DE60306270T2

DE60306270T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung des Setzens von Blindnieten

Info

Publication number: DE60306270T2
Application number: DE60306270T
Authority: DE
Inventors: Geoff Weeks; Darrren Brierley Hill Hull; Steve Great Barr Godwin; Guy Kings Heath Jackson
Original assignee: Newfrey LLC
Current assignee: Newfrey LLC
Priority date: 2002-07-18
Filing date: 2003-07-12
Publication date: 2007-05-31
Anticipated expiration: 2023-07-13
Also published as: EP1382406A2; GB2390833A; ATE330731T1; US7024746B2; GB2390833B; EP1382406B1; US7536764B2; EP1382406A3; JP4287210B2; US20040063362A1; ES2266690T3; PL361296A1; DE60306270D1; US20060191120A1; GB0216724D0; JP2004090089A

Description

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung, mit denen das Anbringen und Setzen von Blindbefestigungselementen überwacht werden. kann. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Überwachung einer Folge von Anbring- und Setzvorgängen solcher Blindbefestigungselemente.
Herkömmliche Blindbefestigungselemente wie Blindniete weisen eine äußere rohrförmige Hülse mit einem erweiterten Flansch an einem Ende sowie einen zugehörigen Dorn auf, wobei der Dorn sich mit einem zylindrischen Schaft koaxial durch den rohrförmigen Körper erstreckt und der Schaft mit einem entgegengesetzten Ende des Körpers verbunden ist, üblicherweise indem er an einem Ende einen radial erweiterten Kopf aufweist, der auf der dem erweiterten Flansch entgegengesetzten Seite an einer Stirnfläche (dem Fußende) des Nietkörpers anliegt. Der Blindniet wird durch ein in einem Werkstück vorgeformtes Bohrloch geführt, bis der Flansch an der Lochlaibung anliegt, und wird während eines Setzvorgangs damit in Anlage gehalten. Während des Setzens wird das entgegensetzte Ende des Niets, das auf der Innenseite des Werkstücks (der Blindseite) liegt, durch Ziehen des Dornschaftes und damit des Dornkopfes zurück in Richtung auf den Flansch und gegen den Flansch verpresst, wodurch die Werkstücke zwischen dem verformten Teil des Nietkörpers und dem Flansch zusammengepresst werden. Blindniete werden herkömmlicherweise bei vielen mechanischen Montagevorgängen eingesetzt, um eines oder mehrere Bauteile unlösbar miteinander zu verbinden. Blindbefestigungselemente finden bevorzugt Verwendung in Fällen, bei denen die Blindseite des Werkstücks für die Bedienperson nicht einsehbar oder nicht zugänglich ist – zum Beispiel, wenn der Niet zur Befestigung eines Zusatzteils an ein geschlossenes Hohlteil verwendet wird. Blindniete werden auch bevorzugt bei der Herstellung von Baugruppen in hohen Stückzahlen verwendet, da sich aus erhöhten Montagegeschwindigkeiten und gesteigerter Produktivität Vorteile gegenüber z.B. Schrauben- oder Bolzenverbindungen erzielen lassen.
Einer der Nachteile beim Setzen von Blindnieten liegt jedoch darin, dass die Blindseite des gesetzten Niets häufig unzugänglich ist und daher keine Sichtprüfung ermöglicht, damit festgestellt werden kann, ob die Fügeverbindung auch korrekt ausgeführt ist. Außerdem kann es bei Nietsetzvorgängen, die mehrere Blindniete unterschiedlicher Abmessungen für den Einsatz in Bohrlöcher unterschiedlicher Größe verwenden, vorkommen, dass selbst dann, wenn eine Sichtprüfung möglich ist, die Sichtprüfung möglicherweise nicht erkennt, wenn ein Niet falscher Abmessung in einen bestimmten Bohrlochdurchmesser eingesetzt wurde. Bei automatisierten Blindnietsetzvorgängen ist es wiederum möglich, dass ein Blindniet während eines bestimmten automatisierten Arbeitsablaufs überhaupt nicht oder vom Werkstück entfernt in die Luft, also „ins Leere", gesetzt wird. Eine nachgeschaltete Sicht- oder Handkontrolle eines Zusammenbaus nach einem voreingestellten automatisierten Blindnietsetzvorgang würde die Einführung eines zusätzlichen Herstellungsschritts bedeuten und die Kosten des Herstellverfahrens entsprechend erhöhen.
Um solchen Problemen zu begegnen, sind automatisierte Verfahren zur Überwachung des Setzens von Blindnieten entwickelt worden, die die auf den Nietdorn einwirkende Kraft während eines Arbeitsablaufs zum Setzen eines Befestigungselements messen. So misst zum Beispiel das ältere europäische Patent Nr. EP-A-0 738 551 der Anmelderin die während des Nietsetzvorgangs auf den Dornschaft einwirkende Kraft gegen die Verschiebung der Kolbenanordnung in dem Nietsetzwerkzeug und analysiert die Ergebnisse dieser Messungen gegenüber Vorgaben, damit festgestellt werden kann, ob der gesetzte Niet innerhalb annehmbarer Parameter liegt und als „gute" Nietung betrachtet werden kann. Diese Offenbarung behandelt außerdem die mit der Analyse der Geschwindigkeit der Kolbenverschiebung gegenüber der Kraftbeaufschlagung verbundenen Vorteile und führt ebenfalls einen Vergleich mit vorgegebenen Werten durch.
Ein zweites Patent im Namen der Anmelderin, EP-A-0 738 550 offenbart ein ähnliches Mittel zur Analyse des Setzvorgangs eines Blindniets, wobei in diesem Fall die Setzkraft gegen die Verschiebung eines Greifers des Nietsetzwerkzeugs gemessen wird, um die während des Nietsetzvorgangs aufgebrachte Gesamtenergie zu analysieren und mit vorgegebenen Werten zu vergleichen um festzustellen, ob der gesetzte Blindniet innerhalb annehmbarer Parameter liegt.
Während beide vorgenannten Analysemethoden ein sehr gründliches und wirksames Mittel zur Bestimmung der Qualität eines gesetzten Blindniets darstellen, verwenden beide komplexe Analysetechniken zur Ermittlung der Qualität des Setzvorgangs, üblicherweise indem schrittweise, fast kontinuierlich, die sich ergebende Kraft/Druck-Verschiebungskennlinie überwacht wird, wobei die Durchführung einer solchen Analyse eine komplexe Software erfordert, die die Kosten der Nietsetzvorrichtung wesentlich erhöht. Da die Analysetechniken relativ komplex sind, fehlt es ihnen außerdem an einem entsprechend hohen Grad an Flexibilität, damit die Vorrichtung ohne weiteres den Setzvorgang für unterschiedliche Typen und Abmessungen von Blindnieten analysieren kann, insbesondere wenn eine Folge unterschiedlicher Befestigungselemente verwendet wird.
Ein in EP-A-0 955 518 offenbartes Nietsetzwerkzeug ist mit einer Ablaufsteuerung versehen, wobei mittels eines Druckschalters oder Druckwandlers eine elektronische Anpasssteuerung den Hydraulikdruck des Werkzeugs überwachen kann. Wenn der Druck einen vorgegebenen Schwellwert erreicht und danach unter einen zweiten Schwellwert sinkt, schließt die Steuerung daraus, dass ein Niet gesetzt worden ist und nimmt den Druck von dem Werkzeug, so dass das Werkzeug sofort in den Ausgangszustand zurückgesetzt werden kann, wodurch dessen Taktzeit verringert wird.
Eine einfacheres Verfahren zur Überwachung des Nietsetzens ist außerdem in der deutschen Patentschrift DE 42 17 901 (Honsel) offenbart, bei dem lediglich der Verlauf der von dem Setzwerkzeug ausgeübten Zugkraft gegen den Kolbenhub des Setzwerkzeugs gemessen und aus der Analyse der Messergebnisse ermittelt wird, ob ein gesetzter Niet innerhalb annehmbarer Parameter liegt. Nachteilig bei sämtlichen vorhandenen Blindnietüberwachungsverfahren ist jedoch, das wenigstens zwei Messwandler erforderlich sind, die nicht nur die auf den Niet während des Setzvorgangs ausgeübte Kraft messen sondern auch eine manuelle Verschiebung von wenigstens einem Kolben des Nietsetzgeräts. Außerdem ist bisher in keinem Stand der Technik die Möglichkeit behandelt worden, solche Überwachungseinrichtungen so auszubilden, dass sie Nietsetzvorgänge in großem Umfang unter Verwendung mehrerer Niete und/oder Niete unterschiedlicher Abmessungen und Formen durchführen können. Vorrichtungen nach dem Stand der Technik sind auf die Analyse von nur jeweils einem Typ von Blindniet beschränkt.
Trotz der verschiedenen komplexen und kostspieligen Überwachungssysteme für Blindbefestigungselemente, die gegenwärtig vorhanden sind, hat sich ferner die Notwendigkeit herausgestellt, eine vereinfachte und kostengünstige Vorrichtung und ein Verfahren zur Überwachung des Betriebs eines Setzwerkzeugs für Blindbefesti gungselemente zu schaffen, damit festgestellt werden kann, insbesondere über eine entsprechende optische oder akustische Anzeige, ob bei einem Setzvorgang ein Befestigungselement „ins Leere" gesetzt, also ein Niet vom Werkstück entfernt gesetzt wurde.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein vereinfachtes Verfahren zur Überwachung des Setzvorgangs solcher Blindbefestigungselemente zu schaffen sowie ein System zum Setzen von Blindbefestigungselementen mit Hilfe eines solchen Verfahrens, das die vorgenannten Probleme auf kostengünstige Weise vermindert und größere Flexibilität in der Anwendung auf automatisierte Setzvorgänge von Befestigungselementen aufweist.
Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zur Überwachung des Setzens eines Blindbefestigungselementes vorgesehen, das eine rohrförmige verformbare Hülse und einen Dorn mit einem die rohrförmige Hülse durchdringenden Schaft und einem an seinem einen Ende erweiterten Dornkopf aufweist, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Messen eines elektronischen Signals in Abhängigkeit von der Zeit, das die auf das Befestigungselement einwirkende Kraft anzeigt, insbesondere die während des Setzvorgangs auf den Dorn einwirkende Kraft, Ermitteln einer Dorneindringkraft und einer zugehörigen Dorneindringzeit aus diesem Signal; wobei die Dorneindringkraft die an dem Punkt aufgebrachte Kraft ist, an dem die Verformung der Hülse beim Hineinziehen des erweiterten Dornkopfes einsetzt, ferner Ermitteln einer Setzkraft (Dornabreißkraft) und einer zugehörigen Dornabreißzeit oder Setzzeit aus diesem Signal; danach Ermitteln der Zeitdifferenz zwischen der Dorneindringzeit und der Dornabreißzeit/Setzzeit und Vergleich dieser Zeitdifferenz mit einer vorgegebenen, dem Befestigungselement zugeordneten Referenzzeitdifferenz um festzustellen, ob das gesetzte Befestigungselement einem vorgegebenen annehmbaren Setzvorgang entsprechend gesetzt ist.
Vorzugsweise wird mit dem Verfahren auch die Differenz zwischen der Dornabreißkraft bzw. der Setzkraft und der Dorneindringkraft ermittelt und diese Kraftdifferenz mit einer vorgegebenen Referenzkraftdifferenz verglichen, ebenfalls um festzustellen, ob das gesetzte Befestigungselement einem vorgegebenen annehmbaren Setzvorgang entsprechend gesetzt ist.
Falls sich herausstellt, dass das gesetzte Befestigungselement nicht dem für das Befestigungselement vorgegebenen Setzvorgang entspricht, da die Kraft- und/oder Zeitdifferenz von den vorgegebenen Differenzwerten abweicht, wird ein akustisches oder optisches Ausgangssignal erzeugt, um einem Benutzer anzuzeigen, dass bei dem überwachten Setzvorgang des Befestigungselements möglicherweise ein Problem aufgetreten ist.
Vorzugsweise wird bei diesem Verfahren als weiterer Schritt die Abweichung zwischen ermittelter Zeitdifferenz und Referenzzeitdifferenz ausgewertet, wenn sich herausstellt, dass das Befestigungselement nicht in Übereinstimmung mit dem vorgegebenen Setzvorgang gesetzt ist, wobei diese Auswertung dazu dient, die Ursache der Abweichung zu erkennen, in der Regel indem ermittelt wird, ob die Differenz größer oder kleiner als die vorgegebenen Differenzwerte ist, was auf bestimmte bekannte Fehlerkriterien hinweist.
Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann die vorgegebene Referenzzeitdifferenz als Zeitdifferenz zwischen Dorneindringzeit und Dornsetzzeit eines in einem bekannten Werkstück gesetzten Blindbefestigungselementes ermittelt werden, wobei bei dem Vergleich der gemessenen Zeitdifferenz mit der vorgegebenen Referenzzeitdifferenz festgestellt wird, ob die gemessene Zeitdifferenz die Referenzzeitdifferenz um einen vorgegebenen Wert überschreitet, der einen ins Leere gesetzten Vorgang anzeigt, und ein Ausschusssignal erzeugt wird, wenn ein solcher ins Leere gesetzter Vorgang erkannt wird.
Außerdem kann bei dem Verfahren als weiterer Schritt ein Mindestkraftwert ermittelt werden, nachdem die Dorneindringkraft ermittelt ist, wobei dem Mindestkraftwert eine Mindestkraftzeit zugeordnet ist, worauf wenigstens ein Wert, entweder der Mindestkraftwert oder die Mindestkraftzeit, mit einem vorgegebenen Mindestkraftwert bzw. einer vorgegebenen Mindestkraftzeit verglichen wird, um die Ursache der Abweichung zu erkennen, wiederum indem ermittelt wird, ob die Abweichung des Istwertes von dem Sollwert größer oder kleiner ist, wobei das jeweilige Ergebnis auf bestimmte bekannte Fehlerkriterien hinweist.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren als weiteren Schritt eine Sichtanzeige einer grafischen Darstellung des Verlaufs der überwachten Kraftbeaufschlagung auf den Dorn in Abhängigkeit von der Zeit, um den Setzvorgang auch optisch nachvollziehen zu können.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist außerdem auf ein Verfahren zur Überwachung einer Reihe von Setzvorgängen für wenigstens zwei verschiedene Blindbefestigungselemente anwendbar, wobei die Abfolge der in dieser Reihe zu setzenden Blindbefestigungselemente vorgegeben und der Setzvorgang für das jeweilige Befestigungselement in dieser Reihe gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren überwacht wird, wobei die vorgegebene Referenzzeit und die vorgegebene Referenzdornkraft eines jeden der wenigstens zwei verschiedenen Blindbefestigungselemente gegenüber den jeweiligen Setzvorgängen für das entsprechende Befestigungselement in dieser Reihe voreingestellt wird. Insbesondere wird bei dem Verfahren eine Reihe von Überwachungsvorgängen, wie zuvor beschrieben, durchgeführt, wobei jeder Überwachungsvorgang von den vorgegebenen Eigenschaften des zu setzenden Befestigungselements abhängt, die für ein entsprechendes Überwachungssystem voreingestellt werden. Dadurch kann mit dem Verfahren insbesondere festgestellt werden, wenn das falsche Befestigungselement außerhalb der Abfolge gesetzt ist, da dessen festgestellte Werte dann von den für einen anderen Typ von Befestigungselement voreingestellten Werten abweichen.
Üblicherweise werden die vorgegebenen Referenzkraftwerte, die jedem der wenigstens zwei verschiedenen Blindbefestigungselemente zugeordnet sind, auch gegenüber jedem der Setzvorgänge für dieses Befestigungselement in der Reihe voreingestellt.
Vorzugsweise wird die vorgegebene Referenzzeit mittels Durchführung mehrerer Setzvorgänge für den jeweils gewählten Typ von Befestigungselement ermittelt, vorzugsweise in dem zu montierenden Bauteil, ein Signal wird gemessen, das die während des Setzvorgangs auf das Befestigungselement aufgebrachte Kraft in Abhängigkeit von der Zeit repräsentiert, aus den Signalmessungen kann die Dorneindringkraft und die zugehörige Dorneindringzeit ermittelt werden zusammen mit einer Setzkraft (Dornabreißkraft) und zugehörigen Dornabreiß- bzw. Setzzeiten für jeden der mehrfachen Vorgänge, worauf dann die ermittelten Werte von Dorneindringkraft, Dorneindringzeit, Dornabreiß- bzw. Setzkraft und Dornabreiß- bzw. Setzzeit für die mehrfachen Vorgänge gemittelt werden und aus diesen gemittelten Werten die Zeit differenz zwischen gemittelter Dorneindringzeit und gemittelter Setz(Dornabreiß)zeit berechnet wird, um die vorgegebene Referenzzeitdifferenz zu erhalten. Ebenso kann die vorgegebene Referenzkraft berechnet werden, indem die Dorneindringkraft und die Dornabreiß- bzw. Setzkraft gemittelt wird und die Differenz als Referenzkraftwert festgelegt wird.
Alternativ kann die vorgegebene Referenzzeit ermittelt werden, indem wieder mehrfache Setzvorgänge für jeden gewählten Typ von Befestigungselement und für jeden der mehrfachen Vorgänge durchgeführt werden, vorzugsweise in dem zu montierenden Bauteil, die Zeitdifferenz zwischen Dorneindringzeit und Dornabreiß- bzw. Setzzeit ermittelt wird und dann die ermittelten Werte dieser Zeitdifferenzen für die mehrfachen Vorgänge einfach gemittelt werden, um die vorgegebene Referenzzeit zu erhalten. In beiden Fällen können die Sollwerte, mit denen jeder nachfolgende Vorgang verglichen werden muss um festzustellen, ob das Befestigungselement korrekt gesetzt ist, über einen Selbstlernprozess und durch Messen des Vorgangs und Setzens der Befestigungselemente vor Ort erhalten werden, so dass jede vorgegebene Referenzzeit oder Referenzkraft in Abhängigkeit von genau der Situation berechnet werden kann, in der die Befestigungselemente einzusetzen sind. Alternativ kann auch hier die vorgegebene Referenzkraftdifferenz berechnet werden, indem die Differenz zwischen Dorneindringkraft und Setz-(bzw. Dornabreiß) kraft für jeden der mehrfachen Vorgänge gemessen wird und diese Kraftdifferenzen dann gemittelt werden, um eine Referenzkraftdifferenz zu erhalten.
Wenn das Verfahren auf die Überwachung einer Reihe von Setzvorgängen anwendbar ist, können diese mehrfachen Setzvorgänge üblicherweise von mehreren unterschiedlichen Setzwerkzeugen durchgeführt werden, wobei während eines Setzvorgangs von dem jeweiligen Setzwerkzeug ein die Kraftbeaufschlagung auf den Dorn repräsentierendes elektronisches Signal erzeugt wird und die jeweiligen elektronischen Signale entsprechend der vorgegebenen Setzreihenfolge der Blindbefestigungselemente nacheinander ausgewertet werden. Die Vorprogrammierung der Reihe von Setzvorgängen ordnet hier nicht nur die Reihenfolge der zu setzenden Befestigungselemente zu sondern legt auch fest, welches Setzwerkzeug diese Befestigungselemente setzen soll und in welcher bestimmten Reihenfolge, und welche Sollwerte auf die Überwachung eines jeden Setzvorgangs anzuwenden sind.
Das vorstehend beschriebene Verfahren kann auch dazu verwendet werden, den Verschleiß eines Satzes Spannbacken eines Setzwerkzeugs für Befestigungselemente festzustellen, indem die Dorneindringzeit mit einer vorgegebenen Dorneindringzeit verglichen wird. Bei Verschleiß der Spannbacken des Setzwerkzeugs kann Schlupf auftreten, wenn sie einen Dornschaft des Befestigungselements ergreifen, wodurch es zu einer Verzögerung der während des Setzablaufs aufgebrachten Kraft kommt, so dass die Dorneindringkraft aufgrund von Schlupf verzögert wird. Die Bedienperson kann dadurch den Zustand der Bauteile des Setzwerkzeugs überwachen, jedoch hat der Schlupf keine nachteilige Wirkung auf die Überwachung des eigentlichen Setzvorgangs, da, sobald der Dorn korrekt erfasst ist, die Zeit zwischen Eindringen und Setzen des Dorns nicht von Schlupf beeinflusst wird.
Ferner ist erfindungsgemäß ein System zum Setzen eines Blindbefestigungselements vorgesehen, mit einem Setzwerkzeug für Befestigungselemente zum Setzen eines Blindbefestigungselementes mit einer rohrförmigen verformbaren Hülse und einem Dorn, der einen die rohrförmige Hülse durchdringenden Schaft und an seinem einen Ende einen erweiterten Dornkopf aufweist, und mit einem Ziehschaft und einer damit in Wirkverbindung stehenden Spannbackenanordnung, die an dem Schaft zur Anlage gebracht werden und diesen ergreifen kann, mit einem Signalgenerator zur Erzeugung eines Signals, das die während eines Setzvorgangs über den Dorn auf ein Blindbefestigungselement einwirkende Kraft anzeigt, und mit einer einen Signalprozessor zum Messen des Signals in Abhängigkeit von der Zeit aufweisenden Systemsteuerschaltung, mit der das Signal zur Ermittlung einer einer Dorneindringzeit zugehörigen Dorneindringkraft ausgewertet werden kann, wobei die Dorneindringkraft die an dem Punkt aufgebrachte Kraft ist, an dem die Verformung der Hülse beim Hineinziehen des erweiterten Dornkopfes einsetzt; mit einer einer Setzzeit zugehörigen Setzkraft; und wobei hieraus die Differenz zwischen der Dorneindringzeit und der Setzzeit ermittelt und diese Zeitdifferenz mit einer dem Befestigungselement zugehörigen vorgegebenen Referenzzeitdifferenz verglichen wird. Üblicherweise kann das System mehrere Setzwerkzeuge aufweisen, wobei die Werkzeuge jeweils einen zugehörigen Signalgenerator haben und von dem System so gesteuert werden, dass sie in einer vorgegebenen Folge betrieben werden.
Vorzugsweise weist das System auch eine Beschickungsautomatik für Befestigungselemente auf, mit der dem oder den Setzwerkzeug/en Blindbefestigungselemente in einer vorgegebenen Reihenfolge zugeführt werden.
Üblicherweise umfasst das Setzwerkzeug für Befestigungselemente einen fluidbetätigten Kolben zur Kraftbeaufschlagung des Befestigungselementes, wobei der Signalgenerator einen Druckwandler enthalten kann, mit dem der auf den Kolben wirkende Druck gemessen wird, der die auf das Befestigungselement einwirkende Kraft repräsentiert. Alternativ kann die Kraftbeaufschlagung auch durch eine Reihe alternativer Verfahren und zugehöriger Vorrichtungen wie Kraftmessdosen, Dehnungsmessstreifen oder insbesondere piezoelektrische Kraftmesseinrichtungen ermittelt werden. Der Signalprozessor des Systems kann mit einer eigenen optischen Anzeige zur grafischen Darstellung der Signalausgabe in Abhängigkeit von der Zeit ausgestattet sein, die entweder in Form eines Papierausdrucks (wie über einen Drucker) oder als Sichtanzeige oder über einen Computerbildschirm erfolgt. Das System kann auch eine Anzeigeeinrichtung aufweisen, die die vorstehend genannte optische Anzeige enthalten kann, wobei die Anzeigeeinrichtung aufgrund des von dem vorstehend beschriebenen Messverfahren erzeugten Ausgangssignals betätigt wird, um einen den Vorgaben nicht entsprechenden Nietsetzvorgang anzuzeigen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnung beispielhaft beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
1 einen schematischen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Blindnietsetzsystem;
1a einen schematischen Querschnitt durch ein alternatives Blindnietsetzsystem gemäß der Erfindung;
1b eine vergrößerte schematische Ansicht des vorderen Endes des Blindnietsetzwerkzeugs nach 1a;
2 eine grafische Darstellung des Verlaufs der Kraft über der Zeit bei einem Blindnietsetzvorgang, wobei die Kraft entlang der X-Achse [sic!] und die Zeit entlang der Y-Achse [sic!] gemessen werden;
2a die Grafik nach 2, jedoch ohne die Kraft/Zeit-Kennlinie, wobei die Anwendung von Toleranzbereichen auf vorgegebene Referenzwerte der Kraft/Zeit-Kennlinie eines Setzvorgangs dargestellt ist; und
3 eine grafische Darstellung wie in 2, in der Beispiele von Kennlinien für fehlgeschlagene Setzvorgänge dargestellt sind.
