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Die Erfindung betrifft eine Nietvorrichtung zum Verbinden von Bauteilen im Überlappstoß nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Nietverfahren zum Verbinden von Bauteilen im Überlappstoß.
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Im Flugzeugbau werden herkömmlicherweise zur Herstellung eines Flugzeugrumpfes einzelne Rumpfschalen im Längsstoß und einzelne Rumpftonnen im Querstoß miteinander vernietet. Die Rumpfschalen werden dabei im Überlappstoß zueinander ausgerichtet und mit einer Vielzahl von Nietbohrungen versehen. Die Rumpftonnen werden im Stumpfstoß zueinander orientiert und dann mit von innen den Stumpfstoß überbrückenden Laschen versehen, die dann mit den Rumpftonnen im Überlappstoß vernieten werden.
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Bekannte Nietvorrichtungen haben einen pneumatischen Niethammer zum Einschlagen von Vollnieten in die Nietbohrungen und einen Gegenhalter zum plastischen Verformen der durch die Nietbohrungen getriebenen Nietschaftenden. Zudem sind Schließringsysteme bekannt, bei denen ein Schließring auf einen Schließringbolzen aufgesetzt und beim Erreichen einer Soll-Schließkraft ein Schließringbolzenende abgerissen wird.
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Zudem sind elektromagnetische Nietvorrichtungen und Verfahren bekannt, bei denen ein Niet in einer Nietbohrung positioniert wird und dann beidseits mittels jeweils eines elektromagnetisch beschleunigten Hammerelements plastisch verformt wird. Eine derartige Nietvorrichtung und ein derartiges Nietverfahren sind zum Beispiel in der
WO2004012881A1 gezeigt. Die beidseits des Niets angeordneten Hammerelemente wirken gleichzeitig auf das Niet, wobei zur Koordinierung der Hammerelemente deren Position optisch mittels eines Laserdiodensystems überwacht wird. Aus der
US5813110 ist es bekannt, die Hammerelemente zeitversetzt auf das Niet auftreffen zu lassen. Vergleichende Nietvorrichtungen und Nietverfahren sind aus der
US41517375 ,
US1074396 ,
EP545638A1 ,
US3704506 und aus der
EP0963803B2 bekannt.
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In der
US5577315 sind eine elektromagnetische Nietvorrichtung und ein Nietverfahren gezeigt, bei denen ein Niet per Druckluft einer Nietbohrung zugeführt wird.
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Aus der
DE10354680B4 sind eine elektromagnetische Nietstanzvorrichtung und ein Nietstandverfahren bekannt, bei denen ein Hohlniet auf einen Überlappstoß von zwei Bauteilen aufgesetzt wird und mittels eines elektromagnetischen Hammerelementes zumindest abschnittsweise durch die Bauteile getrieben wird. Um eine Verformung der Bauteile im Überlappstoß zu verhindern, ist an einer von dem Hammerelement abgewandten Bauteilseite ein Gegenhalter angeordnet.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine alternative Nietvorrichtung zum Verbinden von Bauteilen im Überlappstoß sowie ein alternatives Nietverfahren zum Verbinden von Bauteilen im Überlappstoß zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Nietvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Nietverfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10.
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Eine erfindungsgemäße Nietvorrichtung zum Verbinden von Bauteilen im Überlappstoß hat ein Oberwerkzeug zum Eintreiben eines Niets in eine die Bauteile durchsetzenden Nietbohrung und ein Unterwerkzeug als Gegenhalter, dass einen Verformungsabschnitt zum plastischen Verformen eines durch die Nietbohrung getriebenen Nietschaftendes hat. Erfindungsgemäß hat die Nietvorrichtung ein Magazin mit einer Zuführeinrichtung zum Zuführen eines Niets in einen Schusskanal des Oberwerkzeugs, einen Aktuator zum Beschleunigen des in den Schusskanal eingeführten Niets in Richtung der Bauteile und ein Justiersystem zum Ausrichten des Schusskanals zur Nietbohrung.
