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DE69920282T2 - Verbinden von plattenförmigem material - Google Patents

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Publication number
DE69920282T2
DE69920282T2 DE69920282T DE69920282T DE69920282T2 DE 69920282 T2 DE69920282 T2 DE 69920282T2 DE 69920282 T DE69920282 T DE 69920282T DE 69920282 T DE69920282 T DE 69920282T DE 69920282 T2 DE69920282 T2 DE 69920282T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
nose
rivet
fastener
sheet material
die
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
DE69920282T
Other languages
English (en)
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DE69920282D1 (de
Inventor
Edmund Stuart BLACKET
Richard Nicholas CLEW
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Atlas Copco IAS UK Ltd
Original Assignee
Henrob Ltd
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Publication date
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Priority claimed from GBGB9919854.1A external-priority patent/GB9919854D0/en
Application filed by Henrob Ltd filed Critical Henrob Ltd
Application granted granted Critical
Publication of DE69920282D1 publication Critical patent/DE69920282D1/de
Publication of DE69920282T2 publication Critical patent/DE69920282T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21JFORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J15/00Riveting
    • B21J15/02Riveting procedures
    • B21J15/025Setting self-piercing rivets
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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befestigen von Tafelmaterial durch selbstlochendes Nieten oder Klammem. Der Begriff „Klammern" ist auch als „Druckverbinden" oder „integrales Befestigen" bekannt.
  • Es sind Verfahren und Vorrichtungen zum Nieten der Art bekannt, bei der ein selbstlochender Niet ohne vollständiges Durchdringen in ein Tafelmaterial eingesetzt wird, so daß das verformte Ende des Niets durch einen angestauchten Kreisring des Tafelmaterials eingekapselt bleibt.
  • 1 ist ein schematischer Schnitt eines Beispiels einer durch ein solches Nietverfahren nach der Erfindung hergestellten genieteten Verbindung. Ein Niet 1 hat einen Kopf 2 und einen Schaft 3, der in einer ringförmigen Kante 4 endet. Der Schaft 3 ist anfangs zylindrisch, wird aber in die illustrierte Form nach außen aufgeweitet, wenn der Niet in zwei einander überlappende, auf einem entsprechend geformten Gesenk angeordnete, Tafeln 5, 6 getrieben wird. Wie es gezeigt wird, bleiben der Schaft und die Kante des Niets 1 in das Tafelmaterial 5, 6 eingebettet, nachdem der Niet gesetzt worden ist.
  • Ein verbessertes selbstlochendes Nietverfahren nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 wird in unserem Europäischen Patent Nr. 0675774 beschrieben. Bei diesem Verfahren wird das Tafelmaterial während des Nietvorgangs im Bereich um die Nieteinsetzstelle mit einer beträchtlichen Kraft zwischen einer Nase der Nietmaschine und dem Gesenk festgeklemmt, so daß es eine minimale Verwerfung des Tafelmaterials während des Nietvorgangs gibt. Es hat sich erwiesen, daß dieses Verfahren die Festigkeit der genieteten Verbindung erhöht und die Tiefe der ringförmigen Kehle 7 verringert. Jedoch bedeutet das verhältnismäßig hohe Niveau der zum Erreichen der verbesserten Verbindungseigenschaften erforderlichen Schließkraft, daß ein beträchtlicher Druck eines Hydraulikfluids oder einer Hochleistungsfeder erforderlich ist, um die Kraft auszuüben. Darüber hinaus wird die Nase vom Gesenk weg nach oben gedrückt werden, falls Reaktionskräfte innerhalb der Verbindung, die sich aus dem Nieteinsetzen ergeben, die Schließkraft übersteigen. Dies führt zu einer Verringerung der potentiellen restlichen Druckspannung, die an den Bereich um den Niet weitergegeben werden könnte.
  • Das Verbinden zweier Metalltafeln durch Klammern ist bekannt, wobei zwei Metalltafeln unter Verwendung einer Kombination von Stempel und Gesenk in einen Rasteingriff verformt werden.
  • Ein verbessertes Klammerverfahren wird in unserem Europäischen Patent Nr. 0614405 beschrieben. Bei diesem verfahren wird ein Hohlniet oder ein röhrenförmiger Rohling in eine geklammerte Verbindung zwischen Tafeln eingesetzt, und das innere Ende eines Schafts des Niets wird innerhalb der geklammerten Verbindung auf eine solche Weise nach außen verformt, daß es die Platten nicht durchdringt.
  • Bei den beiden oben beschriebenen Verfahren wird ein U-Rahmen verwendet, um die Nietvorrichtung und das Gesenk zu stützen. Ein unterer Schenkel des U-Rahmens stützt das Gesenk und biegt sich bei Anwendung während des Nietvorgangs im Ergebnis der Nieteinsetz- und Schließkräfte um eine gewisse Strecke. Dies bedeutet, daß bei hydraulischen Klemmsystemen allgemein Nachfüll-Hydraulikfluid erforderlich ist, um das erforderliche Klemmniveau aufrechtzuerhalten. Das langsame Ansprechen von Hydraulikfluidsystemen auf den Bedarf an einer Zusatzladung führt zu verhältnismäßig langen Zykluszeiten.
  • US-A-5051020 beschreibt ein Klammerverfahren, bei dem einander überlappende Tafeln durch einen Stempel in ein Gesenk verformt werden, um eine Klammerverbindung zu bilden. Danach werden die Tafeln angrenzend an den Gesenkhohlraum gequetscht, um die Verbindungswand nach außen zu verformen und eine auslaufsichere Verbindung zu gewährleisten.
  • Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die zuvor erwähnten Nachteile zu beseitigen oder abzuschwächen und ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Befestigen von Tafelmaterial durch selbstlochendes Nieten oder Klammern bereitzustellen.
  • Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt zum Einsetzen eines Befestigungselements in ein Tafelmaterial, wobei das Verfahren folgendes einschließt: Einsetzen des Befestigungselements in wenigstens eine Tafel ohne vollständiges Durchdringen, so daß ein verformtes Ende des Befestigungselements durch einen angestauchten Ring des Tafelmaterials eingekapselt bleibt, wobei das Tafelmaterial zwischen einer Nase und einem Gesenk einer Befestigungsvorrichtung angeordnet wird und das Befestigungselement mit Hilfe eines Stempels in das Tafelmaterial eingesetzt wird, der das Gegenstück im Verhältnis zur Nase ist, dadurch gekennzeichnet, daß, nachdem das Befestigungselement eingesetzt ist, der Stempel zurückgezogen wird und in dem Bereich um die Befestigungselement-Einsetzstelle eine Schließkraft auf das Tafelmaterial zwischen der Nase und dem Gesenk ausgeübt wird, um so die Verformung der Tafel aus ihrer Ebene in dem Bereich um die Befestigungselement-Einsetzstelle zu verringern.
  • Das Festklemmen der Tafel nach dem Einsetzen des Befestigungselements auf diese Weise sichert, daß vorteilhafte Druckbelastungen in den Bereich um die Befestigungselement-Einsetzstelle aufgebaut werden, und sichert in dem Fall, daß eine oder mehrere Tafeln verbunden werden, ebenfalls, daß sich die Ermüdungsleistung der Verbindungen im Vergleich zu den durch herkömmliche Befestigungsverfahren erzeugten Verbindungen bedeutend verbessert. Das Zurückziehen des Stempels sichert, daß das Festklemmen der Tafel nach dem Nieteinsetzen nur durch die Nase ausgeübt wird.
