DE10146442B4 - Vorrichtung zum Verbindung von zwei oder mehr Bauteilen mittels Nieten - Google Patents
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Abstract
Nietvorrichtung
zum Verbinden von zwei oder mehr Bauteilen mittels Nieten, mit einem
Niettreiber (12), mit dem die Niete gegen Gegenhalter (6) durch die
Bauteile getrieben und/oder vernietet werden, dadurch gekennzeichnet,
dass eine Vorrichtung (3) mit Auflageelementen vorgesehen ist, auf
denen die miteinander zu vernietenden Bauteile aufliegen und mittels
Justier- und Halteelementen (4) in Bearbeitungsposition gehalten
werden, wobei die Gegenhalter (6) als separate Komponenten dieser
Vorrichtung (3) ausgebildet sind.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Vorrichtung zum Verbinden von zwei oder mehr Bauteilen mittels Nieten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Insbesondere miteinander vernietete Bleche werden in letzter Zeit wieder verstärkt im Fahrzeugbau verwendet. Dieses ist auch bedingt durch die Verwendung von unterschiedlichen Materialien, die miteinander zu Baugruppen verbunden werden. Zusätzlich kann das Verbinden mittels Nieten durch Kleben ergänzt werden.
- Zum Nieten derartiger Bauteile werden häufig Nietzangen eingesetzt, bei denen der Niettreiber und der Gegenhalter an den Enden eines gemeinsamen U-förmigen Bügels angebracht werden. Diese Nietzangen werden von Hand oder auch von einem Roboter geführt. Zum Verbinden von Blechen werden üblicherweise Stanzniete verwendet. Beim Einsatz derartiger „Stanzniete" ist es nicht erforderlich, Nietbohrungen in die Bleche einzubringen.
- Die vorbeschriebene Vorrichtung unter Verwendung von hydraulisch oder elektromechanisch betriebenen Nietzangen weist mehrere Nachteile auf. Nietzangen müssen sehr steif und damit sehr schwer ausgebildet werden, je länger ihre Arme sind, also je weiter der Nietpunkt von der Außenkante des Werkstückes entfernt ist. Das führt zu hohen Zangengewichten und großen Elastizitäten im Werkzeug. Des Weiteren müssen starke Roboter eingesetzt werden, die dementsprechend nicht so schnell sind wie leichtere Roboter. Weiterhin nachteilig wird eine hohe Taktzeit benötigt, da die Niet zange erst geöffnet und kompliziert positioniert werden muss, bevor sie an anderer Stelle an einem anderen Nietpunkt wieder angesetzt werden kann. Das verstärkt sich, wenn mit mehreren Robotern und mehreren Nietzangen in einer Vorrichtung gearbeitet wird.
- Aus der
US 5,427,297 A ist eine Nietvorrichtung bekannt, bei der eine Mehrzahl von Gegenhaltern unterhalb von miteinander zu vernietenden Blechen angeordnet sind. Die Gegenhalter tragen hier die zu vernietenden Bleche und halten diese in der für die Nietung erforderlichen Bearbeitungsposition. Den Gegenhaltern sind eine Mehrzahl von Nietstempeln zugeordnet, sodass mehrere Nietungen gleichzeitig über die Fläche der Bleche verteilt gleichzeitig ausgeführt werden können. Nachteilig bei dieser bekannten Nietvorrichtung ist, dass hier die Gegenhalter so dimensioniert sein müssen, dass sie das Gewicht der zu vernietenden Bauteile tragen können. Insbesondere bei großflächigen und schweren Bauteilen, wie sie im Automobilbereich häufig verarbeitet werden müssen, führt dies zu schweren Gegenhaltern, die deutlich stärker ausgelegt sind, als dies für den eigentlichen Nietvorgang erforderlich wäre. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Nietvorrichtung zum Verbinden von zwei oder mehr Bauteilen mittels Nieten zur Verfügung zu stellen, die mit leichteren Werkzeugen auskommt und eine geringere Taktzeit ermöglicht.
