WERKZEUG ZUM ANBRINGEN EINES FUEGEELEMENTS AN EINEM BAUTEILABSCHNITT

Beschreibung

Stand der Technik

[0001] Es sind Vorrichtungen bzw. Werkzeuge zum Anbringen von Fügeelementen an Bauteilen bekannt, beispielsweise Niet-Werkzeuge. Mit solchen Werkzeugen können Fügeelemente wie beispielsweise Halbhohlstanznieten, Vollstanznieten oder Clinchnieten verarbeitet werden. Die für einen Fügepunkt am Bauteil vorgesehenen Fügeelemente müssen vor deren Anbringung am Bauteil von einer Vorlageposition am bzw. im Werkzeug an das Bauteil heranbewegt werden.

[0002] Die gattungsgemäße WO 01/97999 A2 betrifft einen Nietträger mit einem Antrieb zum Einbringen von Nietelementen in ein Werkstück.

[0003] Die DE 10 2008 051 488 A1 thematisiert ein Setzgerät für ein Hilfsfügeteil, mit einem Stempel, der für eine Setzbewegung bewegbar ist und dem das Hilfsfügeteil lose zuführbar ist.

Aufgabe und Vorteile der Erfindung

[0004] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einleitend genannte Werkzeuge zu verbessern, insbesondere im Hinblick auf ein platzsparendes und gegenüber Störungen unkritisches Bereitstellen von Fügeelementen am Werkzeug Diese Aufgabe wird durch den unabhängigen Anspruch gelöst.

[0005] Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Varianten der Erfindung.

[0006] Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Anbringen eines Fügeelements an einem Bauteilabschnitt für ein Werkzeug zum Anbringen eines Fügeelements an einem Bauteilabschnitt mit einem linear bewegbaren Stempel, mit welchem ein in einer Vorlageposition vorgelegtes Fügeelement aus der Vorlageposition an den Bauteilabschnitt versetzbar ist.

[0007] Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung für ein Füge- bzw. Nietwerkzeug zum Halbhohlstanznieten, Vollstanznieten, Clinchnieten oder zum Verarbeiten anderer Fügeelemente.

[0008] Derartige Werkzeuge umfassen eine Stempelanordnung mit einem angetrieben linear bewegbaren Stempelelement bzw. Stempel, in der Regel mit einem außen um den Stempel vorhandenen Niederhalter, und eine gegenüberliegend angeordnete Matrizeneinheit. Zwischen der Stempelanordnung und der Matrizeneinheit wird der Bauteilabschnitt zum Beispiel zwei oder mehr Materiallagen aus Blech und/oder anderen Materialien zum Anbringen des Fügeelements positioniert. Erfindungsgemäß nimmt der Stempel aus einer zurückgezogenen Stellung ein in der Vorlageposition wartendes Fügeelement zur weiteren Verarbeitung auf und führt das Fügeelement bis an den Fügepunkt am Bauteilabschnitt heran, wo es an dem Bauteilabschnitt fest verankert zum Beispiel eingepresst wird.

[0009] Die betreffenden Werkzeuge sind häufig mit einem C-förmigen Werkzeugteil bzw. einem so genannten C-Bügel ausgebildet, der die Stempelanordnung und die Matrizeneinheit umfasst.

[0010] Als Bauteilabschnitt können beispielsweise blechartige Bauteile verstanden werden, zum Beispiel ein- oder mehrlagige flächige Bauteile. Mit dem Werkzeug können gegebenenfalls zwei oder mehr Bauteillagen miteinander verbunden werden.

[0011] Der Kern der Erfindung liegt darin, dass Mittel zur Bereitstellung einer Druckdifferenz im Bereich eines vorgelegten Fügeelements vorhanden sind, wobei die mit den Mitteln bereitstellbare Druckdifferenz auf ein vorgelegtes Fügeelement dazu führt, dass eine Haltekraft am Fügeelement wirkt, so dass das Fügeelement in der Vorlageposition positionsfest gehalten ist.

[0012] Damit wird ein Fügeelement am Werkzeug vorteilhaft in der Vorlageposition gehalten. Erfindungsgemäß wird eine Anordnung vorgeschlagen, welche, was einen freien Bewegungsweg des Stempels angeht, keine kritische Störkontur aufgrund von Haltemechanismen für das Fügeelement aufweist. Erfindungsgemäß sind zur Realisierung der Druckdifferenz weder an die Vorlageposition bewegbar heranreichende Bauteile bzw. Elemente notwendig noch vorhanden, wie dies bei bekannten Anordnungen der Fall ist. Diese Elemente führen immer wieder zu Kollisionen mit dem sich bewegenden Stempel.

[0013] Die Druckdifferenz kann zudem vorteilhafterweise insbesondere mit einer häufig vorhandenen Pneumatikanordnung realisiert werden. Pneumatikanordnungen werden bei Niet- bzw. Fügewerkzeugen regelmäßig zum Beispiel zum Transport von Fügeelementen von einem Speicher bzw. einer Vorlage für eine Mehrzahl von Fügeelementen an das Werkzeug heran benötigt.