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Dadurch, dass die Nietvorrichtung ein Magazin mit einer Zuführeinrichtung hat in Kombination mit einer Beschleunigung des Niets, entfällt eine zeitaufwendige Positionierung des Niets in der Nietbohrung. Das Niet wird in die Nietbohrung eingeschossen und beim Auftreffen auf den Gegenhalter plastisch verformt. Das Justiersystem gewährleistet dabei eine zielgenaue Ausrichtung des Niets zur Nietbohrung. Wenn die Nietvorrichtung beispielsweise robotergeführt ist, kann das Setzen der Nieten vollautomatisiert erfolgen.
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Bei einem Ausführungsbeispiel erzeugt der Aktuator eine auf das Niet wirkende elektromagnetische Beschleunigungskraft. Hierdurch lassen sich reproduzierbare hohe und exakt definierte Beschleunigungskräfte erreichen, so dass eine plastische Soll-Verformung des Niets gewährleistet ist. Zudem erfordert ein derartiger Aktuator lediglich eine elektrische Energiequelle. Pneumatische oder hydraulische Energiequellen sind nicht notwendig. Ferner ist eine derartiger Aktuator robust und wartungsarm.
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Alternativ oder zusätzlich kann im Schusskanal ein elektromagnetisch verfahrbares Hammerelement angeordnet sein, das bei Bestromung des Aktuators auf das Niet wirkt. Je nach dem Material des Hammerelements kann hierdurch die auf das Niet wirkende Beschleunigungskraft signifikant erhöht werden. Bevorzugterweise besteht das Hammerelement aus einem Material bzw. einer Materiallegierung mit einem hohen Eisenanteil. Eine Magnetisierbarkeit des Niets bei Verwendung des Hammerelements ist nicht zwingend notwendig.
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Zumindest die Beschleunigungskraft lässt sich weiter verstärken, wenn der Aktuator zumindest zwei miteinander kommunizierende Spulen hat, von denen die eine Spule im Unterwerkzeug und die andere Spule im Oberwerkzeug angeordnet ist. Durch die zumindest eine Spule im Oberwerkzeug wird das Niet quasi durch die Nietbohrung gedrückt und durch die zumindest eine Spule im Unterwerkzeug wird das Niet durch die Nietbohrung gezogen, sodass das Niet über eine maximale Länge beschleunigt wird.
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Bevorzugterweise weiß das Justiersystem zumindest eine elektromagnetische Strahlenquelle zum optischen Ausrichten der Nietvorrichtung auf. Die Strahlenquelle ist beispielsweise eine Laserdiode, mittels der der Schusskanal fluchtend zur Nietbohrung und/oder zum Unterwerkzeug ausgerichtet werden kann.
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Das Unterwerkzeug kann eine Vielzahl von Verformungsabschnitten zum Abdecken eines Nietbohrungsfeldes und somit zum Abdecken einer Vielzahl von Nietbohrungen haben. Hierdurch wird der Positionsaufwand des Unterwerkzeugs gering gehalten, da dieses bei einer einmaligen Positionierung eine Vielzahl von Nietbohrungen zugeordnet wird. Zur Sicherung der Unterwerkzeugposition kann dieses beispielsweise eine Saugeinrichtung zum Ansaugen an den Bauteilen aufweisen.
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Bevorzugterweise hat das Magazin einen Sortierer zum Bereitstellen von unterschiedlichen Niettypen. Hierdurch ist die Nietvorrichtung nicht nur auf einen Niettyp beschränkt, sondern es kann beim Nieten zwischen mehreren Niettypen gewählt werden, so dass ein für die jeweilige Bauteilbelastung optimales Niet gesetzt werden kann.
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Zur Geräuschreduzierung kann das Oberwerkzeug und/oder das Unterwerkzeug zumindest abschnittsweise ein Gehäuse aus einem schallabsorbierenden Material aufweisen. Hierdurch wird zumindest ein Teil des beim Nieten entstehenden Geräuschs in dem Oberwerkezeug und/oder in dem Unterwerkzeug gedämpft, sodass weniger Lärm aus der Nietvorrichtung an die Umgebung abgegeben wird.