  • Die Nase kann durch ein Stützelement gestützt werden, wobei während des Befestigungsvorgangs eine Bewegung der Nase im Verhältnis zum Stützelement in einer Richtung weg vom Gesenk verhindert wird.
  • Die Position der Nase im Verhältnis zum Gesenk wird so gesteuert, daß im Bereich um die Nieteinsetzstelle eine sehr geringe oder keine örtliche Verdickung oder Schwellung der Tafeln erlaubt wird. Das Verfahren bedeutet, daß das während des Nieteinsetzvorgangs verschobene Tafelmaterial innerhalb einer wesentlich feststehenden Entfernung zwischen der Nase und dem Gesenk eingespannt wird. Dieses Einspannen führt dazu, daß im Ergebnis des Nieteinsetzens eine gesteigerte restliche Druckspannung in den Verbindungsbereich induziert wird, wodurch eine verbesserte Lebensdauer der genieteten Verbindung gewährleistet wird.
  • Die Entfernung zwischen der Nase und dem Gesenk wird vorzugsweise durch Festhalten der Nase der Nietmaschine gesteuert, so daß, ungeachtet der ausgeübten Kraft, verhindert wird, daß sie während des Nietvorgangs vom Gesenk weg zurückgedrückt wird. Im Fall einer Biegung eines Stützrahmens (zum Beispiel eines U-Rahmens) auf Grund von Nietsetzbelastungen ist die Nase jedoch noch in der Lage, sich zu bewegen, um dem Gesenk zu folgen.
  • Auf das Tafelmaterial kann ebenfalls eine Schließkraft ausgeübt werden, bevor oder während das Befestigungselement eingesetzt wird.
  • Vorzugsweise werden die Schließkraft und die zum Einsetzen des Befestigungselements erforderliche Kraft vom gleichen Stellantrieb abgezweigt.
  • Die nach dem Einsetzen des Befestigungselements ausgeübte Schließkraft kann durch Verändern der zum Einsetzen des Befestigungselements ausgeübten Kraft verändert werden.
  • Nach einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Plattenklammerverfahren bereitgestellt, bei dem zwei oder mehr Tafeln eines Materials in einen Rasteingriff verformt werden, wobei das Tafelmaterial zwischen einer Nase und einem Gesenk einer Befestigungsvorrichtung angeordnet wird, wobei das Tafelmaterial mit Hilfe eines Stempels verformt wird, der das Gegenstück im Verhältnis zur Nase ist, wobei der Stempel zurückgezogen wird, nachdem die Tafeln durch den Stempel verformt sind, dadurch gekennzeichnet, daß, nachdem die Tafeln verformt sind, in dem Bereich um die Stempel-Einsetzstelle eine Schließkraft auf das Tafelmaterial zwischen der Nase und dem Gesenk ausgeübt wird, um so die Verformung der Tafel aus ihrer Ebene in dem Bereich um die Stempel-Einsetzstelle zu verringern.
  • Es werden nun, nur als Beispiel, spezifische Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen:
  • 1 ein Schnitt einer durch das Befestigungsverfahren der vorliegenden Erfindung hergestellten genieteten Verbindung ist,
  • 2 und 3 schematische Illustrationen einer Nietmaschine, die angebracht an einem U-Rahmen gezeigt wird, sind,
  • 4 ein Schema ist, das die inneren Spannungen einer Verbindung zeigt, die nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung genietet wird,
  • 5 eine schematische Seitenansicht einer zweiten Nietmaschine ist,
  • 6 eine schematische Seitenansicht einer dritten Nietmaschine ist,
  • 7 eine schematische Darstellung einer vierten Nietmaschine ist,
  • 8a bis 8h Längsschnittansichten eines Nietenziehers und eines Gesenks sind, die in einer Folge von chronologischen Schritten ein Verfahren zum Befestigungselementeinsetzen nach der vorliegenden Erfindung zeigen,
  • 8i eine auseinandergezogene Ansicht einer Baugruppe aus Druckkolben und Stempel des Nietenziehers von 8a bis 8h und 9a bis 9e ist und
  • 9a bis 9e Längsschnittansichten eines Nietenziehers und eines Gesenks sind, die eine chronologische Folge eines alternativen Verfahrens zum Befestigungselementeinsetzen nach der vorliegenden Erfindung zeigen.
  • Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ist nun die genietete Verbindung von 1 bereits als ein Beispiel der Art von Verbindung beschrieben worden, die durch das Befestigungsverfahren der Erfindung erzeugt wird.
  • 2 und 3 zeigen eine an einem herkömmlichen U-Rahmen 11 angebrachte Nietmaschine 10. Ein oberer Schenkel 12 des U-Rahmens 11 trägt einen feststehenden Hauptzylinder 13, in dem ein einziehbarer Klemmzylinder 14 der Maschine aufgenommen wird. Der Hauptzylinder 13 stellt Hydraulikdruck zum Betätigen des Klemmzylinders und eines Nietstempels (nicht gezeigt), der koaxial in demselben verschoben werden kann, bereit. Ein unterer Schenkel 15 des U-Rahmens 11 trägt ein Gesenk 16 unmittelbar unterhalb des Klemmzylinders 14. Der Klemmzylinder 14 endet in einer Nase 17, deren Stirnfläche eine ringförmige Klemmfläche 18 definiert, die zwei einander überlappende Tafeln 19 gegen das Gesenk 16 drückt.
  • Die Bewegung sowohl des Klemmzylinders 14 als auch des Stempels wird, wie es gut bekannt ist und in unserem zuvor erwähnten Europäischen Patent erörtert wird, durch einen Hydraulikfluiddruck angetrieben. Es können jedoch andere Stempelantriebsmechanismen, wie beispielsweise eine elektrisch betriebene Schneckenbaugruppe, verwendet werden. Darüber hinaus kann der Klemmzylinder als Alternative dazu durch einen elektrisch betriebenen Stellantrieb oder über eine Feder vom Stempel angetrieben werden.
  • Mit dem U-Rahmen 11 und mit der Nase 17 wird ein mechanisches Gestänge 20 verbunden, um während des Nietvorgangs das Vorstehen der Nase 17 zum Gesenk 16 hin aufrechtzuerhalten. Das Gestänge 20 umfaßt ein erstes, an dem einen Ende am oberen Schenkel 12 des U-Rahmens 11 befestigtes, Verbindungselement 21 und ein zweites, mit der Nase 17 verbundenes, Verbindungselement 22, wobei die zwei Verbindungselemente 21, 22 an ihren anderen Enden schwenkbar miteinander verbunden werden. Das Gestänge 20 wird durch einen Stellantrieb 23 gesteuert, der an einer Stelle zwischen dem oberen und dem unteren Schenkel 12, 15 und dem Drehpunkt zwischen dem ersten und dem zweiten Verbindungselement 21, 22 mit dem U-Rahmen 11 verbunden wird. Bei Anwendung bewegt sich das Gestänge 20 synchron mit dem Absteigen des Klemmzylinders 14 oder, als Alternative dazu, wirkt der Stellantrieb 23 auf dasselbe, um den Klemmzylinder 14 zwischen einer, in 3 gezeigten, ausgefahrenen Position, in der sich die Nase 17 in Klemmkontakt mit den Tafeln 19 befindet, und einer, in 2 gezeigten, eingezogenen Position, in der die Nase 17 zum oberen Schenkel 12 des U-Rahmens 11 hin zurückgezogen wird, vorzuschieben. Der Stellantrieb 23 dient zum Antreiben und Halten des mechanischen Gestänges 20 in der ausgefahrenen Position, so daß ein Zurückziehen der Nase 17 im Verhältnis zum U-Rahmen 11 verhindert wird, bis zu einem Zeitpunkt, an dem der Nietvorgang abgeschlossen ist und der Klemmdruck verringert wird, worauf der Stellantrieb 23 freigegeben wird.
