DE102013208267A1

DE102013208267A1 - Abzugssicherung für ein Setzgerät zum Setzen eines Befestigungselements

Info

Publication number: DE102013208267A1
Application number: DE201310208267
Authority: DE
Inventors: Uwe Frank; Alain Erni
Original assignee: Adolf Wuerth GmbH and Co KG
Current assignee: Adolf Wuerth GmbH and Co KG
Priority date: 2013-05-06
Filing date: 2013-05-06
Publication date: 2014-11-06
Also published as: EP2801447A1

Abstract

Auslösemechanismus (130) zum Auslösen des Setzens eines Befestigungselements (66) in ein Zielobjekt (62, 64) mittels eines Setzgeräts (30), wobei der Auslösemechanismus (130) ein Abzugsbetätigungselement (58) und ein Sicherungsbetätigungselement (60) aufweist und derart eingerichtet ist, dass mittels Betätigens des Abzugsbetätigungselements (58) eine Antriebseinheit (94) zum Bereitstellen von Antriebsenergie für das Setzen des Befestigungselements (66) aktivierbar ist, mittels, insbesondere nachfolgenden, Betätigens des Sicherungsbetätigungselements (60) eine Auslösesperre (96), die das Auslösen des Setzens des Befestigungselements (66) mittels nochmaligen Betätigens des Abzugsbetätigungselements (58) vor Entsperren der Auslösesperre (96) sperrt, entsperrbar ist, und mittels nochmaligen Betätigens des Abzugsbetätigungselements (58) nach Entsperren der Auslösesperre das Setzen des Befestigungselements (66) auslösbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Auslösemechanismus zum Auslösen des Setzvorgangs eines Befestigungselements in ein Zielobjekt mittels eines Setzgeräts, ein Setzgerät, eine Setzanordnung und ein Verfahren zum Auslösen des Setzens eines Befestigungselements in ein Zielobjekt mittels eines Setzgeräts.
Zum Setzen von Befestigungselementen wie Nägel, Bolzen oder dergleichen ist es bekannt, Geräte zu verwenden, in denen ein Stößel ruckartig vorwärtsgetrieben wird, der an dem Befestigungselement angreift und dieses in den Untergrund eintreibt. Damit der Stößel einen für das Eintreiben des Befestigungselements ausreichenden Impuls übertragen kann, soll er einerseits auf eine hohe Geschwindigkeit beschleunigt werden und andererseits mit einer ausreichend großen Masse versehen oder verbunden sein. Um die hohe Geschwindigkeit zu erreichen, sind unterschiedliche Antriebsarten bekannt, beispielsweise explosionsbetriebene Geräte, in denen eine Treibladung gezündet wird. Ebenfalls bekannt sind Geräte, bei denen eine rotierende Schwungmasse mit dem Stößel über eine Kupplung verbunden ist. Bei allen Arten von Antrieben muss der Stößel wieder in seine Ausgangsposition zurückbewegt werden, um dann einen nächsten Befestigungsvorgang durchführen zu können. Diese Rückwärtsbewegung kann durch mechanische Verbindungen, bei explosionsbetriebenen Geräten durch Umlenken eines Teils der Antriebsgase, oder manuell von Hand verwirklicht werden. Um einen Setzprozess auszulösen, betätigt ein Benutzer ein entsprechendes Betätigungselement.
EP 2,429,768 offenbart ein Setzgerät zum schlagartigen Setzen von Nägeln, Bolzen oder dergleichen, das einen Schlagkörper mit einer Schlagmasse aufweist, der über einen Stößel an dem Kopf des zu setzenden Bolzenelements angreift und dieses in den Untergrund eintreibt. Zum Antreiben des Schlagkörpers ist ein Antrieb vorgesehen, der aus zwei einen Durchgang zwischen sich bildenden Schwungrädern besteht, die gegenläufig um zwei parallele Drehachsen rotieren. Der zwischen diese Schwungräder eingeschobene Schlagkörper ist in Querrichtung etwas größer als der Abstand der Schwungräder voneinander, so dass diese mit großer Kraft an der Oberfläche des Schlagkörpers angreifen und ihn in Richtung auf den zu setzenden Bolzen beschleunigen. Nach dem Verlassen der Schwungräder schlägt der Stößel auf den Bolzen. Um den Schlagkörper zwischen den beiden Schwungrädern hindurch wieder zurückkehren zu lassen, ohne diese voneinander zu entfernen, wird der Schlagkörper um seine Längsachse gedreht, bis in eine Position, in der seine Quererstreckung kleiner ist als der Abstand zwischen den beiden Schwungrädern. Dadurch lässt er sich mit geringem Aufwand durch ein Gummiband in seine Ausgangsposition zurückziehen, wo er wieder in die ursprüngliche Winkelposition zurückgedreht wird.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein weiter verbessertes System zum Setzen eines Befestigungselements bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände mit den Merkmalen gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Weitere Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen gezeigt.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Auslösemechanismus zum Auslösen des Setzens eines Befestigungselements (zum Beispiel eines Niets) in ein Zielobjekt mittels eines Setzgeräts geschaffen, wobei der Auslösemechanismus ein Abzugsbetätigungselement (insbesondere eine Abzugsbetätigungstaste) und ein Sicherungsbetätigungselement (insbesondere eine Sicherungsbetätigungstaste) aufweist und derart eingerichtet ist, dass mittels Betätigens des Abzugsbetätigungselements eine Antriebseinheit (insbesondere ein Antriebsmotor, der weiter insbesondere Schwungräder zum Beschleunigen eines Stößels des Setzgeräts antreiben kann) zum Bereitstellen von Antriebsenergie für das Setzen des Befestigungselements aktivierbar (insbesondere einschaltbar, so dass durch das Aktivieren eine Versorgung mit Antriebsenergie beginnt) ist, mittels (insbesondere nachfolgenden) Betätigens des Sicherungsbetätigungselements eine Auslösesperre, die das Auslösen des Setzens des Befestigungselements mittels nochmaligen Betätigens des Abzugsbetätigungselements vor Entsperren der Auslösesperre sperrt, entsperrbar ist, und mittels nochmaligen Betätigens des Abzugsbetätigungselements nach Entsperren der Auslösesperre das Setzen des Befestigungselements auslösbar ist.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Setzgerät zum Setzen eines Befestigungselements bereitgestellt, wobei das Setzgerät eine Antriebseinheit zum Antreiben eines beweglichen Stößels zum Setzen des Befestigungselements in ein Zielobjekt und einen Auslösemechanismus mit den oben beschriebenen Merkmalen zum Auslösen des Setzens des Befestigungselements aufweist.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist eine Setzanordnung bereitgestellt, die ein Setzgerät mit den oben beschriebenen Merkmalen zum Setzen eines Befestigungselements und das Befestigungselement aufweist, das insbesondere setzbereit an oder in dem Setzgerät montiert sein kann.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Auslösen des Setzens eines Befestigungselements in ein Zielobjekt mittels eines Setzgeräts bereitgestellt, wobei bei dem Verfahren ein Abzugsbetätigungselement des Setzgeräts zum Aktivieren einer Antriebseinheit zum Bereitstellen von Antriebsenergie für das Setzen des Befestigungselements betätigt wird, (insbesondere nachfolgend) ein Sicherungsbetätigungselement des Setzgeräts zum Entsperren einer Auslösesperre betätigt wird, die das Auslösen des Setzens des Befestigungselements mittels nochmaligen Betätigens des Abzugsbetätigungselements vor dem Entsperren der Auslösesperre sperrt, und das Abzugsbetätigungselement nach Entsperren der Auslösesperre zum Auslösen des Setzens des Befestigungselements nochmals betätigt wird.
Erfindungsgemäß ist das Auslösen eines Setzprozesses zum Setzen eines Befestigungselements, wie eines Niets, mit hoher Sicherheit und gleichzeitig hohem Bedienkomfort ermöglicht, wobei simultan bei kurzer Setzzeit ein energiesparender Betrieb des oft als Handgerät ausgebildeten Setzgeräts ermöglicht ist. Die hohe Sicherheit ist erreichbar, indem das Auslösen des Setzprozesses nur ermöglicht wird, wenn ein Benutzer vor dem Auslösen mittels des Abzugsbetätigungselements eine Abzugssperre durch Betätigen des Sicherungsbetätigungselements betätigt hat, womit ein unbeabsichtigtes Auslösen unterbunden ist. Der hohe Bedienkomfort ist dadurch erreicht, dass die kombinatorische Betätigung von Abzugsbetätigungselement und Sicherungsbetätigungselement in äußerst intuitiver Weise an dem Setzgerät implementiert ist. Indem ferner das Starten der Antriebseinheit bereits bei einer zeitlich vorgelagerten ersten Betätigung des Abzugsbetätigungselements erfolgt, ist die Setzzeit kurz, da der Antriebsmotor bereits in Gang gesetzt worden ist, wenn der eigentliche Setzprozess ausgelöst wird. Durch das zeitlich vorgelagerte Starten des Antriebsmotors sind an diesem in energiesparender Weise Spitzenbelastungen einer zugehörigen Energieversorgungseinheit (insbesondere eines Akkumulators) vermieden, da der Antriebsmotor langsamer hochfahrbar ist, ohne dass sich dadurch die Setzzeit verlängern würde, da vor der Ermöglichung des Auslösens des Setzens benutzerseitig ja noch die Sicherheitssperre zu überwinden ist. Ein sicher betreibbares und gleichzeitig benutzerfreundlich bedienbares Setzgerät kann damit mit wenigen Bauteilen realisiert werden.
