用于将铆钉压和固定到构件孔中的振动铆接工具及其使用方法技术

本发明专利技术涉及一种用于将铆钉（３）压和固定到飞行器构件（８）的构件孔（７）中的振动铆接工具（１，１５）。该振动铆接工具（１，１５）包括铆钉容器（２，１４）和用于产生高静压力（５）的驱动单元（４，１６）。根据本发明专利技术，该静压力（５）通过机械振动（１１，１９）被叠加，机械振动的振幅大体上在铆钉的纵轴线（６）的方向上作用。结果，将铆钉（３）压和固定在构件孔（７）中所必须的力减小，这样根据本发明专利技术的振动铆接工具（１，１５）的整体尺寸和质量与传统的铆接工具相比更小／更低。由于小的整体尺寸和轻的重量，该振动铆接工具（１，１５）可以更容易地集成在自动化铆接工艺中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于将铆钉压和固定到构件(特别是飞行器构件)的构件孔中的振动铆接工具，所述振动铆接工具具有铆4丁容器和驱动单元，所述驱动单元在铆^"的纵轴线方向上产生静压力。
技术介绍
飞行器制造中的振动铆接工具和铆接锤的已知实施例使用相当大的机械力(特别是作用在铆钉的轴向上)来将铆钉压到铆钉孔中。在该情况下，铆接工具必须施加重达一公吨(大约10kN)的力。由于压铆钉所需要的相当大的力，铆接工具必须被配置成相当大且重。因此，在用于连接构件的自动化铆接的情况下，需要重达一公吨的铆接机器。铆接工艺的更先进的自动化过程(例如通过使用传统的工业铰接臂式机器人，从而也允许构件在不易接近的工作位置被自动地铆接)因此受到阻碍。从US 5 027 490已知一种装置，用于将铆钉插入到叠置的工件中。该复杂且重的装置尤其包括驱动单元和振动单元。首先通过驱动单元施加用于压铆钉的静态力，同时振动单元在铆钉已经实际固定就位之后减小工件中的机械应力。DE 197 29 368 Al也涉及一种用于机械地接合片状金属板、型材和/或多层金属连接的装置和方法。在该铆接装置的情况下，铆钉通过具有相对较低的冲击能量的高频冲击而被驱动到工件中，冲垫被弹性阻尼地安装为用于挺杆的墩座。冲垫的弹性刚度和/或阻尼根据待接合的片状金属板的共振频率进行调整。没有提供用于产生高频振动的单独的发生器。从US 3 483 611进一步已知一种使用力和超声来将两个构件接合在一起的装置。例如由纺织尼龙织物所制造的第一构件是盘状的，而待连接到其上的第二构件可以由金属或者塑料材料制造，且包括指向上的小的尖头、点或者长钉。两个构件在与传统的模压机相似的装置中被接合在一起。通过同时使用lkHz至100kHz且振动幅度达0.635mm的超声波和力，下方第二构件的尖头刺穿上方第一构件，所述尖头被力和超声至少部分地塑性化，以被变形为蘑菇形。该装置无法在两个片状金属板之间进行传统铆接。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种铆接工具，该铆接工具与传统的铆接锤具备相同的铆接能力，且与传统的铆接锤相比轻很多。上述的目的通过包括权利要求1所述特征的铆接工具来实现。由于提供了至少一个振动发生器用于产生机械振动，所述机械振动的振幅叠加静压力，通过本专利技术的振动铆接工具可以使询相对较小的压力将铆钉插入或者压到铆钉孔中。因此，该振动铆接工具的重量与传统的铆接锤相比可以得到相当大的减小。振动铆接工具的重量减小的结果使得铆接工艺可以自动化，而以前，由于铆接锤的重量较重而不能自动化。机械振动的振幅可以以0°至90。之间的任何所需的角度作用在铆钉的纵轴线上。可选地，在操作期间，该角度可变，这可以通过例如旋转振动发生器来实现。该至少一个振动发生器优选地在超声范围内工作，频率范围在10Hz和lMHz的范围内。一种有益的实施例允许机械振动的振幅相对于铆钉的纵轴线平行和/或横向延伸。结果，振动铆接工具结构更简单更紧凑。优选地，机械振动的振幅平行于铆钉的纵轴线延伸。振动铆接工具的一种有益结构允许调节机械振动的频率，优选为连续地调节。因此，可以这样调节机械振动频率，例如使其与将#:连接的构件的频率一致。由于这样实现的共振效应，所需的压力可以进一步减小。在该振动铆接工具的另一有益变形中，机械振动的强度、特别是机械振动的振幅可以被调节，优选为连续地调节。因此，叠加机械压力的振动的效果可以根据将被接合的构件的材料属性而变化。根据另一有益配置，允许在高达lkHz的驱动频率下，机械振动的频率将在高达10kHz的频率范围内可变。因此，可以产生更有效地支持将铆钉压到构件孔中的机械振动。