DE102011122938B3

DE102011122938B3 - Setzgerät

Info

Publication number: DE102011122938B3
Application number: DE102011122938.1A
Authority: DE
Inventors: Alexander Hildebrandt; Johannes Stoll
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2011-12-19
Filing date: 2011-12-19
Publication date: 2016-01-28
Anticipated expiration: 2031-12-20

Abstract

Setzgerät zum Einbringen von Befestigungsmitteln (2) in Befestigungsausnehmungen (3), mit einem Gehäuse (5), in dem ein Aktorglied (8) beweglich aufgenommen ist und mit einer im Gehäuse (5) linearbeweglich längs einer Bewegungsachse (14) angeordneten Schwungmasse (17), die mit dem Aktorglied (8) bewegungsgekoppelt ist, sowie mit einer Anschlagfläche (18), die dem Aktorglied (8) gegenüberliegend angeordnet ist und die einen Endanschlag für eine Linearbewegung des Aktorglieds (8) bildet, wobei die Anschlagfläche (18) als Innenfläche des Gehäuses (5) ausgebildet ist und wobei eine Außenfläche des Gehäuses (5) als Andruckfläche (22; 52) für die Einleitung von Kräften auf das Befestigungsmittel (2) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (5) zumindest bereichsweise von einem Griffteil (53) umgeben ist, das längs der Bewegungsachse (14) des Aktorglieds (8) schiebebeweglich am Gehäuse (5) angeordnet ist, wobei zwischen dem Griffteil (53) und dem Gehäuse (5) eine Federeinrichtung (55) und/oder eine Dämpfungseinrichtung (55) angeordnet ist, und dass dem Griffteil (53) oder dem Gehäuse (5) ein Schaltmittel (56, 57) zur benutzergeführten Steuerung eines Energiestroms an das Aktorglied (8) zugeordnet ist, das derart angeordnet ist, dass eine Schaltfunktion bei einer vorgebbaren Positionierung des Griffteils (53) gegenüber dem Gehäuse (5) ausgelöst wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Setzgerät zum Einbringen von Befestigungsmitteln in Befestigungsausnehmungen, mit einem Gehäuse, in dem ein Aktorglied beweglich aufgenommen ist und mit einer im Gehäuse linearbeweglich längs einer Bewegungsachse angeordneten Schwungmasse, die mit dem Aktorglied bewegungsgekoppelt ist, sowie mit einer Anschlagfläche, die dem Aktorglied gegenüberliegend angeordnet ist und die einen Endanschlag für eine Linearbewegung des Aktorglieds bildet, wobei die Anschlagfläche als Innenfläche des Gehäuses ausgebildet ist und wobei eine Außenfläche des Gehäuses als Andruckfläche für die Einleitung von Kräften auf das Befestigungsmittel ausgebildet ist, wobei das Gehäuse zumindest bereichsweise von einem Griffteil umgeben ist, das längs der Bewegungsachse des Aktorglieds schiebebeweglich am Gehäuse angeordnet ist, wobei zwischen dem Griffteil und dem Gehäuse eine Federeinrichtung und/oder eine Dämpfungseinrichtung angeordnet ist.
Setzgeräte werden zur Erleichterung von Montagevorgängen, beispielsweise im Bereich der Automobilindustrie, eingesetzt. Dort ist es bekannt, eine Vielzahl von Bauteilen mittels entsprechender Befestigungsmittel an anderen Bauteilen zu befestigen. Exemplarisch ist die Verwendung eines Setzgeräts zur Anbringung von Verkleidungsteilen an Karosserieteilen eines Kraftfahrzeugs zu nennen, wobei die Befestigungsmittel dazu eingesetzt werden, eine dauerhafte Verbindung zwischen den Verkleidungsteilen und den Karosserieteilen zu schaffen. Bei den eingesetzten Befestigungsmitteln handelt es sich beispielsweise um im Wesentlichen nagelartig geformte Befestigungszapfen, die einen Kopfbereich mit großem Querschnitt und einen sich daran anschließenden Schaftabschnitt mit kleinem, insbesondere mit variierendem, Querschnitt aufweisen. Der Schaftabschnitt ist zur Festlegung in einer Befestigungsausnehmung vorgesehen, die beispielsweise in einem Karosseriebauteil ausgebildet sein kann. Dabei weist der Schaftabschnitt zumindest bereichsweise einen Querschnitt auf, der größer als ein Querschnitt der Befestigungsausnehmung ist, um eine form- und/oder kraftschlüssige Festlegung des Befestigungsmittels in der Befestigungsausnehmung zu ermöglichen. Der Kopfbereich ist zur flächigen Anlage an dem zu befestigenden Verkleidungsteil ausgebildet. Für den Setzvorgang muss ein Impuls auf das Befestigungsmittel ausgeübt werden, der so bemessen ist, dass der Schaftabschnitt des an der Befestigungsausnehmung angesetzten Befestigungsmittels unter elastischer oder teilweise plastischer Deformation in die Befestigungsausnehmung eingebracht werden kann und dort festgelegt wird.