Ein Setzgerät, das Niete hochdynamisch eintreibt, sollte höchsten Sicherheitsanforderungen genügen, um ein unbeabsichtigtes und gefährliches Auslösen eines Setzprozesses auszuschließen. Dabei ist erfindungsgemäß sichergestellt, dass der Setzvorgang nur ausgelöst wird, wenn der Anwender bewusst die Abzugsmechanik betätigt. Der bewusste Auslösevorgang erfolgt erfindungsgemäß über zwei unabhängige Betätigungselemente (insbesondere Tasten bzw. Schalter). Dabei ist ein Sicherungsbetätigungselement zu betätigen (insbesondere eine Sicherheitstaste zu drücken), damit ein Abzugsbetätigungselement (insbesondere eine Abzugs-/Triggertaste) zum Auslösen des Setzprozesses freigegeben wird, d.h. eine vorzugsweise mechanisch wirkende Auslösesperre ist zu überwinden. Der Anwender soll beim Eintreibvorgang das Setzgerät möglichst kurz an die Anwendung bzw. an ein Zielobjekt, in welches das Befestigungselement zu setzen ist, pressen müssen. Aus physikalischen Gründen benötigt aber der Antriebsmotor zum Starten auf die höchste Drehzahlstufe einen gewissen Zeitraum. Gleichzeitig soll das vorzugsweise batteriebetriebene Setzgerät möglichst wenig Energie beziehen, um die Akkulaufzeit zu maximieren. Getrennt vom Abzugsbetätigungselement befindet sich ein Sperrglied, welches das Abzugsbetätigungselement solange blockiert, bis das Sicherungsbetätigungselement betätigt wird. Wird das Sicherungsbetätigungselement nicht gedrückt, kann der Anwender durch Antippen des Abzugsbetätigungselements den Antriebsmotor starten. Eine Freigabe zum Starten des Eintreibprozesses erfolgt erst, wenn das Sicherungsbetätigungselement gedrückt wurde und anschließend das Abzugsbetätigungselement nochmal betätigt wird.
Im Weiteren werden zusätzliche exemplarische Ausführungsbeispiele des Auslösemechanismus, des Setzgeräts, der Setzanordnung und des Verfahrens beschrieben.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Auslösemechanismus derart eingerichtet sein, dass nur bei kontinuierlichem Betätigen des Abzugsbetätigungselements über ein Zeitintervall, das einen vorgegebenen ersten Schwellwert überschreitet, die Antriebseinheit aktiviert wird. Zum Beispiel kann ein kurzes Antippen des Abzugs den Antriebsmotor starten bzw. in Gang setzen. Das erste Zeitintervall kann zum Beispiel zwischen 0,1 Sekunden und 2 Sekunden betragen. Durch ein relativ kurzes Betätigen des Abzugsbetätigungselements kann der Motor gestartet werden, damit das Setzgerät für einen nachfolgenden Setzvorgang direkt einsatzbereit ist.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Auslösemechanismus derart eingerichtet sein, dass bei einem abermaligen Betätigen des Abzugsbetätigungselements über ein Zeitintervall, das einen vorgegebenen zweiten Schwellwert, der insbesondere größer als der erste Schwellwert ist, überschreitet, die Antriebseinheit wieder deaktiviert (insbesondere ausgeschaltet, d.h. von einer Energieversorgung getrennt) wird. Der zweite Schwellwert kann zum Beispiel zwischen 2 Sekunden und 5 Sekunden betragen und kann bei eingeschaltetem Antriebsmotor diesen wieder in einen deaktivierten Zustand bringen, wenn ein Benutzer das Setzgerät ausschalten möchte. Diese Folge kann bevorzugt davon abhängig gemacht werden, dass das abermalige Betätigen des Abzugsbetätigungselements vor Betätigen des Sicherungsbetätigungselements erfolgen muss, um die Deaktivierung auszulösen.
Der Startvorgang des Antriebsmotors soll gemäß der beschriebenen Ausgestaltung mit kurzzeitigem Drücken ausgelöst werden, bei erneutem längerem Drücken soll sich das Setzgerät wieder ausschalten. Das Setzgerät bezieht dann nur kurzzeitig Energie, läuft also nicht andauernd und ist daher energieeffizient betreibbar. Durch die unterschiedlichen Zeitintervalle ist ohne die Notwendigkeit einer separaten Taste ein benutzerdefiniertes Steuern des Antriebsmotors ermöglicht. Zusätzlich kann eine Abschaltung nach einem vorgegebenen Zeitraum, beispielsweise 20 Sekunden, erfolgen, wenn kein Setzvorgang ausgelöst wurde.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Auslösemechanismus derart eingerichtet sein, dass ein erster Betätigungshub (d.h. eine erste Wegstrecke, über die hinweg das Abzugsbetätigungselement zum Vollenden des ersten Betätigungsprozesses gedrückt werden muss, um den ersten Betätigungserfolg – das Aktivieren des Antriebs – zu erreichen), mit dem ein Benutzer das Abzugsbetätigungselement betätigt, um die Antriebseinheit zu aktivieren, kleiner ist als ein zweiter Betätigungshub (d.h. eine zweite Wegstrecke, über die hinweg das Abzugsbetätigungselement zum Vollenden des zweiten Betätigungsprozesses gedrückt werden muss, um den zweiten Betätigungserfolg – das Auslösen des Setzprozesses – zu erreichen), mit dem ein Benutzer das Abzugsbetätigungselement betätigt, um das Setzen des Befestigungselements auszulösen. Zum Beispiel kann ein erster Schalter zum Einschalten der Antriebseinheit mittels bloßen Antippens des Abzugsbetätigungselements geschalten werden, wohingegen ein zweiter Schalter zum Setzauslösen erst dann geschaltet wird, wenn das Abzugsbetätigungselement voll durchgedrückt wird. Dadurch kann eine sehr geringe Anzahl von Betätigungselementen mit einer intuitiven Benutzerführung, insbesondere mit einer haptischen Rückmeldung an einen Benutzer, kombiniert werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel können das Abzugsbetätigungselement und das Sicherungsbetätigungselement zwei separat betätigbare Betätigungselemente sein. Diese können dann mehrere Funktionen zur Ansteuerung des Setzgeräts erlauben. Mit einem Zweitastensystem kann somit die gesamte Auslösung des Setzgeräts realisiert werden. Die beiden Betätigungselemente sind funktionell zwar nicht unabhängig voneinander, aber als getrennte physische Körper, zum Beispiel Knöpfe oder Tasten oder Hebelschaltelemente, vorgesehen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel können das Abzugsbetätigungselement und das Sicherungsbetätigungselement derart angeordnet sein, dass sie von einem Benutzer mit nur einer Hand betätigbar sind, wenn der Benutzer das Setzgerät hält. Dann hat der Anwender die andere Hand frei zum Arbeiten. Alle Betätigungs- oder Bedienelemente sind zum Beispiel um den Griff des Setzgeräts herum angeordnet. Somit kann die Ausgestaltung eines Griffs des Setzgeräts anatomisch so realisiert sein, dass die Hand eines durchschnittlichen erwachsenen Benutzers bequem beide Betätigungselemente erreichen kann. Dadurch ist die zweite Hand des Benutzers frei.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel können das Abzugsbetätigungselement und das Sicherungsbetätigungselement derart eingerichtet sein, dass das nochmalige Betätigen des Abzugsbetätigungselements zum Auslösen des Setzens des Befestigungselements mechanisch nur ermöglicht ist, wenn gleichzeitig das Sicherungsbetätigungselement betätigt gehalten bleibt. Dies bewirkt einen besonders hohen Grad an Sicherheit.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Auslösesperre eine mechanisch wirkende Auslösesperre sein. Indem die Auslöse- oder Abzugssperre als mechanische Blockiereinrichtung, zum Beispiel zwei einander mechanisch gegenseitig blockierende Teile der beiden Betätigungselemente, ausgeführt ist, ist ein fehlerrobustes Funktionieren der Auslösesperre selbst bei Ausfall einer Stromversorgung oder dergleichen sichergestellt. Allerdings kann gemäß anderen Ausführungsbeispielen die Auslösesperre auch mit einer anderen als einer mechanischen Kraft realisiert werden, zum Beispiel mittels einer elektrischen Kraft, einer magnetischen Kraft oder dergleichen oder durch eine Software bzw. elektronische Schaltung.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Sicherungsbetätigungselement selektiv zwischen einer stabilen ersten Ausgangsposition und einer stabilen zweiten Ausgangsposition verschiebbar sein, wobei das Sicherungsbetätigungselement ausgehend von jeder der ersten und der zweiten Ausgangsposition zum Entsperren der Auslösesperre betätigbar ist. Somit kann insbesondere eine Umschaltmöglichkeit der Sicherheitstaste für Links- und Rechtshänder vorgesehen sein. Unter stabilen Ausgangspositionen können solche Stellungen des Sicherungsbetätigungselements verstanden werden, bei denen es in einem eingerasteten oder anderweitig definierten Zustand gehalten bleibt, und ausgehend von welchen ein Benutzer die Entsperrbetätigung durchführen kann. Die beiden Ausgangspositionen können zum Beispiel einer Linkshänderposition und einer Rechtshänderposition zugeordnet sein, welche auf die Anatomie der entsprechenden Hand angepasst ist. Da das Setzgerät von Links- und Rechtshändern verwendet werden kann, soll die Sicherheitstaste umschaltbar sein, zum Beispiel links oder rechts aus dem Gerätegehäuse herausragen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die erste Ausgangsposition also eine Linkshänderposition sein, in welcher ein Benutzer das Sicherungsbetätigungselement mit dem Daumen der linken Hand betätigen kann. Die zweite Ausgangsposition kann eine Rechtshänderposition sein, in welcher ein Benutzer das Sicherungsbetätigungselement mit dem Daumen der rechten Hand betätigen kann. Ein Benutzer kann das Abzugsbetätigungselement mit einem oder mehreren anderen Fingern der Hand, zum Beispiel mit dem Zeigefinger und/oder dem Mittelfinger der jeweiligen Hand, betätigen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann eine Verschieberichtung, entlang der das Sicherungsbetätigungselement zwischen der ersten Ausgangsposition und der zweiten Ausgangsposition verschiebbar ist, im Wesentlichen senkrecht zu einer Betätigungsrichtung orientiert sein, entlang der das Sicherungsbetätigungselement und/oder das Abzugsbetätigungselement betätigbar ist. Mittels einer einfachen und intuitiv vornehmbaren Verschiebebewegung des Sicherungsbetätigungselements kann die Linkshänder- bzw. Rechtshänderposition einfach und benutzerfreundlich eingestellt werden. Durch das Entkoppeln der Auslöserichtung von der Verschieberichtung kann eine unerwünschte Betätigungsfolge durch einen Benutzer zuverlässig vermieden werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Auslösemechanismus ein erstes Schalterelement (zum Beispiel einen ersten Mikroschalter) aufweisen, das bei dem Betätigen des Abzugsbetätigungselements die Antriebseinheit aktiviert. Er kann ferner ein zweites Schalterelement (zum Beispiel einen zweiten Mikroschalter) aufweisen, das bei dem nachfolgenden Betätigen des Sicherungsbetätigungselements und bei dem nochmaligen Betätigen des Abzugsbetätigungselements das Setzen des Befestigungselements auslöst. Beide Schalterelemente können mittels Betätigens des Abzugsbetätigungselements auslösbar sein. Zum Beispiel kann das erste Schalterelement mittels Betätigens des Abzugsbetätigungselements jederzeit frei ausgelöst werden, unabhängig von dem Sicherungsbetätigungselement.