Bezugnehmend auf 1 ist darin ein herkömmliches Blindnietsetzwerkzeug schematisch dargestellt. Ein Blindnietsetzwerkzeug (10) umfasst ein Nietsetzwerkzeug (12) zum Setzen eines Blindniets (14), einen Hydraulikverstärker (16) und eine schematisch mit (18) dargestellte Systemsteuerschaltung. Der Verstärker (16) kann ein beliebiger Verstärker aus einer Reihe herkömmlicher im Stand der Technik üblicherweise eingesetzter Verstärker sein, der einfach als Fluiddruckquelle betrachtet werden kann, mit der mittels Hydraulikfluid, die über eine Fluidverbindungsleitung (22) übertragen wird, das Setzwerkzeug (12) steuerbar mit Druck beaufschlagt wird. Derartige Verstärker (16) verwenden häufig eine Druckquelle, wie Druckluft, mit der ein Zylinder beaufschlagt wird, um Hydrauliköl oder -fluid mit Druck zu beaufschlagen und Fluiddruck an das Setzwerkzeug zu übertragen. Das in dem Verstärker (16) enthaltene Fluid kann über das Rohr (22) in ständiger Fluidverbindung mit dem Nietsetzwerkzeug (12) stehen.
Das Werkzeug (12) ist ein länglicher, in der Zeichnung allgemein mit (42) bezeichneter Körper, der viele verschiedene Bauformen aufweisen kann, hier aber vorzugsweise als mit einem Griff (44) versehen dargestellt ist. Zur Betätigung des Werkzeugs (12) ist in dem Griff (44) in herkömmlicher Weise ein Auslöseschalter (46) vorgesehen, der mit einem Ventil (48) in Wirkverbindung steht.
Der längliche Körper (42) weist ein längliches Gehäuse (50) auf, das mit einer in einem vorderen Ende (41) ausgebildeten Durchtrittsöffnung (52) für einen Dorn vorgesehen ist.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Innere des Gehäuses (50) in eine vordere Kammer (54) und eine Hydraulikzylinderkammer (56) unterteilt, wobei der längliche Körper (42) außerdem einen axial bewegbaren Ziehschaft (58) entlang seiner Längsachse aufweist. Es versteht sich von selbst, dass die Konstruktion des Gehäuses (50) nur eine aus einer Vielzahl von Abwandlungen darstellt, wobei das einzige wesentliche Merkmal darin besteht, dass es den Ziehschaft (58) und Mittel zur axialen Bewegung dieses Schaftes (58) aufnimmt.
Eine Spannbackenanordnung (60) steht mit dem vorderen Ende (41) des Ziehschaftes (58) in Wirkverbindung. Die Spannbackenanordnung (60) weist ein Spannbackengehäuse (62) mit einer eine Innenbohrung (66) begrenzenden angefasten Innenkeilfläche (64) auf. Im Innern des Gehäuses (62) ist eine Anordnung geteilter Spannbacken (68) bewegbar ausgebildet. Wenn die Außenflächen der geteilten Spannbacken (68) auf die angefasten Flächen (64) wirken, gelangen die Spannbacken (68) in Anlage an einen länglichen Schaft (70) eines Dorns (72) eines Blindniets (14) und ergreifen ihn. Der Dorn (72) weist ferner einen Dornkopf (74) auf. Der Dorn (72) enthält den den Schließkopf bildenden Bestandteil des Niets (14), wie aus dem Stand der Technik bekannt. Der Niet (14) weist eine rohrförmige verformbare Hülse (76) auf. Für die Bewegung der Spannbackenanordnung (60) zum Ergreifen und Halten des Schaftes (70) des Dorns (72) sind vielfältige Verfahren denkbar, von denen das nachstehend beschriebene Verfahren jedoch nur beispielhaft und nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen ist.
Ein Schieber (78) ist am vorderen Ende einer Schubstange (80) befestigt, die in einer in dem Ziehschaft (58) ausgebildeten mittigen Durchgangsbohrung aufgenommen ist. Die Schubstange (80) ist in dieser Durchgangsbohrung axial verschiebbar angeordnet und an ihrem hinteren Ende gegen die hintere Wand der Hydraulikzylinderkammer (56) von einer Feder (84) vorgespannt. Eine schwächere Feder (86) ist zwischen dieser Wand und dem hinteren Ende des Ziehschaftes (58) eingespannt.
An dem Ziehschaft (58) ist ein Kolben (88) befestigt, der im Innern der Hydraulikzylinderkammer (56) axial vor und zurück bewegt werden kann. Der Hydraulikverstärker (16) treibt ein Fluid unter Druck (nicht dargestellt) durch die Leitung (22) in die Zylinderkammer (56) an der vorderen Seite des Kolbens (88) über einen Druckfluidkanal (90) in eine druckbeaufschlagbare Seite (92) der Hydraulikzylinderkammer (56). Durch Einführen eines Druckfluids in die in der druckbeaufschlagbaren Seite (92) des Kolbens (88) ausgebildete fluiddichte Kammer wird der Kolben (88) nach hinten bewegt (nach 1 von links nach rechts), wodurch die Spannbackenelemente (68) zum Spannen gebracht werden und eine Setzkraft auf den Dornschaft (70) ausüben, so dass dieser schließlich von dem Dornkopf (74) abreißt, wie nachstehend beschrieben.
Das Werkzeug (12) steht über die Leitung (22) mit dem Fernverstärker (16) in Fluidverbindung. Ein Druckwandler (99) steht mit dem Verstärker (16) in Wirkverbindung. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist dieser Wandler als in der Hydraulikzylinderkammer (56) angeordnet dargestellt. Da der Zweck des Hydraulikwandlers darin besteht, den auf den Kolben (88) wirkenden Hydraulikfluiddruck zu messen, kann dieser Wandler (99) an jeder beliebigen Stelle des Fluidstroms zwischen Verstärker und Kolben (88) angeordnet werden, einschließlich eines Ausgangsraums des Verstärkers (16) (nicht dargestellt), oder sogar mit der Leitung (22) in Verbindung stehen. Zweckmäßigerweise ist er bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als im Setzwerkzeug selbst angeordnet dargestellt. Der Wandler (99) dient einfach dazu, den auf den Kolben (88) wirkenden Hydraulikfluiddruck zu messen und ein elektrisches Ausgangssignal zu liefern, das den erfassten Druck repräsentiert. Der Wandler (99) kann aus einer Vielzahl von Typen ausgewählt werden, wobei er die Höhe des auf den Ziehkopf (12) während des Nietsetzvorgangs ausgeübten Hydraulikdrucks erfassen und ein diesem Druck entsprechendes Ausgangssignal (P) erzeugen kann. Die Systemsteuerschaltung (18), die hier nicht ausführlicher beschrieben wird, verwendet eine entsprechende Aufbereitungsschaltung zur Aufnahme des Ausgangssignals von dem Druckwandler (99) und Umwandlung des Analogsignals in ein digitales Signal, das auch durch eine entsprechende Verstärkerschaltung (nicht dargestellt) geleitet wird, die das Signal während des gesamten Vernietungsablaufs überwacht, wobei die Wandlerschaltung vorzugsweise in Abständen von einer Millisekunde über eine Gesamtzeit von einer Sekunde abgefragt wird.
Die Bezeichnung „Blindniet" leitet sich davon ab, dass solche Niete nur von einer Seite eines Werk- oder Einsatzstücks angebracht werden, wobei die Hauptseite des Blindniets (14) die rohrförmige Niethülse (76) mit einem Flansch (122) an ihrem hinteren Ende umfasst, wie in 1 dargestellt. Der Dorn (72) hat einen Schaft (70), der sich durch den rohrförmigen Nietkörper bzw. die Hülse (76) erstreckt, und an seinem einen Ende einen erweiterten Dornkopf (74). Der Dornschaft ist mit einer nicht dargestellten Schwächungszone versehen, die eine Sollbruchstelle bildet, an der der Dorn bei Beaufschlagung mit einer genügend hohen Kraft abreißt. Dies ist auf dem Gebiet des Setzens von Blindnieten ein übliches Vorgehen und muss an dieser Stelle nicht ausführlicher beschrieben werden. Das Setzwerkzeug (12) wird mit dem Niet (14) beschickt, wie in 1 dargestellt, und dann in ein in einem entsprechenden Werkstück (nicht dargestellt) vorgesehenes Bohrloch so eingeführt, dass der Dornkopf und das vordere Ende der Hülse (76) an der „Blindseite" des Werkstücks hervorstehen. Der Dornschaft (70) wird dann zwischen den geteilten Spannbacken (68) festgeklemmt und von dem Setzwerkzeug (12) gezogen. Wenn der Ziehschaft (58) von dem in die Hydraulikzylinderkammer (56) eingeleiteten Fluiddruck so nach hinten (von links nach rechts) gedrückt wird, dass er den Kolben (88) gegen den Widerstand der schwächsten Feder (86) verschiebt, hält die gegen die stärkere Feder (84) vorgespannte Schubstange (80) dieser nach hinten gerichteten Bewegung stand, wodurch der Schieber (78) auf die Rückseite der geteilten Spannbacken (68) wirkt und diese in und gegen die kegelförmig angefaste Innenkeilfläche (64) drückt, so dass die Spannbacken den Dornschaft (70) ergreifen. Wenn der Schaft ergriffen ist, sind die geteilten Spannbacken (68) vollständig zwischen der Fläche (64) und dem Dornschaft (70) eingeklemmt, und die Schubstange (80) bewegt sich mit dem Ziehschaft (58) nach hinten, da die Vorspannkraft der stärksten Feder (84) nun überwunden ist. Beim Zurückfahren der Spannbackenanordnung (60) durch die Bewegung des Ziehschaftes (58) (aufgrund eines Druckanstiegs in der Kammer (56)) wird der Kopf (74) des Niets (14) in die Hülse hineingezogen, wie dies beim Setzen solcher Blindniete üblich ist. Dies wird als „Dorneindringpunkt" bezeichnet und ist der Punkt, an dem die Verformung der Hülse (76) beim Hineinziehen des erweiterten Dornkopfes einsetzt. Der Druck oder die Kraft, der oder die in dieser Phase ausgeübt wird, wird als Dorneindringkraft bezeichnet. Bei weiterem Zug des Dorns (72) wird die Niethülse (76) bis zur zweiten bzw. blinden Seite des zu fügenden Werkstücks verformt, wobei dieser verformte Teil der Hülse (76) als zweites Klemmelement wirkt, während der Flansch (122) das erste Klemmelement bildet, zwischen denen die Werkstücke dann festgeklemmt werden. Diese Kombination aus zweiten und ersten Klemmelementen hält zwei oder mehr Teile eines Werk- oder Einsatzstücks zusammen.
Bei weiterem Zurückfahren der Spannbackenanordnung (60) aufgrund der Bewegung des Ziehschaftes (58) wird der Kopf (74) in die Hülse (76) hineingezogen, wodurch die Verformung ihr Maximum erreicht. Sobald der Kopf (74) die zweite Seite erreicht hat, wird er an weiterer axialer Verschiebung gehindert, und der Dorn (72) reißt daher in der zuvor beschriebenen Schwächungszone ab, wobei die am Abreißpunkt ausgeübte Kraft als maximale Setzkraft (oder maximaler Setzdruck) bezeichnet wird, worauf das zweite Klemmelement durch die Kombination aus dem nun abgetrennten Kopf (74) und der ihn haltenden verformten Hülse (76) gebildet ist. Die Kammer (56) wird dann von Fluiddruck entlastet, indem der Auslöseschalter (46) des Setzwerkzeugs gelöst wird und entsprechende Steuerung und Bewegung des Hydraulikverstärkers (16) stattfindet, wodurch sowohl der Ziehschaft (58) als auch die Schubstange (80) durch die Vorspannkräfte der Federn (84 und 86) in ihre Stellungen vor dem Eingriff zurück gebracht werden. Aufgrund der Druckentlastung der Spannbacken (68) entspannen sich die Spannbacken (68) in ihre Stellungen vor dem Eingriff, der Schaft (70) wird freigegeben und der Entsorgung zugeführt. Das Werkzeug (12) ist dann bereit, diesen Nietsetzablauf zu wiederholen.
Sobald der Niet (14) in das Werkzeug (12) eingesetzt ist, wird in der Praxis der Auslöseschalter (46) betätigt, der über eine Steuerleitung (81) einen in der Steuerschaltung (18) vorgesehenen entsprechenden elektronischen Zeitgeber (nicht dargestellt) startet, wobei die Steuerschaltung (18) gleichzeitig den Hydraulikverstärker (16) aktiviert, der einen progressiven Anstieg des Fluiddrucks durch die Leitung (22) zur Kammer (56) bewirkt. Der Wandler (99) erkennt den Anstieg des Fluiddrucks in der Kammer (56) und liefert ein entsprechendes Signal (über die Steuerleitung (83)) zurück an die Steuerschaltung (18), die, wie vorstehend beschrieben, den Druck in der Kammer (56) in Abhängigkeit von der Zeit überwacht. Die von der Steuerschaltung (18) erfassten Messungen sind in 2 grafisch dargestellt als Verlauf des Drucks (P) über der Zeit (T). Da die Kolbengröße konstant bleibt, ist der gemessene Wert P direkt proportional zu der auf den Dorn (72) einwirkenden Kraft bzw. Druck.