  • Der Nietvorgang wird wie folgt ausgeführt. Ein Niet der in 1 gezeigten Art wird auf eine herkömmliche Weise bereit zum Einsetzen in die Tafeln 19 dem Ende der Nase 17 zugeführt. Der Klemmzylinder 14 fährt von der in 2 gezeigten eingezogenen Position abwärts zu der in 3 gezeigten Position und übt eine leichte bis mäßige Schließkraft zwischen der Nase 17 und dem Gesenk 16 aus. Das mechanische Gestänge 20 fährt sich entweder simultan mit dem Absteigen des Klemmzylinders 14 aus oder treibt denselben an, und es wird durch den Stellantrieb 23 eine Haltekraft auf das Gestänge 20 ausgeübt, um so eine Umkehrbewegung der Nase 17 während des Nietvorgangs zu verhindern, wodurch die Position der Nase 17 im Verhältnis zum Gesenk 16 gesteuert wird. Sobald die vorher festgelegte Schließkraft erreicht ist, signalisiert ein Druckschalter oder eine Kraftmeßdose usw. (nicht gezeigt) dem Stempel, sich für den Nietvorgang vorzuschieben. Die Schließkraft kann während des gesamten Nietvorgangs aufrechterhalten werden oder kann mit Hilfe einer Veränderung des Drucks im Stellglied verringert oder gesteigert werden. Danach fährt der Stempel innerhalb des Klemmzylinders 14 abwärts, um den Niet in die Tafeln 19 einzusetzen.
  • Die Zeitsteuerung und Abstimmung des obigen Vorgangs wird unter der Kontrolle einer programmierbaren Logik-Steuereinrichtung oder eines ähnlichen automatischen Steuergeräts durchgeführt. Es wird sich verstehen, daß der Nietvorgang durch das Einschließen eines Prägerings und/oder eines auf die Nase aufgebrachten Klebstoffs ergänzt werden kann, wie es in unserem zuvor erwähnten Europäischen Patent beschrieben wird.
  • Das Einsetzen des Niets wird in 4 illustriert. Während durch die Nase 17 die Schließkraft auf die Tafeln 19 ausgeübt wird, wird durch das Gesenk 16 eine entsprechende gleiche und entgegengesetzte Reaktionskraft auf die Tafeln 19 ausgeübt. Zusätzlich dazu werden durch die Neigung der Tafeln, sich zu verformen, wenn der Niet unter der Wirkung des Stempels die Tafeln durchdringt, weitere Reaktionskräfte erzeugt. Anfangs wird das Tafelmaterial durch den Niet, wenn er eingesetzt wird, in den Gesenkhohlraum gezogen. Wenn der Niet vollständig eingesetzt ist und den Gesenkhohlraum ausfüllt, wird das Tafelmaterial aus dem Hohlraum verdrängt. Dieses verdrängte Material erzeugt Reaktionskräfte gegen die Nase und das Gesenk. Die Reaktionskräfte, illustriert durch die Pfeile F in 4, übersteigen die Schließkraft und wirken auf die Nase 17, die normalerweise durch die von der Verformung der Tafeln 19 erzeugten Reaktionskräfte nach außen vom Gesenk 16 weg abgelenkt würde. Da die Nase 17 jedoch durch die Betätigung des Gestänges 20 daran gehindert wird, sich vom Gesenk 16 wegzubewegen, wenn sie sich in der Klemmposition befindet, wird sie nicht abgelenkt, und die Verbindung wird entsprechend zusammengedrückt. Die während des Nietvorgangs ausgeübte Druckspannung gewährleistet eine gesteigerte Lebensdauer für die Verbindung.
  • Das Vorschieben des Stempels während des Einsetzens des Niets in die Verbindung übt eine gesteigerte Kraft auf die Tafeln aus, und das Gesenk 16 und der untere Schenkel 15 des U-Rahmens 11 neigen dazu, sich unter der gesteigerten Belastung geringfügig nach unten zu biegen. Die Nase 17 folgt dem Ablenken des U-Rahmens 11, damit die Schließkraft aufrechterhalten wird. Das mechanische Gestänge 20 ist dazu in der Lage, sich geringfügig weiter auszufahren, um diese zusätzliche Bewegung der Nase 17 zu ermöglichen. Wenn die Nietkraft weggenommen wird (d.h., das Einsetzen des Niets abgeschlossen ist und der Stempel in die Nase eingezogen wird), aber während die Schließkraft noch aufrechterhalten wird, wird der untere Schenkel 15 des U-Rahmens 11 versuchen, zu einer Gleichgewichtsposition gegen die Nase 17 zurückzuschnellen. Ohne das Vorhandensein des Gestänges 20 würde die Nase 17 nach oben abgelenkt werden, bis die (durch den Klemmdruck ausgeübte) Kraft der Reaktionskraft des unteren Schenkels des U-Rahmens entspricht. Mit dem Vorhandensein des Gestänges 20 kann die Nase 17 jedoch nicht im Verhältnis zum U-Rahmen bewegt werden, und die gesamte Reaktionskraft von dem Nietvorgang wird folglich über das Gesenk 16 zurück in die Verbindung übertragen, die zwischen dem Gesenk 16 und der Nase 17 durch eine Kraft gequetscht wird, die wesentlich und annähernd der Nieteinsetzkraft (typischerweise 2 bis 5 Tonnen weniger als die anfängliche Schließkraft) entspricht. Da der Stempel vollständig in die Nase eingezogen wird, wird die Quetschkraft nur durch die Nase ausgeübt. Dies führt sowohl zum Abflachen der Verbindung als auch zum Ausüben günstiger Druckspannungen, die eine vorteilhafte Festigkeit und Ermüdungsleistung gewährleisten. Nachdem ermöglicht worden ist, daß dieses „Quetschen" der Verbindung nach dem Nieteinsetzen vollständig stattfindet, wird die Nasenfesthaltevorrichtung ausgeklinkt, so daß sie in Bereitschaft für den nächsten Zyklus eingezogen werden kann.
  • Das Nietverfahren der vorliegenden Erfindung ermöglicht verbesserte Verbindungseigenschaften, wie beispielsweise eine verbesserte Lebensdauer, ohne die Notwendigkeit einer gesondert ausgeübten hohen Schließkraft. Die Forschung hat nachgewiesen, daß anfängliche Schließkräfte von Null oder niedrig bis mäßig, wie beispielsweise 445 N (100 Pound-Force) oder so, ausreichend sind, um ein wirksames Nieten unter Anwendung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung zu sichern, obwohl in der Praxis höhere oder niedrigere Kräfte angewendet werden können. Darüber hinaus ist kein zusätzliches Nachfüll-Hydraulikfluid erforderlich, um die Ablenkung des U-Rahmens auszugleichen.