Dagegen kann zum Beispiel das zweite Schalterelement mittels Betätigens des Abzugsbetätigungselements erst dann ausgelöst werden, wenn zuvor das Sicherungsbetätigungselement von einer Sperrstellung in eine Auslösestellung überführt worden ist. Die Schalterelemente können elektromechanische Komponenten sein, die auf eine mechanische Betätigung seitens des Abzugsbetätigungselements hin ansprechen und daraufhin in dem einen Fall den Antriebsmotor einschalten und in dem anderen Fall den Setzprozess auslösen. Somit können die Schalter die mechanischen Betätigungskommandos eines Benutzers in entsprechende elektrische Steuersignale umsetzen. Die Anordnung der Schaltelemente relativ zu den Betätigungselementen kann derart erfolgen, dass das eine Schaltelement durch das Abzugsbetätigungselement jederzeit, d.h. in jedem Betriebszustand, schaltbar ist, wohingegen das andere Schaltelement durch das Abzugsbetätigungselement mechanisch nur dann schaltbar ist, wenn simultan auch das Sicherungsbetätigungselement betätigt ist.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel können das Abzugsbetätigungselement und das Sicherungsbetätigungselement derart eingerichtet sein, dass mittels des nochmaligen Betätigens des Abzugsbetätigungselements nach Entsperren der Auslösesperre das Setzen des Befestigungselements mittels Beschleunigen des Stößels in eine Setzposition auslösbar ist, in welcher der Stößel eine Setzkraft auf das Befestigungselement ausübt. Gemäß einem solchen Ausführungsbeispiel kann zum Beispiel der Stößel mittels Schwungräder angetrieben werden, welche wiederum von dem eigentlichen Antriebselement, d.h. einem Antriebselektromotor, in Bewegung versetzt werden. Durch das erstmalige Betätigen des Abzugsbetätigungselements werden somit der Antriebsmotor und in der Folge die Schwungräder aktiviert, d.h. die Schwungräder in Bewegung versetzt. In diesem Zustand können die Schwungräder aber noch außer Eingriff mit dem Stößel sein, so dass noch kein Setzvorgang ausgelöst werden kann. Erst in einem Zustand, in dem das Sicherungsbetätigungselement betätigt ist und das Abzugsbetätigungselement nochmals betätigt ist, können dann die Schwungräder an den Stößel herangefahren werden, um diesen in Bewegung zu versetzen und dadurch einen Setzvorgang auszulösen, indem ein vorderseitiges Ende des Stößels hin zu einem rückseitigen Ende eines Setzelements, wie zum Beispiel einem Blindniet, hin beschleunigt wird.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Auslösemechanismus derart eingerichtet sein, dass das Setzen des Befestigungselements erst auslösbar ist, wenn mittels einer Anpressdetektiereinheit ein Anpressen des Setzgeräts gegen ein Zielobjekt ermittelt worden ist. Somit kann optional selbst bei bereits bewirkter Entsperrung der Auslösesperre die Freigabe zum Auslösen verunmöglicht bleiben, bis eine zum Beispiel mündungsseitig angeordnete Anpressdetektiereinheit das korrekte Anpressen des Setzgeräts gegen ein Zielobjekt ermittelt hat. Dies erhöht zusätzlich die Betriebssicherheit.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Setzgerät einen Haltegriff aufweisen, an dem das Sicherungsbetätigungselement und das Abzugsbetätigungselement angeordnet sind. Dadurch kann ein Benutzer diese Funktionen des Haltens des Setzgeräts sowie des Steuerns desselben durch Betätigen der beiden Betätigungselemente gleichzeitig durchführen.
Das Setzgerät kann gemäß einem Ausführungsbeispiel als Handgerät ausgebildet sein, insbesondere mit kabelloser Energieversorgung. Insbesondere bei einer kabellosen Energieversorgung, zum Beispiel bei einem Setzgerät, das mit einem Akku oder einem Batteriepack betrieben wird, ist der sparsame Umgang mit Energie besonders wichtig, um eine lange Benutzungszeit des Setzgeräts sicherzustellen, bevor eine Energieversorgungseinheit ausgewechselt oder wieder aufgeladen werden muss. Das dem Setzauslösen zeitlich vorgelagerte Aktivieren des Antriebsmotors, das ein relativ langsames Hochfahren während des Abwartens der Entsperrung des Sperrglieds ermöglicht, ist daher bei einem solchen, als kabellos betreibbares Handgerät ausgebildeten Setzgerät besonders vorteilhaft.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann bei dem Setzgerät die Antriebseinheit einen ersten Motor zum in Rotation Versetzen von Schwungrädern zum Bereitstellen von Antriebsenergie zum Antreiben einer Stößelstruktur und einen separaten zweiten Motor zum Bewegen zumindest eines der Schwungräder gegenüber dem anderen der Schwungräder zum Zustellen der Schwungräder auf die Stößelstruktur aufweisen. Somit dient der erste Motor dazu, die Schwungräder rotatorisch anzutreiben, wobei diese Antriebsenergie nachfolgend den Stößel auf die Blindniet hin beschleunigt. Vor diesem Beschleunigungsvorgang fährt der zweite Motor die Schwungräder translatorisch aufeinander zu, bis diese an der Stößelstruktur angreifen. Mit diesem Angreifen wird die kinetische Energie der rotierenden Schwungräder zum Beschleunigen des Stößels verwendet.
Im Folgenden werden exemplarische Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung mit Verweis auf die folgenden Figuren detailliert beschrieben.
1 zeigt einen Auslösemechanismus zum Auslösen des Setzens eines Befestigungselements in ein Zielobjekt mittels eines Setzgeräts gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
2 zeigt schematisch einen Schnitt durch ein Setzgerät gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
3 bis 8 zeigen Querschnittsansichten eines Setzgeräts gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung in unterschiedlichen Betriebszuständen.
9 zeigt eine räumliche oberseitige Ansicht des Setzgeräts gemäß 3 bis 8 und eine Ansicht von einzelnen Baugruppen dieses Setzgeräts.
10 zeigt eine räumliche, unterseitige Ansicht des Setzgeräts 30 gemäß 3 bis 9.
11 bis 21 zeigen einen Auslösemechanismus eines Nietsetzgeräts gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
22 bis 25 zeigen unterschiedliche Ansichten eines Auslösemechanismus zum Auslösen des Setzens eines Niets mittels des Setzgeräts gemäß 3 bis 21 gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
26 und 27 zeigen unterschiedliche Ansichten eines Auslösemechanismus gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
28 zeigt den Auslösemechanismus gemäß 26 und 27 in einer Linkshänderstellung.
29 zeigt den Auslösemechanismus gemäß 26 und 27 in einer Rechtshänderstellung.
Gleiche oder ähnliche Komponenten in unterschiedlichen Figuren sind mit gleichen Bezugsziffern versehen.
1 zeigt Komponenten eines Nietsetzgeräts 30, und insbesondere einen Auslösemechanismus 130 gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung, der zum Auslösen des Setzens eines Blindniets 66 in zwei miteinander zu verbindende Metallplatten 62, 64 dient.