Der Verstärker (16) erhöht zunächst das in die Kammer (56) übertragene Fluidvolumen. Da jedoch der Kolben (88) aufgrund des Eingriffs der Spannbacken (68) mit dem Dornschaft (70) nicht weiter verschoben werden kann, erhöht sich der Druck in dieser Kammer (56) linear, wie durch den Bereich 102 in der grafischen Darstellung nach 2 angedeutet. Die auf den Schaft (70) des Dorns (72) tatsächlich ausgeübte Kraft (bzw. Druck) ist direkt proportional zu dem Druckanstieg, da die Fläche des Kolbens (88) konstant bleibt. Der Bewegung des Dorns (72) entgegen wirkt der Eingriff des Dornkopfes (74) in das freie Ende des Nietkörpers (76). Da der Druck jedoch weiter ansteigt und damit auch die auf den Dornschaft ausgeübte Kraft, wird der Dornkopf (74) auf herkömmliche Weise schließlich in den Nietkörper (76) hineingezogen, womit eine Bewegung des Dorns (72) von links nach rechts gemäß 1 verbunden ist, sowie eine entsprechende Verschiebung des Kolbens (88), was eine Volumenerhöhung der Kammer (56) zur Folge hat.
Dies ist in der Druck/Zeit-Kennlinie als allmählicher Druckanstieg (102) in Abhängigkeit von der Zeit deutlich dargestellt (entsprechend einem resultierenden Anstieg der auf den Dornschaft wirkenden Kraft), bis die auf den Dorn einwirkende Kraft so hoch ist, dass der Dornkopf (74) den Widerstand des Nietkörpers (76) überwindet und in ihn hineingezogen wird. Diese Dorneindringkraft (P_e) ist durch das Eingangsdruck-(bzw. Kraft-)maximum definiert, das zum Hineintreiben des Dornkopfes in den Nietkörper erforderlich ist. Bei weiterem Hineinziehen des Dornkopfes (74) in den Nietkörper (76), wobei er auf der Blindseite des Werkstücks verformt wird, ist diese weitere Bewegung mit einer Verringerung des Widerstands auf den Dornkopf (74) verbunden und bewirkt einen Abfall (103) des auf den Niet (14) ausgeübten Drucks (und damit eine verringerte Kraft). Darauf gelangt der verformte Nietkörper (76) mit der Blindseite des Werkstücks zur Anlage, wodurch keine weitere mechanische Verformung erfolgt und der Nietkopf (74) an weiterer axialer Bewegung gehindert wird. Es versteht sich von selbst, dass nach Beginn des Eindringens des Dornkopfes in den Nietkörper der Widerstand gegenüber der Bewegung des Dornkopfes erheblich reduziert ist und somit eine geringere Kraft bzw. ein geringerer Druck ausreicht, diese Verformung fortzusetzen. Dieser Druckabfall und die damit verbundene Kraftminderung auf den Dorn erreicht ihr als P_m bezeichnetes Minimum zum Zeitpunkt T_m in der in 2 dargestellten Kennlinie. Da außerdem die Verformungsgeschwindigkeit des Nietkörpers größer als der darauffolgende (konstante) Anstieg des in die Kammer (56) geleiteten Fluidvolumens ist, nimmt der dann in der Kammer (56) herrschende Druck in dieser Phase ab. Sobald jedoch der verformte Nietkörper (76) an der Blindseite des Werkstücks zur Anlage gelangt ist, fängt der Druck wieder an zu steigen (104), da das Volumen der Kammer nicht weiter erhöht wird.
Da der Verstärker (16) das in die Kammer (56) eindringende Fluidvolumen weiter erhöht, steigt der Druck wieder an, und zwar wieder aufgrund der Tatsache, dass sich der Kolben (88) nicht weiter verschieben kann. Dieser zweite Druckanstieg ist in 2 allgemein mit (104) bezeichnet und stellt einen entsprechenden Anstieg der über die Spannbacken (68) an den Dornschaft (70) übertragenen Kraft dar. Die auf den Dornschaft (70) einwirkende Kraft hat schließlich zur Folge, dass der Dornschaft bei Erreichen einer entsprechenden Maximalkraft an einer Sollbruchstelle abreißt (wiederum ein üblicher Vorgang). Infolge dieses Bruchs entfällt die der Verschiebung des Kolbens (88) entgegengesetzte Widerstandskraft, wodurch der Kolben (88) von dem in der Kammer (56) herrschenden Druck schnell von links nach rechts bewegt wird, was einen plötzlichen Druckabfall (106) zur Folge hat, wie aus 2 ersichtlich. Der Punkt, an dem der Dornschaft abreißt, ist als maximale Setzkraft des Niets (14) bekannt und wird bei einem maximalen Setzdruck P_s zum Zeitpunkt T_s erreicht, wie in 2 dargestellt.
Da der Druck- bzw. Kraftanstieg in Abhängigkeit von der Zeit des Setzvorgangs gemessen wird, kann somit sowohl die Dorneindringzeit (T_e) als auch der Dornbruchpunkt bzw. die Setzzeit (T_s) entweder anhand der direkten Messung dieser Druck/Zeit-Kennlinie bestimmt werden oder durch entsprechende Bestimmung der jeweiligen maximalen Druckwerte P_e bzw. P_s über eine mathematische Auswertung der erhaltenen Daten um festzustellen, welche Messung von dem Wandler (99) solchen maximalen Druckwerten entspricht, wobei die entsprechende Zeitmessung ohne weiteres abgeleitet werden kann, da die Druckwerte in Abständen von einer Millisekunde abgefragt werden.
2 stellt einen optimalen Blindnietsetzvorgang mit guter Qualität der Nietverbindung dar, wobei der Nietkörper entsprechend verformt wird, um das Werkstück zwischen dem verformten Abschnitt und dem Flansch des Nietkörpers einzuklemmen.
Aus der Ermittlung der Werte T_s und T_e, die entweder über eine Messung der erhaltenen Kennlinie oder durch eine mathematische Auswertung des gemessenen Signals erfolgt, kann somit die Zeitdifferenz zwischen T_s und T_e errechnet werden, aus der ersichtlich ist, ob der Niet richtig gesetzt ist. Da die Druckbeaufschlagung aus dem Verstärker (16) für alle Nietsetzvorgänge konstant ist, müßte auch die entsprechende Zeitdifferenz zwischen T_s und T_e für die in der jeweiligen Werkstückanordnung jeweils verwendete Nietabmessung konstant sein. Aus einem Vergleich des gemessenen Wertes dieser Zeitdifferenz mit einem vorgegebenen Referenzzeitwert und der Feststellung, dass der gemessene Wert in einem bestimmten Toleranzbereich eines Sollwertes liegt, kann somit geschlossen werden, dass der Niet setzvorgang fehlerfrei abgelaufen ist, so dass man sich darauf verlassen kann, dass der Niet korrekt gesetzt wurde.
Während es bei dem vorstehend beschriebenen und anhand der 1 dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel erforderlich ist, den auf den Kolben des Setzwerkzeugs wirkenden Druck zu messen, um eine entsprechende Kraft und somit Last zu berechnen, von der der Dorn (72) des Blindniets (14) beaufschlagt wird, ist die Erfindung selbstverständlich auch auf andere Mittel und Verfahren zur Messung dieser Kraft anwendbar. So können zum Beispiel auch Kraftmessdosen oder Dehnungsmessstreifen verwendet werden, um die Kraftbeaufschlagung auf den Dorn (72) direkt zu messen. Bei einer alternativen, abgewandelten Konstruktion des Setzwerkzeugs, wie in 1 a dargestellt, kann auch eine piezoelektrische Dünnfilm-Kraftanzeigeeinrichtung (wie ein piezoelektrischer Wandler oder Generator) verwendet werden, um die während des Setzvorgangs auf den Blindniet einwirkende Kraft direkt zu messen. Hierzu zeigt 1a ein abgewandeltes Blindnietsetzwerkzeug (210). Dieses abgewandelte Setzwerkzeug nach 1a entspricht im wesentlichen dem Nietsetzwerkzeug (10) nach 1, mit der Ausnahme, dass es an seinem vorderen Ende mit einer abgewandelten Kraftmesseinrichtung (212) ausgebildet ist. Die in 1a verwendeten Bezugszeichen zur Kennzeichnung gleicher Teile des Setzwerkzeugs (210) entsprechen jenen des Setzwerkzeugs (10) nach 1. Das vordere Ende des länglichen Körpers (42) weist jedoch im Bereich der Spannbackenanordnung (68) des Setzwerkzeugs einen zusätzlichen Schlitz (214) auf (1b), der sich durch den Durchmesser des Körpers (42) erstreckt und dabei einen Stützsteg (216) bildet, der den Körper (42) mit einer entgegengesetzten Stirnseite (218) verbindet, die an dem Flansch (122) des Nietkörpers anliegt und diesen abstützt. Dieser Stützsteg (216) bildet mit seiner Stirnseite (218) einen Ausleger, an dessen nach außen gerichteter oder vorderer Fläche (220) eine piezoelektrische Dünnfilm-Kraftanzeigeeinrichtung (222) befestigt ist, zu deren sicheren Befestigung ein chemisches Verbindungsmittel wie ein Epoxy-Zweikomponentenkleber oder ein Cyanacrylat-Einkomponentenkleber verwendet wird. Außerdem ist mit der Außenfläche der piezoelektrischen Dünnfilm-Kraftanzeigeeinrichtung eine Schutzplatte (224) verbunden, die die Dünnfilm-Kraftanzeigeeinrichtung vor mechanischer Beschädigung durch Anlage des Nietflansches (122) schützt.
Der Dornschaft (70) erstreckt sich durch eine zentrale koaxiale Öffnung in der Stirnseite (218) des Auslegers, wobei sich die Öffnung auch koaxial durch die piezoelektrische Einrichtung und die Schutzplatte erstreckt, so dass er von den Spannbacken (68) des Werkzeugs (210) ergriffen werden kann. Wie ersichtlich, besteht der einzige wesentliche Unterschied im mechanischen Aufbau dieses Setzwerkzeugs im Vergleich zu dem Setzwerkzeug (10) nach 1 darin, dass die Stirnseite gegenüber der starren Abstützung am länglichen Körper (42) hier als Ausleger ausgebildet ist.
Wird der Schaft (70) des Dorns mit Kraft beaufschlagt, wird diese Kraft über den Dornkopf (74) und durch den Nietkörper (76) an die Stirnseite (218) übertragen, wodurch die Stirnseite (218) des Auslegers um den Stützsteg (216) gebogen wird, wobei sich bei höherer Kraftbeaufschlagung auch eine stärkere Biegung des Auslegers ergibt. Aufgrund der Biegung dieser Außenfläche des Auslegers wird die Fläche nämlich gespannt, wobei diese Neigung zur Längenausdehnung auch für die damit fest verbundene piezoelektrische Einrichtung gilt. Die Spannungserhöhung in der piezoelektrischen Einrichtung steht in unmittelbarer Relation zu der in den Ausleger induzierten Spannung und wird somit direkt in eine niedrige elektrische Spannung umgewandelt, die über entsprechende Leitungen (83a) von der Systemsteuerschaltung (18) aufgenommen werden kann. Bei dem Setzwerkzeug (210) nach 1a werden sowohl ein Druckwandler (99) (wie zuvor beschrieben) als auch eine piezoelektrische Kraftanzeigeeinrichtung verwendet. Zum Messen der auf den Dornschaft einwirkenden Kraft kann jedoch auch eine der beiden Einrichtungen verwendet werden.
Das dabei von der piezoelektrischen Kraftanzeigeeinrichtung (222) erzeugte elektrische Signal kann dann in herkömmlicher Weise von der Steuerschaltung ausgewertet werden, die ein direktes Ausgangssignal liefert, das die auf den Dornschaft (72) einwirkende Kraft repräsentiert. Somit gibt das gemessene Ausgangssignal der piezoelektrischen Kraffanzeigeeinrichtung direkt die während des Nietsetzvorgangs auf den Dornschaft (72) einwirkende Kraft wieder. Alle vorstehenden und nachfolgenden Erörterungen in dieser Schrift, die die Messung einer Druck/Zeit-Kennlinie betreffen, sind demnach ebenso anwendbar auf die Auswertung einer Spannung/Zeit-Kennlinie, wobei die von der piezoelektrischen Einrichtung (222) gemessene Spannung über der Zeit aufgetragen wird und anstelle der gemessenen Maxima und Minima des während des Nietsetzvorgangs herrschenden Drucks des Werkzeugs nach 1 hier die Maxima und Minima der auf den Dorn unmittelbar einwirkenden Spannung oder Belastung in Abhängigkeit von der Zeit auf gleiche Weise ausgewertet werden.