[0014] Erfindungsgemäß ist es, wenn das mit der Druckdifferenz gehaltene Fügeelement an einem mechanischen Anschlag anliegend angepresst oder angesaugt ist. Der mechanische Anschlag ist auf einen Abschnitt einer Außenform des Fügeelements abgestimmt, welcher am Anschlag in der Vorlageposition des Fügeelements in Kontakt kommt, womit durch Formschluss bzw. Flächenkontakt eine in diesem Bereich des Kontakts zusätzlich wirkende Anpressung eine Haltefunktion für das Fügeelement unterstützt bzw. erhöht.

[0015] Die am Fügeelement wirkende Druckdifferenz kann zum Beispiel durch Luftdruckerhöhung oder Luftdruckverminderung im Nahbereich des Fügelements in der Vorlageposition eingerichtet werden. Die Druckdifferenz ist statisch oder dynamisch bzw. durch einen Gasstrom bereitgestellt.

[0016] Weiter ist es erfindungsgemäß, dass Anströmmittel zur Bereitstellung eines gerichteten Gasstroms im Bereich eines vorgelegten Fügeelements vorhanden sind, wobei der Gasstrom das Fügeelement derart umströmt, dass eine Haltekraft auf das Fügeelement bereitstellbar ist, welche das Fügeelement in der Vorlageposition hält.

[0017] Das Fügeelement wird durch den Gasstrom bzw. pneumatisch in die gewünschte Vorlageposition gedrängt und bleibt dort gehalten. Der gerichtete Gasstrom bewirkt insbesondere eine auf das Fügelement wirkende Kraft, derart, dass ein Verlagern bzw. Wegbewegen des Fügeelements aus der Vorlageposition aufgrund der Schwerkraft bzw. des Eigengewichts des Fügeelements unterbunden ist.

[0018] Der gerichtete Gasstrom ist insbesondere horizontal bzw. ist erfindungsgemäß quer zu einer vertikalen Bewegungsrichtung des Stempels gerichtet. In der Regel wird ein Fügeelement mit seiner Längsachse fluchtend oder parallel versetzt zur Längs- bzw. Bewegungsachse des Stempels in der Vorlageposition gehalten. Dabei ist der Stempel in einer zurückgezogenen Position bezogen auf den Bauteilabschnitt, so dass das Fügeelement zwischen dem vorderen Ende des zurückgezogenen Stempels und dem Bauteilabschnitt in einer Warte- bzw. der Vorlageposition oder Abholposition gehalten ist. Der Gasstrom auf das Fügelement kann demgemäß z. B. quer oder schräg zur Bewegungsrichtung des Stempels bzw. der Längsachse des Fügeelements auf das Fügeelement gerichtet sein. In Strömungsrichtung des Gasstroms nach bzw. hinter dem Fügeelement bzw. gegebenenfalls seitlich davon sind vorteilhafterweise Volumenbereiche bzw. Abströmwege zum Abströmen bzw. Ableiten des Gasstroms vorzusehen.

[0019] Aus der Vorlageposition ist durch eine lineare Vorwärtsbewegung des Stempels das vorgelegte Fügeelement an den Bauteilabschnitt heranbewegbar. Der Stempel überwindet dabei die Haltekraft auf das Fügeelement und nimmt dieses vor sich herschiebend mit.

[0020] Es ist nicht ausgeschlossen, dass der Gasstrom im Moment des Erreichens der Vorlageposition seinen Abströmweg ändert. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn der abströmende Gasstrom hinter dem Fügelement über eine Abströmöffnung abgeführt wird, jedoch mit dem Erreichen der Vorlageposition des Fügeelements die Abströmöffnung verschlossen wird. Ab diesem Moment wird der Gasstrom zum Beispiel seitlich am Fügeelement über andere Ableitungswege vorbeigeführt. Wird anschließend das Fügelement vom Stempel mitgenommen, wird auch die Abströmöffnung wieder freigegeben, wobei das nächste Fügeelement vom Gasstrom in die Vorlageposition gedrängt wird.

[0021] Gegebenenfalls kann es eingerichtet sein, dass in der verschlossenen Abströmöffnung ein Niederdruck bzw. Unterdruck angelegt ist, womit in diesem Bereich eine Unterdruck- bzw. Ansaug-Haltkraft am Fügeelement in der Vorlageposition wirkt.

[0022] Weiter ist es erfindungsgemäß, dass ein Wandungsabschnitt, der an einen von einem Fügeelement in der Vorlageposition einnehmbaren Bereich heranreicht, derart ausgebildet ist, dass ein die Vorlageposition erreichendes Fügeelement unter der Wirkung des Gasstroms die Vorlageposition positionsrichtig ausgerichtet einnimmt. Das Fügeelement wird so zum Beispiel über eine Förderleitung an die Vorlageposition herantransportiert, dass das Fügeelement bereits in zumindest angenähert positionsrichtiger Ausrichtung den Bereich der Vorlageposition erreicht. Der Wandungsabschnitt kann so abgestimmt sein, dass unter der Wirkung der Druckdifferenz bzw. des Gasstroms außen auf das Fügeelement dieses über einen punktuellen, linienförmigen und/oder flächigen Kontakt mit dem Wandungsabschnitt in exakter gewünschter Ausrichtung die Vorlageposition einnimmt.