Ein Stößel 10 ist mit einem Schlagkörper 9 wirkverbunden und kann mit Hilfe von Schwungrädern 13 beschleunigt werden. Wird der Stößel 10 ausgehend von dem in 1 gezeigten Betriebszustand nach links hin beschleunigt, so trifft ein Ende 11 des Stößels 10 auf eine rückseitige Stirnfläche des Blindniets 66 auf, womit diese in die miteinander zu befestigenden Metallplatten 62, 64 eingetrieben wird. Die Schwungräder 13 können mittels eines Antriebsmotorblocks 94 in Rotation versetzt werden, wie mit Pfeilen 14 veranschaulicht. Die Schwungräder 13 können (wie in 1 gezeigt) in einem Abstand von dem Schlagkörper 9 angeordnet sein und wirken auf den Schlagkörper 9 dann nicht ein. Die Schwungräder 13 können aber auch aufeinander zu gefahren werden und beschleunigen dann den Schlagkörper 9 und infolgedessen den Stößel 10.
In der schematischen Ansicht in 1 bewerkstelligt der Antriebsmotorblock 94 (der eine Gruppe aus mehreren Antriebsmotoren sein kann, siehe auch 2) sowohl das translatorische Zustellen der Schwungräder 13 als auch deren Rotieren. In einer genaueren Betrachtungsweise hat der Antriebsmotorblock 94 in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel einen ersten Motor 8, der dazu dient dazu, die Schwungräder 13 in Rotation zu versetzen. Ein zweiter Motor 18 dient dazu, die Schwungräder 13 gegeneinander derart zu bewegen, dass sie auf den Schlagkörper 9 zugestellt werden. Dieser Motor 18 kann auch zum Dornziehen verwendet werden.
Wie in 1 schematisch dargestellt ist, weist der Auslösemechanismus 130 genau zwei Betätigungselemente bzw. Auslösetasten 5 auf, nämlich ein Abzugsbetätigungselement 58 und ein Sicherungsbetätigungselement 60. Beide Betätigungselemente 58, 60 sind durch die Hand eines Benutzers mechanisch betätigbar und können als Knöpfe bzw. Tasten oder Hebelschaltelement ausgebildet sein.
Durch Betätigen des Abzugsbetätigungselements 58 kann der Antriebsmotorblock 94 zum Antreiben der Schwungräder 13 und damit zum Bereitstellen von Antriebsenergie zum Beschleunigen des Stößels 10 aktiviert werden. Hierfür muss das Abzugsbetätigungselement 58 betätigt werden, so dass es auf einen ersten Mikroschalter 102 einwirkt, der abhängig von der Betätigungszeit des Abzugsbetätigungselements 58 den Antriebsmotorblock 94 (im gezeigten Ausführungsbeispiel eine Anordnung aus zwei Elektromotoren) selektiv ein- oder ausschalten kann. Mittels eines zweiten Mikroschalters 104 kann durch Betätigen des Abzugsbetätigungselements 58 ein Setzvorgang ausgelöst werden, d.h. dass ein Einwirken der Antriebsenergie des Antriebsmotorblocks 94 auf den Schlagkörper 9 und somit den Stößel 10 ermöglicht wird. Um das Auslösen des Setzvorgangs zu ermöglichen, ist aber zuvor eine Auslösesperre in Form eines mechanisch wirkenden Sperrglieds 96 zu überwinden, zu entsperren bzw. in einen Entsperrzustand überzuführen. Dies ist, wie im Weiteren beschrieben wird, nur durch ein ganz bestimmtes, konzertiertes Betätigen des Abzugsbetätigungselements 58 und des Sicherungsbetätigungselements 60 durch einen Benutzer möglich. Insgesamt ist zum Auslösen eines Setzvorgangs ein dreistufiger Betätigungsprozess von einem Benutzer auszuführen:
In einem ersten Betätigungsschritt, der in 1 mit (1) bezeichnet ist, wird das Abzugsbetätigungselement 58 betätigt, so dass der Antriebsmotorblock 94 zum Bereitstellen von elektrischer Antriebsenergie für das Setzen des Blindniets 66 aktiviert wird. Mit anderen Worten wird der Antriebsmotorblock 94 aktiviert und werden folglich die Schwungräder 13 in Bewegung gesetzt, indem das Abzugsbetätigungselement 58 für einen Zeitraum Δt größer als ein erster Schwellwert T₁ betätigt wird. Zum Beispiel kann der erste Schwellwert T₁ 0,5 Sekunden betragen.
In einem in 1 mit (2) bezeichneten Betätigungsschritt wird dann, nach Schritt (1), das Sicherungsbetätigungselement 60 betätigt. Dadurch wird das Sperrglied 96, welches das Auslösen des Setzens des Blindniets 66 zuvor verhindert hat, entsperrt. Erst dadurch, dass also Schritt (2) ausgeführt worden ist, wird das benutzerseitige Durchführen eines nachfolgenden Betätigungsschritts (3) ermöglicht, womit dann der eigentliche Setzvorgang ausgelöst werden kann.
Dies bedeutet, dass mittels nochmaligen Betätigens des Abzugsbetätigungselements 58 nach dem Entsperren der Auslösesperre in Form des Sperrglieds 96 durch Durchführen von Schritt (2) das Setzen des Blindniets 66 ermöglicht wird. Durch den Betätigungsschritt (3) werden die zuvor bereits in Bewegung versetzten Schwungräder 13 so bewegt, dass diese seitlich auf den für eine Bewegung freigegebenen Schlagkörper 9 einwirken können, womit der Schlagkörper 9 gemäß 1 nach links beschleunigt wird, wodurch der Stößel 10 wiederum auf den Blindniet 66 aufschlägt und dadurch die Setzung des Blindniets 66 in die aneinander zu befestigenden Metallplatten 62, 64 ausgeführt wird.
Hat ein Benutzer durch Durchführen des Betätigungsschritts (1) den Antriebsmotorblock 94 in Bewegung versetzt, möchte der Benutzer einen Setzvorgang nun aber doch nicht durchführen oder das Setzgerät 30 wieder ausschalten, so kann der Benutzer durch nochmaliges Betätigen des Abzugsbetätigungselements 58 ohne gleichzeitiges Betätigen des Sicherungsbetätigungselements 60 für einen Zeitraum Δt > T₂ = 3 s den Antriebsmotorblock 94 wieder stoppen bzw. von seiner Energieversorgung trennen. Natürlich kann T₂ auch andere Werte annehmen.
Durch den beschriebenen Mechanismus zum Auslösen des Setzprozesses ist ein hohes Maß von Sicherheit mit einem benutzerfreundlichen Bedienkomfort und einer energiesparenden Betriebsweise kombiniert. Denn indem der Antriebsmotorblock 94 frühzeitig, d.h. schon ausreichend lange vor dem eigentlichen Setzvorgang, in Bewegung versetzt wird, kann dieser über einen relativ langen Zeitraum auf Betriebsdrehzahl hochfahren, da bis zum eigentlichen Setzen ja noch die Entriegelung des mechanischen Sperrglieds 96 durch einen Benutzer abgewartet werden kann. Obwohl also schon relativ frühzeitig der Antriebsmotorblock 94 aktiviert wird, können Spitzenlastintervalle beim Betrieb des Antriebsmotorblocks 94 vermieden werden. Dadurch kann insgesamt Betriebsenergie eingespart werden.
In 1 ist schematisch gezeigt, dass der Auslösemechanismus 130 derart eingerichtet ist, dass ein kurzer erster Betätigungshub 118 (überwindbar durch kurzzeitiges Betätigen), mit dem ein Benutzer das Abzugsbetätigungselement 58 betätigen muss, um zumindest einen der Motoren 8, 18 des Antriebsmotorblocks 94 zu aktivieren, kleiner ist als ein längerer zweiter Betätigungshub 120 (überwindbar durch volles Durchdrücken), mit dem ein Benutzer das Abzugsbetätigungselement 58 betätigen muss, um das Setzen des Befestigungselements 66 auszulösen. Damit kann ein Benutzer anhand des jeweiligen Betätigungswegs intuitiv definieren, welche Funktion ausgelöst werden soll, ohne dass es eines separaten weiteren Betätigungselements bedarf (natürlich abgesehen von dem Sicherungsbetätigungselement 60).
Die in 1 gezeigte Anordnung zeigt ferner einen Anpressdetektor 112. Mittels des Anpressdetektors 112 wird detektiert, ob der an dem Nietsetzgerät 30 montierte Blindniet 66 vor dem Setzen ordnungsgemäß gegen die aneinander zu befestigenden Metallplatten 62, 64 angepresst wird. Der Anpressdetektor 112 weist einen Anpresssensor 122 auf (zum Beispiel ein Druck- oder Kraftsensor), der eingerichtet ist zu erkennen, ob der Blindniet 66 mit einem ausreichenden Anpressdruck gegen die Metallplatten 62, 64 gedrückt wird. Entscheidungskriterium kann zum Beispiel sein, ob der Anpressdruck einen vorgebbaren Anpressdruckschwellwert überschreitet.
Ferner weist das in 1 nur teilweise gezeigte Setzgerät 30 mündungsseitig einen Formmerkmalerkennungsflansch 116 auf, der so geformt ist, dass er dem Anpresssensor 122 aufgrund eines mechanischen Formerkennungsmechanismus das Erkennen des Anpressdruckes nur dann ermöglicht, wenn der an dem Formmerkmalerkennungsflansch 116 montierte Blindniet 66 ein vorgegebenes Formmerkmal erfüllt. Der Blindniet 66 weist einen ringförmigen Setzkopf 114 auf, der nur dann gegen den Anpresssensor 122 drücken und somit den Anpresssensor 122 zum Erzeugen eines Sensorsignals aktivieren kann, wenn der Setzkopf 114 einerseits groß genug ist, um nicht durch die enge rechtsseitige Zentralbohrung des Formmerkmalerkennungsflanschs 116 hindurchgeführt zu werden und wenn andererseits der Setzkopf 114 klein genug ist, um in die linksseitige größere Zentralöffnung des Formmerkmalerkennungsflansches 116 eingeführt zu werden. Dadurch kann sichergestellt werden, dass nur korrekte Blindnieten 66 mit dem Nietsetzgerät 30 verarbeitet werden. Dadurch wird die Betriebssicherheit weiter erhöht.