Wie an früherer Stelle erwähnt, werden Blindniete in Fällen verwendet, bei denen die Bedienperson die Blindseite oder das Innere des Werkstücks meist nicht einsehen kann und somit nicht in der Lage ist, das gesetzte Befestigungselement einer Sichtprüfung zu unterziehen. Es kann natürlich vorkommen, dass solche Blindbefestigungselemente beim Setzvorgang aus verschiedenen, später noch zu erörternden Gründen nicht korrekt gesetzt werden, weswegen es auch für wichtig erachtet wird, das gesetzte Befestigungselement dahingehend überprüfen zu können, ob es den Vorgaben entsprechend gesetzt ist. Dies ist besonders dann von Bedeutung, wenn mehrere Blindniete zum Fügen einer bestimmten Reihe von Werkstücken (zum Beispiel zum Zusammenbau eines Hohlkörpers) zu verwenden sind und verschiedene Blindniete unterschiedlicher Abmessungen hinsichtlich Durchmesser und/oder Länge erforderlich sein können.
Insbesondere wenn ein Blindniet mit einem zu kurzen Nietkörper eingesetzt wird, kommt es während des Setzvorgangs zu einer nur unzureichenden Verformung des Nietkörpers, so dass der zur Gewährleistung eines guten Nietverbundes erforderliche Verformungsabschnitt nicht groß genug ist. Es ist auch durchaus möglich, dass der Dornkopf nicht tief genug in den Nietkörper hinein gezogen wird, bevor die maximale Setzkraft erreicht ist. Die entsprechende Druck/Zeit-Kennlinie für einen nicht korrekt gesetzten Niet mit einer für die Dicke des Werkstücks unzureichenden Nietkörperlänge ist in 3 mit der Kennlinie 110 dargestellt, wobei nach Erreichen des Dorneindringdrucks (P_e) der Dornkopf (74) zwar zunächst, wie zuvor beschrieben, in den Nietkörper (76) hinein gezogen wird, jedoch der zunächst verformte Abschnitt der Hülse (76) dann zu früh an der Rückseite des Werkstücks zur Anlage gelangt, bevor der Dornkopf (74) in den gesamten Nietkörper (76) korrekt hinein gezogen ist. Diese „vorzeitige" Anlage blockiert die weitere Verschiebung des Kolbens (88), was sich durch einen darauf folgenden Druckanstieg bemerkbar macht, bis der maximale Setzdruck P_s erreicht ist. Dadurch ergibt sich eine zugehörige maximale Setzzeit T_s1 der Kennlinie 110, die geringer ist als die optimale Setzzeit T_s, wie in 2 dargestellt. Da außerdem die Länge des Wegs, um den der Dornkopf in den Nietkörper hinein gezogen wird, wesentlich verkürzt ist, wird auch der resultierende Druckabfall in der Kammer (56) stark beschnitten, wie in der Druck/Zeit-Kennlinie (110) wiedergegeben, in der nach dem Dorneindringdruck P_e nur eine relativ geringe Druckminderung auf P_m1 zu einem zugehörigen kürzeren Zeitpunkt T_m1 erfolgt, wie aus 3 klar ersichtlich. Bei entsprechend kurzer Länge des Nietkörpers ist es möglich, dass es zu keinem oder nur zu einem vernachlässigbaren Druckabfall nach der Messung des Eindringdrucks (P_e) kommt.
Alternativ kann es auch vorkommen, dass der eingesetzte Nietkörper für die jeweils zu fügenden Werkstücke zu lang ist. In diesem Fall steigt der Druck im Setzwerkzeug (12) wieder bis zum Dorneindringdruck an, wie zuvor beschrieben, wobei dann der Dornkopf in den Nietkörper hinein gezogen wird. Hierbei ist jedoch der Weg, den der Dornkopf (74) im Nietkörper zurücklegt, wesentlich länger als der für den optimalen Nietsetzvorgang vorgegebene Weg (wie anhand der 2 beschrieben). Daher legt der Kolben (88) auch einen größeren Hub als beim optimalen Nietsetzvorgang zurück, was einen Druckabfall über einen längeren Zeitraum zur Folge hat, bis dem Dornkopf schließlich Widerstand von der Rückseite des Werkstücks entgegengesetzt wird. Die zugehörige Druck/Zeit-Kennlinie für einen Nietkörper (76), der größer als der für eine bestimmte Werkstückdicke als optimal erkannte Nietkörper ist, ist in 3 mit der Kennlinie 120 dargestellt. Auch hier wird der weiteren Bewegung des Dornkopfes (74) von der Rückseite des Werkstücks Widerstand entgegengesetzt, und wieder zeigt sich der sich daraus ergebende Widerstand gegenüber einer Verschiebung des Kolbens (88) in einem Druckanstieg, bis der maximale Setzdruck P_s wieder erreicht ist, jedoch wird hier deutlich ersichtlich, dass P_s zu einer maximalen Setzzeit T_s2 erreicht wird, die wesentlich größer ist als die optimale Setzzeit (T_s), wie sie für den optimalen Niet in 2 dargestellt ist.
Die in 3 dargestellte Druck/Zeit-Kennlinie 120 kann auch für einen „ins Leere" gesetzten Blindniet dieses Typs stehen, wobei das Setzwerkzeug (12) betätigt wird, ohne dass der Niet mit den Werkstücken in Berührung gelangt. In diesem Fall würde der Dornkopf (74) den Nietkörper (76) einfach so lange verformen, bis ihm durch Anlage des verformten Abschnitts (76) an dem Nietflansch (122) Widerstand entgegengesetzt wird.
Eine dritte Möglichkeit eines fehlgeschlagenen Nietsetzvorgangs ist dann gegeben, wenn der Durchmesser der vorgeformten Bohrlöcher in den Werkstücken, in die der Blindniet eingesetzt wird, zu groß ist. Dies kann einen „Durchzug" zur Folge haben, bei dem der Blindniet nicht groß genug ist, damit der verformte Abschnitt des Nietkörpers (nach dem Setzen) an den Seiten des vorgeformten Bohrlochs anliegt, so dass der verformte Abschnitt einfach durch das Bohrloch in dem Werkstück durchgezogen werden kann. In diesem Fall wäre die Rückseite des Werkstücks somit nicht in der Lage, während des Setzens den Dornkopf an seiner weiteren Bewegung zu hindern, so dass der Dornkopf am Bereich des Flansches (122) seines Nietkörpers anschlägt und abreißt, was zu einer langen Setzzeit und wieder zu einer Kennlinie wie der mit der Bezugsziffer 120 bezeichneten führt. Es kann aber auch der Fall eintreten, dass das vorgeformte Bohrloch einen Durchmesser aufweist, der einen „Durchzug" des verformten Bereichs des Nietkörpers (76) zwar verhindert, es jedoch dem Dornkopf (74) ermöglichen könnte, teilweise durch den Nietkörper (76) gezogen zu werden, so dass er teilweise in den vorgeformten Bohrlöchern zu liegen kommt. In diesem Fall würde sich aus der Druck/Zeit-Messung die Kennlinie 130 (3) ergeben, wobei nach Erreichen des Dorneindringdrucks (P_s) der Dornkopf wie bei dem in 2 dargestellten optimalen Nietsetzvorgang in den Nietkörper hinein gezogen wird. Jedoch wird der Dornkopf (74) an seiner Weiterbewegung nicht dadurch gehindert, dass er schließlich an der Rückseite des Werkstücks zur Anlange gelangt, sondern seine Bewegung wird zum Teil eingeschränkt, während er teilweise in die vorgeformten Bohrlöcher eindringt, wodurch der Kolben (88) „abgebremst" wird (im Vergleich zum optimalen Setzvorgang), bis er schließlich an einer Stelle zum Stillstand kommt, die ein größeres Volumen der Kammer (56) als das für ideal betrachtete repräsentiert. Dies zeigt sich in der Druckkennlinie 130 darin, dass sie einen weniger steilen Verlauf aufweist, während der Druck in Richtung auf den maximalen Setzdruck P_s zunimmt, da hier eine allmähliche „Abbremsung" des Kolbenhubs (88) stattfindet im Gegensatz zu dem durch den Widerstand der Rückseite des Werkstücks bewirkten plötzlichen Anhalten der Hubbewegung. Auch hier ist für die Druckkennlinie 130 die maximale Setzzeit T_s2 größer als die für den optimalen Setzvorgang.
Mit dem vorliegenden Überwachungssystem für ein Nietsetzwerkzeug wird die Bestimmung der Qualität der Blindnietsetzung stark vereinfacht. Insbesondere arbeitet die Systemsteuerschaltung (18) und die Software mit geeigneten Algorithmen zur Erfassung der beiden den Eindringdruck und den maximalen Setzdruck P_e bzw. P_s repräsentierenden Wendepunkte von dem in der Kammer (56) gemessenen Druck (mit Hilfe des Druckwandlers (99)), wobei diese Druckmessungen die auf den Blindniet (14) ausgeübte Setzkraft angeben (aufgrund der konstanten Fläche des Kolbens (88)), und da die Druckbeaufschlagung in Abhängigkeit von der Zeit ermittelt wird, kann die Dorneindringzeit (T_e) und die maximale Setzzeit (T_s) der Nietung für eine konstante Druckbeaufschlagung ermittelt werden, die durch Einsatz des entsprechenden Verstärkers (16) erreicht wird. Das System kann dann die Differenz zwischen Dorneindringzeit (T_e) und maximaler Setzzeit (T_s) ermitteln, um eine Setzzeit zu messen, die als Zeitdifferenz zwischen Dorneindringzeit und maximaler Setzzeit betrachtet wird und als Indikator für die Qualität der Nietung gilt. Dieser Messwert kann dann von der Steuerschaltung (18) über entsprechende Softwareanwendungen mit einem vorgegebenen annehmbaren Wert (vorgegebene Referenzzeit) verglichen werden, und wenn der Messwert in einem annehmbaren Toleranzbereich zu dem optimalen Sollwert liegt (Referenzzeit), gilt der Nietsetzvorgang als annehmbar. Mit herkömmlichen Elektronikschaltungen und Mikroprozessoren kann dieser Signaltyp auf viele Arten gemessen und ausgewertet werden, wobei die zur Auswertung solcher Signale eingesetzte Software ohne weiteres erstellt werden kann und nicht als Teil der vorliegenden Erfindung zu betrachten ist. Gegebenenfalls können als zweite Kontrolle auch die gemessenen Differenzen zwischen dem Setzdruck (P_s) und dem Dorneindringdruck (P_e) ermittelt und mit einer vorgegebenen Referenzkraft oder einem vorgegebenen Referenzdruck verglichen werden, wobei bei Feststellung, dass sie in einem annehmbaren Toleranzbereich liegen, der Nietsetzvorgang wieder als durchgeführt und für annehmbar erkannt wird und somit einen guten Nietverbund anzeigt. Falls jedoch die ermittelte Setzzeit außerhalb des zulässigen Toleranzbereichs liegt, liefert die Steuerschaltung (18) ein entsprechendes Ausgangssignal an eine Sichtanzeige (21), die optisch (oder auch akustisch) der Bedienperson signalisiert, dass ein bestimmter Nietsetzvorgang für nicht annehmbar erkannt wurde.
Die Sollwerte (Referenzzeit und/oder Referenzkraft), mit denen die gemessenen Zeiten und gegebenenfalls Kraft/Druck verglichen werden, können von einer Bedienperson für einen bestimmte Niettyp (abhängig von Größe, Länge und Dicke des Nietkörpers und/oder Dicke des Werkstücks) in die Steuerschaltung eingegeben werden, das System kann aber auch so aufgebaut sein, dass es diese Sollwerte in Abhängigkeit von der genauen Arbeitssituation automatisch einstellt. Die Steuerschaltung (18) weist hier ein entsprechendes Datenbearbeitungssystem auf Mikroprozessorbasis auf, das mit einem geeigneten Algorithmus so programmiert werden kann, dass von dem Druckwandler erhaltene Daten be- und verarbeitet werden können, um Druck in Abhängigkeit von Zeit zu vergleichen und entsprechende Sollwerte aus gemessenen Werten für annehmbare Nietsetzvorgänge zu berechnen.