[0023] Weiter ist es erfindungsgemäß, dass der Wandungsabschnitt auf eine Außenkontur des Fügeelements abgestimmt ausgebildet ist. Wenn der betreffende Wandungsabschnitt auf den entsprechenden Bereich der Außenkontur des Fügeelements abgestimmt ausgestaltet ist bzw. zum Beispiel dessen Negativform bildet, kann das Fügeelement unter der Wirkung des Gasstroms exakt in die gewünschte Vorlageposition gebracht werden, in welcher der Abschnitt der Außenkontur des Fügeelements passgenau bzw. ggf. flächig anschmiegend an dem Wandungsabschnitt anliegt.

[0024] Es ist überdies erfindungsgemäß, dass die Anströmmittel ausgebildet sind, ein Fügeelement mit Hilfe des Gasstroms von einem Ende eines Zuführabschnitts, mit dem ein Fügeelement leitungsgebunden an die Vorrichtung heranführbar ist, an die Vorlagestelle zu bewegen. Der Gasstrom wird zusätzlich zur Haltekraftbereitstellung vorteilhaft als Transportmedium für die gerichtete Bewegung eines Fügeelements genutzt, um dieses von einem an die Vorrichtung bzw. das Werkzeug heranreichenden Ende einer Förderleitung bis an die Vorlageposition zu transportieren. Dies ist in der Regel eine vergleichsweise kurze Strecke. Vorteilhafterweise erfolgt der Transport der Fügeelemente in der Förderleitung ebenfalls pneumatisch bzw. unter Wirkung eines gerichteten Gasstroms. Dieser Gasstrom dient dann auch zum Halten des jeweiligen Fügeelements in der Vorlageposition.

[0025] Eine alternative vorteilhafte Variante der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass in einem Bereich, in welchem ein Fügeelement die Vorlageposition einnimmt, Ableitungsabschnitte für ein Wegführen des gerichteten Gasstroms vorhanden sind. So kann der Gasstrom gezielt außen am Fügelement in der Vorlageposition vorbeigeführt werden, dass die Haltekraft optimiert ist.

[0026] Der Ableitungsabschnitt kann auf einer bezogen zur Anströmrichtung des Gasstroms rückwärtigen Seite des gehaltenen Fügeelements ausgebildet sein, zum Beispiel als wenigstens eine Abführleitung für den Gasstrom.

[0027] Die Anströmung durch den Gasstrom erfolgt bevorzugt aus der Richtung, aus welcher das Fügeelement über eine Zuführleitung an die Vorlageposition herantransportiert wird. So erreicht das Fügeelement in Richtung der Förderbewegung die Vorlageposition.

[0028] Auch ist es vorteilhaft, dass eine Unterdruckanordnung zur Erzeugung eines Gas-Unterdrucks im Bereich der Vorlageposition vorhanden ist. Beispielsweise kann eine Unterdruck- oder Vakuumpumpe vorgesehen sein, welche im Bereich der Vorlageposition zum Beispiel in einer an die Vorlageposition heranreichende Niederdruckbohrung einen Unterdruck erzeugt bzw. die dort vorhandene Luft absaugt. Der Unterdruck muss derart eingerichtet sein, dass eine auf das Fügeelement wirkende resultierende Ansaugkraft das Fügeelement in die Vorlageposition zieht.

[0029] Die Unterdruckanordnung kann vorteilhafterweise zur Anwesenheitskontrolle eines Fügeelements bezüglich der Vorlageposition ausgebildet sein. Die Unterdruckanordnung kann zusätzlich zur Haltefunktion oder alternativ zur Haltefunktion zum Prüfen dienen, ob ein Fügeelement an der Vorlageposition vorhanden bzw. richtig vorhanden ist. Dies kann zum Beispiel mit einer Anordnung erfolgen, welche z. B. einen Sensor und/oder einen Druckschalter zur Messung eines Unter- oder Niederdrucks in einer Niederdruckbohrung, die an das Fügeelement in der Vorlageposition heranreicht, umfasst. Die betreffende Anordnung kann feststellen, ob sich ein Halbhohlstanzniet unter dem Stempel bzw. in der Vorlageposition befindet oder nicht.

[0030] So kann beispielsweise kombiniert mit einer Haltefunktion durch Niederdruck eine Anwesenheitskontrolle für ein vorgelegtes Fügeelement bereitgestellt werden.

[0031] Weiter ist es vorteilhaft, dass eine Überdruckanordnung zur Erzeugung eines Gas-Überdrucks im Bereich der Vorlageposition vorhanden ist. Der Überdruck ist bevorzugt derart eingerichtet, zum Beispiel mit einer Pneumatikanordnung, dass eine auf das Fügeelement wirkende resultierende Druckkraft das Fügeelement in die Vorlageposition drängt. Der Gas-Überdruck ist vorteilhaft mit einem gezielt ausgerichteten Gasstrom, insbesondere mit einem kontinuierlichen und/oder gleichbleibenden Gasstrom bzw. Luftstrom eingerichtet.

