DE202007016577U1

DE202007016577U1 - Force-displacement transducer

Info

Publication number: DE202007016577U1
Application number: DE200720016577
Authority: DE
Original assignee: P3 Automation GmbH
Current assignee: P3 Automation GmbH
Priority date: 2007-11-26
Filing date: 2007-11-26
Publication date: 2008-04-03
Anticipated expiration: 2017-11-27

Abstract

Kraft-Weg-Messaufnehmer (1) vorzugsweise für Magazin-Nietgeräte zur Verarbeitung von Hohlniete und Magazinniete dadurch gekennzeichnet, das ein vorderes Gehäuseteil als Adapter (5) zur Befestigung an das Gehäuse von Magazin-Niet-Geräte und ein hinteres Gehäuseteil als Adapter (3) zur Befestigung an das Gehäuse der Nietdornklammerung des Magazin-Nietgerätes verwendet wird, sowie dass das Messwertaufnehmergehäuse (2) mit einem integrierten Wegsensor (7) und Kraftsensor (12) versehen ist und zwischen den beiden Adaptern (5; 3) montiert ist.Force-displacement transducer (1) preferably for Magazine Riveters for the processing of hollow rivets and magazine rivets characterized the one front housing part as an adapter (5) for attachment to the housing of magazine riveting devices and a rear housing part as an adapter (3) for attachment to the housing of the rivet mandrel clamping of the magazine riveting tool is used, and that the sensor housing (2) provided with an integrated displacement sensor (7) and force sensor (12) is and is mounted between the two adapters (5; 3).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraft-Weg-Aufnehmer für Magazin-Druckluftgeräte. Solche Kraft-Weg-Aufnehmer werden vorzugsweise in Nietgeräte eingesetzt.The The present invention relates to a force-displacement transducer for magazine pneumatic devices. Such Force-displacement transducers are preferably used in riveting devices.

Solche Kraft-Weg-Aufnehmer werden für die Prozeßüberwachung bei Nietgeräten für das Setzen von Dornbruchniete oder Blindnietmuttern in diversen Bauteilen verwendet.Such Force-displacement transducers are used for the process monitoring at riveting tools for the Setting breaker rivets or blind rivet nuts in various components used.

Solche Kraft-Weg-Aufnehmer bestehen gemäß dem Stand der Technik aus einer Druckmessdose für die Kraftmessung und einem Wegsensor für die Wegmessung. Die Messung der Kraft in Abhängikeit zu dem Weg erlaubt eine präzise Aussage über die Qualität der Umformung des Nietes im Bauteil. Einflußgrößen wie Toleranzen in den Bauteilbohrungen und Materialstärken, sowie der Werkstofffestigkeiten der Niete beeinflussen das Messergebnis und führen nach definierter Toleranzfestlegung zu einer i.O.-Messung oder zu einer n.i.O.-Messung.Such Force-displacement sensors exist according to the state the technique of a pressure cell for force measurement and a Distance sensor for the Displacement measurement. The measurement of the force depending on the way allowed a precise one Statement about the quality the forming of the rivet in the component. Influencing factors such as tolerances in the component bores and material thicknesses, as well as the material strength of the rivets influence the measurement result and lead after defined tolerance definition for an i.O. measurement or for a n.i.O. measurement.

Die Sensorik wird in dem jeweiligen Nietgerät für die Verarbeitung von Dornbruchniete oder Blindnietmuttern speziell ausgewählt und integriet. Es handelt sich auschließlich konstruktive Sonderlösungen.The Sensor technology is used in the riveting tool for processing breakage rivets or blind rivet nuts specially selected and integrated. It deals exclusively constructive special solutions.