Die Einfachheit dieses verbesserten Überwachungsverfahrens bringt eine weitere Flexibilität in der Anwendung mit sich, indem festgestellt werden kann, ob ein Niet „ins Leere" anstatt in das entsprechende Werkstück gesetzt wurde. Wie wieder aus 2 ersichtlich, ist bei einem „ins Leere" gesetzten Niet die maximale Setzzeit T_s2 (Kennlinie 120) deutlich größer als wenn der gleiche Niet in das entsprechende Werkstück gesetzt ist. Die danach gemessene Setzzeitdifferenz (T_s2 – T_e) ist größer als die optimale Nietsetzzeit (T_s – T_e) für diesen Niet. Wieder durch Auswerten der Setzzeit für jede Betätigung des Nietsetzwerkzeugs durch Vergleich der gemessenen Setzzeit (T_s2 – T_e) mit einer vorgegebenen Zeitdifferenz (die in diesem Fall die optimale Setzzeit (T_s – T_e) ist) kann das System feststellen, dass die gemessene Zeitdifferenz größer als die optimale Zeitdifferenz (und ein eventuell festgelegter Toleranzbereich) ist, und zeigt somit an, dass der Setzvorgang nicht annehmbar war und/oder stellt fest, dass der Niet tatsächlich „ins Leere" gesetzt wurde. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn für einen Vorgang eine bestimmte Anzahl von Nieten eingesetzt werden muss, um eine optimale Verbindung von zwei Werkstücken zu gewährleisten. Das infolge einer festgestellten Setzung „ins Leere" erzeugte Ausschusssignal kann dazu verwendet werden, eine akustische oder optische Anzeige zu erzeugen.
Die Anwender dieser Art von Blindbefestigungselementen sind sich insbesondere darüber einig, dass es äußerst erstrebenswert ist, ein vereinfachtes und kostengünstiges Verfahren zur Erkennung möglicherweise mit nachteiligen Folgen behafteter Setzungen „ins Leere" zu schaffen, insbesondere während aufeinanderfolgender Nietsetzvorgänge. Das vorstehende System und Verfahren kann somit ausschließlich oder in Verbindung mit dem vorstehend beschriebenen herkömmlichen Nietsetzüberwachungsvorgang zur Überwachung des Betriebs des Nietsetz werkzeugs verwendet werden, um Setzungen „ins Leere" zu erkennen und gegebenenfalls ein entsprechendes Signal zu erzeugen.
Nach einem alternativen Ausführungsbeispiel der Erfindung kann ein eine Setzung „ins Leere" repräsentierender Setzzeitwert (T_s2 – T_e) vorgegeben werden und als Referenzzeitdifferenzmessung verwendet werden, um eine während des Nietsetzvorgangs gemessene Setzzeitdifferenz damit zu vergleichen, wobei im Falle einer Übereinstimmung der gemessenen Zeitdifferenz mit der vorgegebenen Zeitdifferenz für Setzungen „ins Leere" (und einem entsprechenden Toleranzbereich auf beiden Seiten dieses Werts) die Steuerschaltung so vorprogrammiert werden kann, dass ein Ausschusssignal nur in dem Fall einer so festgestellten Setzung "ins Leere" erzeugt wird.
Das System kann außerdem einen Einstellvorgang für eine bestimmte Werkstückdicke und einen bestimmten Niettyp durchlaufen. In diesem Fall kann ein Ersttest für eine vorgegebene Anzahl von Bohrlöchern eingeleitet werden, wobei der Wandler (99) dahingehend überwacht wird, dass die Werte für Dorneindringdruck (P_e) und Setzdruck (P_s) und für die zugehörigen Eindringzeiten (T_e) und maximale Setzzeit (T_s) für die vorgegebene Anzahl von Setzvorgängen ermittelt werden, aus denen dann ein gemittelter Satz von Werten für P_e, P_s, T_c und T_s erhalten werden kann: δPe = (Pe1, + Pe2 + .... Pen)/n δPs = (Ps1, + Ps2 + .... Psn)/n; δTe = (Te1 + Te2 + .... Ten)/n δTs = (Ts1 + Ts2 + .... Tsn)/n,wobei n gleich der Anzahl der Testsetzungen ist.
Aus diesen Werten kann dann eine gemittelte Zeitdifferenz (δT_s – δT_e) sowie eine gemittelte Druckdifferenz (δP_s – δP_e ) berechnet werden. Diese gemittelten Werte für Zeitdifferenz und/oder Druck-/Kraftdifferenz können dann von dem Steuersystem automatisch als vorgegebene Referenzzeit- bzw. Referenzkraftwerte eingestellt werden.
Alternativ besteht die Möglichkeit, diese T_s – T_e und P_s – P_e Werte für jeden Testvorgang zu berechnen und die sich ergebenden Differenzen für jeden Vorgang dann zu mitteln, um die vorgegebene annehmbare Referenzzeit und Referenzkraft zu ermitteln. Entsprechende Toleranzbereiche können dann auf die vorstehend erwähnten Berechnungen angewandt werden, wenn der Nietsetzvorgang im Rahmen eines Herstellprozesses überwacht wird. Während voreingestellte Referenzwerte einem bestimmten Niettyp zugewiesen werden können, ist nämlich das exakte Setzen solcher Niete von der Dicke des Werkstücks, dem Durchmesser des vorgeformten Bohrlochs, dem Grad des Druckanstiegs des Hydraulikverstärkers und anderen Größen abhängig und somit von externen Parametern abhängig, und während solche externen Parameter durch entsprechende Toleranzbereiche kompensiert werden können, die auf Vorgabewerte „nach dem Lehrbuch" angewandt werden, bietet das vorgenannte System den Vorteil, dass System und Verfahren auf das genaue Arbeitsumfeld und das entsprechende Werkzeug für die jeweilige Aufgabe abgestimmt werden können.
Aus der vorstehenden Erörterung wird ersichtlich, dass die Punkte, die auf der erhaltenen Druck/Zeit-Kennlinie von größerem Interesse sind, dann ermittelt werden, wenn die Kennlinie einem Richtungswechsel unterliegt, der entsprechende Maxima oder Minimain der Kraftkennlinie repräsentiert. Die Messung solcher Wendepunkte kann auf verschiedene Weise ohne weiteres erreicht werden, besonders aber durch Berechnung des Zeitpunktes, an dem die Veränderungsrate oder erste Ableitung der Kennlinie gleich Null ist. Diese drei gekennzeichneten Positionen, an denen die Veränderungsrate gleich Null ist, definieren den Dorneindringpunkt, die Mindestkraft und die Dornabreißkraft, wie zuvor beschrieben. Eine herkömmliche Maßnahme zum Messen solcher Ableitungen kann darin bestehen, entsprechende Druckmessungen in bestimmten Zeitabständen durchzuführen (z.B. in Abständen von einer Millisekunde) und einfach die erste Ableitung zu berechnen, bis ein Nullwert erreicht ist. Alternativ kann eine solche Nullwert-Veränderungsrate ohne weiteres auch festgestellt werden, indem einfach eine Änderung in der Kraftzunahme oder Kraftabnahme erfasst wird.
Sobald jedoch erkannt ist, dass es drei bestimmte Bereiche solcher Kraft/Zeit-Kennlinien gibt, die für die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens von größerer Bedeutung sind (d.h. die Position, die der Veränderungsrate gleich Null entspricht), kann das System weiter dahingehend verfeinert werden, dass die Kraftmessung nur in dem Bereich solch erkannter Positionen durchgeführt wird. Ein Verfahren, mit dem eine derart gesteuerte Messung erreicht wird, besteht darin, einen entsprechenden Toleranzbereich um jeden Sollwert festzulegen. Dies kann zum Beispiel erreicht werden, wenn die jeweiligen Einstelltests zur Ermittlung der Durchschnittswerte von P_e, T_e, P_m, T_m, P_s und T_s durchgeführt werden, und danach ein entsprechender Toleranzbereich plus oder minus dieser jeweiligen Durchschnittswerte zugewiesen wird, um den entsprechenden Bereich um die gemittelte Eindringkraft, das Kraftminimum und die Dornabreißkraft (A_e, A_m bzw. A_s) festzulegen. Alternativ besteht auch die Möglichkeit, diese Bereiche A_e, A_m und A_s durch die Mindest- und Höchstmesswerte der jeweiligen Dorneindringkraft, Mindestkraft und Dornabreißkraft mit ihren zugehörigen Zeiten entsprechend festzulegen. Diese Bereiche sind aus 2a klar ersichtlich.
Im Betrieb wird das Steuersystem (18) dann angewiesen, nur dann eine Abfrage durchzuführen, wenn eine Zeit erreicht ist, die der jeweiligen Mindestgesamtzeit für Messungen der Eindringkraft, Messungen der Mindestkraft und Messungen der Setzkraft entspricht, und dann die gemessenen Kraft- und Zeitwerte zu ermitteln, wenn die errechnete Veränderungsrate Null beträgt. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, den Setzvorgang ständig zu überwachen, da die jeweiligen Messungen dann vorgenommen werden können, wenn die Veränderungsrate gegenüber den jeweiligen Positionen Null beträgt.
Während das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel einfach eine elektronische Steuerschaltung (18) (üblicherweise in Form eines Mikroprozessor-Systems oder sonstigen Computersteuersystems) verwendet, um die jeweiligen Werte P_s, P_e, T_s und T_e zu ermitteln und zu vergleichen und sie mit Sollwerten zu vergleichen, kann die Steuerschaltung auch die gesamte Setzkennlinie vergleichen und den Druck bzw. die Kraft über der Zeit über den gesamten Setzvorgang vergleichen. Ebenso kann die Ausgabe (21) eine grafische Darstellung der Druck/Zeit-Kennlinie sein, entweder in Form eines Papierausdrucks oder auch einer Computeranzeige. Dies wäre für die Bedienperson von besonderem Vorteil, da damit erklärt werden kann, warum ein Nietsetzvorgang möglicherweise fehlgeschlagen ist, falls die Messwerte nicht den vorgegebenen annehmbaren Referenzwerten entsprechen.
Wie vorstehend anhand von 3 beschrieben, bei der der Nietsetzvorgang von dem optimalen Vorgang abweicht, weil Niete falscher Abmessungen verwendet wurden oder das vorgeformte Bohrloch zu groß ist, wird klar ersichtlich, dass der Wert T_s zwischen den Kennlinien 110, 120 und 130 liegt, die von der optimalen Zeitdifferenz abweichen, wie sie für einen in 2 dargestellten annehmbaren Nietsetzvorgang erreicht wird. Wenn also die Bedienperson die Möglichkeit hat, die Druck/Zeit-Kennlinie mit der optimalen Druck/Zeit-Kennlinie optisch zu vergleichen, kann sie erkennen, warum der Vorgang fehlgeschlagen ist und die erforderlichen Schritte zur Behebung des Problems unternehmen, damit Wiederholungen ausgeschlossen werden und der Nietsetzvorgang korrigiert werden kann. Diese Information kann der Bedienperson auch als Hinweis auf ein Problem mit dem Werkstück dienen, z.B. in dem Fall, dass zwar der richtige Niet verwendet wurde, jedoch die Druck/Zeit-Kennlinie anzeigt, dass der Setzvorgang aufgrund eines zu kurzen Niets (Kennlinie 110) oder eines zu langen Niets (Kennlinie 120) fehlgeschlagen ist, kann dies auf ein Werkstück falscher Dicke hinweisen. Das hier verwendete System und Verfahren bietet damit den zusätzlichen Vorteil einer aktiven Rückkopplung an den Benutzer für den Fall, dass Probleme bei dem Setzvorgang festgestellt werden.