Aus der DE 43 08 708 A1 ist eine Nagelmaschine mit einem Antriebskolben, der in einem Antriebszylinderkörper verschiebbar angeordnet ist, bekannt. Der Antriebskolben wird durch Druckluft angetrieben, die an die obere Endfläche des Antriebskolbens im Antriebszylinderkörper zugeführt wird. Ferner umfasst die Nagelmaschine ein Rückstossabsorptionsglied, das im Antriebszylinderkörper oberhalb des Antriebskolbens vorgesehen ist, das eine nach unten gerichtete Nutzfläche aufweist, die grösser als die nach oben gerichtete Nutzfläche des Antriebskolbens ist und das entlang der Antriebsachse des Antriebskolbens verschiebbar ist. Somit ist der Antriebskolben verschiebbar im Antriebszylinderkörper angeordnet und wird durch Luftdruck impulsweise derart angetrieben, dass beispielsweise ein Nagel mit einem an den Antriebskolben gekoppelten Treiber in eine Wand gehämmert werden kann.
Die DE 2 204 160 offenbart ein pneumatisches Schlaggerät, bestehend aus einem Arbeitszylinder, in welchem ein Kolben verschiebbar gelagert ist, einem Verteilerorgan des Druckmediums, einem mit einem Handgriff versehenen Mantel und einem Arbeitswerkzeug, wobei der Arbeitszylinder als Dilatationszylinder ausgebildet ist und aus einem Reaktionselement und einem Führungselement besteht, die gleichachsig verschiebbar in einem Körper gelagert sind, gegenüber welchem sowohl das Reaktionselement als auch das Führungselement in axialer Richtung selbständig jeweils mittels wenigstens eines vorgespannten elastischen Elementes abgefedert sind und wobei der Handgriff mit dem angeschlossenen Mantel gegenüber dem Körper verschiebbar gelagert und in axialer Richtung mittels wenigstens eines vorgespannten elastischen Elementes abgefedert ist.
Die DE 195 06 942 A1 offenbart eine Nagelmaschine zum Antreiben eines Nagel-Schlagmechanismus zum Schlagen eines zu einem Gehäuse zugeführten Nagels, wobei das Antriebsventil durch das Zusammenwirken des Auslösevorgangs eines Auslösehebels und der Bewegung eines Kontaktarmes in Richtung des oberen Totpunktes betätigt wird, welche ausgeführt wird, wenn der Kontaktarm gegen ein Element bzw. Werkstück gedrückt wird, zu dem ein Nagel getrieben wird. Die Antriebsvorrichtung hat einen Sperrmechanismus, welcher derart arbeitet, daß die Bewegung des Kontaktarmes zum oberen Totpunkt und der Auslösevorgang des Auslösehebels, welcher der Bewegung des Kontaktarmes folgt, zusammenwirken, so daß das Antriebsventil in einen Betriebszustand gesperrt wird und das Antriebsventil aus diesem Sperrzustand gelöst wird, wenn der Auslösehebel gelöst wird
Die DE 10 2007 019 901 A1 offenbart ein Werkzeug mit einem Griff, der einen stabförmigen Fortsatz zum Einschieben eines Clips in eine Solllage und einen zugeordnetem Kraftsensor für eine Ermittlung einer Einschubkraft umfasst, wobei dem Werkzeug ferner ein Abstandsmesser zugeordnet ist, der den Abstand zwischen einem Werkzeugteil, insbesondere dem Griff, und einer Oberseite eines der zusammenzufügenden Werkstücke erfasst, so dass die Länge des Einschubweges des Clips ermittelt werden kann.
Aus der DE 10 2009 002 976 A1 eine Handwerkzeugmaschine mit elektrischem Antriebsmotor bekannt, die ein Gehäuse mit mindestens zwei separaten und miteinander zu verbindenden Gehäuseteilen aufweist, wobei eines der Gehäuseteile ein Griffteil zum Halten und Führen der Handwerkzeugmaschine bildet. Ein mit mindestens einem der Gehäuseteile zusammenwirkendes Schwingungsreduktionselement ist vorgesehen, wobei das Griffteil die Außenseite des zweiten Gehäuseteils, bei dem es sich bevorzugt um das den Antriebsmotor aufnehmende Motorgehäuse handelt, zumindest teilweise umgreift bzw. umschließt und wobei in das Motorgehäuse eine sich in Radialrichtung erstreckende Ausnehmung eingebracht ist, in die ein mit dem Griffteil verbundenes Sicherungselement radial einragt. Das Schwingungsreduktionselement ist zwischen der Mantelfläche des Sicherungselements und der die Ausnehmungen begrenzenden Wandfläche angeordnet.