[0032] Es ist weiterhin vorteilhaft, dass die Anströmmittel ausgebildet sind, einen Gasstrom zu erzeugen, so dass Gas auf ein in der Vorlageposition vorhandenes Fügeelement zuströmt. Damit kann dauerhaft die Haltekraft insbes. reproduzierbar realisiert werden. Vorteilhafterweise kann über den Gasstrom ein Überdruck im Bereich der Vorlageposition erzeugt werden, um die gewünschte bzw. notwendige auf das Fügeelement wirkende Haltekraft bereitzustellen. Bei einem größeren Gewicht des Fügeelements kann eine entsprechend höhere Haltekraft eingerichtet sein als bei einem leichteren Fügeelement, bei dem dann ggf. ein verglichen mit dem schwereren Fügeelement geringerer Gasvolumenstrom bzw. Gas-Überdruck ausreichend ist bei ansonsten gleichen Bedingungen.

[0033] Auch ist es vorteilhaft, dass die Anströmmittel ausgebildet sind, einen Gasstrom zu erzeugen, so dass Gas von einem in der Vorlageposition vorhandenen Fügeelement wegströmt. Damit kann mit dem Gasstrom ein Unterdruck am Fügeelement erzeugt werden, so dass eine entsprechende Unterdruckhaltekraft das Fügeelement in der Vorlageposition dauerhaft hält. Über die Höhe des Unterdrucks kann ebenfalls die Haltekraft in Betrag und Höhe bestimmt sein.

[0034] Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Vorlageposition entlang eines von dem Stempel zurücklegbaren Weg zwischen einer zurückgezogenen Position und einer in Richtung eines Bauteilabschnitts ausgefahrenen Position ausgebildet. Damit wird das Fügeelement an der Vorlageposition vom Stempel vorteilhaft mitgenommen.

[0035] Außerdem ist es mit einer erfindungsgemäßen Anordnung möglich, beispielsweise über eine Kontrolleinheit zur Kontrolle des Betriebs des Werkzeugs, die Druckdifferenz bzw. damit die Haltekraft an der Vorlageposition zu reduzieren oder aufzuheben, wenn der Stempel das Fügelement aus der Vorlageposition in Richtung des Bauteilabschnitts mitnimmt.

[0036] Es ist aber auch möglich, die Druckdifferenz dauerhaft zu erhalten. Der Stempel kann eine vielfach größere Kraft als die Haltekraft auf das Fügelement zum Ablösen aus der Vorlageposition aufbringen und somit das Fügeelement ablösen und in Richtung zum Bauteilabschnitt mitnehmen. Vorteilhaft muss der Stempel nicht auf gegenständlichen Haltemitteln im Nahbereich des gehaltenen Fügeelements abgestimmt sich zum Fügeelement hin bewegen, da mit der Druckdifferenz keine solchen gegenständlichen Haltemittel existieren bzw. auf solche verzichtet werden kann. Damit wird eine mögliche Kollisionsgefahr des Stempels beim Abholen des erfindungsgemäß durch Differenzdruck gehaltenen Fügeelements vermieden.

[0037] Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Anbringen eines Fügeelements an einem Bauteilabschnitt mit einem linear bewegbaren Stempel, wobei eine Vorrichtung gemäß einer der vorgenannten Varianten vorhanden ist.

Figurenbeschreibung

[0038] Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Werkzeuges näher erläutert. Im Einzelnen zeigt:

Figur 1

einen Teil eines erfindungsgemäßen Werkzeuges im Schnitt entlang einer Werkzeugachse und

Figur 2

einen vergrößerten Ausschnitt aus Figur 1.

[0039] In den Figuren ist ein Teil eines erfindungsgemäßen als Nietwerkzeug 1 ausgebildeten Werkzeugs zum Verarbeiten von Fügeelementen dargestellt, wobei beispielhaft ein als Halbhohlstanzniet 2 gestaltetes Fügeelement verarbeitet wird. Der Halbhohlstanzniet 2 ist in einer Halte- bzw. Vorlageposition 3 im Nietwerkzeug 1 gehalten. Das Halbhohlstanzniet-Werkzeug 1 dient zum Einbringen des Halbhohlstanzniets 2 in zum Beispiel zwei oder mehreren miteinander zu verbindenden Materiallagen (nicht gezeigt), die beispielsweise aus einem metallischen bzw. anderen Material bestehen.