  • In 5, 6 und 7 werden alternative Auslegungen von Nietmaschinen gezeigt. Bauteilen, die identisch mit denen der vorherigen Abbildungen sind, werden die gleichen Referenzzahlen gegeben. Bei dem in 5 gezeigten Beispiel wird das mechanische Gestänge ersetzt durch einen gefederten keilförmigen Bund 30, der zwischen dem oberen Schenkel 12 des U-Rahmens 11 wird dem Klemmzylinder 14 angebracht wird. Der Bund 30 ermöglich ein Absenken des Klemmzylinders 14, aber verhindert durch eine Klemmwirkung jede Umkehrbewegung, bis der Nietvorgang abgeschlossen ist. Wenn der Niet in die Tafeln 19 eingesetzt worden ist und die Schließkraft verringert wird, wird der keilförmige Bund 30 aus dem Eingriff mit dem U-Rahmen 11 bewegt, um so ein Aufsteigen des Klemmzylinders 14 und daher eine Bewegung der Nase 17 weg von der genieteten Verbindung zu ermöglichen.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel von 6 hat der Hauptzylinder eine äußere Schraubgewindeformation 40, die mit einem komplementären Innengewinde einer unmittelbar unterhalb des oberen Schenkels 12 des U-Rahmens angeordneten Drehmutter 41 ineinandergreift. Die Mutter 41 wird über einen Riemen 42 treibend mit einem Motor 43 verbunden, der an der Seite des oberen Schenkels 12 getragen wird. Im Betrieb wird die Bewegung des Klemmzylinders 14 im Verhältnis zum U-Rahmen 11 durch das Drehen der Mutter 41 durch den Motor 43 bewirkt. Die Mutter 41 wird gedreht, bis sich die Nase 17 in einer Klemmposition an den Tafeln befindet. Die Gewinde werden so ausgelegt, daß sie eine flache Steigung haben, so daß sie zum Sperren neigen, um eine Umkehrbewegung des Hauptzylinders 14 (bisher f. d. Klemmzylinder. Anm. d. Ü.) während des Nietvorgangs zu verhindern. Als Alternative dazu kann der Klemmzylinder hydraulisch oder auf andere Weise angetrieben werden, und das Schraubgewinde wirkt als eine ergänzende Sperre, um eine Umkehrbewegung zu verhindern.
  • Die Nietmaschine von 7 ist wesentlich ähnlich der in unserem zuvor erwähnten Europäischen Patent Nr. 0675774 beschriebenen. Ein Stempel 50 wird durch einen Druckkolben 51 getragen und kann unter der Wirkung eines durch einen Einlaßanschluß 52 des Hauptzylinders zugeführten Hydraulikdrucks innerhalb des Hauptzylinders 14 (s. o. Anm. d. Ü.) verschoben werden. Der untere Teil des Zylinders 14 beherbergt einen verschiebbaren Klemmzylinder 53, der in einer Nase 54 endet, deren Stirnfläche eine Klemmfläche 55 bereitstellt. Der Klemmdruck wird durch einen durch einen Einlaßanschluß 56 im Hauptzylinder 14 zugeführten Hydraulikdruck bereitgestellt. Um den Klemmzylinder 14 zurückzuziehen und den Klemmdruck zu verringern, wird ein im Einlaßanschluß 56 angeordnetes Rückschlagventil 57 geöffnet, und es wird ermöglicht, daß das Fluid zurück durch den Einlaßanschluß 56 entweicht. Die Maschine unterscheidet sich darin von herkömmlichen Auslegungen, daß das Hydraulikrückschlagventil 57 (oder eine gleichwertige Vorrichtung) in oder nahe dem Einlaßanschluß 56 angeordnet wird, um so das Hydraulikfluidvolumen zu begrenzen, das bei dem Klemmdruck gehalten wird. Dies dient dazu, die Aufwärtsbewegung der Nase 54 zu unterdrücken, und ermöglicht so, daß die Entfernung zwischen der Nase 54 und dem Gesenk gesteuert wird.
  • Es sollte zu erkennen sein, daß alle obigen Auslegungen verhindern können, daß der untere Schenkel des U-Rahmens zu seiner Gleichgewichtsposition zurückschnellt, nachdem die Nietkraft weggenommen wird, wie es oben in Bezug auf die in 2 und 3 gezeigten Ausführungsbeispiele beschrieben wird.
  • Bei einem weiteren alternativen Ausführungsbeispiel (nicht gezeigt) treibt ein einziger Stellantrieb (zum Beispiel ein Hydraulikzylinder oder ein Elektromotor) sowohl den Stempel als auch die Nase an. Sobald die Nase die zu verbindenden Tafeln berührt, wird eine verhältnismäßig leichte Federkraft (z.B. 89 N (20 Pound-Force)) ausgeübt, während sich der Stempel weiter innerhalb der Nase vorschiebt. Der Stempel kommt in Kontakt mit einem Niet, welcher der Nase zugeführt worden ist, und treibt ihn in die Tafeln. In dem Augenblick, in dem der Niet in Kontakt mit der oberen Tafel kommt, wird immer noch nur eine verhältnismäßig niedrige Schließkraft ausgeübt, um ein Rattern der Nietmaschine im Verhältnis zu den Tafeln zu verhindern. Diese sehr niedrige Kraft ermöglicht, daß das zu verbindende Material fließt, so daß es durch den sich vorschiebenden Niet zum Gesenk hin und in den Gesenkhohlraum gezogen wird, was dazu führt, daß das Material unmittelbar um den Niet zu einer ringförmigen Kehle verformt wird. Dieser Vorgang ermöglicht, daß mehr Tafelmaterial in das Gesenk fließt, und führt dazu, daß im Bereich um die Nieteinsetzstelle verhältnismäßig niedrige Zugspannungen im Tafelmaterial aufgebaut werden. Wenn der Kopf des Niets bündig mit der oberen Fläche der oberen Tafel gepreßt wird, stößt ein Absatz oder Anschlag am Stempel an einen komplementären Absatz an der Nase an und verhindert eine weitere Bewegung des Stempels im Verhältnis zur Nase. Folglich wird eine zusätzliche, durch den Stellantrieb auf den Stempel ausgeübte, Kraft zwischen dem Stempel und der Nase aufgeteilt und dient dazu, die Schließkraft zwischen der Nase-Stempel-Kombination und dem Gesenk zu steigern. Sowohl die Nieteinsetzkraft als auch die Schließkraft bewirken, daß der untere Schenkel des U-Rahmens abgelenkt wird, wie es oben erörtert wird, und diese Ablenkung wird so lange aufrechterhalten, wie der Stempel in der ausgefahrenen Position bleibt.
  • Zu einem vorher festgelegten Zeitpunkt, nachdem der Nieteinsetzhub des Stempels abgeschlossen ist, wird der Stempel zurückgezogen, während die Nase unter Verwendung eines beliebigen geeigneten Haltemechanismus', wie beispielsweise eines beliebigen der oben beschriebenen, in ihrer Position festgehalten wird. Die durch den Stellantrieb ausgeübte Kraft wird nun nur durch den Stirnflächenbereich der Nase auf die Verbindung ausgeübt, und die Reaktion des U-Rahmens drückt das Gesenk und die Tafeln zu der feststehenden Nase hin, um so die Tafeln im Bereich um die Nieteinsetzstelle zu klemmen oder zu „quetschen". Da der Stempel zurückgezogen wird, wird an diesem Punkt keine Belastung an den Niet weitergegeben. Dieses Quetschen dient dazu, die Verwerfung des Tafeln aus ihren Ebenen abzuflachen, die während des Nieteinsetzens im Bereich um die Nieteinsetzung auftrat. Außerdem gibt es Druckspannungen in das Tafelmaterial um den Nietschaft weiter. Sobald sich die Quetschkraft stabilisiert hat, wird dann die Nase wie zuvor zurückgezogen, und der Stempel wird für den nächsten Hub zurückgesetzt.