Die US 761414 A offenbart einen pneumatisch betreibbaren Niethammer mit einem Umschaltventil, das eine automatische Reversierbewegung eines Arbeitskolbens in einem Zylinderrohr gewährleistet, wobei eine Bereitstellung von Druckluft an das Umschaltventil mit Hilfe eines Handhebels erfolgt, der auf ein Drosselventil wirkt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Setzgerät zum Einbringen von Befestigungsmitteln in Befestigungsausnehmungen bereitzustellen, das eine einfache Aufbauweise mit einer geringen Rückschlagneigung und einer vorteilhaften Betätigung im Betriebsfall kombiniert.
Diese Aufgabe wird für ein Setzgerät der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Hierbei ist vorgesehen, dass dem Griffteil oder dem Gehäuse ein Schaltmittel zur benutzergeführten Steuerung eines Energiestroms an das Aktorglied zugeordnet ist, das derart angeordnet ist, dass eine Schaltfunktion bei einer vorgebbaren Positionierung des Griffteils gegenüber dem Gehäuse ausgelöst.
Mit einer derartigen Ausgestaltung des Setzgeräts wird eine automatische Auslösung des Impulses für das Setzgerät ermöglicht. Vorzugsweise ist das Schaltmittel derart am Gehäuse oder am Griffteil angeordnet, dass es den Energiestrom erst dann an das Aktorglied bereitstellt, wenn der Benutzer eine vorgebbare, insbesondere in Richtung des zu bearbeitenden Befestigungsmittels gerichtete, Kraft auf das Griffteil ausübt. Durch die Kraftausübung wird eine Verschiebung des Griffteils gegenüber dem Gehäuse bewirkt, durch die das Schaltmittel betätigt wird und die Impulsbereitstellung bewirkt. Sobald der Setzvorgang durchgeführt wurde und der Benutzer das Setzgerät vom Befestigungsmittel entfernt, wird durch eine Federeinrichtung eine Neutralstellung des Griffteils gegenüber dem Gehäuse bewirkt, in der das Schaltmittel nicht betätigt ist, so dass in diesem Zustand keine weitere Energiezufuhr an das Aktorglied erfolgt.
Ferner wird eine zusätzliche Entkopplung des Benutzers, der das Setzgerät vorzugsweise mit einer Hand führt und betätigt, von dem durch das Setzgerät bereitzustellenden Impuls auf das Befestigungsmittel erreicht. Für die gewünschte Entkopplung kann eine Federeinrichtung vorgesehen sein, beispielsweise eine Wendelfeder, die sich an einem Endbereich des Gehäuses und einem gegenüberliegend angeordneten Bodenbereich eines hülsenförmig ausgebildeten Griffteils abstützt. Ergänzend oder alternativ kann eine Dämpfungseinrichtung zwischen Gehäuse und Griffteil vorgesehen sein, die eine Relativbewegung zwischen diesen Komponenten bedämpft. Eine derartige Dämpfungseinrichtung kann als zwischen Gehäuse und Griffteil angeordnetes elastisches Silikonteil ausgebildet sein.
Die Ausgestaltung der Anschlagfläche als Innenfläche des Gehäuses ermöglicht es, auf eine nach Relativbewegung zwischen dem Gehäuse und einem beweglich am Gehäuse angeordneten Stößel, der auf das zu bearbeitende Befestigungsmittel wirkt, zu verzichten. Vielmehr dient erfindungsgemäß das Gehäuse selber als Stößel und weist hierzu die Andruckfläche auf, die auf die Geometrie des zu bearbeitenden Befestigungsmittels angepasst sein kann. Bei dem Befestigungsmittel handelt es sich beispielsweise um ein form- und/oder kraftschlüssig in einer Befestigungsausnehmung festlegbares Element, das insbesondere im Automobilbau zur Festlegung von Komponenten wie Verkleidungsteilen an Karosserieteilen eingesetzt wird. Vorzugsweise ist das Befestigungsmittel ein- oder mehrteilig aus Kunststoff und/oder Metall hergestellt und weist Deformationsbereiche auf, die während des Setzvorgangs elastisch und/oder plastisch deformiert werden und somit die gewünschte Festlegung des Befestigungsmittels in der Befestigungsausnehmung ermöglichen.
Das erfindungsgemäße Setzgerät wird, insbesondere mit dem Gehäuse, unmittelbar auf das zu bearbeitende Befestigungsmittel aufgesetzt. Eine Beabstandung zwischen dem als Impulsgeber dienenden Setzgerät (erfindungsgemäß das Gehäuse, beim Stand der Technik ein zum Gehäuse relativbeweglicher Stößel) und dem Impulsnehmer (dem Befestigungsmittel), die zu unerwünschten mechanischen Rückschlägen führen könnte, wird hierdurch zumindest weitgehend ausgeschlossen.