Erkennt der Anpresssensor 122, dass der Blindniet 66 mit einer ausreichend großen Kraft gegen die Metallplatten 62, 64 angepresst wird, so meldet er ein Signal an einen Prozessor bzw. eine Steuereinheit 110. Die Steuereinheit 110 aktiviert dann den Antriebsmotorblock 94, sofern gleichzeitig die Betätigungselemente 58, 60 wie oben beschrieben betätigt werden.
2 zeigt schematisch ein Setzgerät gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung, das ein Gehäuse 1 aufweist. Das Gehäuse 1 weist ein Vorderende 2 auf, in dem eine Halterung 3 für einen zu setzenden Bolzen bzw. einen zu setzenden Blindniet angeordnet ist. Das Gehäuse 1 enthält einen Griff 4, an dem ein Benutzer angreifen kann. Am Griff 4 ist eine Auslösetaste 5 bzw. sind mehrere Auslösetasten 5 angeordnet, mit deren Hilfe der Benutzer einen Setzvorgang auslösen und damit durchführen kann. Aus dem Vorderende 2 des Gehäuses 1 ragt ein mit der Halterung 3 verbundener Stutzen 6 heraus, der gegen einen Untergrund, an dem eine Befestigung erfolgen soll, angedrückt wird, um dadurch eine Auslösesperre zu überwinden. Am Fuß des Griffs 4 bzw. an einer Unterseite des Gehäuses 1 ist eine Aufnahme 7 für eine Energieversorgungseinheit (zum Beispiel einen Akkumulator, eine Batterie oder einen Netzadapter) angebracht.
Das in 2 gezeigte Setzgerät enthält zwei Motoren:
Ein erster Motor 8 dient dazu, zwei Schwungräder 13 in Rotation zu versetzen. Wirken die in Rotation versetzten Schwungräder 13 auf einen Schlagkörper 9 und nachfolgend auf einen Stößel 10 ein, so wird der eigentliche Beschleunigungsvorgang des Stößels 10 auf einen in die Halterung 3 bzw. den Stutzen 6 eingesetzten Blindniet ausgelöst. Der erste Motor 8 kann als Elektromotorausgebildet sein, der über einen Keilriemen (nicht gezeigt in 2) die Schwungräder 13 in Rotation versetzt.
Ein zweiter Motor 18 dient dazu, die zwei Schwungräder 13 gegeneinander derart zu bewegen, dass sie auf den Schlagkörper 9 hin zugestellt werden. Dies bedeutet, dass im gezeigten Beispiel das obere der beiden Schwungräder 13 einer Translation in Richtung des Schlagkörpers 9 unterzogen wird, so dass nachfolgend die beiden Schwungräder 13 gegenüberliegende Oberflächen des Schlagkörpers 9 in Eingriff nehmen, was – wenn der erste Motor 8 den Schwungrädern 13 Rotationsenergie bereitstellt – den Setzvorgang auslöst. Der zweite Motor 18 wird ebenfalls, und zwar in einem anderen Betriebszustand des Setzgeräts, dazu verwendet, nach dem Eintreiben eines Blindniets in Blechplatten oder dergleichen einen Restdorn von dem Blindniet abzuziehen und ins Innere des Setzgeräts zurückzuziehen. Der zweite Motor 18 kann einen Elektromotor aufweisen und auf eine dadurch angetriebene Spindel als eigentlichen Antrieb einwirken.
Der Schlagkörper 9 ist unter dem Einfluss der Schwungräder 13 in dem Gehäuse 1 entlang seiner eigenen Längsrichtung bewegbar und weist an seinem vorderen Ende den Stößel 10 auf, dessen Ende 11 auf den Kopf eines Setzniets oder Bolzens treffen soll, der an der Halterung 3 bzw. dem Stutzen 6 montiert ist.
Der Schlagkörper 9, dessen hinteres Ende in 2 noch sichtbar ist, ist in einer Führung 12 gelagert und geführt, die seinen Weg bestimmt. Die Führung 12 führt zwischen den zwei Schwungrädern 13 hindurch. Die Schwungräder 13 sind mit Hilfe von parallelen, senkrecht zur Zeichnungsebene der 2 verlaufenden Achsen gelagert und werden in Richtung von Pfeilen 14 von dem Motor 8 gegenläufig angetrieben. Ihr Abstand voneinander ist so auf den Schlagkörper 9 abgestimmt, dass dieser, wenn er in einer ersten Position zwischen den beiden Schwungrädern 13 angeordnet ist, von den Oberflächen beider Schwungräder 13 berührt wird. Dadurch sind die Schwungräder 13 in der Lage, ihre Drehbewegung in eine Linearbewegung des Schlagkörpers 9 umzusetzen. Der Abstand ist ferner so auf den Schlagkörper 9 abgestimmt, dass dieser, wenn er in einer zweiten Position zwischen den beiden Schwungrädern 13 angeordnet ist, von den Oberflächen der Schwungräder 13 beabstandet ist. Eine Überführung des Setzgeräts zwischen den beiden Positionen bewerkstelligt der Motor 18.
Zum Setzen eines in der Halterung 3 bzw. dem Stutzen 6 montierten Bolzens in ein Zielobjekt presst ein Benutzer den Stutzen 6 mit eingesetztem Bolzen gegen das Zielobjekt und drückt die Auslösetaste(n) 5. Der Motor 8, siehe auch 10, treibt nun die Schwungräder 13 an. Der Schlagkörper 9 und die Schwungräder 13 werden mittels des Motors 18 in Wirkverbindung gebracht, womit der Stößel 10 in Richtung des Bolzens beschleunigt wird. Dadurch übt der Stößel 10 eine Eintreibkraft auf den Bolzen aus, der folglich in das Zielobjekt eingetrieben wird.
Nach dem Eintreiben des Bolzens, wofür der Stößel 10 mit seinem Ende 11 auf den Kopf des Bolzens befördert wird, der in dem Stutzen 6 untergebracht ist, kann der Schlagkörper 9 wieder zurückgeschoben bzw. zurückgezogen werden. Hierzu kann ein Zugelement 21 dienen, das beispielsweise am hinteren Ende des Schlagkörpers 9 befestigt und aus Gründen der Platzersparnis innerhalb des Gehäuses 1 um eine und optional mehrere Umlenkrolle(n) 20 herumgeführt ist. Wiederum mittels des Motors 18 wird der Restdorn gezogen, der dann vollständig in das Gehäuse 1 befördert wird.
Im Weiteren wird bezugnehmend auf 3 bis 21 ein vollautomatisches Nietsetzgerät 30 zur Direktmontage von Blindnieten gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
Zunächst zeigen 3 bis 8 Querschnittsansichten des Nietsetzgeräts 30 in unterschiedlichen Betriebszuständen. Basierend darauf wird im Weiteren ein Nietsetzzyklus beschrieben.
3 zeigt das Nietsetzgerät 30 in einer Ausgangsstellung. Diese Ausgangsstellung entspricht einem Betriebszustand, der eingenommen wird, nachdem in einem vorangehenden Verfahren ein Blindniet 66 (gezeigt in 4) in zwei aneinander zu befestigende Metallplatten 62, 64 (gezeigt in 4) eingetrieben worden ist. Dabei verbleibt ein vorderes Blindnietteil mit einem formschlüssigen Schließkopf in den nun aneinander befestigten Metallplatten 62, 64, wobei mittels Zurückziehens eines Restdorns 32 des Blindniets 66 nach dessen Eintreiben in die Metallplatten 62, 64 an einer Sollbruchstelle 34 der Restdorn 32 von dem vorderen Blindnietteil abgetrennt wird, womit der Blindniet 66 in zwei separate Nietteile aufgeteilt wird. Der Restdorn 32 verbleibt innerhalb des Nietsetzgeräts 30, wie in 3 gezeigt. Die Sollbruchstelle 34 des Blindniets 66 bildet den Übergang zwischen dem in 3 dargestellten Restdorn 32 und dem bereits eingetriebenen vorderen Blindnietteil.
Gemäß 3 steckt von einem vorherigen Setzvorgang noch der Restdorn 32 gesichert in einer Spannzange 36 der Halterung 3. Die Spannzange 36 weist Spannbacken 38 zum Ineingriffnehmen des Restdorns 32 auf, wobei korrespondierende Profilierungen an aneinander anliegenden Oberflächen der Spannbacken 38 einerseits und des Restdorns 32 andererseits für einen sicheren gegenseitigen Halt sorgen.