  • Das Ausmaß der Schließ- oder Quetschkraft kann auf verschiedene Weisen verändert werden. Die Schließkraft kann durch Steigern der Stellantriebsbelastung vor dem Anheben des Stempels, sobald der Niet eingesetzt worden ist, in ihrer Größe gesteigert werden. Dies treibt den Niet nicht weiter in das Tafelmaterial, weil ein Vorschieben des Stempels im Verhältnis zur Nase durch die aneinanderstoßenden Absätze verhindert wird. Die zusätzliche Belastung wird folglich an den U-Rahmen weitergegeben, der weiter abgelenkt wird. Sobald der Stempel zurückgezogen wird, reagiert der U-Rahmen, und die Belastung wird zum Klemmen der Verbindung übertragen. Ähnlich kann die Schließkraft durch Verringern der Stellantriebsbelastung vor dem Zurückziehen des Stempels verringert werden, so daß der U-Rahmen mit einer niedrigeren Kraft reagiert und diese in die Verbindung weitergibt. Die Schließkraft kann mit Hilfe einer dem Stellantrieb zugeordneten Kraftmeßdose gemessen werden, so daß die durch den Stellantrieb ausgeübte Belastung gesteuert werden kann, um die erforderliche Schließkraft zu erreichen. Diese Anordnung ist vorteilhaft, weil keine gesonderte oder zusätzliche Betätigung erforderlich ist, um die Schließkraft weiterzugeben, wodurch bei Zykluszeit und Energie gespart wird.
  • Die Dauer des Weitergebens der Schließkraft in die Verbindung hängt von der Steifigkeit des U-Rahmens ab, und das (oben erwähnte) Steuergerät wird so ausgelegt, daß es während eines vorbereitenden Eichstadiums, das die erforderliche Stellantriebsbelastung für eine gewünschte Schließkraft und eine gegebene Steifigkeit des U-Rahmens festlegt, solche Faktoren einberechnet.
  • Durch Verringern der anfänglichen Schließkraft (d.h., der vor dem Nieteinsetzen) zu Gunsten einer Kraft nach dem Nieteinsetzen wird der Aufprall an der Nase der Nietvorrichtung verringert. Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel kann die Schließkraft während des Nieteinsetzens und/oder nach demselben schrittweise in Stufen gesteigert werden, wodurch die Gefahr eines Aufprallschadens an der Nase verringert wird. Darüber hinaus ist nur eine einzige Zufuhr von Hydraulikfluid erforderlich, weil die Schließkraft und die Nieteinsetzkraft über das gleiche Stellglied ausgeübt werden. Dies beseitigt die Notwendigkeit eines zweiphasigen Vorgangs aus Klemmen und danach Nieten wie bei vorhandenen Nietvorrichtungen. Ein solcher einphasiger Vorgang ist ideal geeignet für elektrische Stellantriebe, die sich bisher insofern als ungeeignet für Nietvorgänge erwiesen haben, als die erzeugten Verbindungen von minderer Qualität gewesen sind.
  • Der Nietenzieher und das Gesenk, die in 8a bis 8i gezeigt werden, haben einen einzigen Stellantrieb und können bei dem unmittelbar vorstehenden Ausführungsbeispiel verwendet werden oder können auf eine solche Weise verwendet werden, daß die Schließkraft nach dem Nieteinsetzen auf eine andere Weise an die Tafelmaterialverbindung weitergegeben wird, wie es nun beschrieben wird. Das Funktionieren der Vorrichtung wird als eine Reihe von chronologischen Schritten gezeigt.
  • Eine zylindrische Stützröhre 70 trägt einen Klemmzylinder 71, der koaxial in derselben verschoben werden kann. Der Klemmzylinder 71 wiederum trägt innen einen koaxialen Druckkolben 72, der in demselben verschoben werden kann und einen Stempel 73 trägt. Der untere Teil des Klemmzylinders 71 endet in einer äußeren Nase 74, deren Stirnfläche 75 eine Klemmfläche für das Tafelmaterial 5 bereitstellt. Das obere Ende des Klemmzylinders 71 definiert einen ringförmigen Widerlagerabsatz 77, dessen Zweck unten beschrieben wird. Die Nase 74 wird innen so konfiguriert, daß sie eine Führungsbuchse 78 mit einem verhältnismäßig engen Durchmesser definiert, die den Stempel 73 in koaxialer Ausrichtung aufnimmt und den Stempel 73 während einer relativen Gleitbewegung desselben gegen die Vorspannung einer koaxialen Stempelfeder 79 führt. Im entspannten Zustand drückt die Stempelfeder 79 den Stempel 73 weg vom Ausgang der Nase 74.
  • Der Druckkolben 72 kann mit Hilfe des Schafts 80 eines linearen Stellantriebs (nicht gezeigt), dessen Ende einen ringförmigen Absatz 81 zum Anstoßen mit dem Absatz 77 des Klemmzylinders 71 trägt, im Klemmzylinder 71 bewegt werden. Die jeweiligen Absätze 77, 81 dienen dazu, das Ausmaß der Bewegung des Stellantriebsschafts 80 in der Stützröhre 70 zu begrenzen. Innerhalb des Klemmzylinders 71 hat der Druckkolben 72 eine in Radialrichtung nach außen definierte Stufe, die als Anschlag 82 dient, der bei Anwendung mit einem Widerlagerabsatz 83 am Oberteil der Führungsbuchse 78 zusammenwirkt, um so das Ausmaß der Bewegung des Druckkolbens 72 zu begrenzen. Zwischen dem Stellantriebsschaft 80 und dem Oberteil des Klemmzylinders 71 wird koaxial eine Druckfeder 84 angeordnet.
  • Zwischen dem Druckkolben 72 und dem Stempel 73 wird ein Drehnocken 85 eingeschoben, der betätigt werden kann, um zu ermöglichen, daß sich der Stempel 73 unter dem Einfluß der Stempelfeder 79 geringfügig in die Nase 74 zurückzieht, wie es unten beschrieben wird. Der Nocken 85 wird an einem Stift 86 angebracht, der während der gegenseitigen Bewegung des Druckkolbens 72 und des Stempels 73 in einem Schlitz (nicht gezeigt) gleitet. Wenn es gewünscht wird, den Stempel 73 einzuziehen, wird der Nocken 85 um die Längsachse des Nietenziehers gedreht, um so die Entfernung zwischen den benachbarten Enden des Druckkolbens 72 und des Stempels 73 zu verringern. Der Schlitz wird so konfiguriert, daß er ermöglicht, daß eine solche Drehung in einer vorher festgelegten axialen Entfernung längs des Nietenziehers stattfindet.