[0040] Für die Positionierung des Halbhohlstanzniets 2 in der Vorlageposition 3 am Nietwerkzeug 1 wird der Halbhohlstanzniet 2 von einem zum eigentlichen Nietwerkzeug 1 entfernten Speicher für eine Vielzahl von Halbhohlstanznieten über z. B. einen Zuführschlauch (nicht ersichtlich) und eine daran werkzeugseitig anschließende Zuführung 6 mit einem Zuführkanal 7 für die Halbhohlstanzniete in Richtung P3 in einen Nietsetzkopf 4 des Nietwerkzeugs 1 befördert. Ein über eine Antriebseinheit des Werkzeugs 1 gemäß der Pfeile P1 und P2 linear hin- und herbewegbarer als Nietsetzstift 5 ausgebildeter Stempel des Nietwerkzeugs 1 nimmt jeweils einen einzelnen Halbhohlstanzniet 2 aus der Vorlageposition 3 in Richtung P4 mit und drückt den Halbhohlstanzniet 2 in einem Fügevorgang zum Beispiel in ein Blechpaket, um die Bleche in einen zumindest formschlüssig verbundenem Zustand zu bringen.

[0041] Die Schnittdarstellung aus den Figuren 1 und 2 ergeben sich durch einen Schnitt entlang der Längsachse des Nietsetzstifts 5.

[0042] Der Nietsetzstift 5 ist im in Richtung einer nicht gezeigten Matrizeneinheit des Nietwerkzeugs 1 ausgefahrenen Zustand außen umfänglich von einem als Niederhalternase 9 ausgebildeten Niederhalter umgeben. Die betreffenden Materiallagen wie z. B. ein Blechpaket liegen beim Fügevorgang mit einer Unterseite auf einer Matrizenanordnung des Nietwerkzeugs 1 auf, wobei die Niederhalternase 9 von oben bzw. stempelseitig andrückend das Blechpaket fixiert.

[0043] Der Halbhohlstanzniet 2 wird aus dem Speicher nicht in Axialrichtung bzw. in Richtung der Längsachse L des Halbhohlstanzniets 2 in den Nietsetzkopf 4 herangeführt, sondern in Querrichtung zur Längsachse L des Halbhohlstanzniets 2 durch die Zuführung 6. So kann vorteilhafterweise der Halbhohlstanzniets 2 unmittelbar unter den Nietsetzstift 5 geschossen werden, wobei auf eine ansonsten notwendige Mechanik zum Beispiel eine Schieber-Mechanik verzichtet werden kann, welche den Halbhohlstanzniet 2 um 90 Winkelgrade dreht, bevor der Stempel den Halbhohlstanzniet 2 in Richtung P4 gemäß der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Ausrichtung mit einer Nietunterseite voraus weiterschiebt.

[0044] Der Halbhohlstanzniet 2 wird mittels eines Luftstroms 8 in Richtung P3 gefördert und unmittelbar unter den Nietsetzstift 5 bzw. dessen vordere bzw. endseitige ebene Stirnfläche 5a eingeschossen und dort ausgerichtet in einer Vorlageposition 3 positionsfest gehalten, was die Figuren 1 und 2 zeigen. Dabei wird der Halbhohlstanzniet 2 durch eine entsprechend dem Luftstrom 8 außen am Halbhohlstanzniet 2 wirkende Druckdifferenz festgehalten. Damit der Halbhohlstanzniet 2 in der Vorlageposition 3 die Druckdifferenz spürt, ist eine Abführleitung für die Luft vorhanden, zum Beispiel auf einer dem anströmenden Luftstrom 8 rückwärtigen Seite des gehaltenen Halbhohlstanzniets 2. Der Halbhohlstanzniet 2 wird damit in die Vorlageposition 3 gedrängt und verbleibt dort, solange der Luftstrom 8 bzw. eine Druckdifferenz existiert.

[0045] Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine Niederdruckbohrung 10 vorgesehen, in welcher bezogen auf einen Bezugsdruck wie zum Beispiel Umgebungs- bzw. Atmosphärendruck ein Unterdruck oder Niederdruck herrscht. Wenn der Halbhohlstanzniet 2 die Vorlageposition 3 erreicht und eine Öffnung 10a der Niederdruckbohrung 10 verschließt, wird der Halbhohlstanzniet 2 aufgrund des Unterdrucks in der Niederdruckbohrung 10 an die Öffnung 10a angesaugt und verbleibt in der Vorlageposition 3. Mit dem Unterdruck in der Niederdruckbohrung 10 einerseits und einem dazu höheren zum Beispiel einem Umgebungsdruck im verbleibenden Bereich um den Halbhohlstanzniet 2 herum, wird eine Druckdifferenz am Halbhohlstanzniet 2 wirksam, welche den Halbhohlstanzniet 2 in der Vorlageposition festhält. Der Unterdruck in der Niederdruckbohrung 10 kann zum Beispiel durch eine Absaug- oder Vakuumanordnung eingerichtet sein, welche Luft aus der Niederdruckbohrung 10 absaugt.

[0046] Mit der Erfindung wird auf eine ansonsten erforderliche Mimik bzw. Anordnung zum mechanischen Halten des Halbhohlstanzniets 2 in der Vorlageposition 3 wie beispielsweise eine Schieber-Mechanik verzichtet werden.