In dem in 3 gezeigten Betriebszustand ist eine weitere Auslösung einer Nietsetzung unterbunden. Mittels einer Anpressdetektiereinheit 46 ist detektierbar, ob ein in die Halterung 3 eingesetzter Blindniet 66 von einem Benutzer gegen ein Zielobjekt, insbesondere eine Metallplatte 62, 64, gepresst wird oder nicht. Aus Sicherheitsgründen wird nur bei erfolgreichem Detektieren eines solchen Anpressens mittels der Anpressdetektiereinheit 46 ein nachfolgender Setzvorgang ermöglicht. Wird das Nietsetzgerät 30 ohne eingesetzten Blindniet 66 an ein Zielobjekt angepresst, wird eine Sicherheitshülse 88 nicht ganz angepresst – es befindet sich ein Spalt zwischen einem Deckel 90 und der Sicherheitshülse 88. Anpresskontakte der Anpressdetektiereinheit 46 werden aber nur geschlossen, wenn die Sicherheitshülse 88 in die Vertiefung des Deckels 90 gedrückt wird. Dies ist ohne eingesetzten Blindniet 66 mechanisch verunmöglicht. Eine Nietsetzung kann in diesem Zustand ohne eingesetzten Blindniet 66 nicht ausgelöst werden, da ein Hubmagnet 40 (am besten zu erkennen in 4) den Auslösemechanismus solange sperrt, bis der Kontakt zwischen Kontaktelementen an der Anpressdetektiereinheit 46, die mit der Sicherheitshülse 88 wirkgekoppelt sind, geschlossen wird. 3 zeigt des Weiteren eine Rückstellfeder 92 zur Rückstellung der Sicherheitshülse 88 in eine Ausgangsposition, wenn ein Anpressen beendet wird. Gemäß 3 ist aber ein Kontakt an der Sicherheitshülse 88 unterbrochen, der Hubmagnet 40 befindet sich in einer Sperrstellung.
Der Stößel 10 ist gemäß 3 mittels einer mit Bezugszeichen 42 angedeuteten Stößelverrastung, die als Klinkenmechanismus ausgebildet sein kann, gesichert. Ferner sind gemäß 3 die Schwungräder 13 in einem geöffneten Zustand. Der zugehörige Schwungradantrieb ist ausgeschaltet.
Eine Stößelzuführung 52 ist zum Führen des Stößels 10 bzw. des mit dem Stößel 10 zusammenwirkenden Schlagkörpers 9 ausgebildet. An der Stößelzuführung 52 sind Spannfedern 54 vorgesehen, die beim späteren Verfahren einer Spindel 50 gespannt und beim Nieteintreiben entspannt werden können, um den Stößel 10 vor einem Eingriff mit den Schwungrädern 13 vorzubeschleunigen. Die Spindel 50 ist mittels Motor 18 (insbesondere ein Elektromotor) antreibbar, um für das Auslösen eines Nietsetzvorgangs eine lineare Spindelbewegung zu vollführen.
Ein Drehzahlauswahlschalter 56 ist benutzerseitig betätigbar, um eine gewünschte Betriebs- oder Solldrehzahl des Antriebsmotors 8 einzustellen. 3 zeigt im Übrigen auch einen Keilriemen 55 des Antriebs 8. Die Drehzahl kann basierend auf Eigenschaften (zum Beispiel Material, Dicke, Anzahl) der miteinander durch eine Nietverbindung zu verbindenden Komponenten, im gezeigten Beispiel die Metallplatten 62, 64, eingestellt werden.
Um nach einem vorherigen Setzvorgang einen nachfolgenden Setzvorgang vorzubereiten, kann in das Nietsetzgerät 30 ein Folgeniet (Blindniet 66) eingesetzt werden.
4 zeigt das Nietsetzgerät 30 in einem Betriebszustand, in dem der neue Blindniet 66 in Stutzen 6 eingesetzt worden ist, der Restdorn 32 bereits in einen Sammelbehälter überführt worden ist und das Nietsetzgerät 30 an zwei durch Ausbilden einer Nietverbindung aneinander zu befestigende Metallplatten 62, 64 als Zielobjekt für den Blindniet 66 angepresst wird.
Wie das Nietsetzgerät 30 in den in 4 gezeigten Betriebszustand überführt wird, wird im Weiteren beschrieben:
Bevor ein nachfolgender Nietsetzvorgang begonnen werden kann, wird zunächst der Restdorn 32 in eine Dornentsorgungseinheit 44 überführt, wo er gemeinsam mit einer Vielzahl von anderen Restdornen gelagert werden kann. Hierfür wird ein neuer Blindniet 66 in die Halterung 3 nachgeschoben, womit dieser Blindniet 66 den Restdorn 32 zu einem Magnethalter der Dornentsorgungseinheit 44 vorschiebt, welcher Magnethalter Magneten zum Unterstützen der Dornentsorgung hält.
Nun wird ein in 4 nicht gezeigter Abzug 5 durch einen Benutzer ein erstes Mal betätigt (zum Beispiel angetippt), um das Nietsetzgerät 30 zu starten, wodurch die Schwungräder 13 in Bewegung versetzt werden. Dabei werden die Schwungräder 13 auf eine benutzerseitig eingestellte Drehzahl in Rotation versetzt. Das Versetzen der Schwungräder 13 in Rotation erfolgt also, wenn der Abzug 5 erstmals betätigt worden ist, da dies das Starten des Antriebsmotors 8 zum Antreiben der Schwungräder 13 auslöst. Der Abzug 5, der ein Abzugsbetätigungselement 58 und ein Sicherungsbetätigungselement 60 aufweist, die zum Auslösen eines Nietsetzvorgangs aus Gründen der Betriebssicherheit beide betätigt werden müssen, ist in 9 und 10 gezeigt.
Indem das Nietsetzgerät 30 an die Metallbleche 62, 64 mit einer ausreichenden Kraft angepresst wird, wird der Kontakt in der Anpressdetektiereinheit 46 in Wirkverbindung mit der Sicherheitshülse 88 geschlossen, und der Hubmagnet 40 gibt die Verriegelung bzw. den Auslösemechanismus 232 (15) frei. Ist ein Blindniet 66 in das Nietsetzgerät 30 eingesetzt, wird beim Anpressen des Nietsetzgeräts 30 auf die Metallplatten 62, 64 die Sicherheitshülse 88 in die Vertiefung im Deckel 90 gedrückt. Der Anpresskontakt wird geschlossen und der Hubmagnet 40 entriegelt den Auslösemechanismus. Die eigentliche Setzung kann nun über den Abzug 5 ausgelöst werden.
Hierfür betätigt der Benutzer nach dem erstmaligen Betätigen des Abzugsbetätigungselements 58 das Sicherungsbetätigungselement 60 und entsperrt dadurch eine mechanische Auslösesperre, die zuvor das volle Durchdrücken des Abzugsbetätigungselements 58 verhindert hat. Erst nach diesem Entsperren ist ein nochmaliges bzw. weiteres Betätigen des Abzugsbetätigungselements 58 mechanisch ermöglicht, wodurch es zum Auslösen eines Nietsetzvorgangs kommt.
Infolge des nochmaligen Betätigens des Abzugsbetätigungselements 58 nach der Entsperrung wird eine erste Phase eines Spindelhubs der Spindel 50 nach vorne (d.h. gemäß 4 nach links hin) ausgelöst, wofür der Motor 18 Antriebsenergie liefert. Dieses Vorschieben der Spindel 50 bewirkt, sofern durch ein vorheriges Nachschieben eines neuen Blindniets 66 der Restdorn 32 zu dem Magnethalter vorgeschoben wurde, dass der Restdorn 32 durch Magnete des Magnethalters weiter in den Magnethalter hinein gezogen wird.
In einer nachfolgenden zweiten Phase des Spindelhubs der Spindel 50 nach vorne wird der Restdorn 32 in dem Magnethalter festgehalten. Ferner wird ein Stößelschlitten nach vorne gezogen und werden die Spannfedern 54 vorgespannt. Mit Energie aus dieser Vorspannung kann der Stößel 10 später durch Entspannung der Spannfedern 54 vorbeschleunigt werden, bevor der Stößel 10 mittels der Schwungräder 13 einer Hauptbeschleunigung unterzogen wird. Die Schwungräder 13 können mit bzw. über Spindelhub geschlossen werden, d.h. aufeinander zu bewegt werden, um nachfolgend auf den Schlagkörper 9 des Stößels 10 einwirken zu können. Auslösehebel des Auslösemechanismus können vorgespannt werden. Die Auslösehebel sind schwenkbar gelagert und kooperieren mit anderen Hebeln beim Freigeben des Stößels 10 zum Auslösen des Setzvorgangs.
Hat die Spindel 50 ihre vorderste Position erreicht, wird in einer dritten Phase des Spindelhubs der Restdorn 32 in die Dornentsorgungseinheit 44 entsorgt. Der Magnethalter fährt, während des Spindelhubs, geführt durch ein wiederum in einer Kulissenführung 74 geführtes Führelement 76, nach unten und gibt eine Eintreibbahn frei, entlang der dann der Stößel 10 bewegt werden kann, um den neu eingesetzten Blindniet 66 in die Metallbleche 62, 64 einzutreiben. Die Kulissenführung 74 weist eine Führungsaussparung auf, in der das Führelement 76 einsetzbar ist, das wiederum auf den Magnethalter einwirkt. Somit ist das Führelement 76 ein Körper, der in der Kulissenführung 74 geführt werden kann und dabei durch Steuern des Magnethalters einerseits das Vorwärtsbewegen des Stößels 10 aktiviert oder deaktiviert und andererseits zu der Restdornentsorgung beiträgt.
Der Stößel 10 wird dann durch Entspannung der Spannfedern 54 vorbeschleunigt. Kommt der Stößel 10 bzw. dessen Schlagkörper 9 in den Einflussbereich der zusammengefahrenen Schwungräder 13, so beschleunigen diese den vorbeschleunigten Stößel 10 auf eine solche Geschwindigkeit, dass der Stößel 10 den neuen Blindniet 66 in die Metallbleche 62, 64 eintreibt.