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Alternativ oder ergänzend zum schallabsorbierenden Material kann dem Oberwerkzeug und/oder dem Unterwerkzeug zumindest eine Gegenschallanlage zur zumindest teilweisen Überlagerung eines Nietgeräusches mit einem Gegenschall zugeordnet sein. Insbesondere dann, wenn ausschließlich die Gegenschallanlage zur Geräuschreduzierung eingesetzt wird, können die Gehäuse des Oberwerkzeugs und Unterwerkzeugs leichter ausgeführt werden. Um den Gegenschall zeitlich und in seiner Intensität präzise bestimmen zu können, kann in dem Fall, in dem die Gegenschallanlage dem Oberwerkzeug zugeordnet ist, die Gegenschallanlage mit dem Aktuator und mit dem Unterwerkzeug kommunizieren, um zu kalkulieren, wann das Niet auf den Verformungsabschnitt auftreffen wird. Wenn die Gegenschallanlage dem Unterwerkzeug zugeordnet ist, kann die Gegenschallanlage mit dem Oberwerkzeug und insbesondere mit dem Aktuator kommunizieren, um zu kalkulieren, wann das Niet beschleunigt wird bzw. wurde. Selbstverständlich kann die Gegenschallanlage auch autark arbeiten. Weiterhin kann sowohl dem Oberwerkzeug als auch dem Unterwerkzeug jeweils eine Gegenschallanlage zugeordnet sein, die miteinander kommunizieren oder autark arbeiten.
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Bei einem erfindungsgemäßen Nietverfahren zum Verbinden von Bauteilen im Überlappstoß mit einer Nietvorrichtung, mittels der ein Niet in eine die Bauteile durchsetzende Nietbohrung getrieben wird, wird zuerst die Nietvorrichtung zur Nietbohrung positioniert, wobei ein Unterwerkzeug der Nietvorrichtung als Gegenhalter an der einen Bauteilseite und ein Oberwerkzeug der Nietvorrichtung zum Eintreiben eines Niets in die Nietbohrung an einer entgegengesetzten Bauteilseite angeordnet wird und dabei ein Schusskanal des Oberwerkzeugs fluchtend zur Nietbohrung orientiert wird. Anschließend wird ein Niet in den Schusskanal eingeführt. Dann wird das Niet in Richtung der Bauteile beschleunigt, wobei beim Eintreiben des Niets ein durch die Nietbohrung getriebenes Nietschaftende beim Auftreffen auf einen Verformungsabschnitt des Unterwerkzeugs plastisch verformt wird.
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Das Nietverfahren ermöglicht ein vollautamtisiertes Setzen von Nieten. Hierdurch wird die Dauer zum Fügen der Bauteile verkürzt und die Nietqualität gegenüber bekannten Nietverfahren erhöht.
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Bevorzugterweise wird das Niet elektromagnetisch beschleunigt. Eine derartig erzeugte Beschleunigungskraft lässt sich exakt einstellen und ist im hohen Maße reproduzierbar. Um das Vernieten zeitlich zu verkürzen, kann das Niet in einem Schuss eingetrieben und umgeformt werden.
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Zumindest die Beschleunigungskraft kann vergrößert werden, wenn das Niet sowohl oberwerkzeugseitig als auch unterwerkzeugseitig beschleunigt wird. Hierdurch wird das Niet durch die Nietbohrung quasi gedrückt und gleichzeitig durch die Nietbohrung gezogen.
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Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel wirkt auf das Niet ein elektromagnetisch beschleunigtes Hammerelement. Hierdurch kann die Beschleunigungskraft signifikant erhöht werden. Insbesondere kann eine wirkungsvolle Nietverbindung unabhängig von einer Magnetisierbarkeit des Niets erfolgen. Das Eintreiben und Umformen des Niets kann dabei in einem Schuss oder impulsartig durch Vor- und Rückbewegungen des Hammerelements erfolgen.