Für die Verarbeitung von Hohlnieten bzw. sogenannten Magazinnieten bestehen für die jeweiligen Nietgeräte keine Kraft-Weg-Messsysteme.For processing of hollow rivets or so-called magazine rivets exist for the respective Riveting no force-displacement measuring systems.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kraft-Weg-Aufnehmer gemäß dem Stand der Technik dergestalt weiterzubilden, dass die Verarbeitung von Hohlnieten bzw. Magazinniete mit dem dafür notwendigen Nietgerät unter einer Kraft-Weg-Messung möglich ist, was gemäß dem Stand der Technik nicht möglich ist. Ferner ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen standardisierten Kraft-Weg-Aufnehmer weiterzubilden, der die Sensorik für die Kraft- und Wegmessung in einem Gehäuse unterzubringen und kompatibel mit anderen handelsüblichen Nietgeräten ist. Es wird hierbei das Prinzip der Reaktionskraft-Messung, in Abhängigkeit vom Weg, angewendet.It Object of the present invention, a force-displacement transducer according to the state the technique in such a way that the processing of Hollow rivets or magazine rivet with the necessary riveting device under a force-distance measurement possible is what according to the state the technology is not possible is. Furthermore, it is an object of the present invention is a standardized To further develop force-displacement transducers, the sensors for the force and displacement measurement in a housing accommodate and compatible with other commercial Nietgeräten is. It is the principle of reaction force measurement, in dependence from the way, applied.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass das Gehäuse aus drei schraubbaren Teilen ausgeführt ist. Das vordere Gehäuseteil dient als Adapter zur Befestigung an das Gehäuse des Magazin-Nietgerätes. Das hintere Gehäuseteil dient als Adapter zur Befestigung an das Gehäuse der Nietdornklammerung des Magazin-Nietgerätes.According to the invention this Task solved by that the case made of three screwed parts. The front housing part is used as an adapter for attachment to the housing of the magazine riveting tool. The rear housing part is used as an adapter for attachment to the housing of the rivet mandrel clamping of the magazine riveting tool.

Zwischen diesen beiden Adaptern wird das Messwertaufnehmergehäuse mit dem integrierten zur Wegsensor und Kraftsensor verschraubt. Als Kraftsensor wird ein Dehnungsmessstreifen verwendet. Dieser wird in axialer Lage zur Kraftrichtung in das Messwertaufnehmergehäuse eingeklebt und damit in Reaktionskraftrichtung des Nietgerätes. Dies führt zu einer kleinen Bauform. Während des Setzens des Nietes werden die erzeugten Kräfte auf das Messwertaufnehmergehäuse übertragen. Die Dehnung bzw. Spannungen des Materials werden von dem Dehnungsmessstreifen aufgenommen und liefern messbare Werte (Änderung des Elastizitätsmoduls des Werkstoffs).Between These two adapters will be accompanied by the sensor housing the integrated bolted to the displacement sensor and force sensor. As a force sensor a strain gauge is used. This one is in axial Position glued to the direction of force in the sensor housing and thus in the reaction force direction of the riveting tool. This leads to a small design. While the setting of the rivet, the forces generated are transmitted to the transducer housing. The strain or strains of the material are from the strain gauge recorded and deliver measurable values (change of elastic modulus of the material).

Für Nietgeräte zur Verarbeitung von Dornbruchnieten und Blindnietmuttern wird der Messwertaufnehmer in dem Vorderen Teil des Nietgerätes angebracht. Das vordere Gehäuseteil des Messwertaufnehmers dient dann als Adapter zur Befestigung der Nietausrüstung des Nietgerätes. Das hintere Gehäuseteil dient als Adapter zur Befestigung an das Gehäuse der Nietgerätes.For riveting tools for processing of break rivets and blind rivet nuts becomes the transducer in the front part of the riveting tool appropriate. The front housing part the transducer then serves as an adapter for attaching the riveting equipment of the riveting tool. The rear housing part serves as an adapter for attachment to the housing of the riveting tool.

Die Wegmessung erfolgt direkt auf der Kolbenstange des Gerätes. Das die Kolbenstangen in der Länge des Kraft-Weg-Aufnehmers zu kurz sind, wird für die zusätzlich benötigte Länge eine Kolbenstangenverlängerung verwendet. Die Verlängerung wird auf die Kolbenstange aufgeschraubt. Für die Wegmessung wird auf Kolbenstangenverlänegerung eine Messbuchse montiert. Diese kann auf der Kolbenstangeverlängerung in axialer Richtung verstellt werden und bietet somit Feineinstellungsmöglichkeiten an der Wegmessung. Die Messbuchse ist konisch ausgeführt. Der induktive Wegsensor ist fest in dem Messwertaufnehmergehäuse montiert. Der Wegsensor kann in dem Messwertaufnehmergehäuse radial zur Messbuchse auf der Kolbenstangeverlängerung eingestellt werden. Während der Niet gesetzt wird, und damit die Kolbenstange nach hinten bewegt wird (Gerätehub), bewegt sich die Messbuchse auf der Kolbenstange bzw. deren Kolbenstangenverlängerung an der Messfläche des Wegsensors vorbei. Durch die konische Fläche kann der Abstand von Buchse zum Wegsensor während des Hubes gemessen werden, da der Abstand sich linear verändert. Diese Ausführung erlaubt einen kleinen Bauraum.The Distance measurement takes place directly on the piston rod of the device. The the piston rods in length of the force-displacement transducer are too short, is a piston rod extension for the additional required length used. The extension will screwed onto the piston rod. For the distance measurement is on Kolbenstangenverlänegerung a Measuring bush mounted. This can be done on the piston rod extension be adjusted in the axial direction and thus provides fine adjustment options at the distance measurement. The measuring bush is conical. Of the inductive displacement sensor is permanently mounted in the sensor housing. The displacement sensor can be located in the transducer housing radially to the measuring socket the piston rod extension be set. While the rivet is set, and thus the piston rod moves backwards becomes (device stroke), the measuring bush moves on the piston rod or its piston rod extension at the measuring surface the path sensor over. Due to the conical surface, the distance from socket to the displacement sensor during of the stroke, since the distance varies linearly. These execution allows a small space.