  • In Ruhe sind der Stellantriebsschaft 80, der Druckkolben 72 und der Stempel 73 in den Nietenzieher eingezogen, wie es in 8a gezeigt wird. Um das Nieteinsetzen zu bewirken, wird zuerst der Stellantriebsschaft 80 in die Stützröhre 70 vorgeschoben und drängt dadurch den Klemmzylinder 71 zum Ausfahren, bis sich die Nase 74 in Kontakt mit den Tafelmaterialien befindet, wie es in 8b gezeigt wird. Nun wird die Nase 74 an einer weiteren Bewegung gehindert, und das fortgesetzte Vorschieben des Stellantriebsschafts 80 drückt die Druckfeder 84 zwischen dem Stellantriebsschaft 80 und dem Druckkolben 72 zusammen. In dieser Phase ist die einzige auf das Tafelmaterial um die Nieteinsetzstelle ausgeübte Schließkraft die durch die Druckfeder 84 ausgeübte. Das Vorschieben des Stellantriebsschafts 80 bewirkt eine Bewegung des Druckkolbens 72 innerhalb des Klemmzylinders 71, was wiederum den Stempel 73 drängt, sich gegen die Vorspannkraft 79 der Stempelfeder in einen Kontakt mit einem durch eine Seitenöffnung in der Nase 74 (siehe 8c) zugeführten Niet R zu bewegen. Ein weiteres Vorschieben des Stellantriebsschafts 80 drückt den Niet R in die Tafelmaterialien, wie es in 8d gezeigt wird. Während der abschließenden Phasen des vollständigen Einsetzens des Niets R kommt der Anschlag 82 am Druckkolben 72 in Anstoß mit dem Absatz 83 am Oberteil der Führungsbuchse 78, und jede zusätzliche durch den Stellantrieb ausgeübte Kraft wird als eine späte Schließkraft gleichmäßig über die Nase und den Stempel verteilt. Danach wird der Stellantriebsschaft 80 eine kurze Strecke zurückgezogen, bis die durch den Stempel auf den Niet R ausgeübte Last weggenommen wird, wobei an diesem Punkt auf Grund der Wirkung der Druckfeder 84 noch eine kleine Schließkraft durch die Nase ausgeübt wird (8e). Wenn der Stempel 73 unbelastet ist, hält der Stellantrieb an, und der Nocken 85 wird durch einen äußeren Stellantrieb oder eine Vorspannfeder (nicht gezeigt) gedreht, um zu ermöglichen, daß sich der Stempel 73 (unter dem Einfluß der Stempelfeder 79) geringfügig in die Nase 74 zurückzieht, so daß er nicht mehr aus derselben vorsteht (8f).
  • Danach wird der Stellantrieb zum zweiten Mal betätigt, um den Schaft 80 wieder vorzuschieben, bis der Anschlag 82 am Druckkolben 72 an den Absatz 83 der Führungsbuchse 78 anstößt (8g). Im Ergebnis der Ausrichtung des Nockens 85 erstreckt sich der Stempel 83 nicht mehr aus der Nase 74 und berührt daher den gesetzten Niet nicht. Folglich wird alle durch den Stellantrieb ausgeübte Kraft nur über die Klemmfläche der Nase an die Tafelmaterialien weitergegeben. Die durch den Stellantrieb ausgeübte Kraft kann schrittweise gesteigert werden, bis die gewünschte Schließkraft erreicht wird. Schließlich wird der Stellantriebsschaft zur Ausgangsposition zurückgezogen, und der Nocken wird zurückgesetzt.
  • Dieses Verfahren des Ausübens einer Schließkraft nach dem Nieteinsetzen ist insofern vorteilhaft, als die Kraft, die weitergegeben wird, nicht von der Steifigkeit des U-Rahmens abhängt. Die erforderliche Kraft nach dem Nieteinsetzen wird einfach erreicht durch Vorschieben der Nase und Vortreiben einer Biegung in den U-Rahmen, bis die erforderliche Klemmbelastung erreicht wird, ungeachtet der Bewegungsstrecke des unteren Schenkels des U-Rahmens. Eine Kraftmeßdose, die dem Stellantrieb auf eine solche Weise zugeordnet wird, daß sie die ausgeübte Kraft mißt, wird verwendet, um Steuersignale in ein Steuersystem einzuspeisen, das den Stellantriebsvorschub regelt. Das Steuersystem kann selbsteichend sein.
  • Bei einer modifizierten Herangehensweise können der Stellantriebsschaft 80 beim vollen Ausmaß des Nieteinsetzhubs in Position gehalten und der Nocken 85 durch einen äußeren Stellantrieb gedreht werden, während der Stempel 73 noch mit der vollen Nieteinsetzlast belastet wird. Dieser Vorgang setzt alle zum Einsetzen des Niets R angewendete Kraft wirksam in zusätzliche Schließkraft um, die nur durch die Nase ausgeübt wird, ohne die Notwendigkeit eines gesonderten Absteigens des Stellantriebsschafts.
  • Bei einer modifizierten Auslegung kann am Widerlagerabsatz 77 des Klemmzylinders 71 eine Tellerfeder (nicht gezeigt) getragen werden. Zum Ende des Hubs des Stellantriebsschafts 80 hin kommt dessen Widerlagerabsatz 81 in Kontakt mit der Tellerfeder und ein weiteres Vorschieben erfordert, daß eine Kraft die Vorspannung der Tellerfeder überwindet. Diese Kraft wird an den Klemmzylinder 71 weitergegeben, so daß diese Feder am Ende des Nieteinsetzens die Wirkung haben wird, während der Abschlußphasen des Nieteinsetzens eine zusätzliche Schließkraft bereitzustellen. Dies ist wünschenswert, weil das Fließen von Tafelmaterial aus dem Gesenkhohlraum eingedämmt wird, während sich der Niet während der Abschlußphasen des Einsetzens noch bewegt, und dazu beiträgt, Druckspannungen im Material um die Nieteinsetzstelle aufzubauen, und dies verbessert die Lebensdauer der sich ergebenden Verbindung.
  • Es wird zu erkennen sein, daß das Zurückziehen des Stempels durch eine beliebige geeignete Vorrichtung an Stelle des Nockens bewirkt werden kann.
  • Die gleiche Vorrichtung kann verwendet werden, um einen Niet ohne jede Schließkraft vor dem Nieteinsetzen, aber mit einer gewählten Schließkraft während der Abschlußphasen des Nieteinsetzens, einzusetzen. Bei einem solchen Vorgang wird der Niet R derart in das Ende der Nase 74 eingesetzt, daß er aus demselben vorsteht (siehe 9a). Der Klemmzylinder 71 senkt sich ab wie zuvor, und der Niet R wird ohne jede Abwärtsbewegung des Druckkolbens 72 und des Stempels 73 eingesetzt (siehe 9b bis 9d). Wenn der Nietschaft vollständig eingesetzt ist und der Nietkopf gerade die obere Fläche des Tafelmaterials 5 berührt (siehe 9d), kommt die Nasenklemmfläche 75 in Kontakt mit dem Tafelmaterial 5 und gibt eine Schließkraft weiter, die von den Eigenschaften der Tellerfeder (falls angebracht) abhängt. Danach bewegen sich der Druckkolben 72 und der Stempel 73 wie zuvor, um den Niet R vollständig in das Tafelmaterial 5 einzusetzen. Die Schließkraft erreicht ihr Maximum, wenn die Tellerfeder (falls angebracht) vollständig zwischen den Widerlagerabsätzen 81, 77 des Stellantriebsschafts 80 und des Klemmzylinders 71 zusammengedrückt wird und der Druckkolbenanschlag 82 am Absatz 83 der Führungsbuchse 78 anstößt. Danach wird, falls es erforderlich ist, die Schließkraft nach dem Nieteinsetzen ausgeübt, wie es oben beschrieben wird.
  • Bei allen Ausführungsbeispielen werden die Schließkraft nach dem Nieteinsetzen und die Einsetzkraft in gesonderten Phasen im Nietzyklus ausgeübt und können folglich unter Verwendung eines einzigen Meßwandlers, wie beispielsweise einer Kraftmeßdose, gemessen werden. Darüber hinaus beträgt die Spitzenbelastung des Rahmens nie mehr als die höchste der zwei Kräfte, weil die Kräfte nie gleichzeitig auf den U-Rahmen ausgeübt werden. Dies steht im Gegensatz zur vorhandenen Technologie, bei der die Einsetz- und die Hauptklemmlasten über wenigstens einen Teil des Nietzyklus' gleichzeitig ausgeübt werden.