Sobald das System angezeigt hat, dass ein bestimmter Setzvorgang von den vorgegebenen Referenzwerten abweicht, kann die Bedienperson beispielsweise feststellen, ob die während des Setzvorgangs gemessene Zeitdifferenz kleiner oder größer als die vorgegebene Referenzzeit ist. Ist die gemessene Zeitdifferenz größer als die vorgegebene Referenzzeit, liefert 3 einen deutlichen Hinweis darauf, dass eine Abweichung erkannt ist, da die Druck/Zeit-Kennlinie entweder dem Verlauf von 120 oder 130 folgt. Ist dagegen die gemessene Zeitdifferenz zwischen T_s und T_e kleiner als die vorgegebene Referenzzeit, ist die Druck/Zeit-Kennlinie aller Wahrscheinlichkeit nach dem Verlauf von 110 gefolgt, die anzeigt, dass ein zu kurzer Nietkörper verwendet wurde. Hier kann die Bedienperson oder auch die Vorrichtung selbst die Werte P_m oder T_m ermitteln, um den genauen Grund für die Abweichung während des Überwachungsvorgangs zu erfahren. Die Steuerschaltung (18) kann wieder mit entsprechenden Algorithmen vorprogrammiert werden, und zwar nicht nur um eine Abweichung zu erkennen, sondern auch um über ein Ausgangssignal anzuzeigen, warum die Abweichung festgestellt wurde. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn die Blindseite des gesetzten Niets nicht optisch geprüft werden kann. Ist zum Beispiel ein Blindniet gesetzt, dessen Länge nicht ausreicht, um einen genügend verformten Abschnitt auf seiner Blindseite zu bilden, wird auch eine optische Prüfung dieses spezielle Problem nicht erkennen, denn die Verformung kann gerade ausreichend sein, dass die Bedienperson keinen fehlerhaft gesetzten Niet erkennen kann, bei Einsatz des entsprechenden Werkstücks jedoch der Fall eintreten kann, dass der Niet sich löst und zu einem folgenschweren Versagen führt. Das vorliegende Überwachungssystem kann dieses Risiko mindern, indem es bei einem nicht korrekt gesetzten Blindniet eine Warnung ausgibt.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht außerdem darin, dass das Steuersystem zur Aufzeichnung eines Herstellprotokolls für das jeweilige Nietsetzwerkzeug verwendet werden kann. Dies ist insbesondere bei automatisierten Nietvorgängen vorteilhaft, bei denen der Nietautomat so programmiert werden kann, dass eine eingestellte Nietmenge in einer eingestellten Reihenfolge angebracht werden kann. Insbesondere sind automatisierte Nietsetzsysteme bereits bekannt, einschließlich des automatisierten Nietsystems POINT & SET (Warenzeichen) der Anmelderin (wie unter anderem in den europäischen Patentveröffentlichungen Nr. EP-A-0 995 519 und EP-A-0 995 518 beschrieben), bei denen die Beschickung des Niets in das Nietsetzwerkzeug (12) automatisiert ist. Dieser Hinweis ist nur beispielhaft zu verstehen, um deutlich zu machen, dass es eine Vielzahl an Möglichkeiten gibt, diesen Typ von Blindniet in diesen Typ von Setzwerkzeug automatisch einzuführen. Mit automatisierten Systemen können auch Niete unterschiedlicher Abmessungen in ein und dasselbe Nietsetzwerkzeug eingeführt werden (vorausgesetzt, die Dorndurchmesser sind konstant), wobei einfach mit Hilfe computerisierter Steuerungen Niete aus unterschiedlichen Magazinen gezielt zugeführt werden. Bei solchen automatisierten Systemen ist es daher wichtig sicherzustellen, dass der richtige Niet in der richtigen Reihenfolge gesetzt ist, damit die Zuverlässigkeit des mit solchen Nieten gefügten Werkstücks gewährleistet ist. Die Bedienperson muss hier bei jeder automatisierten Aufgabe das automatisierte Nietsystem vorprogrammieren, damit eine eingestellte Nietanzahl in einer bestimmten Reihenfolge gefördert wird, wobei die Nietabmessungen zwischen den Setzvorgängen in einer vorgegebenen Reihenfolge variieren können, um unterschiedliche Größen/Dicken von Werkstücken zu befestigen (zum Beispiel). Gleichzeitig mit der Festlegung der Nietreihenfolge kann das Überwachungssystem auch mit den für den Niet in der bestimmten Reihenfolge jeweils vorgegebenen Referenzwerten vorprogrammiert werden, wie zuvor bereits beschrieben. In jeder Phase des Nietsetzens führt das System somit einen Nietsetzüberwachungsvorgang durch, wie zuvor beschrieben, wozu es die entsprechenden vorgegebenen Referenzwerte verwendet. Das System dient somit nicht nur dazu, jeden Nietsetzvorgang auf Einhaltung der Toleranzen zu überwachen, sondern es erkennt auch, dass der richtige Niet in der richtigen Phase der Setzfolge gesetzt worden ist. Falls ein Niet mit falschen Abmessungen in einer bestimmten Phase gesetzt wird, stimmen nämlich die diesem Nietsetzvorgang zugeordneten vorgegebenen Referenzwerte nicht mit den gemessenen Kraft- oder Zeitwerten für den während dieses Vorgangs tatsächlich gesetzten Niet überein. Das System zeigt dann eine Abweichung an, d.h. dass ein bestimmter Nietsetzvorgang als fehlgeschlagen betrachtet wird, und die Bedienperson kann anhand früherer Messungen und dem entsprechenden Kennlinienverlauf auch feststellen, warum es zu dieser Abweichung gekommen ist.
Falls von dem Nietwerkzeug kein Niet aufgenommen ist und mit der Nietsetzung begonnen wird, wird wieder aus den resultierenden Kraft/Druck-Messungen über der Zeit das Problem klar erkannt, da es dabei im Grunde zu einem linearen Anstieg des Drucks über der Zeit kommt. Durch Erfassung der Werte T_e und T_s (bzw. deren Fehlen) kann erstens festgestellt werden, dass die gemessene Zeitdifferenz von dem vorgegebenen Referenzwert abweicht und somit auf einen Fehler hinweist, und zweitens zeigt die Auswertung des linearen Anstiegs der Druck/Zeit-Kennlinie an, dass die Fehlerursache darin liegt, dass während dieses Setzvorgangs kein Niet vorhanden war.
Das System und das Verfahren zur Überwachung von Befestigungselementen ist in gleicher Weise anwendbar auf Mehrfachniet-(oder Befestigungs-)Werkzeugsysteme, bei denen anstelle eines einzigen Nietwerkzeugs, das mehrere verschiedene Typen und Abmessungen von Blindnieten zum Setzen dieser verschiedenen Typen in einer vorgegebenen Reihenfolge aufnimmt, eine Reihe von Nietwerkzeugen verwendet werden kann, die jeweils für eine bestimmte Geometrie oder einen bestimmten Typ von Niet ausgelegt sind, wobei das Steuersystem so programmiert ist, dass das richtige Nietsetzwerkzeug eingesetzt wird, wenn der diesem Werkzeug zugeordnete Niettyp in einer bestimmten gewünschten Reihenfolge benötigt wird. In diesem Fall wird das Computersteuersystem einfach mit der richtigen Reihenfolge für den Nietsetzvorgang vorprogrammiert, damit der richtige Kopf in der richtigen Reihenfolge eingesetzt wird. Ein jedes Nietsetzwerkzeug ist, wie zuvor beschrieben, mit einem entsprechenden Druckwandler ausgestattet, der ein entsprechendes Signal zur Auswertung in einer Zentraleinheit der Steuerschaltung liefert, ebenso wie vorstehend beschrieben, wobei ein von dem jeweiligen Wandler erhaltenes Signal hinsichtlich der vorgegebenen Referenzwerte für die von dem jeweiligen Nietsetzwerkzeug verwendeten Niete ausgewertet wird.
In ihrer einfachsten Form wird die vorliegende Erfindung einfach zur Lieferung eines Ausgangssignals verwendet, falls die gemessene Zeitdifferenz zwischen Dorneindringzeit und maximaler Setzzeit im Vergleich zu einer vorgegebenen Referenzzeit als nicht annehmbar angesehen wird, wobei das Ausgangssignal der Bedienperson entweder optisch (z.B. über ein rotes Licht) oder akustisch (Alarm) anzeigt, dass bei dem Nietsetzvorgang ein Problem aufgetreten ist. Die Bedienperson kann dann frei entscheiden, welche Maßnahmen sie als Reaktion auf einen als fehlerhaften erkannten Nietsetzvorgang treffen soll.
Das System kann auch mit der Möglichkeit eines Programmeingriffs ausgestattet sein, bei dem das System zurückgesetzt werden und die Bedienperson mit dem Nietsetzen fortfahren kann, sobald die schlechte Nietung korrigiert ist.
Das System kann auch zur Ausgabe eines zweiten Ausgangssignals ausgelegt werden, das angibt, dass ein annehmbarer Nietsetzvorgang erkannt wurde, indem z.B. die Betätigung einer zweiten Lichtquelle, z.B. eines grünen Lichts, signalisiert, dass der Nietsetzvorgang in Ordnung ist. Diese Ausgangssignale können auch als Grundlage eines Zählvorgangs dienen um sicherzustellen, dass während einer bestimmten Aufgabe auch die richtige Nietanzahl angebracht wurde, wobei eine Bedienperson den Beginn einer Aufgabe eingibt, die eine vorgegebene, in ein bestimmtes Werkstück zu setzende Nietanzahl benötigt, und überprüft, dass die richtige Nietanzahl gesetzt ist, bevor sie zu einer neuen Aufgabe übergehen kann. Dieser Nietzählvorgang kann auch automatisiert erfolgen, wobei die Nietmengen an dem jeweiligen Arbeitsplatz überwacht werden und die Nachbestellung dieser Niete automatisiert erfolgt, wodurch die Lagerbestandskontrolle solcher Nietbauteile wirksam verbessert wird.
Der Vorteil dieser Art von System besteht hauptsächlich darin, dass es vollkommen flexibel ist, sobald es die Erstdaten erfasst hat. Es kann zuverlässig bestätigen, dass jeder Niet korrekt gesetzt ist, indem es ein gemessenes Setzprofil mit einem optimalen Arbeitsprofil (das wiederum durch Auswertung des entsprechenden Niettyps in dessen erforderlichem Arbeitsumfeld vorgegeben werden kann) vergleicht. Es kann auch darüber Auskunft geben, dass alle Niete in die richtigen Bohrlöcher und mit der korrekten Klemmlänge gesetzt sind. Es bietet auch die Möglichkeit, die Zahl der gesetzten Niete zu überwachen und auch anzugeben, wenn ein Niet ins Leere gesetzt wurde.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass das System die Funktion des Nietsetzwerkzeugs selbst überwachen kann. Bei optimaler Funktion sind die Spannbacken (68) dieses Setzwerkzeugs so ausgebildet, dass sie den Dornschaft (70) während des Betriebs sehr zuverlässig und fest ergreifen. Durch wiederholten Einsatz der Spannbacken und die im Betrieb von den Spannbacken auf die Dornschäfte übertragenen hohen Drücke kommt es jedoch zu Verschleißerscheinungen der Spannbacken. Dieser Verschleiß führt schließlich zu Schlupf, d.h. wenn die Spannbacken zuerst am Dornschaft angreifen und dann eine Zugkraft aufgebracht wird, kann es vorkommen, dass sie am Dornschaft „abrutschen", bevor sie ihn fest genug ergreifen können, damit eine Setzkraft korrekt übertragen wird. Das hier verwendete Meßverfahren wird allerdings von keinem anfänglichen Schlupf beeinträchtigt, denn während sich Schlupf zwar in einem erhöhten Wert T_e (Dorneindringzeit) in der Druck/Zeit-Kennlinie bemerkbar macht, hat er keinerlei Auswirkung auf die Zeitdifferenz zwischen Eindringzeit und Setzzeit. Indem jedoch wieder eine annehmbare Eindringzeit vorgegeben wird (wieder durch Auswertung einer durchschnittlichen Dorneindringzeit für einen bekannten Satz von Nieten), kann das System auch diesen Parameter überwachen, wobei in dem Fall, dass die Eindringzeit für einen bestimmten Setzvorgang den der vorgegebenen optimalen Dorneindringzeit zugeordneten Toleranzbereich überschreitet, das System Spannbackenschlupf anzeigen kann, indem es ein entsprechendes Ausgangssignal liefert, damit die Bedienperson die Spannbacken gegebenenfalls austauschen oder reparieren kann.
Zwar wird bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel die Anwendung des Überwachungsverfahrens und -systems auf herkömmliche Blindniete (14), wie anhand von 1 beschrieben, behandelt, jedoch ist das System gleichermaßen anwendbar auf andere Blindniettypen und andere Blindbefestigungselemente. Zu den anderen, sich von den dargestellten unterscheidenden Blindniettypen zählen Blindniete vom Abschältyp, bei denen die Niethülse (76) nicht einfach verformt wird, sondern in eine Reihe von „Streifen" unterteilt wird, die sich an die Rückseite des Werkstücks anlegen. Das System ist aber auch anwendbar auf Blindniete mit geschlossenem Ende, bei denen der Dornkopf in einem Nietkörper mit geschlossenem Becher zurückgehalten wird, wobei der Nietkörper über den größeren Teil seiner Länge einen Innendurchmesser aufweist, der kleiner als der Durchmesser bis zum Kopf ist. Bei diesen beiden Blindniettypen kann das System ohne jegliche Veränderungen angewendet werden, da mit dem Dornkopf die gleiche Funktion erreicht wird, indem er durch Hineinziehen in den Hauptkörper des zylindrischen Niets diesen verformt und mit der Rückseite des Werkstücks zur Anlage bringt.