5 zeigt das Nietsetzgerät 30 in einem Betriebszustand, in dem der in die Halterung 3 eingesetzte Blindniet 66 in die miteinander zu verbindenden Metallplatten 62, 64 eingetrieben wird, indem das Ende 11 des Stößels 10 rückseitig auf den Blindniet 66 auftritt.
Wenn die Spindel 50 ausreichend weit nach vorne verfahren worden ist, erfolgt die Auslösung der Nieteintreibung mittels eines Auslösemechanismus (siehe auch 11) oder Auslösers 70. Dadurch wird der Stößel 10 freigegeben, und der Eintreibvorgang wird ausgeführt. Unmittelbar nach dem Nieteintreibprozess sind die Schwungräder 13 wieder in einem offenen Zustand, d.h. sie wirken nicht mehr auf den Schlagkörper 9 ein.
Der Stößel bzw. die Stößelzuführung 52 wird dann wieder in die Ausgangslage zurückgezogen. Das Zurückziehen des Stößels 10 in die Ausgangslage wird mittels der Feder 54 (und mittels Federn 228, 224, siehe zum Beispiel 15), durchgeführt. Ein zugehöriges Stößelrepetiersystem 72 ist in 9 mit Bezugszeichen 72 bezeichnet. Das Stößelrepetiersystem 72 sorgt für das Rückführen des Stößels 10 in den Ausgangszustand, nachdem ein Nieteintreibvorgang durchgeführt worden ist. Das Stößelrepetiersystem 72 beinhaltet die Umlenkrollen 20 und das Zugelement 21, das an einem Ende an dem Schlagkörper 9 befestigbar ist und das über die Umlenkrollen 20 nach dem Prinzip eines Seilzugs umgelenkt wird. Durch das Vorsehen dieser Umlenkrollen 20 können das Stößelrepetiersystem 72 und infolgedessen das gesamte Nietsetzgerät 30 kompakt ausgebildet werden.
6 zeigt das Nietsetzgerät 30 in einem Zustand, in dem der Stößel 10 abgebremst wird und die Restenergie des Stößels 10 dissipiert wird. Diese Überenergie des Stößels 10 wird mittels einer Stößelbremse 48, die in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel als Elastomerbremse ausgebildet ist, abgebaut. Die Stößelbremse 48 kann beim Bewegen des Stößels 10 zum Eintreiben des Blindniets 66 kinetische Energie des Stößels 10 aufnehmen und somit als Dämpfungsglied wirken.
Durch den sich beim Eintreiben des Blindniets 66 ergebenden Eintreibweg, den das Setzgerät 30 in Richtung der Metallbleche 62, 64 und an diese zurücklegt, muss das Setzgerät 30 nun an den Metallblechen 62, 64 angesetzt werden bzw. an diese nachgeführt werden, um das Ziehen des Restdorns 32 durchzuführen.
7 zeigt, wie das Nietsetzgerät 30 nachgesetzt wird. Durch das erneute Nachsetzen wird der Kontakt an der Sicherheitshülse 88 wieder geschlossen. Mittlerweile wurden der Stößel 10 und die Schlagmasse bzw. der Schlagkörper 9 bereits von dem als Schnur (zum Beispiel eine inelastische Nylonkordel oder eine Elastomerschnur) ausgebildeten Zugelement 21 repetiert, d.h. gemäß 7 nach rechts befördert, und an der jeweiligen Ausgangsposition gesichert. Nun wird ein Dornzugprozess ausgelöst, dessen Resultat 8 zeigt.
8 zeigt das Nietsetzgerät 30 beim Bilden eines Schließkopfs. Die Spindel 50 fährt zurück. Die Spannbacken 38 verkeilen sich in einem profilierten Abschnitt des Blindniets 66, so dass der Restdorn 32, d.h. der hintere Abschnitt des Blindniets 66, durch die Rücksetzbewegung vom Rest des Blindniets 66 (der in den Metallplatten 62, 64 verbleibt) abgerissen wird. Der Restdorn 32 wird somit gezogen und der Schließkopf gebildet. Der Dornbruch erfolgt an der Sollbruchstelle 34. Bei dem Dornzugprozess übt das Nietsetzgerät 30 also eine gemäß 8 nach rechts wirkende Kraft auf den eingetriebenen Blindniet 66 aus, um an der Sollbruchstelle 34 ein Abbrechen des Blindniets 66 derart zu bewirken, dass nur der Restdorn 32 im Inneren des Nietsetzgeräts 30 verbleibt, wohingegen das vordere Blindnietteil, das die eigentliche Befestigungsfunktion bewirkt, innerhalb der zu verbindenden Metallplatten 62, 64 verbleibt. Bei dem beschriebenen Nietsetzprozess wird ein Schließkopf an dem innerhalb der Metallplatten 62, 64 verbleibenden Teil des Blindniets 66 und somit eine formschlüssige Verbindung erzeugt, welche die Metallplatten 62, 64 zusammenhält.
Ein Vergleich zwischen 7 und 8 zeigt, dass in der Endphase des Setzvorgangs das Führelement 76 innerhalb einer Führungsaussparung der Kulissenführung 74 geführt wird. Die Spindel 50 fährt nach dem Dornziehen wieder bis nach vorne zur Ausgangsstellung. Nach diesem Prozess ist das Nietsetzgerät 30 wieder in der in 3 gezeigten Ausgangsstellung.
9 zeigt eine räumliche Ansicht sowie einzelne Baugruppen des Nietsetzgeräts 30.
Gezeigt ist unter anderem eine Eintreibeinheit 78, die das Eintreiben des Blindniets 66 in die miteinander zu verbindenden Komponenten durch Aktivieren des oben angesprochenen und unten noch näher beschriebenen Auslösemechanismus ermöglicht.
An die Eintreibeinheit 78 sind die Stößelzuführung 52 und eine Wippe 80 mit einem Federpaket 82 angeschlossen. Die Wippe 80 mit dem Federpaket 82 dient als Hebelmechanismus zum Öffnen und Schließen der Schwungräder 13 zum platzsparenden Übertragen einer Kraft auf die Lagerung der Schwungräder 13, um diese aufeinander zu zu bewegen oder voneinander wegzubewegen. Dadurch ist die Verstellung eines gegenseitigen Achsabstandes zwischen den Schwungrädern 13 ermöglicht, um den Stößel 10 durch die Schwungräder 13 wahlweise zum Nieteintreiben zu beschleunigen oder nicht. Eine Vorspannung zumindest eines der Schwungräder 13 gegen den Stößel 10 stellt die Ausübung einer ausreichend hohen Reibungskraft des oder der Schwungräder 13 auf den Stößel 10 sicher, wobei durch Einstellung der Reibungskraft der Grad der Wechselwirkung eingestellt werden kann. Durch das Zwischenschalten eines Hebelmechanismus in Form der Wippe 80 zwischen dem als Vorspannfeder fungierenden Federpaket 82 und den Schwungrädern 13 ist auch unter engen Platzbedingungen eine Realisierung des Antriebsmechanismus ermöglicht.
Die Dornentsorgungseinheit 44 ist an einer Dornzugeinheit 84 montierbar. Die Dornentsorgungseinheit 44 dient der Entsorgung eines Restdorns 32 eines Blindniets 66, welcher Restdorn 32 beim Setzprozess von dem Blindniet 66 abgerissen wird und innerhalb des Nietsetzgeräts 30 verbleibt. Dabei wird ein unerwünschtes Verklemmen oder Verkanten des Restdorns 32 in einem Kanal zwischen einer Montagestelle (an dem der Blindniet 66 vor dem bzw. zum Setzen montiert wird) und einem Restdornaufnahmebehälter (der viele Restdorne 32 aufnehmen kann, die dann batchartig bzw. gruppenweise entsorgt werden können) vermieden. Dies erfolgt dadurch, dass der Kanal mindestens und vorzugsweise teilweise mit einer reibschlüssigen Zwangsführungsstruktur, insbesondere einem Elastomerschlauch, versehen oder ausgekleidet ist, entlang welcher der Restdorn 32 mittels Reibschluss straff und ohne Ausweichmöglichkeit entlang bewegt wird. Damit wird die freie Beweglichkeit bzw. die Zahl der Bewegungsfreiheitsgrade des Restdorns 32 gezielt eingeschränkt, mithin eine ein Verklemmen oder Verkippen fördernde Seitwärts- und/oder Rutschbewegung des Restdorns 32 unterbunden.
Die Eintreibeinheit 78 und die Dornzugeinheit 84 sind lose ineinander gesteckt. An der Eintreibeinheit 78 befinden sich Exzenterspannhebel 79, die zum Verspannen von Eintreibeinheit 78 und Dornzugeinheit 84 umlegbar sind. Nach dem Kippen der Spannhebel wird die Eintreibeinheit 78 über ein Gehäuse in Richtung Dornzugeinheit 84 gezogen. Die Dornzugeinheit 84 wird dadurch gegen das Gehäuse gedrückt. Die Eintreibeinheit 78 und die Dornzugeinheit 84 können alternativ auf andere Weise miteinander gekoppelt sein, zum Beispiel mittels einer Schraubverbindung.
Eine Steuereinheit 86 kann einen Prozessor aufweisen, der den Nietsetzvorgang des Nietsetzgeräts 30 steuert. Die Steuereinheit 86 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel als Controlboard ausgeführt.