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Bei einem Ausführungsbeispiel wird das Unterwerkzeug einem Nietbohrungsfeld zugeordnet. Hierdurch deckt das Unterwerkzeug eine Vielzahl von Nietbohrungen ab, wodurch nach dem Setzen eines Niets lediglich das Oberwerkzeug neu positioniert werden muss. Die Positionierung des Unterwerkzeugs an der Bauteilseite kann beispielsweise mittels Heftnieten oder mittels Vakuum erfolgen. Dabei kann das Unterwerkzeug mit Saugnäpfen versehen sein, die in Anlage mit der Bauteilseite bringbar und evakuierbar sind. Nach dem Setzen der Nieten werden die Saugnäpfe belüftet und das Unterwerkzeug kann einem neuen Nietbohrungsfeld zugeordnet werden. Selbstverständlich kann, wie bei einem alternativen Ausführungsbeispiel, das Unterwerkzeug auch jeweils lediglich einer Nietbohrung zugeordnet sein, wobei es dann entsprechend dem Oberwerkzeug nach dem Setzen des jeweiligen Niets neupositioniert werden muss. Um eine Fehlpositionierung des Unterwerkzeugs und des Oberwerkzeugs sowohl zueinander als auch zur Nietbohrung zu verhindern, ist es vorteilhaft, wenn das Oberwerkzeug und das Unterwerkzeug dabei miteinander kommunizieren.
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Zur Geräuschreduzierung kann zumindest teilweise eine Überlagerung eines Nietgeräusches mit einem Gegenschall erfolgen. Das Nietgeräusch ist dabei aufgrund der elektromagnetischen Aktivierung im Vergleich zu einer bekannten pneumatischen Aktivierung bei einem Niethammer genau vorhersagbar, so dass der Gegenschall zeitlich und in seiner Intensität präzise erzeugt werden kann.
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Sonstige vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.
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Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand schematischer Darstellungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine Schnittdarstellung einer Positionierung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Nietvorrichtung an zwei Bauteilen im Überlappstoß, und
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2 eine Schnittdarstellung einer Positionierung eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Nietvorrichtung an zwei Bauteilen im Überlappstoß.
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In 1 ist eine Verbindung und insbesondere eine Vernietung von zwei Bauteilen 2, 4 im Überlappstoß mittels eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Nietvorrichtung 1 gezeigt.
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Die Bauteile 2, 4 sind beispielsweise zwei Rumpfschalen eines Flugzeugrumpfes, die in Längsrichtung miteinander gefügt werden. Sie sind zum Setzen von Nieten 6 im Überlappstoß von einer Vielzahl von Nietbohrungen 8 durchsetzt. Die Nieten 6 sind bevorzugterweise Vollnieten mit einem pilzartigen Kopf oder Vollnieten in Senknietbauweise. In Abhängigkeit von den zu fügenden Bauteilen 2, 4 bestehen sie aus einem Leichtmetall wie Aluminium bzw. einer Leichtmetalllegierung oder aus einem Material mit einem hohen Eisenanteil. Beim Verbinden von Flugzeug-, Trägerraketen, Raumfährenrumpfschalen oder Raumstationsmodulen bestehen sie vorzugsweise aus Aluminium bzw. aus einer Aluminiumlegierung. Beim beispielhaften Verbinden von Schiffsrumpf- oder Windkraftmastenplatten hingegen bestehen die Nieten 6 vorzugweise aus Stahl bzw. einem Material mit einem hohen Eisenanteil. Die in 2 beschriebene hammerbetriebene Nietvorrichtung erlaubt auch die Verwendung von Niete aus Nichtmetallen.
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Die Nietvorrichtung 1 hat ein Oberwerkzeug 10 zum Eintreiben des Niets 6 in die Nietbohrungen 8 und ein Unterwerkzeug 12, das als Gegenhalter zum Oberwerkzeug 10 wirkt.
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Das Oberwerkzeug 10 hat ein Gehäuse 14, das vorzugsweise zumindest abschnittsweise aus einem schallabsorbierenden Material zur Reduzierung eines Nietgeräusches besteht. In das Gehäuse 14 ist ein bohrungsartiger Schusskanal 16 eingebracht. Der Schusskanal 16 hat einen Grund 18 und durchsetzt eine Stirnfläche 20 des Gehäuses 14 orthogonal.
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Zum elektromagnetischen Beschleunigen des in den Schusskanal 16 eingebrachten Niets 6 weist die Nietvorrichtung 1 einen Aktuator auf, der zumindest eine den Schusskanal 16 über seine gesamte Länge umgreifende Spule 22 umfasst. Die Spule 22 wirkt mit zumindest einem nicht gezeigten Kondensator und einer nicht gezeigten Steuer- und Reglungselektronik zusammen.