[0047] Bisher ist es nachteilig, dass eine Führung eines Halbhohlstanzniets durch einen Nietsetzkopf und dessen Halten vergleichsweise hohe Anforderungen an die Zuverlässigkeit der Mechanik unter Berücksichtigung einer möglichst kleinen Störkontur des Nietsetzkopfes stellt.

[0048] Die Lage des Halbhohlstanzniets 2 im Nietsetzkopf 4 muss immer eindeutig sein, insbesondere beim Übergang seiner Bewegungsrichtung von einer Querbewegungsrichtung bis unter den Nietsetzstift 5 zu einer Axialbewegungsrichtung, in welcher der Nietsetzstift 5 den Halbhohlstanzniet 2 durch die Niederhalternase 9 schiebt. Wenn sich der Halbhohlstanzniet 2 im Nietwerkzeug 1 bzw. im Nietsetzkopf 4 auch nur geringfügig verkantet oder verdreht, führt dies in den meisten Fällen zur Beschädigung bzw. Zerstörung von Komponenten des Nietsetzkopfes 4. Hier setzt die Erfindung an.

[0049] Denn der Halbhohlstanzniet 2 wird erfindungsgemäß nicht durch eine Haltemechanik sondern durch einen Differenzdruck zum Beispiel durch Unterdruck in der Niederdruckbohrung 10 bzw. Überdruck von der Seite des Zuführkanals 7 her unter dem Nietsetzstift 5 gehalten.

[0050] Der Übergang von der lateralen z. B. horizontalen Zuführung des Halbhohlstanzniets 2 gemäß P3 in die Weiterbewegung des Halbhohlstanzniets 2 durch den Nietsetzstift 5 erfolgt in einer durchgängigen Bahn ohne Störkonturen und/oder ohne Komponentenversätze. Dadurch wird ein kontinuierlicher, verschleißarmer Transport des Halbhohlstanzniets 2 im Nietwerkzeug 1 gewährleistet.

[0051] Der Halbhohlstanzniets 2 wird insbesondere durch Unterdruck oder Überdruck unter den Nietsetzstift 5 gefördert bzw. eingeblasen, wobei auch andere Möglichkeiten zum Beispiel durch Schwerkraft denkbar sind.

[0052] Die Haltekraft auf den Halbhohlstanzniet 2 durch den in der Vorlageposition 3 wirkenden Unterdruck p reist ab, sobald der Halbhohlstanzniet 2 durch Einwirken des herunterfahrenden Nietsetzstiftes 5 minimal bzw. geringfügig aus der Vorlageposition 3 herausgedrängt wird. Dann übernehmen an dem Halbhohlstanzniet 2 in Kontakt kommende Halteabschnitte am Nietsetzkopf 4 die Positionierung bzw. Führung des Halbhohlstanzniets 2. Dabei wird der Halbhohlstanzniet 2 immer definiert ausgerichtet bewegt.

[0053] Der gemäß P3 quer zur Bewegungsrichtung P1, P2 des Nietsetzstiftes 5 in den Nietsetzkopf 4 zugeschossene Halbhohlstanzniet 2 trifft auf die Anlagekontur 14 eines Anschlags 11. Der Anschlag 11 bildet gegenüberliegend zum Zuführkanal 7 einen Teil eines Bewegungskanals für den Nietsetzstift 5 im Bereich der Vorlageposition 3.

[0054] Der Anschlag 11 befindet sich unmittelbar unter dem Nietsetzstift 5 in seiner gemäß der Figuren 1 und 2 vollständig in Richtung P2 zurückgezogenen Stellung. Die Form der Wand 11a des Anschlags 11 ist schalenartig mit einem Radius, der etwa einem Außenradius eines Schaftes 12 des Halbhohlstanzniets 2 entspricht, welcher für alle mit dem Nietwerkzeug verarbeitbaren unterschiedliche langen Halbhohlstanzniete gleich ist. Die Wand 11a ist durchbohrt und die damit gebildete Niederdruckbohrung 10 ist mit Unterdruck beaufschlagt. Dadurch wird der Halbhohlstanzniet 2 bzw. dessen Schaft 12 an die Wand 11a gesaugt und der Halbhohlstanzniet 2 in der Vorlageposition 3 gehalten. Die Niederdruckbohrung 10 verläuft durch den Nietsetzkopf 4 an eine geeignete Stelle insbesondere in einem störkonturunkritischen Bereich des Nietwerkzeugs 1, an der z. B. ein Sensor und/oder ein Druckschalter durch Messung des Niederdrucks in der Niederdruckbohrung 10 feststellen kann, ob sich ein Halbhohlstanzniet unter dem Nietsetzstift 5 befindet oder nicht. Damit wird durch Niederdruck kombiniert mit der Haltefunktion eine Anwesenheitskontrolle für ein gehaltenes Halbhohlstanzniet 2 bereitgestellt. So können eine Vielzahl beispielsweise mehrere zehntausend Halbhohlstanzniete derart behandelt werden, dass der Halbhohlstanzniet 2 in allen Raumlagen des Nietsetzkopfes 4 sicher angesaugt wird und dass sich die Niederdruckbohrung 10 nicht durch Abrieb zusetzt.