Für die leichtere Montage des Kraft-Weg-Aufnehmers an das Nietgerät, ist ein Kabelsteckanschluß in dem Aufnehmergehäuse integriert.For the lighter Mounting the force-displacement transducer to the riveter, is a cable connector in the transducer housing integrated.

Die Auswertung der Meßergebnisse erfolgt durch ein handelsübliches Diagnosegerät. Das Diagnosegerät verfügt über eine graphische Darstellung der erzeugten Kraft-Weg-Meßwerte in Form einer Kurve. Dies erleichtert eine spätere Interpretation der Messwerte in Abhängigkeit.The Evaluation of the measurement results done by a commercial Diagnostic device. The diagnostic device has one graphical representation of the generated force-displacement measurements in the form of a curve. This facilitates a later interpretation of the measured values dependent on.

Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im folgenden anhand der in der Anlage beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen:An embodiment of the present The invention will be explained below with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 ein erfindungsgemäßen Kraft-Weg-Messwertaufnehmer von der Seitenansicht im Schnitt B-B; und 1 a force-displacement transducer according to the invention from the side view in section BB; and

2 den erfindgungsgemäßen Kraft-Weg-Messwertaufnehmer von der Vorderansicht im Schnitt A-A; und 2 the inventive force-displacement transducer from the front view in section AA; and

3 den erfindungsgemäßen Kraft-Weg-Messwertaufnehmer der 1 eingesetzt in ein handelsübliches Nietgerät (geschnitten dargestellt), ebenfalls von der Seitenansicht. 3 the force-displacement transducer according to the invention the 1 used in a commercial riveting tool (shown in section), also from the side view.

1 zeigt den erfindungsgemäßen Kraft-Weg-Aufnehmer (1) mit dem vorderen Gehäuseteil als Adapter (5) zur Befestigung an das Gehäuse des Magazin-Nietgerätes. Das hintere Gehäuseteil als Adapter (3) zur Befestigung an das Gehäuse der Nietdornklammerung des Magazin-Nietgerätes. Das Messwertaufnehmergehäuse (2) mit dem integrierten Wegsensor (7) und Kraftsensor (12) zwischen den diesen beiden Adaptern (5; 3). Den Gewindestift (6) zur Fixierung des Messwertaufnehmergehäuse (2) und dem vorderen Gehäuseteil als Adapter (5). 1 shows the force-displacement transducer according to the invention ( 1 ) with the front housing part as an adapter ( 5 ) for attachment to the housing of the magazine riveting tool. The rear housing part as an adapter ( 3 ) for attachment to the housing of the Nietdornklammerung the magazine riveting tool. The sensor housing ( 2 ) with the integrated displacement sensor ( 7 ) and force sensor ( 12 ) between the two adapters ( 5 ; 3 ). The grub screw ( 6 ) for fixing the sensor housing ( 2 ) and the front housing part as an adapter ( 5 ).

Ferner die Kolbenstangenverlängerung (13) mit konischer Messbuchse (4) zur Wegmessung. Die Verstellschrauben (9) der Messbuchse (4) zur Verstellung der Messbuchse in axialer Richtung auf der Kolbenstangenverlängerung (13). Die Befestigungsschraube (8) des Wegsensors auf dem Messwertaufnehmergehäuse (2).Furthermore, the piston rod extension ( 13 ) with conical measuring socket ( 4 ) for distance measurement. The adjusting screws ( 9 ) of the measuring socket ( 4 ) for adjusting the measuring bush in the axial direction on the piston rod extension ( 13 ). The fixing screw ( 8th ) of the displacement sensor on the sensor housing ( 2 ).