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Um eine Beschädigung des Bauteils 2 beim Anlegen des Oberwerkzeugs 10 oberflächenseitig zu verhindern, ist an der Stirnfläche 20 ein ringförmiger Oberflächenschutz 24 angeordnet, der den aus der Stirnfläche 20 austretenden Schusskanal 16 umgreift.
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Zudem sind dem Oberwerkzeug 10 eine Zuführeinrichtung 26 der Nietvorrichtung 1 zum automatisierten Zuführen der Niete 6 in den Schusskanal 16 zugeordnet. Die Zuführeinrichtung 26 erstreckt sich von einem nicht gezeigten Magazin der Nietvorrichtung 1 und mündet radial im Bereich des Grundes 18 in den Schusskanal 16, so dass sich eine Beschleunigungsstrecke des Niets 6 über die gesamte Länge des Schusskanals 16 erstreckt. Die Zuführung des jeweiligen Nietes 6 erfolgt bevorzugterweise per Druckluft, kann jedoch beispielsweise auch mittels eines mechanischen Schiebers oder elektromagnetisch erfolgen. Bevorzugterweise ist das Magazin mit einem Sortierer versehen, sodass dem Schusskanal 16 eine Vielzahl von verschiedenen Nieten 6 zugeführt werden können.
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Das Unterwerkzeug 12 hat ein Gehäuse 28, das ebenfalls zumindest abschnittsweise aus einem schallabsorbierenden Material zur Reduzierung von Nietgeräuschen besteht. Zum Umformen eines durch die Nietbohrung 8 getriebenen Nietschaftendes 30 hat das Unterwerkzeug 12 im Bereich einer Stützfläche 32 zumindest einen Verformungsabschnitt 34. Um eine Beschädigung des Bauteils 4 beim Anlegen des Unterwerkzeugs 12 oberflächenseitig zu verhindern, ist an der Stützfläche 32 ein ringförmiger Oberflächenschutz 36 abgeordnet, der den Verformungsabschnitt 34 umgreift.
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Zum Ausrichten des Schusskanals 16 und/oder des Verformungsabschnitts zur jeweiligen Nietbohrung 8 hat die Nietvorrichtung 1 zudem ein nicht gezeigtes Justiersystem. Das Justiersystem hat eine elektronmagnetische Strahlenquelle wie eine Laserdiode, einen entsprechenden Empfänger und eine Auswerteinheit zum Auswerten eines empfangenen Laserstrahlanteils. Bei Roboterführung der Nietvorrichtung 1 kommuniziert die Auswerteinheit mit dieser, sodass diese dann entsprechende Positionskorrekturen ausführt.
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Im Folgenden wird ein bevorzugtes Nietverfahren der Erfindung näher erläutert. Das Oberwerkzeug 10 und das Unterwerkzeug 12 sind dabei jeweils robotergeführt. Die Bauteile 2, 4 sind im Überlappstoß angeordnet und mit einer Vielzahl von Nietbohrungen 8 versehen.
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In einem ersten Schritt wird die Nietvorrichtung 1 zur Nietbohrung 8 positioniert. Dabei wird das Unterwerkzeug 12 im Überlappstoß als Gegenhalter an einer gemäß der Darstellung in 1 unteren Bauteilseite 38 des Bauteils 4 und das Oberwerkzeug 10 an einer an einer gemäß der Darstellung in 1 entgegengesetzten oberen Bauteilseite 40 des Bauteils 2 angeordnet. Der Verformungsabschnitt 34 und insbesondere der Schusskanal 16 werden mittels des mit der Roboterführung kommunizierenden Justiersystems fluchtend zur Nietbohrung 8 orientiert.
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In einem zweiten Schritt wird aus dem Magazin ein Niet 6 mittels der Zuführeinrichtung 26 in den Schusskanal 16 eingebracht.