  • Tests haben nachgewiesen, daß bei einigen Verbindungsarten eine bedeutende Verringerung der Schließkraft von dem Nieteinsetzen eine verringerte Nieteinsetzkraft ermöglichen kann. Verbindungen, die in verhältnismäßig dicken Tafeln hergestellt werden, mögen am besten für eine niedrige oder Null-Schließkraft von dem Nieteinsetzen und eine verhältnismäßig hohe Schließkraft nach dem Nieteinsetzen geeignet sein. Bei dünneren Verbindungen mag eine niedrige bis mäßige Schließkraft von dem Nieteinsetzen notwendig sein. Die vorliegende Erfindung ermöglicht, daß die Schließkraft sowohl vor dem Nieteinsetzen als auch während desselben und nach demselben entsprechend der besonderen herzustellenden Verbindung gewählt und gesteuert wird. Die Schließkraft während des Nieteinsetzens kann, wie beschrieben, verändert werden durch Ausüben einer verhältnismäßig hohen Schließkraft, wenn sich der Kopf des Niets bündig mit dem Tafelmaterial bewegt. Wenn vor dem Einsetzen keine Schließkraft erforderlich ist, muß die Nase mit dem Stempel von dem Nieteinsetzen oder während desselben nicht vorgeschoben werden. Dies bedeutet, daß die Nase der Vorrichtung mit einer beträchtlich kürzeren Länge hergestellt werden kann, weil es nur erforderlich ist, nach dem Nieteinsetzen eine Schließkraft auszuüben.
  • Es sollte sich verstehen, daß die vorliegende Erfindung Anwendung auf die Klammertechnologie findet, wie sie beispielsweise in unserem zuvor erwähnten Europäischen Patent Nr. 0614405 beschrieben wird.
  • Es wird zu erkennen sein, daß zahlreiche Modifikationen an den oben beschriebenen Auslegungen vorgenommen werden können, ohne vom Rahmen der Erfindung abzuweichen, wie er in den angefügten Ansprüchen definiert wird. Der Hauptzylinder bei dem Ausführungsbeispiel von 6 kann alternativ ein Innenschraubgewinde haben, das durch einen Antriebsmechanismus in Eingriff genommen wird, um das Vorschieben zu steuern. Darüber hinaus kann das in Bezug auf 2 und 3 beschriebene Ausführungsbeispiel derart modifiziert werden, daß der Stellantrieb 23 dazu dient, das mechanische Gestänge 20 mit Hilfe einer mechanischen Überhöhung zu halten, oder das Gestänge 20 kann zu einer Position bewegt werden, in der es sich über Nullpunkt bewegt und das Gestänge an seinem Platz sperrt. Die früher beschriebene hydraulische Sperrvorrichtung kann in Verbindung mit einem Klemmzylinder verwendet werden, der unter dem Einfluß einer Federkraft bewegt wird.
  • Es sollte sich verstehen, daß die vorliegende Erfindung Anwendung auf eine handgeführte Niet- oder Klammerpistole findet. Darüber hinaus kann das Verfahren der vorliegenden Erfindung zum Einsetzen eines Befestigungselements nicht nur bei Anwendungen verwendet werden, bei denen zwei oder mehr Materialtafeln zu verbinden sind, sondern findet ebenfalls Anwendung beim Einsetzen eines Befestigungselements, wie beispielsweise eines Nagels, in eine einzelne Materialtafel. Ein solcher Nagel kann als eine Befestigung verwendet werden, um mit einem anderen Bauteil zu verbinden.
  • Die Erfindung kann in Verbindung mit einem Selbstloch-Nieteinsetzstellantrieb verwendet werden, der, wie beispielsweise der in der Europäischen Patentanmeldung EP-A-0890397 beschriebene, arbeitet, um den Niet durch mehrfache Aufschläge mit einer pulsierten Erregungsfrequenz einzusetzen.

Claims (8)

  1. Verfahren zum Einsetzen eines Befestigungselements (1) in ein Tafelmaterial (5; 6), wobei das Verfahren folgendes einschließt: Einsetzen des Befestigungselements (1) in wenigstens eine Tafel ohne vollständiges Durchdringen, so daß ein verformtes Ende des Befestigungselements durch einen angestauchten Ring des Tafelmaterials eingekapselt bleibt, wobei das Tafelmaterial (5, 6) zwischen einer Nase (17) und einem Gesenk (16) einer Befestigungsvorrichtung (18) angeordnet wird und das Befestigungselement (1) mit Hilfe eines Stempels in das Tafelmaterial eingesetzt wird, der relativ zur Nase (17) hin- und herbewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß, nachdem das Befestigungselement eingesetzt ist, der Stempel zurückgezogen wird und in dem Bereich um die Befestigungselement-Einsetzstelle eine Klemmkraft auf das Tafelmaterial (2, 3) zwischen der Nase (17) und dem Gesenk (16) ausgeübt wird, um so die Verformung der Tafel aus ihrer Ebene in dem Bereich um die Befestigungselement-Einsetzstelle zu verringern.
  2. Verfahren zum Einsetzen eines Befestigungselements nach Anspruch 1, bei dem die Nase (17) durch ein Stützelement (20) gestützt wird, dadurch gekennzeichnet, daß während des Befestigungsvorgangs eine Bewegung der Nase (17) im Verhältnis zum Stützelement (20) in einer Richtung weg vom Gesenk verhindert wird.
  3. Verfahren zum Einsetzen eines Befestigungselements nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem auf das Tafelmaterial (5, 6) ebenfalls eine Klemmkraft ausgeübt wird, bevor das Befestigungselement (1) eingesetzt wird.
  4. Verfahren zum Einsetzen eines Befestigungselements nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem während des Einsetzens des Befestigungselements auf das Tafelmaterial (5, 6) ebenfalls eine Klemmkraft ausgeübt wird.
  5. Verfahren zum Einsetzen eines Befestigungselements nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Klemmkraft und die zum Einsetzen des Befestigungselements (1) erforderliche Kraft vom gleichen Stellantrieb abgezweigt werden.
  6. Verfahren zum Einsetzen eines Befestigungselements nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die nach dem Einsetzen des Befestigungselements (1) ausgeübte Klemmkraft durch Verändern der zum Einsetzen des Befestigungselements (1) ausgeübten Kraft verändert wird.
  7. Verfahren zum Einsetzen eines Befestigungselements nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Stempel zurückgezogen wird, während er unter Belastung durch die zum Einsetzen des Befestigungselements (1) erforderlichen Kraft steht.
  8. Plattenklammerverfahren, bei dem zwei oder mehr Tafeln eines Materials (5, 6) in einen Rasteingriff verformt werden, wobei das Tafelmaterial (5, 6) zwischen einer Nase (17) und einem Gesenk (16) einer Befestigungsvorrichtung angeordnet wird, wobei das Tafelmaterial (5, 6) mit Hilfe eines Stempels verformt wird, der relativ zur Nase (17) hin- und herbewegbar ist, wobei der Stempel zurückgezogen wird, nachdem die Tafeln durch den Stempel verformt sind, dadurch gekennzeichnet, daß, nachdem die Tafeln verformt sind, in dem Bereich um die Stempel-Einsetzstelle eine Klemmkraft auf das Tafelmaterial zwischen der Nase (17) und dem Gesenk (16) ausgeübt wird, um so die Verformung der Tafel (5, 6) aus ihrer Ebene in dem Bereich um die Stempel-Einsetzstelle zu verringern.