[0055] Zudem kann ein Luftfilter in der Niederdruckbohrung 10 vorgesehen sein, mit welchem der Sensor von Partikeln freigehalten wird, die z. B. durch Abrieb aus dem Zuführschlauch oder der Zuführung 6 bzw. einer Beschichtung des Halbhohlstanzniets 2 bedingt sind. Der Sensor zum Beispiel ein Drucksensor kann in einer weiteren Funktion außerdem prüfen, ob der Luftfilter verstopft ist.

[0056] In Richtung P3 betrachtet befindet sich ein Nietkopf 13 mit einer Hohlkehle 13a in einer zumindest nahezu formschlüssigen Anlage an dem entsprechend konvex geformten Abschnitt der Wand 11a. Entlang diesem kann der Halbhohlstanzniet 2 im ersten Bewegungsabschnitt aus der Vorlageposition 3 vom Nietsetzstift 5 in Richtung P4 und gleichzeitig etwas entgegen der Richtung P3 versetzt werden, bis die Längsachse L und die Längsachse S des Stempels übereinstimmen.

[0057] Um zu gewährleisten, dass der Halbhohlstanzniet 2 durch den vorfahrenden Nietsetzstift 5 vorwärts bewegt werden kann, ist die Längsachse des Anschlags 11, bezogen auf die Stempellängsachse S, geringfügig versetzt, so dass der ankommende Halbhohlstanzniet 2 mit dem Luftstrom 8 etwas weiter bzw. über die Mitte eines hohlen Stempelkanals 9a in der Niederhalternase 9 fliegt. Damit wird der Halbhohlstanzniet 2 durch den vorfahrenden Nietsetzstift 5 geringfügig relativ bewegt, bezogen auf die Stirnfläche 5a des Nietsetzstifts 5, und zwar zurück in Richtung des Zuführkanals 7. Nachdem sich der Nietkopf 13 aus seiner formschlüssigen Lage an der Wand 11a heraus bewegt hat, wird er durch die zylindrische Wand des Stempelkanals 9a in der Niederhalternase 9 weitergeführt. Durch den Vorschub des Nietsetzstifts 5 wird der Halbhohlstanzniet 2 selbsttätig aus seiner formschlüssigen Lage aus der Vorlageposition 3 herausbewegt, ohne dass z. B. ein mechanischer Hebel oder ein Schnapper aktiviert werden muss.

[0058] Mit der erfindungsgemäßen Anordnung ist der Halbhohlstanzniet 2 in allen räumlichen Positionslagen des Nietsetzkopfes 4 sicher gehalten, insbesondere auch in einer Überkopflage des Nietsetzkopfes 4.

Bezugszeichenliste:

[0059] 

1

Nietwerkzeug

2

Halbhohlstanzniet

3

Vorlageposition

4

Nietsetzkopf

5

Nietsetzstift

5a

Stirnfläche

6

Zuführung

7

Zuführkanal

8

Luftstrom

9

Niederhalternase

9a

Stempelkanal

10

Niederdruckbohrung

10a

Öffnung

11

Anschlag

11a

Wand

12

Schaft

13

Nietkopf

13a

Hohlkehle

Ansprüche

1. Werkzeug mit einem linear bewegbaren Stempel zum Anbringen eines Fügeelements (2), wie ein Halbhohlstanzniet, Vollstanzniet oder Clinchniet, an einem Bauteilabschnitt, wobei mit dem Stempel (5) ein in einer Vorlageposition (3) vorgelegtes Fügeelement (2) aus der Vorlageposition (3) an den Bauteilabschnitt versetzbar ist, wobei das Werkzeug Mittel zur Bereitstellung einer Druckdifferenz im Bereich eines vorgelegten Fügeelements (2) umfasst, welche Anströmmittel zur Bereitstellung eines quer zu einer vertikalen Bewegungsrichtung des Stempels (5) gerichteten Gasstroms (8) im Bereich eines vorgelegten Fügeelements (2) umfassen, wobei der Gasstrom (8) das Fügeelement (2) derart umströmt, dass eine Haltekraft auf das Fügeelement (2) bereitstellbar ist, welche das Fügeelement (2) in der Vorlageposition (3) festhält, wobei ein Wandungsabschnitt (11a) des Werkzeugs (1), der an einen von einem Fügeelement (2) in der Vorlageposition (3) einnehmbaren Bereich heranreicht, derart ausgebildet ist, dass ein die Vorlageposition (3) erreichendes Fügeelement (2) unter der Wirkung des Gasstroms (8) die Vorlageposition (3) positionsrichtig ausgerichtet einnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandungsabschnitt (11a) derart ausgebildet ist, und die Mittel zur Bereitstellung der Druckdifferenz derart ausgebildet sind, dass zur Realisierung der Haltekraft an einem Fügeelement (2), wobei der Wandungsabschnitt (11a) auf eine Außenkontur des Fügeelements (2) abgestimmt ausgebildet ist, weder an die Vorlageposition bewegbar heranreichende Bauteile beziehungsweise Elemente notwendig noch vorhanden sind.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Bereich, in welchem ein Fügeelement (2) die Vorlageposition (3) einnimmt, Ableitungsabschnitte (10) für ein Wegführen des gerichteten Gasstroms (8) vorhanden sind.

3. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Unterdruckanordnung zur Erzeugung eines Gas-Unterdrucks im Bereich der Vorlageposition (3) vorhanden ist.

4. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Überdruckanordnung zur Erzeugung eines Gas-Überdrucks im Bereich der Vorlageposition (3) vorhanden ist.

5. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorlageposition (3) entlang eines von dem Stempel (5) zurücklegbaren Wegs zwischen einer zurückgezogenen Position und einer in Richtung eines Bauteilabschnitts ausgefahrenen Position ausgebildet ist.

Claims

1. Tool having a linearly movable punch for attaching a joining element (2), such as a self-piercing rivet, a solid punch rivet or clinch rivet, to a component portion, wherein, using the punch (5), a joining element (2) presented in a presentation position (3) is able to be shifted onto the component portion from the presentation portion (3), wherein the tool comprises means for providing a pressure difference in the region of a presented joining element (2), which comprise blower means for providing a gas stream (8), directed transversely to a vertical direction of movement of the punch (5), in the region of a present joining element (2), wherein the gas stream (8) flows around the joining element (2) such that a retaining force on the joining element (2) is able to be provided, which keeps the joining element (2) in the presentation position (3), wherein a wall portion (11a) of the tool (1), which extends as far as a region that is able to be occupied by a joining element (2) in the presentation position (3), is configured such that a joining element (2) reaching the presentation position (3) takes up the presentation position (3), so as to be oriented in a correct position, under the action of the gas stream (8), characterized in that the wall portion (11a) is configured in such a way, and the means for providing the pressure difference are configured in such a way, that, to realize the retaining force on a joining element (2), wherein the wall portion (11a) is configured so as to match an outer contour of the joining element (2), components or elements that extend movably as far as the presentation position are neither necessary nor present.

2. Tool according to Claim 1, characterized in that discharge portions (10) for conveying away the directed gas stream (8) are present in a region in which a joining element (2) occupies the presentation position (3).

3. Tool according to either of the preceding claims, characterized in that a negative-pressure arrangement for generating a negative gas pressure is present in the region of the presentation position (3).

4. Tool according to one of the preceding claims, characterized in that a positive-pressure arrangement for generating a positive gas pressure is present in the region of the presentation position (3).

5. Tool according to one of the preceding claims, characterized in that the presentation position (3) is formed along a path, able to be covered by the punch (5), between a retracted position and a position extended in the direction of a component portion.

Revendications

1. Outil comprenant un poinçon déplaçable linéairement pour mettre en place un élément d'assemblage (2), tel qu'un rivet auto-poinçonneur semi-creux, un rivet auto-poinçonneur entier ou un rivet auto-clinchant, sur une section de composant, le poinçon (5) permettant de déplacer un élément d'assemblage (2) présenté dans une position de présentation (3) de la position de présentation (3) à la section de composant, l'outil comprenant des moyens pour fournir une différence de pression dans la zone d'un élément d'assemblage (2) présenté, qui comprennent des moyens de flux incident pour fournir un flux de gaz (8) orienté transversalement à une direction de mouvement verticale du poinçon (5) dans la zone d'un élément d'assemblage (2) présenté, le flux de gaz (8) contournant l'élément d'assemblage (2) de telle sorte qu'une force de maintien peut être fournie sur l'élément d'assemblage (2), laquelle maintient l'élément d'assemblage (2) dans la position de présentation (3), une section de paroi (11a) de l'outil (1) qui s'approche d'une zone pouvant être occupée par un élément d'assemblage (2) dans la position de présentation (3) étant configurée de telle sorte qu'un élément d'assemblage (2) atteignant la position de présentation (3) occupe la position de présentation (3) de manière orientée en bonne position sous l'effet du flux de gaz (8), caractérisé en ce que la section de paroi (Ila) est configurée de telle sorte, et les moyens pour fournir la différence de pression sont configurés de telle sorte que pour réaliser la force de maintien sur un élément d'assemblage (2), la section de paroi (11a) étant configurée sous forme accordée à un contour extérieur de l'élément d'assemblage (2), des composants ou des éléments s'approchant de manière mobile de la position de présentation ne sont ni nécessaires ni présents.

2. Outil selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans une zone dans laquelle un élément d'assemblage (2) occupe la position de présentation (3), des sections de dérivation (10) sont présentes pour évacuer le flux de gaz dirigé (8).

3. Outil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un agencement de dépression est prévu pour générer une dépression de gaz dans la zone de la position de présentation (3).

4. Outil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un agencement de surpression est présent pour générer une surpression de gaz dans la zone de la position de présentation (3).

5. Outil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la position de présentation (3) est formée le long d'un trajet qui peut être parcouru par le poinçon (5) entre une position rétractée et une position déployée en direction d'une section de composant.

Zeichnung