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Sobald das Niet in den Schusskanal 16 eingetreten ist, wird in einem dritten Schritt sofort das Niet 6 in Richtung der Nietbohrung 8 bzw. der Bauteile 2, 4 elektromagnetisch beschleunigt. Das Einführen des Niets 6 in den Schusskanal 16 und seine Beschleunigung erfolgt quasi gleichzeitig. Dabei wird der Aktuator derart angesteuert, dass die Spule 22 ein das Niet 6 in die Nietbohrung 8 schießendes elektromagnetische Feld aufbaut. Es wirkt eine elektromagentische Beschleunigungskraft auf das Niet 6, mittels der dieses in einem Schuss in die Nietbohrung 8 eingetrieben wird. Das durch die Nietbohrung 8 hindurchtretende Nietschaftende 30 trifft auf den Verformungsabschnitt 34 auf und wird plastisch verformt.
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Nach dem Setzen des Niets 6 wird in einem vierten Schritt die Nietvorrichtung 1 von der Nietbohrung 8 entfernt und es werden die Schritte 1 bis 3 an einer nachfolgenden Nietbohrung wiederholt, bis sämtliche Nietbohrungen 8 mit einem Niet 6 versehen sind.
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Bei einem alternativen erfindungsgemäßen Verfahren, bei dem das Unterwerkzeug 12 eine Vielzahl von Verformungsabschnitten 34 aufweist und somit ein aus einer Vielzahl von Nietbohrungen 8 bestehendes Nietbohrungsfeld abdeckt, wird das Unterwerkzeug 12 lediglich dann neu positioniert, wenn sämtliche Nietbohrungen 8 des Nietbohrungsfelds mit Nieten 6 versehen sind. Das Oberwerkzeug 10 wird jedoch nach dem Setzen jedes einzelnen Nietes 6 an der nachfolgenden Nietbohrung 8 neu positioniert bzw. mittels des Justiersystems an der nächsten Nietbohrung 6 neu ausgerichtet.
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Wenn das Unterwerkzeug 12 ebenfalls mit zumindest einer Spule des Aktuators versehen ist, wird diese derart angesteuert, dass das Niet auch unterwerkzeugseitig mit einer elektromagnetischen Beschleunigungskraft beaufschlagt wird bzw. das sich die Beschleunigungskraft durch die Bauteile 2, 4 hindurch erstreckt. Zur optimalen Beschleunigung des Nietes 6 kommuniziert die zumindest eine oberwerkzeugseitige Spule 22 mit der zumindest unterwerkzeugseitigen Spule.
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Wenn die Nietvorrichtung 1 eine Gegenschallanlage zur weiteren Geräuschreduzierung aufweist, wird beim Erfassen eines Nietgeräusches ein Gegenschall erzeugt, mittels dem die Nietgeräusche zusätzlich reduziert werden.
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In 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Nietvorrichtung gezeigt. In Ergänzung zum ersten Ausführungsbeispiel nach 1 hat das in 2 gezeigte Ausführungsbeispiel ein elektromagnetisch verfahrbares Hammerelement 42. Das Hammerelement 42 besteht vorzugsweise aus einem Metall bzw. einer Metalllegierung mit einem hohen Eisenanteil und wirkt bei Aktivierung des Aktuators auf das Niet 6. Zur Führung des Hammerelements 42 kann dieses eine rückseitige Führungsstange 44 haben, die in einer den Grund 16 des Schusskanals 16 durchsetzenden Führungsbohrung 46 gelagert ist. Im Ruhezustand ist das Hammerelement 42 am Grund 18 des Schusskanals 16 positioniert. Um eine impulsartige Umformung des Nietschaftendes 30 zu ermöglichen ist der Aktuator derart ansteuerbar, dass das Hammerelement 38 elektromagnetisch vor- und rückbewegbar ist.
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Im Unterschied zu den vorgenannten Verfahren wird bei Aktivierung des Aktuators und nach Zuführung eines Niets 6 das Hammerelement 42 in Richtung der Nietbohrung 8 elektromagentisch beschleunigt und nimmt dabei das sich im Schusskanal 16 befindende Niet 6 mit. Das von der Spule 22 erzeugte elektromagnetische Feld wirkt vorrangig auf das Hammerelement 42, so dass dieses mit der elektromagnetischen Beschleunigungskraft beaufschlagt wird bzw. mit einem Anteil einer elektromagnetischen Beschleunigungskraft beaufschlagt wird, der zumindest aufgrund des Hammerelementenmaterials wesentlich größer als ein auf das Niet 6 wirkender Anteil der elektromagnetischen Beschleunigungskraft ist. Das Niet 6 wird durch das Hammerelement 42 in die Nietbohrung 8 eingetrieben, wobei durch Vor- und Rückbewegungen des Hammerelements 42 das Niet 6 impulsartig verformt werden kann.