2 zeigt den erfindgungsgemäßen Kraft-Weg-Messwertaufnehmer (1) von der Vorderansicht im Schnitt A-A mit dem Messwertaufnehmergehäuse (2) und dem integrierten Wegsensor (7), sowie dem Kraftsensor (12). Die konische Messbuchse (4) zur Wegmessung. Die Verstellschrauben (9) der Messbuchse (4) zur Verstellung der Messbuchse in axialer Richtung auf der Kolbenstangenverlängerung. 2 shows the force-displacement transducer according to the invention ( 1 ) from the front view in section AA with the transducer housing ( 2 ) and the integrated displacement sensor ( 7 ), and the force sensor ( 12 ). The conical test socket ( 4 ) for distance measurement. The adjusting screws ( 9 ) of the measuring socket ( 4 ) for adjusting the measuring bush in the axial direction on the piston rod extension.

3 zeigt den erfindungsgemäßen Kraft-Weg-Aufnehmer (1) mit dem vorderen Gehäuseteil als Adapter (5) zur Befestigung an das Gehäuse (14) des Magazin-Nietgerätes. Das hintere Gehäuseteil dient als Adapter (3) zur Befestigung an das Gehäuse der Nietdornklammerung (15) des Magazin-Nietgerätes. 3 shows the force-displacement transducer according to the invention ( 1 ) with the front housing part as an adapter ( 5 ) for attachment to the housing ( 14 ) of the magazine riveting tool. The rear housing part serves as adapter ( 3 ) for attachment to the housing of the Nietdornklammerung ( 15 ) of the magazine riveting tool.

Für die leichtere Montage des Kraft-Weg-Aufnehmers (1) an das Nietgerät, ist ein Kabelsteckanschluß (11) in dem Aufnehmergehäuse (1) integriert. Der Kabelsteckanschluß (11) kann wahlweise auch in den Steckanschlussbohrungen (10) montiert werden.For easier installation of the force-displacement transducer ( 1 ) to the riveting tool, is a cable plug connection ( 11 ) in the transducer housing ( 1 ) integrated. The cable plug connection ( 11 ) can also be used in the plug connection holes ( 10 ) to be assembled.

Claims

Force-displacement transducer ( 1 ) preferably for magazine riveting tools for processing hollow rivets and magazine rivets characterized in that a front housing part as an adapter ( 5 ) for attachment to the housing of magazine riveting devices and a rear housing part as an adapter ( 3 ) is used for attachment to the housing of the rivet mandrel clamping of the magazine riveting tool, and that the transducer housing ( 2 ) with an integrated displacement sensor ( 7 ) and force sensor ( 12 ) and between the two adapters ( 5 ; 3 ) is mounted.

Force-displacement transducer ( 1 ) according to claim 1, characterized in that before for fixing the transducer housing ( 2 ) and the front housing part as an adapter ( 5 ) a grub screw ( 6 ) is used.

Force-displacement transducer ( 1 ) according to claim 1 and 2, characterized in that a piston rod extension ( 13 ) with conical measuring socket ( 4 ) is used for measuring distance and the adjustment of the measuring socket ( 4 ) in the axial direction on the piston rod extension ( 13 ) by adjusting screws ( 9 ) he follows.

Force-displacement transducer ( 1 ) according to claims 1 to 3, characterized in that a cable plug connection ( 11 ) in the transducer housing ( 1 ) is integrated.

Force-displacement transducer ( 1 ) according to claims 1 to 4, characterized in that it can be used for riveting tools for processing breaker rivets and blind rivet nut in which the front housing part as an adapter ( 5 ) for attachment to the riveting equipment of the riveting tool and the rear housing part as an adapter ( 3 ) is used for attachment to the housing of the riveting tool, and that the transducer housing ( 2 ) with an integrated displacement sensor ( 7 ) and force sensor ( 12 ) and between the two adapters ( 5 ; 3 ) is mounted.

Force-displacement transducer ( 1 ) according to claims 1 to 5, characterized in that hereby the force is measured in dependence on the path and from these results on the quality of the deformation of the rivet in the component are determined and they are used for a iO measurement or niO measurement ,