Ferner wird durch den Verzicht auf einen aus dem Stand der Technik bekannten, von außen zugänglichen, am Gehäuse relativbeweglich aufgenommenen Stößel das Verletzungsrisiko durch das Setzgerät erheblich reduziert. Die Gefahr eines Einklemmens von Körperteilen zwischen Stößel und Gehäuse entfällt beispielsweise vollständig.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Zweckmäßig ist es, wenn die Andruckfläche entgegengesetzt zur Anschlagfläche am Gehäuse ausgebildet ist und/oder eine Flächenachse oder Flächennormale der Anschlagfläche konzentrisch zu einer Flächenachse oder Flächennormale der Andruckfläche ausgerichtet ist. Hierdurch wird eine besonders effiziente Impulsübertragung vom Setzgerät auf das Befestigungsmittel gewährleistet. Sofern die Anschlagfläche und die Andruckfläche jeweils eben ausgebildet sind, ist es vorteilhaft, wenn die jeweiligen Ebenen parallel zueinander ausgerichtet sind. Wenn eine der beiden Flächen gekrümmt ausgebildet ist, beispielsweise wenn eine geometrische Anpassung der Andruckfläche an eine konvex gewölbte Oberfläche des Befestigungsmittels gewährleistet werden soll, ist es vorteilhaft, wenn die Flächenachse, bei der es sich insbesondere um eine Rotationssymmetrieachse handeln kann, der Andruckfläche konzentrisch zur Flächennormalen oder Flächenachse der Anschlagfläche ausgerichtet ist.
Vorteilhaft ist es, wenn das Aktorglied als Kolben oder als Kombination eines Kolbens und einer Kolbenstange eines pneumatisch betreibbaren Zylinders ausgebildet ist. Somit kann eine unmittelbare Umsetzung von zugeführter pneumatischer Energie in einen mechanischen Impuls erreicht werden, der auf das Befestigungsmittel eingeleitet wird. Der Zylinder kann insbesondere als einfachwirkender Zylinder mit einer einzigen Arbeitskammer oder als doppeltwirkender Zylinder mit zwei Arbeitskammern ausgebildet sein. Bei einem einfachwirkenden Zylinder kann ein Rückstellmittel, vorzugsweise ein Federspeicher, insbesondere eine Wendelfeder, vorgesehen sein, um eine Rückstellkraft bereitzustellen, wenn der Kolben durch Druckbeaufschlagung der Arbeitskammer aus einer Ruheposition in eine Funktionsposition bewegt wurde. Bei einem zweifachwirkenden Zylinder kann durch selektive Druckbeaufschlagung der beiden Arbeitskammern eine Reversierbewegung des Kolbens erreicht werden. Beispielhaft ist der Kolben unmittelbar im Gehäuse geführt, das somit als Zylinder dient und zusammen mit dem Kolben wenigstens eine Arbeitskammer bestimmt. Hierdurch kann ein Aufbau des Setzwerkzeugs mit besonders wenigen Komponenten erreicht werden.
Bevorzugt ist die Schwungmasse durch den Kolben oder durch die Kombination von Kolben und Kolbenstange oder durch eine Kombination von Kolben, Kolbenstange und einem, insbesondere starr mit der Kolbenstange gekoppelten, Zusatzgewicht gebildet. Bei einer ersten Ausführungsform dient der Kolben als solcher als Schwungmasse und ist für einen direkten Aufprall auf die Anschlagfläche ausgebildet. Alternativ ist der Kolben mit einer Kolbenstange versehen, so dass die Kombination dieser beiden Komponenten die Schwungmasse bildet und im Betriebsfall die Kolbenstange auf die Anschlagfläche auftrifft, um den gewünschten Setzimpuls für das Befestigungsmittel bereitzustellen. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kommt eine Kombination von Kolben, Kolbenstange und Zusatzgewicht zum Einsatz, da hierdurch in einfacher Weise durch geeignete Auswahl des Zusatzgewichts der gewünschte Impuls für den Setzvorgang vorgewählt werden kann und durch geeignete Druckbeaufschlagung der wenigstens einen Arbeitskammer auch bewirkt werden kann.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der pneumatisch betreibbare Zylinder in dem Gehäuse aufgenommen ist. Hierbei ist eine separate Herstellung des Gehäuses oder der Gehäuseteile und des Zylinders, der ein Zylindergehäuse und einen darin beweglich gelagerten Kolben sowie gegebenenfalls eine Kolbenstange umfasst, vorgesehen. Dies ermöglicht den Einsatz von Standardteilen, insbesondere von Standardzylindern, die zu geringen Kosten beschafft werden können. Ferner wird dadurch eine kostengünstige Fertigung des Gehäuses ermöglicht, da dieses keine hohen Anforderungen an Präzision erfüllen muss, da die Fluidführung für den Kolben im separat ausgebildeten Zylinder gewährleistet werden kann.