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Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass die Bauteile 2, 4 zum Vernieten über den gesamten Überlappstoß eine relative Fortführbewegung zur Nietvorrichtung 1 ausführen und bei einem an ihnen befestigten Unterwerkzeug 12 insbesondere eine relative Fortführbewegung zum Oberwerkzeug 10 ausführen. Die Erfindung umfasst sowohl den Fall, dass die Bauteile 2, 4 ortgebunden sind und die Nietvorrichtung 1 zu den Bauteilen 2, 4 weitergeführt wird. Die Erfindung umfasst aber auch den Fall, dass die Nietvorrichtung 1 ortgebunden ist und die Bauteile 2, 4 weitergeführt werden. So ist es beispielsweise vorstellbar, dass bei der vorbeschriebenen Fertigung eines Flugzeugrumpfes der Flugzeugrumpf bzw. seine zu vernieteten Rumpfschalen (Bauteile 2, 4) um eine Rumpflängsachse rotieren und die Nietvorrichtung 1 feststehend ist. Die Nietvorrichtung 1 führt dann lediglich eine Hin- und Rückbewegung zum Positionieren des Oberwerkzeugs 10 und/oder des Unterwerkzeugs 12 aus, jedoch ist keine Fortführbewegung wie bspw. eine Rotation notwendig.
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Selbstverständlich ist auch der Fall von der Erfindung mit umfasst, dass sowohl die Bauteile 2, 4 als auch die Nietvorrichtung 1 eine Fortführbewegung ausführen bzw. ausführen können. In diesem Fall sind also weder die Bauteile 2, 4, noch die Nietvorrichtung 1 ortsgebunden bzw. feststehend.
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Offenbart ist eine Nietvorrichtung zum Vernieten von Bauteilen im Überlappstoß, mit einem Oberwerkzeug zum Eintreiben eines Niets in eine die Bauteile durchsetzende Nietbohrung und mit einem Unterwerkzeug als Gegenhalter, das einen Verformungsabschnitt zum plastischen Verformen eines durch die Nietbohrung getriebenen Nietschaftendes hat, wobei die Nietvorrichtung ein Magazin mit einer Zuführeinrichtung zum Zuführen eines Niets in einen Schusskanal des Oberwerkzeugs, einen Aktuator zum Beschleunigen des in den Schusskanal des Oberwerkzeugs eingeführten Niets in Richtung der Bauteile und ein Justiersystem zum Ausrichten des Schusskanals zur Nietbohrung hat, sowie ein Verfahren zum Vernieten von Bauteilen im Überlappstoß.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Nietvorrichtung
- 2
- erstes Bauteil
- 4
- zweiten Bauteil
- 6
- Niet
- 8
- Nietbohrung
- 10
- Oberwerkzeug
- 12
- Unterwerkzeug
- 14
- Gehäuse
- 16
- Schusskanal
- 18
- Grund
- 20
- Stirnfläche
- 22
- Spule
- 24
- Oberflächenschutz
- 26
- Zuführeinrichtung
- 28
- Gehäuse
- 30
- Nietschaftende
- 32
- Stützfläche
- 34
- Verformungsabschnitt
- 36
- Oberflächenschutz
- 38
- untere Bauteilseite
- 40
- obere Bauteilseite
- 42
- Hammerelement
- 44
- Führungsstange
- 46
- Führungsbohrung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2004012881 A1 [0004]
- US 5813110 [0004]
- US 41517375 [0004]
- US 1074396 [0004]
- EP 545638 A1 [0004]
- US 3704506 [0004]
- EP 0963803 B2 [0004]
- US 5577315 [0005]
- DE 10354680 B4 [0006]