Dieses Verfahren ist auch auf andere Arten von Blindbefestigungselementen anwendbar, wie Blindnietmuttern (wie die von der Anmelderin unter dem Warenzeichen POP NUT vertriebenen) oder sonstige Arten von im wesentlichen rohrförmigen Befestigungselementen, bei denen das entgegengesetzte Ende (das blinde Ende) verformt und mit der Rückseite eines Werkstücks in Eingriff gebracht wird. Beispielsweise kann anstelle eines Dornkopfes, der mit der Außenfläche des rohrförmigen Körpers zu dessen Verformung in Eingriff gelangt, der Dornschaft mit dem entgegengesetzten Ende in Schraubeingriff gehalten werden, um ebenfalls die Verformung dieser Blindseite des Niets bis zum Eingriff mit dem Werkstück zu erzielen. Das Setzen all dieser rohrförmigen Körper folgt dem Verlauf der gleichen Kraft/Zeit-Kennlinie, wie sie anhand herkömmlicher Blindniete beschrieben wurde, es muss also vor der Verformung des rohrförmigen Körpers eine entsprechende Setzkraft oder ein entsprechender Setzdruck festgelegt werden. Das erfindungsgemäße System ist ebenso anwendbar.
Die Verwendung des Begriffs „Befestigungselement" oder „Niet" ist aus Gründen der Klarheit so zu verstehen, dass damit alle Blindbefestigungselemente gemeint sind, die einen im wesentlichen rohrförmigen Körper aufweisen, dessen blindes Ende verformt wird, bis es zur Anlage an der Rückseite eines Werkstücks gelangt, was durch Übertragung einer Kraft auf das blinde Ende über einen entsprechenden Dorn erfolgt, der mit dem freien Ende in Eingriff ist, um diese Verformung zu bewerkstelligen. Während in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel das Messen von Druck über der Zeit beschrieben ist, ist auch die auf das Befestigungselement einwirkende Kraft oder Last ohne weiteres genau errechenbar und diesem Druck direkt proportional. Die Überwachung ist somit erreicht, indem die von dem Nietsetzwerkzeug auf den Dorn ausgeübte Kraft oder der Druck in Abhängigkeit von der Zeit überwacht wird, entweder durch Ermittlung des Drucks oder der genauen Kraftbeaufschlagung.

Claims

Verfahren zur Überwachung des Setzens eines Blindbefestigungselementes (14) mit einer rohrförmigen verformbaren Hülse (76) und einem Dorn (72), der einen die rohrförmige Hülse (76) durchdringenden Schaft (70) und an seinem einen Ende einen erweiterten Dornkopf (74) aufweist, wobei das Verfahren folgenden Schritt umfasst: – Messen eines elektronischen Signals in Abhängigkeit von der Zeit, das die während des Setzvorgangs auf das Befestigungselement einwirkende Kraft anzeigt; – Ermitteln einer Setzkraft und einer zugehörigen Setzzeit aus dem Signal; dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende Schritte umfasst: – Ermitteln einer Dorneindringkraft und einer zugehörigen Dorneindringzeit aus dem Signal, wobei die Dorneindringkraft die an dem Punkt aufgebrachte Kraft ist, an dem die Verformung der Hülse (76) beim Hineinziehen des erweiterten Dornkopfes (74) einsetzt; – Ermitteln der Zeitdifferenz zwischen der Dorneindringzeit und der Setzzeit und Vergleich der Zeitdifferenz mit einer vorgegebenen, dem Befestigungselement zugeordneten Referenzzeit um festzustellen, ob das Befestigungselement einem vorgegebenen annehmbaren Setzvorgang entsprechend gesetzt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Differenz zwischen der Setzkraft und der Dorneindringkraft ermittelt und mit einer vorgegebenen Referenzkraftdifferenz verglichen wird um festzustellen, ob das Befestigungselement einem vorgegebenen annehmbaren Setzvorgang entsprechend gesetzt ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Ausgangssignal erzeugt wird, wenn sich herausstellt, dass das Befestigungselement nicht dem vorgegebenen annehmbaren Setzvorgang entsprechend gesetzt ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abweichung der ermittelten Zeitdifferenz zu der Referenzzeitdifferenz ausgewertet wird, wenn sich herausstellt, dass das Befestigungselement nicht dem vorgegebenen Setzvorgang entsprechend gesetzt ist, um die Ursache der Nichtübereinstimmung zu erkennen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die vorgegebene Referenzzeitdifferenz als Zeitdifferenz zwischen der Dorneindringzeit und der Dornsetzzeit eines in einem bekannten Werkstück gesetzten Blindbefestigungselementes ermittelt wird und bei dem Vergleich der gemessenen Zeitdifferenz mit der vorgegebenen Referenzzeitdifferenz festgestellt wird, ob die gemessene Zeitdifferenz die Referenzzeitdifferenz um einen vorgegebenen Wert überschreitet, der einen leeren Setzvorgang anzeigt, und ein Ausschusssignal erzeugt wird, wenn ein solcher leerer Setzvorgang erkannt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei ferner ein Mindestkraftwert ermittelt wird, nachdem die Dorneindringkraft ermittelt ist, sowie eine zugehörige Mindestkraftzeit, und wenigstens ein Mindestkraftwert oder eine Mindestkraftzeit mit einem vorgegebenen Mindestkraftwert bzw. einer vorgegebenen Mindestkraftzeit verglichen wird, um die Ursache der Nichtübereinstimmung zu erkennen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als weiterer Schritt über eine Sichtanzeige eine graphische Darstellung der überwachten Kraftbeaufschlagung auf den Niet in Abhängigkeit von der Zeit erfolgt.
Verfahren zur Überwachung einer Reihe von Setzvorgängen für wenigstens zwei unterschiedliche Blindbefestigungselemente, das folgenden Schritt umfasst: Vorgabe der Abfolge der in dieser Reihe zu setzenden Blindbefestigungselemente und Überwachen des Setzvorgangs für das jeweilige Befestigungselement in dieser Reihe gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die vorgegebene Referenzzeit eines jeden der wenigstens zwei unterschiedlichen Blindbefestigungselemente gegenüber den jeweiligen Setzvorgängen für das entsprechende Befestigungselement in dieser Reihe voreingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 8 in Verbindung mit Anspruch 2, wobei der vorgegebene Referenzkraftwert eines jeden der wenigstens zwei unterschiedlichen Blindbefestigungselemente gegenüber den jeweiligen Setzvorgängen für das entsprechende Befestigungselement in dieser Reihe voreingestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die vorgegebene Referenzzeit mittels Durchführung mehrerer Setzvorgänge für die jeweils gewählte Art von Befestigungselement ermittelt wird, ein Signal gemessen wird, das die während des Setzvorgangs auf das Befestigungselement aufgebrachte Kraft in Abhängigkeit von der Zeit anzeigt; aus dem Signal eine Dorneindringkraft und eine zugehörige Dorneindringzeit für jeden der mehrfachen Vorgänge ermittelt wird; aus dem Signal eine Setzkraft und eine zugehörige Setzzeit für jeden der mehrfachen Vorgänge ermittelt wird; die ermittelten Werte von Dorneindringkraft, Dorneindringzeit, Setzkraft und maximaler Setzzeit für mehrfache Vorgänge gemittelt werden und die Zeitdifferenz zwischen gemittelter Dorneindringzeit und gemittelter Setzzeit berechnet wird, um die vorgegebene Referenzzeitdifferenz zu erhalten.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die vorgegebene Referenzzeit mittels Durchführung mehrfacher Setzvorgänge für die jeweils gewählte Art von Befestigungselement ermittelt wird, ein Signal gemessen wird, das die während des Setzvorgangs auf das Befestigungselement aufgebrachte Kraft in Abhängigkeit von der Zeit anzeigt; aus dem Signal eine Dorneindringkraft und eine zugehörige Dorneindringzeit für jeden der mehrfachen Vorgänge ermittelt wird; aus dem Signal eine Setzkraft und eine zugehörige Setzzeit für jeden der mehrfachen Vorgänge ermittelt wird; die Zeitdifferenz zwischen Dorneindringzeit und Setzzeit ermittelt wird; die ermittelten Werte der Zeitdifferenzen für die mehrfachen Vorgänge gemittelt werden, um die vorgegebene Referenzzeitdifferenz zu erhalten.
Verfahren nach Anspruch 8 oder einem der Ansprüche 9 bis 11 in Verbindung mit Anspruch 8, wobei die mehrfachen Setzvorgänge mittels mehrerer unterschiedlicher Setzwerkzeuge durchgeführt werden, wobei während eines Setzvorgangs von dem jeweiligen Setzwerkzeug ein die Kraftbeaufschlagung anzeigendes elektronisches Signal erzeugt wird und die jeweiligen elektronischen Signale entsprechend der vorgegebenen Setzreihenfolge der Blindbefestigungselemente nacheinander ausgewertet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ferner die gemessene Dorneindringzeit mit einer vorgegebenen Dorneintrittszeit verglichen wird um feststellen zu können, ob bei einem Satz Spannbacken eines Setzwerkzeugs für Befestigungselemente Verschleiß aufgetreten ist.
Blindnietsetzsystem, umfassend: ein Setzwerkzeug (12) für Befestigungselemente zum Setzen eines Blindbefestigungselementes (14) mit einer rohrförmigen verformbaren Hülse (76) und einem Dorn (72), der einen die rohrförmige Hülse (76) durchdringenden Schaft (70) und an seinem einen Ende einen erweiterten Dornkopf (74) aufweist, und mit einem Ziehschaft (58) und einer damit in Wirkverbindung stehenden Spannbackenanordnung (60), die an dem Schaft (70) zur Anlage gebracht werden und diesen ergreifen kann; einen Signalgenerator (99) zur Erzeugung eines Signals, das die während eines Setzvorgangs auf ein Blindbefestigungselement (14) einwirkende Kraft anzeigt; gekennzeichnet durch eine einen Signalprozessor zum Messen des Signals in Abhängigkeit von der Zeit aufweisende Systemsteuerschaltung (18), mit der das Signal zur Ermittlung einer einer Dorneindringzeit zugehörigen Dorneindringkraft ausgewertet werden kann, wobei die Dorneindringkraft die an dem Punkt aufgebrachte Kraft ist, an dem die Verformung der Hülse (76) beim Hineinziehen des erweiterten Dornkopfes (74) einsetzt; eine einer Setzzeit zugehörige Setzkraft; und wobei ferner hieraus die Differenz zwischen der Dorneindringzeit und der Setzzeit ermittelt und diese Zeitdifferenz mit einer dem Befestigungselement zugehörigen vorgegebenen Referenzzeitdifferenz verglichen wird.
System nach Anspruch 14, das mehrere Setzwerkzeuge (12) zum Setzen von Blindbefestigungselementen (14) aufweist, wobei die Werkzeuge jeweils einen zugehörigen Signalgenerator (99) aufweisen zur Erzeugung eines Signals, das die während eines Setzvorgangs auf ein Blindbefestigungselement (14) einwirkende Kraft anzeigt, wobei mit der Systemsteuerschaltung (18) die jeweiligen elektronischen Signale entsprechend der vorgegebenen Setzreihenfolge der Blindbefestigungselemente nacheinander ausgewertet werden können.
System nach Anspruch 14 oder 15, das ferner eine Beschickungsautomatik aufweist, mit der dem Setzwerkzeug Blindbefestigungselemente zugeführt werden.
System nach Anspruch 16, wobei mit der Beschickungsautomatik mindestens zwei unterschiedliche Blindbefestigungselemente zuführbar sind.
System nach einem der Ansprüche 14 bis 17, wobei das Setzwerkzeug (12) für Befestigungselemente einen hydraulisch betätigten Kolben (88) zur Kraftbeaufschlagung des Befestigungselementes umfasst und der Signalgenerator einen Druckwandler (99) enthält.
System nach einem der Ansprüche 14 bis 18, wobei der Signalprozessor eine Sichtanzeige zur Darstellung der Signalausgabe in Abhängigkeit von der Zeit umfasst.
System nach einem der Ansprüche 14 bis 19, das weiterhin einen Signalgenerator zur Erzeugung eines Ausgangssignals umfasst, falls das Setzen eines Befestigungselementes der dem Befestigungselement zugeordneten vorgegebenen Referenzzeitdifferenz nicht entspricht, sowie eine Anzeigeeinrichtung, die aufgrund des Ausgangssignals betätigt wird.