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist an der Andruckfläche eine Werkzeugaufnahme für ein Setzwerkzeug, vorzugsweise für einen Setzdorn, insbesondere für einen formstabilen und kunststoffummantelten Setzdorn, ausgebildet. Die Werkzeugaufnahme dient zur Aufnahme eines Setzwerkzeugs, beispielsweise eines Setzdorns, der zumindest bereichsweise in das Befestigungsmittel eingreift und dieses während des Setzvorgangs stabilisiert und somit eine Ausrichtung des Befestigungsmittels gegenüber der Befestigungsausnehmung erleichtert. Ferner kann mit Hilfe eines Setzwerkzeugs eine gezielte Krafteinleitung in das Befestigungsmittel erreicht werden, so dass der vom Setzwerkzeug ausgeübte Impuls bezüglich des mit der Befestigungsausnehmung zu verriegelnden Bereichs des Befestigungsmittels wahlweise als Druckkraft oder als Zugkraft wirkt. Dies wird durch eine Krafteinleitung über das Setzwerkzeug entweder auf einen Bereich, der nach dem Setzvorgang noch vor der Befestigungsausnehmung liegt, oder auf einen Bereich, der nach dem Setzvorgang hinter der Befestigungsausnehmung liegt, erreicht werden. Vorzugsweise ist das Setzwerkzeug geometrisch derart auf das Befestigungsmittel angepasst, das eine reibschlüssige Aufnahme des Befestigungsmittels am Setzwerkzeug gewährleistet ist, wodurch die Handhabung des auf das Setzwerkzeug aufgesteckten Befestigungsmittels erleichtert wird. Besonders bevorzugt ist das Setzwerkzeug abseits seiner Andruckfläche zumindest teilweise mit einem Kunststoffmantel versehen, der elastisch ausgebildet ist, um einerseits eine zuverlässige vorübergehende Festlegung des Befestigungsmittels am Setzwerkzeug zu ermöglichen und andererseits während des Setzvorgangs eine Deformation des Befestigungsmittels auch im Eingriffsbereich des Setzwerkzeugs zu erleichtern.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass am Gehäuse ein Schaltmittel, insbesondere eine Ventileinrichtung, zur benutzergeführten Steuerung eines Energiestroms, insbesondere eines Fluidstroms, an das Aktorglied angeordnet ist. Mit dem Schaltmittel kann ein Bediener den Energiestrom an das Aktorglied beeinflussen, um zu einem geeigneten Zeitpunkt einen Impuls auf das Befestigungsmittel bereitzustellen. Exemplarisch ist das Schaltmittel als selbstrückstellendes 3/2-Wegeventil ausgebildet, dessen Ventilglied in einer Neutralstellung für eine Entlüftung einer Arbeitskammer eines pneumatisch betreibbaren Zylinders ausgebildet ist. In einer Arbeitsstellung, die beispielsweise durch Ausüben einer Druckkraft durch einen Bediener auf das Ventilglied bewirkt werden kann, findet eine Zufuhr von druckbeaufschlagtem Fluid in die Arbeitskammer statt. Dadurch werden das Aktorglied und damit die Schwungmasse beschleunigt und es kann bei Auftreffen der Schwungmasse auf die Anschlagfläche eine Impulsbereitstellung an das Befestigungsmittel erfolgen. Für die Rückkehr des Ventilglieds in die Neutralstellung findet eine neuerliche Entlüftung der Arbeitskammer statt und der Kolben kehrt in eine von der Anschlagfläche entfernte Ruhestellung zurück.
Vorteilhaft ist es, wenn dem Gehäuse und/oder dem Aktorglied wenigstens eine Sensoreinrichtung zugeordnet ist, die zur Detektion wenigstens eines Arbeitsparameters für die Durchführung des Setzvorgangs ausgebildet ist. Bei der Sensoreinrichtung kann es sich um einen Beschleunigungssensor handeln, der auf mechanischer oder elektromechanischer Basis arbeitet. Ein mechanischer Beschleunigungssensor kann derart ausgebildet sein, dass er eine Anzeigeeinrichtung, beispielsweise einen Schleppzeiger, aufgrund des auf das Befestigungsmittel eingeleiteten Impulses derart ansteuert, dass zumindest angezeigt wird, ob der ausgeübte Impuls ein vorgebbares Impulsniveau überschritten hat. Ein elektromechanischer Beschleunigungssensor, beispielsweise ein Halbleiter-Beschleunigungssensor, erfasst die Beschleunigung des Gehäuses und/oder des Aktorglieds während der Impulsausübung und erzeugt daraus ein elektrisches Signal, das die Höhe des Impulses repräsentiert. Dieses kann von einer geeigneten Verarbeitungseinrichtung verarbeitet werden, um beispielsweise dem Benutzer in einfacher Weise eine Unterscheidung zwischen einem erfolgreichen und einem erfolglosen Setzvorgang zu ermöglichen und/oder die durchgeführten Setzvorgänge zu Dokumentationszwecken und/oder zum Zweck vorbeugender Wartung für das Setzgerät zu speichern.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Hierbei zeigt:
1 eine perspektivische Darstellung einer nicht zur Erfindung gehörenden ersten Ausführungsform eines Setzgeräts,
2 eine Vorderansicht des nicht zur Erfindung gehörenden Setzgeräts gemäß der 1,
3 eine geschnittene Seitenansicht des nicht zur Erfindung gehörenden Setzgeräts gemäß der 1,
4 eine schematische Darstellung eines Befestigungsmittels und einer Befestigungsausnehmung und
5 eine geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform eines Setzgeräts.