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Publications (2)

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US (2) US6725521B1 (de)
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AT (1) ATE276060T1 (de)
AU (1) AU1169400A (de)
DE (1) DE69920282T2 (de)
WO (1) WO2000029145A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017106449A1 (de) * 2017-03-24 2018-09-27 Böllhoff Verbindungstechnik GmbH Mehrstufige Fügevorrichtung und Fügeverfahren dafür

Families Citing this family (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5924469A (en) 1996-10-29 1999-07-20 Zipwall, Llc Partition mount
US9015920B2 (en) * 1997-07-21 2015-04-28 Newfrey Llc Riveting system and process for forming a riveted joint
US6276050B1 (en) * 1998-07-20 2001-08-21 Emhart Inc. Riveting system and process for forming a riveted joint
KR20020047269A (ko) * 1999-10-26 2002-06-21 사이토 아키히코 리벳, 리벳 결합구조체, 리벳고정 장치 및 리벳고정 방법
GB0111265D0 (en) 2001-05-05 2001-06-27 Henrob Ltd Fastener insertion apparatus and method
US6910263B2 (en) * 2001-12-25 2005-06-28 Newfrey Llc Self-piercing rivet setting apparatus and system
US7073758B2 (en) 2002-08-15 2006-07-11 Zipwall, Llc Pole clamp for partition mount
US6836948B2 (en) * 2003-02-05 2005-01-04 General Motors Corporation Method of joining a sheet metal part to a metal tube
GB0329400D0 (en) * 2003-12-19 2004-01-21 Unova Uk Ltd Improvements in and relating to the production of small openings in sheet material
DE102004003909B4 (de) * 2004-01-27 2010-09-09 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Pressschweißverfahren zum Verbinden zweier oder mehrerer Bleche oder Profilteile, insbesondere eines Karosseriesegments, dessen Verwendung sowie Karosseriesegment
DE102004005884B4 (de) * 2004-02-05 2012-03-29 Newfrey Llc Fügeeinrichtung mit einem Stempelwerkzeug und einem Gegenwerkzeug und einem Halter
DE102004014112A1 (de) * 2004-03-23 2005-10-13 Zf Friedrichshafen Ag Lamellenträger mit Sprengring
CA2565412C (en) 2004-05-10 2012-10-23 Zipwall, Llc Partition mount with integrated plunger assembly
CN1301165C (zh) * 2004-08-12 2007-02-21 中国科学院金属研究所 一种铝合金汽车框架爆炸式自铆接设备和方法
DE102005031917A1 (de) * 2004-09-24 2006-04-13 Böllhoff Verbindungstechnik GmbH Verfahren zum Fügen und Vorrichtung zum Betätigen eines Fügewerkzeuges
US20090038137A1 (en) * 2004-10-15 2009-02-12 Hassenzahl Robert D Rivet tool for steel studs
DE102005037914B3 (de) 2005-08-10 2007-03-08 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zum Setzen von Stanznieten
US7380326B2 (en) * 2005-11-02 2008-06-03 Whitesell International Corporation Method of attaching a self-attaching fastener to a panel
WO2007137367A1 (en) 2006-05-31 2007-12-06 Cast Crc Limited A method and apparatus for joining metals using self piercing rivets with preheating
US7810771B1 (en) 2006-11-17 2010-10-12 Fastcap, LLC Systems and methods for attaching barrier sheet material to extensible pole assemblies
GB0813883D0 (en) * 2008-07-30 2008-09-03 Henrob Ltd Joining apparatus and method
DE102009049616B4 (de) * 2009-10-16 2019-05-09 Böllhoff Verbindungstechnik GmbH Setzgerät, Zuführmodul des Setzgeräts und Fügeverfahren zum Verbinden von mindestens zwei Bauteilen
US9205520B2 (en) 2011-01-18 2015-12-08 Pem Management, Inc. One-hit tooling for flush mounted rotatable captive nut
WO2014013232A1 (en) 2012-07-16 2014-01-23 Henrob Limited A method for forming a joint using a self-piercing rivet
US9027220B2 (en) 2012-08-07 2015-05-12 Newfrey Llc Rivet setting machine
EP3094443B1 (de) 2014-01-16 2022-07-13 Atlas Copco IAS UK Limited Punktfügevorrichtung und -verfahren
US9663962B1 (en) 2014-01-17 2017-05-30 Zipwall, Llc. Pole mount and methods of installation and application
DE102014200962A1 (de) * 2014-01-21 2015-07-23 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Fügevorrichtung, vorzugsweise zum Setzen von Nieten, zum Clinchen oder zum Stanzen
US9718157B2 (en) 2014-02-21 2017-08-01 Ford Global Technologies, Llc Expanding die for clinching and riveting operations
CN103962496B (zh) * 2014-05-28 2016-03-16 苏州艾酷玛赫设备制造有限公司 手持式自穿刺铆接机
US10428539B2 (en) * 2015-06-03 2019-10-01 Zipwall, Llc. Mounting unit for partition mount
WO2017007874A1 (en) 2015-07-08 2017-01-12 Zipwall, Llc Pole clamp system for partition mount
EP3325738B1 (de) 2015-07-24 2022-05-04 Zipwall, Llc Koppler
JP6981982B2 (ja) 2015-12-28 2021-12-17 ジップウォール エルエルシー 自閉式の入口パーティション
CA3011906A1 (en) 2016-02-03 2017-08-10 Utica Enterprises, Inc. Apparatus and method for mechanically joining advanced high strength steel
CN106442120A (zh) * 2016-12-02 2017-02-22 西南交通大学 一种t型角接接头的疲劳试验夹具装置
EP3342505A3 (de) * 2016-12-29 2018-10-17 Robert Bosch GmbH Stanznietvorrichtung zum setzen eines stanzniets mit einer eine stempelkraft unterstützenden schwingung und verfahren zum stanznieten mit einer solchen stanznietvorrichtung
BR112019018170B1 (pt) 2017-03-03 2023-10-31 Utica Enterprises, Inc Método para prender uma porca rebitada em uma chapa de ahss e montagem
CA3121808A1 (en) 2018-12-06 2020-06-11 Zipwall, Llc. Self-closing entryway for door frame
USD1036703S1 (en) 2021-11-17 2024-07-23 Zipwall, Llc Door panel with window
CN115673126B (zh) * 2022-11-23 2024-05-14 广东敏卓机电股份有限公司 一种电机定子的铆轴机构及其铆轴方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3615274A (en) * 1966-09-26 1971-10-26 Molino A R Material fastening means
US4726504A (en) 1987-03-27 1988-02-23 Senco Products, Inc. Portable self-piercing riveting apparatus
US5051020A (en) 1989-11-13 1991-09-24 Tech-Line Engineering Co. Leak proof joint
GB9226517D0 (en) * 1992-12-19 1993-02-10 Henrob Ltd Improvements in or relating to sefl-piercing riveting
DE4333052C2 (de) * 1993-09-29 2002-01-24 Audi Ag Selbststanzende Befestigungsvorrichtung
US6276050B1 (en) * 1998-07-20 2001-08-21 Emhart Inc. Riveting system and process for forming a riveted joint

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017106449A1 (de) * 2017-03-24 2018-09-27 Böllhoff Verbindungstechnik GmbH Mehrstufige Fügevorrichtung und Fügeverfahren dafür
US10589341B2 (en) 2017-03-24 2020-03-17 Böllhoff Verbindungstechnik GmbH Multi-step joining device and joining method therefor

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