- Diese Aufgabe wird mit einer Nietvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. In den Ansprüchen 2 bis 11 sind vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Nietvorrichtung beschrieben.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigen
-
1 die schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Nietvorrichtung und -
2 eine Matrize zum Halten der Bodenbaugruppe eines Kraftfahrzeuges. - Im Ausführungsbeispiel werden zwei oder mehr Bleche mittels Nieten miteinander verbunden. Dazu liegen, wie in
1 schematisch dargestellt, zwei Bleche1 ,2 auf einer Vorrichtung3 auf. Das unten liegende Blech2 liegt direkt auf der Vorrichtung3 auf und wird mittels Justier- und Halteelementen4 in der vorgesehenen Bearbeitungsposition gehalten. Das mit dem unten liegenden Blech2 zu verbindende zweite Blech1 wird beispielsweise mittels Saugnäpfen5 an seiner Position fixiert. Es ist jedoch auch denkbar, dass die durch Nieten miteinander zu verbindenden Bleche1 ,2 an Haftpunkten mittels eines Haftklebers miteinander verbunden sind, bevor sie miteinander vernietet werden. - Unterhalb der Bleche
1 ,2 sind Gegenhalter6 an den vorgesehenen Nietpositionen an der Vorrichtung3 befestigt. Diese Gegenhalter6 sind vorzugsweise gleich aufgebaut. Im Ausführungsbeispiel weisen sie einen Fuß7 , einen Haltering8 , einen Stempel9 und einen Verstellkeil10 auf. Je nach Erfordernis muss nur der Fuß7 eine unterschiedliche Form und der Stempel9 eine variierende Länge aufweisen. Die übrigen Bauteile des Gegenhalters6 können für alle Nietpunkte gleich ausgebildet sein. Der Gegenhalter6 kann vorzugsweise auf der Vorrichtung3 hinsichtlich seiner Lage und seiner Höhe verstellt werden. Damit wird erreicht, dass er hinsichtlich Lage und Höhe exakt unter dem Nietpunkt positioniert ist. - Für die Verbindung von Blechen
1 ,2 miteinander werden vorzugsweise Stanzniete11 verwendet. Sie werden mittels eines Niettreibers12 durch die nicht vorgebohrten Bleche1 ,2 getrieben und werden nach diesem Durchtreiben gegen den Gegenhalter6 , der eine entsprechende Kopfausnehmung aufweist, vernietet. Der Niettreiber12 ist mit einer nicht dargestellten Nietzuführeinrichtung ausgerüstet. Der Niettreiber12 ist über eine Aufnahme13 am Ende des Arms eines Roboters befestigt und wird über den Roboter gehalten und positioniert. Eine für das Blechpaket und den Nietvorgang erwünschte Anpresskraft, die es ermöglicht, die Bleche des Blechpakets vor dem Nieten aneinander zu legen, kann über eine Feder14 oder eine andersartige Druckerzeugung erbracht werden. - Das Stanzen des Bleches und Formen des unteren Nietkopfes kann durch kontinuierliche Krafteinwirkung oder durch Hämmern erfolgen. Sofern es durch Hämmern erfolgt, können die Gegenhaltekräfte von Niettreiber
12 und Roboter verringert werden. - Die Erfindung ist auch ohne Verwendung von Robotern einsetzbar. Auch hier ergeben sich wirtschaftliche Vorteile. Der Niettreiber
12 wird in diesem Fall manuell positioniert und gehalten. Die Nietpositionen müssen dann verständlicherweise auf den Blechen1 ,2 markiert sein. - In einer besonderen Ausbildung kann bei einer verketteten Fertigungs- und Montageeinrichtung die Vorrichtung
3 vor oder nach dem Arbeitsgang des Nietens auch andere Aufgaben haben. Beispielsweise kann eine übliche Stanz- oder Prägematrize, die vorher für die Arbeitsgänge Stanzen, Prägen oder Richten des Bleches eingesetzt wird, mit entsprechenden Gegenhaltern6 versehen sein. Eine derartige Ausbildung reduziert die Werkzeugkosten. - Sofern es erforderlich ist, können beim Anbinden von dickwandigen Bauteilen diese auch bereits mit Nietlöchern versehen sein. Dieses bringt beim manuellen Vernieten den Vorteil, dass keine separaten Markierungspunkte angebracht werden müssen. Beim Vernieten mit einem Roboter muss die Steuergenauigkeit des Roboters dann jedoch entsprechend hoch sein.