In den 1 bis 3 ist eine nicht zur Erfindung gehörende Ausführungsform eines Setzgeräts 1 dargestellt, das zum Einbringen von Befestigungsmitteln 2 in Befestigungsausnehmungen 3 ausgebildet ist. Exemplarisch sind in der 4 ein Befestigungsmittel 2 und eine Befestigungsausnehmung 3, die in einem Bauteil 4 ausgebildet ist, dargestellt. Das Befestigungsmittel 2 ist als Kunststoffspritzgussteil ausgebildet und weist eine hinterschnittene Geometrie auf, mit der eine form- und kraftschlüssige Festlegung in der Befestigungsausnehmung 3 erreicht werden soll.
Das Setzgerät 1 ist exemplarisch als fluidisch betreibbares Setzgerät 1 ausgebildet, bei dem mit Hilfe eines druckbeaufschlagten Fluids, das von einer nicht dargestellten Druckquelle, insbesondere einer Druckluftquelle, bereitgestellt wird, ein mechanischer Impuls bereitgestellt werden kann, der dazu nutzbar ist, das Befestigungsmittel 2 in die Befestigungsausnehmung 3 einzubringen. Hierzu sind in einem exemplarisch im Wesentlichen zylinderhülsenförmig ausgebildeten Gehäuse 5 ein Kolben 6 und eine Kolbenstange 7 als Bestandteile eines Aktorglieds 8 beweglich angeordnet. Um eine einfache Aufbauweise für das Setzgerät 1 zu gewährleisten, sind der Kolben 6 und die Kolbenstange 7 in einem Zylindergehäuse 9 aufgenommen und bilden mit diesem einen Fluidzylinder 10. Das Zylindergehäuse 9 ist in einem der Kolbenstage 7 abgewandten Endbereich unter Zwischenschaltung eines Dämpfungsrings 11, der aus einem elastischen Material hergestellt sein kann, an einem radial nach innen gewandten, umlaufenden Ringbund 12 abgestützt. Zur Festlegung des Zylindergehäuses 9 am Gehäuse 5 ist exemplarisch eine Schraubverbindung vorgesehen, bei der eine Mutter 15 auf einen Gewindeabschnitt 16 des Zylindergehäuses 9 aufgeschraubt ist und an einer Augenfläche des Ringbunds 12 abgestützt ist.
An einem distalen, dem Kolben 6 abgewandten Endbereich der Kolbenstange 7 ist ein Zusatzgewicht 17 angebracht, insbesondere angeschraubt. Bei dem Zusatzgewicht 17 handelt es sich exemplarisch um ein zylindrisch ausgebildetes Metallstück, das in seinen Abmaßen an das Gehäuse 5 und an den Fluidzylinder 10 angepasst ist. Durch die geometrische Anpassung des Zusatzgewichts 17 an das Gehäuse 5 ist gewährleistet, dass das Zusatzgewicht reibungsarm und im Wesentlichen spielfrei in dem vom Gehäuse 5 bestimmten Zylinderraum schiebebeweglich längs einer Bewegungsachse 14 aufgenommen ist. Durch die geometrische Anpassung des Zusatzgewichts 17 an den Fluidzylinder 10 und an das Gehäuse 5 ist sichergestellt, dass das Zusatzgewicht 17 in einer nicht dargestellten Funktionsstellung, in der ein maximaler Abstand zum Zylindergehäuse 9 vorliegt, auf eine am Gehäuse ausgebildete Anschlagfläche 18 auftreffen kann. Beim Auftreffen des Zusatzgewichts 17 auf die Anschlagfläche 18 wird die kinetische Energie des aus Kolben 6, Kolbenstange 7 und Zusatzgewicht 17 gebildeten Aktorglieds 8 in einen mechanischen Impuls gewandelt, der über das Gehäuse 5 an das Befestigungsmittel 2 weitergegeben werden kann.
Vorliegend ist die Anschlagfläche 18 als Stirnfläche eines auswechselbaren Einsatzteils 19 ausgebildet. Das Einsatzteil 19 bildet einen funktionalen Bestandteil des Gehäuses 5, mit dem es im Einsatzfall, insbesondere über nicht dargestellte Schraubverbindungen, fest verbunden ist. Das Einsatzteil 19 weist an einer der Anschlagfläche 18 abgewandten Vorderseite eine Werkzeugaufnahme 20 für ein Setzwerkzeug 21 auf. Exemplarisch ist die Werkzeugaufnahme 20 als zylindrisches Sackloch ausgebildet, in die das ebenfalls zylindrisch ausgebildete Setzwerkzeug 21 reibschlüssig eingesteckt werden kann. Eine formschlüssige Verriegelung zwischen Werkzeugaufnahme 20 und Setzwerkzeug 21 könnte beispielsweise mittels eines nicht dargestellten Bajonettverschlusses oder einer Gewindeverbindung realisiert werden. Bei dem Setzwerkzeug 21 dient eine der Anschlagfläche 18 abgewandte Stirnseite als Andruckfläche 22, die für eine Einleitung von Kräften auf das Befestigungsmittel 2 ausgebildet ist.