如果所述至少一个振动发生器的(基)频率是100kHz, 10kHz的频率范围或者频率间隔意味着在例如1kHz的驱动频率(抖动频率)下，100kHz的所述机械振动可以在95kHz至105kHz ( = 100kHz ± 5kHz )之间的频率范围之内变动。特别优选地，所述至少一个振动发生器的频率在共振点附近变化。此外，本专利技术涉及一种用于将铆钉压和固定到飞行器构件内的构件孔中的方法。由于由驱动单元所产生的静压力作用在铆4丁的纵轴线上，由至少一个振动发生器所产生的机械振动叠加该静压力以，使将铆钉压到构件孔内的工艺更加便利，构件可以;故更快地铆4娄。本方法的一种有益变形允许机械振动的振动向量大体上平行于和/或横向于铆钉的纵轴线而作用。结果，所需的压力在很大的程度上得以减小。铆接工具的其它有益配置及其使用方法在其它权利要求中公开。附图说明附图中图1示出了振动铆接工具的第一变型；以及图2示出了振动铆接工具的第二变型；相同的结构元件具有相同的参考标记。具体实施例方式图1示出了振动铆接工具的第一变型。其中，振动铆接工具1包括用于容纳铆钉3的铆钉容器2和驱动单元4。驱动单元4产生相当大的纯机械静压力5,该压力5大体上平行于铆钉的纵轴线6而作用。为了使得将铆钉3压到构件8内的构件孔7中的工艺更加便利，用于产生机械振动11的振动发生器9、 10安置在铆钉容器2的区域内，该振动的振幅与静压力5叠加。在图1所示的实施例中，振动发生器9、 10在铆钉容器2的区域中彼此径向相对安置。原理上，也可以仅将振动发生器9或者振动发生器10安置在铆钉容器2的一侧上。此外，可以i殳置多于两个的振动发生器，优选地，该多于两个的振动发生器在铆钉容器2的区域中和/或在驱动单元4的区域中彼此周向等距安置。机械振动11由两个振动发生器9、 IO产生，该机械振动的振幅大体上平行于双箭头12、 13而延伸。通过叠加压力5与机械振动11使得压并由此将铆钉3固定到构件8的构件孔7中的工艺更加便利。结果，与传统的铆接工具和铆接锤相比，显著减小的压力5已足够，这样根据本专利技术的振动铆接工具1可被配置成结构更轻、且具有可比的或者更高的铆接能力。由于与传统的铆钉头相比更低的总重，根据本专利技术的振动铆接工具1例如可以更容易地用在传统的工业铰接臂式机器人中，用于构件的自动化铆接。通过控制和调节单元(未示出)，可以调节、优选可以连续地调节由振动发生器9、 10所产生的机械振动11的频率和/或振幅。如果机械振动11的频率被调节成大体上与将被铆接的构件的共振频率一致，可以进一步减小压力5。机械振动11的振幅的变化的结果使得可以增加叠加压力5的^/L械振动11的强度，以1吏压该铆4丁 3的工艺更加^f更利。由两个振动发生器9、 10所产生的机械振动11的频率优选地在10Hz至lMHz之间，且优选地在超声范围之内。在一个变型中，机械振动ll可以在高达10kHz的频率间隔之内变化。在这种情况下，借于改变机械振动11的驱动频率优选地高达lkHz ("抖动频率")。结果，进一步增加了使得机械振动11的压工艺更加便利的作用。在图1中的示例的一种变型中，机械振动11的振幅也可与铆钉的纵轴线6成横向地而不是成纵向地作用在铆钉容器2或者铆钉3上。此外，机械振动11的振幅可以与铆钉的纵轴线6成0。至90。的所需角度。此外，振动发生器9、 10被枢转地安置成当使用振动铆接装置时，叠加的4/L械振动的振动向量的空间取向可以关于铆钉的纵轴线6调节。由两个振动发生器9、 IO所发出的机械振动ll可以用压电元件产生，该压电元件具有对应的S敫活电,兹本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种振动铆接工具（１，１５），用于将铆钉（３）压和固定到构件（８）的、特别是飞行器构件的构件孔（７）中，所述振动铆接工具（１，１５）包括铆钉容器（２，１４）和驱动单元（４，１６），所述驱动单元（４，１６）在铆钉的纵轴线（６）方向上产生静压力（５），其特征在于，提供了用于产生机械振动（１１，１９）的至少一个振动发生器（９，１０，１８），所述机械振动（１１，１９）的振幅叠加所述静压力（５）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍斯特考特，
申请(专利权)人：空中客车运营有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]