass der Niet ein Blindniet ist und die Zugspannung am Nietstift angelegt wird.
99. Verfahren nach Anspruch 97 oder 98, dadurch gekennzeichnet, dass Niete, die nicht in einem vorgegebenen Toleranzbereich liegen, aussortiert werden,
100. Verfahren nach Anspruch 97, 98 oder 99, dadurch gekennzeichnet, dass Niete, die einem vorgegebenen Toleranzbereich liegen, dauerhaft gekennzeichnet werden.
101. Niet, kontrolliert mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 97 bis 100.
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