-
2 zeigt schematisch eine Vorrichtung3 zum Auflegen der Bodengruppe eines PKW's. Bei derartigen Baugruppen mit einer großen Anzahl von Blechen und Profilen, die über Nieten miteinander verbunden werden müssen, gestaltet sich die Ausbildung der Vorrichtung3 entsprechend aufwendig. Hier kommt jedoch besonders der Vorteil zum Tragen, dass die Gegenhalter gleichartig aufgebaut sind und in Lage und Höhe in einfacher Weise verstellbar sind. Wie ersichtlich, können die Gegenhalter6 auch horizontal oder schräg an der Vorrichtung3 befestigt sein. Gerade die Darstellung einer komplexen Bodengruppe gemäß2 zeigt den Vorteil der erfindungsgemäßen Nietvorrichtung. Hier können in einfacher Weise mehrere Roboter eingesetzt werden, ohne sich gegenseitig zu behindern, da die Niettreiber12 wesentlich kleiner sind, als entsprechende Nietzangen ausgebildet sein müssten. -
- 1
- Blech
- 2
- Blech
- 3
- Vorrichtung
- 4
- Justier- und Halteelement
- 5
- Saugnapf
- 6
- Gegenhalter
- 7
- Fuß
- 8
- Haltering
- 9
- Stempel
- 10
- Verstellkeil
- 11
- Stanzniet
- 12
- Niettreiber
- 13
- Aufnahme
- 14
- Feder
Claims (11)
- Nietvorrichtung zum Verbinden von zwei oder mehr Bauteilen mittels Nieten, mit einem Niettreiber (
12 ), mit dem die Niete gegen Gegenhalter (6 ) durch die Bauteile getrieben und/oder vernietet werden, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung (3 ) mit Auflageelementen vorgesehen ist, auf denen die miteinander zu vernietenden Bauteile aufliegen und mittels Justier- und Halteelementen (4 ) in Bearbeitungsposition gehalten werden, wobei die Gegenhalter (6 ) als separate Komponenten dieser Vorrichtung (3 ) ausgebildet sind. - Nietvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Vorrichtung (
3 ) und Niettreiber (12 ) Teile einer verketteten Fertigungs- und/oder Montageeinrichtung sind. - Nietvorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Niettreiber (
12 ) robotergehalten und -geführt ist. - Nietvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Niettreiber (
12 ) mit einer automatischen Nietzuführung ausgerüstet ist. - Nietvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einem der Bauteile wenigstens eines der Nietlöcher vorgebohrt ist.
- Nietvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Niettreiber (
12 ) vor dem Nieten mit einer vorgegebenen Kraft gegen die zu vernietenden Teile gepresst wird. - Nietvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenhalter (
6 ) in Lage und Höhe einstellbar sind. - Nietvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenhalter (
6 ) identisch ausgebildet sind. - Nietvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (
3 ) bei einer verketteten Fertigungs- und Montageanlage in einer vorherigen oder nachfolgenden Arbeitsstation eine andere Funktion hat. - Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (
3 ) in einer anderen Arbeitsstation als Stanz-, Biege- oder Richtvorrichtung eingesetzt ist. - Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Niettreiber (
12 ) axial federnd mit der Aufnahme (13 ) verbunden ist.
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