Bei dem in 3 dargestellten Befestigungsmittel 2 ist in einer Ausnehmung 23 eine Auflagefläche 24 ausgebildet, an der die Andruckfläche 22 des Setzwerkzeugs 21 zur Anlage kommt, sobald das Befestigungsmittel 2 auf das Setzwerkzeug 21 aufgeschoben wird. Durch Einleiten des mechanischen Impulses vom Setzgerät 1 auf die Auflagefläche 24, der dort als Druckkraft einwirkt, wird das Befestigungsmittel 2, sofern es an der Befestigungsausnehmung 3 angesetzt ist, in diese hineingezogen.
Vorliegend ist der Fluidzylinder als einfachwirkender Zylinder ausgebildet, der lediglich eine mit Fluid beaufschlagbare Arbeitskammer 27 aufweist. Eine Zu- und Abfuhr von druckbeaufschlagtem Fluid in die bzw. aus der Arbeitskammer 27 ist über eine Versorgungsbohrung 28 gewährleistet, die an einer Außenoberfläche des Gehäuses 5 ausmündet, wie dies in der 1 erkennbar ist.
Eine Bereitstellung von druckbeaufschlagtem Fluid in die Arbeitskammer 27 kann vorzugsweise über ein in nicht näher dargestellter Weise ausgebildetes, exemplarisch als Ventileinrichtung ausgebildetes Schaltmittel 29 erfolgen, das in nicht dargestellter Weise mit einer Fluidquelle, insbesondere einer Druckluftquelle gekoppelt ist. In einer Neutralstellung des Schaltmittels 29 kann beispielsweise eine Entlüftung der Arbeitskammer 27 des Fluidzylinders 10 vorgesehen sein, so dass der Kolben 6, die damit gekoppelte Kolbenstange 7 und das Zusatzgewicht 17 aufgrund der Wirkung einer im Fluidzylinder 10 integrierten Rückstellfeder 30 in eine nicht dargestellte Ruheposition verfahren wird. Ausgehend von dieser Ruheposition, in der die Arbeitskammer 27 ein minimales Volumen einnimmt, kann durch Betätigung des Schaltmittels 29 eine Zufuhr von druckbeaufschlagtem Fluid in die Arbeitskammer 27 erfolgen. Durch die Druckkraft des Fluids wird das Aktorglied 8 entgegen der Federwirkung der Rückstellfeder 30 aus der Ruhestellung in Richtung der Aufschlagfläche 18 beschleunigt. Bei ausreichender Fluidversorgung der Arbeitskammer 27 trifft das Zusatzgewicht 17 des Aktorglieds 8 auf die Aufschlagfläche 18 auf, wodurch die kinetische Energie des Aktorglieds 8 als mechanischer Impuls auf das Gehäuse 5 und von dort über die Werkzeugaufnahme 20 auf das Setzwerkzeug 21 übertragen wird.
Bei einer Weiterbildung des in den 1 bis 3 dargestellten Setzgeräts 1, die in der 5 als Setzgerät 50 dargestellt ist, wobei hier für funktionsgleiche Komponenten die gleichen Bezugszeichen wie beim Setzgerät 1 verwendet werden und auf eine neuerliche Beschreibung dieser Komponenten verzichtet wird, ist das Gehäuse 5 abschnittsweise von einer Griffhülse 53 umgeben. Dabei ist die Griffhülse 53 derart an das Gehäuse 5 angepasst, dass sie sich verschieblich gegenüber dem Gehäuse 5 bewegen lässt, ohne eine Kippbewegung gegenüber dem Gehäuse 5 vollführen zu können. Die Griffhülse 53 ist endseitig mit einem Deckel 54 verschlossen, dessen Innenoberfläche als Stützfläche für ein, exemplarisch als Silikonring ausgebildetes, elastisches Kopplungsmittel 55 dient. Das zwischen der Griffhülse 53 und dem Gehäuse 5 angeordnete Kopplungsmittel 55 dient als Federeinrichtung und als Dämpfungseinrichtung für eine lineare Relativbewegung zwischen Griffhülse 53 und Gehäuse 5.
Exemplarisch ist an einer Außenoberfläche des Gehäuses 5 abweichend vom Setzgerät 1 beim Setzgerät 50 ein in axialer Richtung ansteuerbares, beispielhaft als Ventileinrichtung ausgebildetes Schaltmittel 56 angeordnet. Das Schaltmittel 56 weist eine stiftförmige Ventilbetätigung 57 auf, die beispielsweise unmittelbar auf ein im Schaltmittel 56 enthaltenes Ventilglied wirkt. Eine Betätigung des Schaltmittels 56 findet statt, wenn ein Benutzer das Setzgerät 50 mit der Andruckfläche 52 auf ein nicht dargestelltes Befestigungsmittel presst und dadurch – unter Deformation des Kopplungsmittels 55 – eine Verschiebung der Griffhülse 53 gegenüber dem Gehäuse 5 längs der Bewegungsachse 14 bewirkt, die zu einem mechanischen Kontakt zwischen der Griffhülse 53 und der Ventilbetätigung 57 führt. Dadurch wird der Fluidstrom vom Schaltmittel 56 in die Arbeitskammer 27 freigegeben und der Setzvorgang wird stets unter der Voraussetzung vorgenommen, dass vor der Impulsübertragung auf das Befestigungsmittel eine ausreichende Anpresskraft vom Setzgerät 50 auf das Befestigungsmittel ausgeübt wird.
Ferner umfasst das Setzgerät 50 gemäß der 5 ein abweichend vom Setzgerät 1 ausgebildetes Einsatzteil 51, das wahlweise gegen das Einsatzteil 19 des Setzgeräts 1 nach den 1 bis 3 ausgetauscht werden kann. Bei dem Einsatzteil 51 gemäß der 5 ist unmittelbar an einer der Anschlagfläche 18 entgegengesetzten Stirnseite eine konkav ausgebildete Andruckfläche 52 ausgebildet, die zur Anlage an einem nicht dargestellten, abschnittsweise konvex ausgebildeten Befestigungsmittel dient und auf dieses eine Druckkraft ausüben kann, die dann auch bezüglich der Befestigungsausnehmung, in die das Befestigungsmittel eingebracht werden soll, als Druckkraft wirkt.

Claims

Setzgerät zum Einbringen von Befestigungsmitteln (2) in Befestigungsausnehmungen (3), mit einem Gehäuse (5), in dem ein Aktorglied (8) beweglich aufgenommen ist und mit einer im Gehäuse (5) linearbeweglich längs einer Bewegungsachse (14) angeordneten Schwungmasse (17), die mit dem Aktorglied (8) bewegungsgekoppelt ist, sowie mit einer Anschlagfläche (18), die dem Aktorglied (8) gegenüberliegend angeordnet ist und die einen Endanschlag für eine Linearbewegung des Aktorglieds (8) bildet, wobei die Anschlagfläche (18) als Innenfläche des Gehäuses (5) ausgebildet ist und wobei eine Außenfläche des Gehäuses (5) als Andruckfläche (22; 52) für die Einleitung von Kräften auf das Befestigungsmittel (2) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (5) zumindest bereichsweise von einem Griffteil (53) umgeben ist, das längs der Bewegungsachse (14) des Aktorglieds (8) schiebebeweglich am Gehäuse (5) angeordnet ist, wobei zwischen dem Griffteil (53) und dem Gehäuse (5) eine Federeinrichtung (55) und/oder eine Dämpfungseinrichtung (55) angeordnet ist, und dass dem Griffteil (53) oder dem Gehäuse (5) ein Schaltmittel (56, 57) zur benutzergeführten Steuerung eines Energiestroms an das Aktorglied (8) zugeordnet ist, das derart angeordnet ist, dass eine Schaltfunktion bei einer vorgebbaren Positionierung des Griffteils (53) gegenüber dem Gehäuse (5) ausgelöst wird.
Setzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Andruckfläche (22; 52) entgegengesetzt zur Anschlagfläche (18) am Gehäuse (5) ausgebildet ist und/oder eine Flächenachse oder Flächennormale der Anschlagfläche (18) konzentrisch zu einer Flächenachse oder Flächennormale der Andruckfläche (22; 52) ausgerichtet ist.
Setzgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktorglied (8) als Kolben (6) oder als Kombination eines Kolbens (6) und einer Kolbenstange (7) eines pneumatisch betreibbaren Zylinders (10) ausgebildet ist.
Setzgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwungmasse durch den Kolben (6) oder durch die Kombination von Kolben (6) und Kolbenstange (7) oder durch eine Kombination von Kolben (6), Kolbenstange (7) und einem Zusatzgewicht (17) gebildet ist.
Setzgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwungmasse durch eine Kombination von Kolben (6), Kolbenstange (7) und einem Zusatzgewicht (17) oder durch eine Kombination von Kolben (6), Kolbenstange (7) und einem starr mit der Kolbenstange gekoppelten Zusatzgewicht (17) gebildet ist.
Setzgerät nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der pneumatisch betreibbare Zylinder (10) in dem Gehäuse (5) aufgenommen ist.
Setzgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Andruckfläche (22; 52) eine Werkzeugaufnahme (20) für ein Setzwerkzeug (21), vorzugsweise für einen Setzdorn ausgebildet ist.
Setzgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Gehäuse ein Schaltmittel (29), insbesondere eine Ventileinrichtung, zur benutzergeführten Steuerung eines Energiestroms an das Aktorglied (8) angeordnet ist.
Setzgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Gehäuse (5) und/oder dem Aktorglied (8) wenigstens eine Sensoreinrichtung zugeordnet ist, die zur Detektion wenigstens eines Arbeitsparameters für die Durchführung des Setzvorgangs ausgebildet ist.