Das Stößelrepetiersystem 72 basiert auf einem unelastischen aber flexiblen Zugelement 21 (insbesondere einer Kordel) in Kombination mit einem in 9 nicht gezeigten und separaten, beim Setzvorgang Spannenergie aufnehmenden Spannelement (insbesondere einer Zugfeder). Damit ist ein verschleißarmes Stößelrepetiersystem 72 zum Rückholen des Stößels 10 nach einem Setzvorgang in eine Ausgangsposition zum Vorbereiten eines nachfolgenden weiteren Setzvorgangs geschaffen. Das unelastische aber flexible Zugelement 21 hat günstige Gleitreibungseigenschaften, wohingegen das Spannelement wirksam eine Spannkraft aufbauen kann, wenn sich der Stößel 10 beim Setzvorgang aus seiner Ausgangsposition wegbewegt. Dies erlaubt das Repetieren der Masse aus Stößel 10 und Schlagkörper 9 über eine große Strecke.
Mit dem Abzug 5 kann ein unbeabsichtigtes und gefährliches Auslösen eines Setzprozesses ausgeschlossen werden, indem sichergestellt wird, dass der Setzvorgang nur ausgelöst wird, wenn der Anwender bewusst die Abzugsmechanik betätigt. Der bewusste Auslösevorgang erfolgt erfindungsgemäß über zwei unabhängige Betätigungselemente 58, 60. Dabei ist das Sicherungsbetätigungselement 60 zu betätigen, damit das Abzugsbetätigungselement 58 vollständig zum Auslösen des Setzprozesses freigegeben wird, d.h. eine vorzugsweise mechanisch wirkende Auslösesperre überwunden werden kann. Getrennt vom Abzugsbetätigungselement 58 befindet sich ein Sperrglied, welches das Abzugsbetätigungselement 58 solange blockiert, bis das Sicherungsbetätigungselement 60 betätigt wird. Wird das Sicherungsbetätigungselement 60 nicht betätigt, kann der Anwender durch Antippen des Abzugsbetätigungselements 58 den Antriebsmotor starten. Eine Freigabe zum Starten des Eintreibprozesses erfolgt erst, wenn das Sicherungsbetätigungselement 60 betätigt wurde und anschließend das Abzugsbetätigungselement 58 ein weiteres Mal betätigt wird.
10 zeigt eine unterseitige Ansicht des Setzgeräts 30 gemäß 3 bis 9.
Im Weiteren wird bezugnehmend auf 11 bis 21 ein Auslöse- bzw. Abzugsmechanismus 232 des Setzgeräts 30 näher beschrieben.
11 zeigt zunächst den Abschnitt des Setzgeräts 30, der den Auslösemechanismus 232 bildet.
12 und 13 zeigen den Auslösemechanismus 232 in einem verriegelten Zustand. Der rückseitig an dem Stößel 10 angeordnete Schlagkörper 9 wird mittels einer Verriegelungsklinke 214 gehalten. Die Verriegelungsklinke 214 greift im verriegelten Zustand in eine als Verriegelungsaussparung 212 bezeichnete Nut in dem Schlagkörper 9 ein. Somit ist im gezeigten verriegelten Zustand der Stößel 10 noch nicht verfahrbar. Die befederte Verriegelungsklinke 214 ist mit einem Stößelverriegelungshebel 222 verbunden bzw. wirkgekoppelt, der die Funktion der Auslöseverriegelung bewerkstelligt. Der Stößelverriegelungshebel 222 ist solange durch einen Hubmagneten 40 als Entriegelungsblockade verriegelt, bis das Setzgerät 30 mündungsseitig, d.h. an der Stelle des eingesetzten Blindniets 66, an Metallbleche 62, 64 angepresst ist und somit ein Sicherheitskreis geschlossen ist. Wie ferner in 12 zu erkennen ist, wirkt der Stößelverriegelungshebel 222 mittels eines kulissengeführten Hebelmechanismus mit einem Auslösehebel 208, an dem eine Zugfeder 228 montiert ist, und mit einem Spannhebel 220 zusammen. 13 zeigt ferner, dass die Verriegelungsklinke 214 mittels einer Schraubenfeder als Klinkenbefederung 234 in Richtung der Verriegelungsaussparung 212 vorgespannt wird.
14 und 15 zeigen den Auslösemechanismus 232 in einem ersten Betriebszustand. Vor der Betätigung eines Abzugsbetätigungselements 58 befindet sich der Auslösemechanismus in der in 14 und 15 gezeigten Position. Ein Stößelschlitten 236 ist in einer hinteren Position und wird über den Stößelverriegelungshebel 222, der auch den Stößel 10 und den Schlagkörper 9 in der hinteren Position hält, arretiert. Der Hubmagnet 40 verriegelt den Stößelverriegelungshebel 222 und verhindert somit ein Ausklinken des Stößels 10 bzw. des Schlagkörpers 9. Der Auslösehebel 208 wird mit der Zugfeder 228 in der Ausgangsposition gehalten. Der Spannhebel 220 wird mit einer Schenkelfeder als Drehfeder 224 im Uhrzeigersinn befedert und wird gegen einen Anschlag 240 gedrückt. Ein Anschlagwinkel ist in 15 mit Bezugszeichen 238 gekennzeichnet.
16 und 17 zeigen den Auslösemechanismus 232 in einem zweiten Betriebszustand. Falls das Nietsetzgerät 30 korrekt gegen Metallbleche 62, 64 angepresst wird und die Betätigungselemente 58, 60 betätigt sind, wird die Antriebsspindel 50 (nicht gezeigt in 16 und 17) nach vorne bewegt. Der Hubmagnet 40 wird betätigt (wenn das Setzgerät mit eingesetztem Blindniet 66 gegen Metallbleche 62, 64 angepresst ist) und entriegelt den Stößelverriegelungshebel 222. Die Spindel 50 schleppt zusätzlich den Stößelschlitten 236 mit. Dadurch werden die Druckfedern 54 komprimiert, wodurch sich Vorspannung aufbaut. Der Auslösehebel 208, der an diesem drehbar gelagert ist, wird unter den Anschlagwinkel 238 entlang gezogen. Dabei wird über eine Kurve am Auslösehebel 208 der Spannhebel 220 im Gegenuhrzeigersinn nach unten weg gedreht. Die Schenkelfeder 224 wird somit vorgespannt und drückt über den Spannhebel 220 den Auslösehebel 208 gegen den Anschlagwinkel 238 nach oben.
18 und 19 zeigen den Auslösemechanismus 232 in einem dritten Betriebszustand.
Hat die Spindel 50 die vordere Position erreicht, ist der Spannhebel 220 bis zum Maximum vorgespannt. Der Auslösehebel 208 wurde unter dem Anschlagwinkel 238 hervorgezogen. Die Schenkelfeder 224 kann sich nun entspannen und den Auslösehebel 208 im Gegenuhrzeigersinn nach oben gegen den Stößelverriegelungshebel 222 drücken. Falls bis zu diesem Zeitpunkt das Setzgerät 30 immer noch angepresst ist, wird der Stößelverriegelungshebel 222 nicht durch den Hubmagneten 40 gesperrt und kann somit geschwenkt werden, was den Stößel 10 bzw. den Schlagkörper 9 freigibt.
20 und 21 zeigen den Auslösemechanismus 232 in noch einem anderen Betriebszustand.
In diesem Betriebszustand ist der Auslösehebel 208 durch die Drehfeder 224 über den Spannhebel 220 gedreht worden und hat den Stößelverriegelungshebel 222 geöffnet. Der Schlagkörper 9 ist zwischen die Schwungräder 13 geschoben worden. Sobald ein Schlittenhaken 242 den Stößelschlitten 236 ausklinkt, wird dieser über die Zugfeder 228 nach rechts gezogen. Der Auslösehebel 208 wird oben über den Anschlagwinkel 238 gezogen, bis er die Ausgangsposition wieder erreicht.
Mittels des in 3 bis 21 gezeigten Nietsetzgeräts 30 kann folgendes Betriebsverfahren durchgeführt werden:
Zunächst wird nach einem vorherigen Setzvorgang ein neuer Blindniet 66 in eine Mündung des Nietsetzgeräts 30 eingesetzt, womit dieser Blindniet 66 einen Restdorn 32 zu einem Magnethalter der Dornentsorgungseinheit 44 schiebt. Sollte kein vorheriger Setzvorgang stattgefunden haben, wird ein erster Blindniet 66 in die Mündung des Nietsetzgeräts 30 eingesetzt.
Dann wird das Abzugsbetätigungselement 58 zum ersten Mal betätigt, um den Motor 8 zu aktivieren und die Schwungräder 13 in Rotation und auf Betriebsdrehzahl zu bringen.
Nun wird das Nietsetzgerät 30 mit eingesetzem Blindniet 66 an die Metallbleche 62, 64 angepresst, um bei erfolgreicher Detektion des Anpressens mittels der Anpressdetektiereinheit 46 den Hubmagnet 40 zum Freigeben der Verriegelung der Stößelstruktur 9, 10 anzusteuern.
Dann betätigt der Benutzer das Sicherungsbetätigungselement 60, entsperrt dadurch eine mechanische Auslösesperre, und ermöglicht daher ein nochmaliges Betätigen des Abzugsbetätigungselements 58 zum Auslösen des Nietsetzvorgangs.
Dadurch kommt es, durch eine Spindelbewegung und einen Hebelmechanismus, zum Hineinbewegen des Restdorns 32 weiter in das Nietsetzgerät 30, zum Vorspannen einer auf den Stößel 10 einwirkenden Vorspannfeder, zum Schließen der Schwungräder 13, zum Überführen des Restdorns 32 in eine Dornbox, zum Vorbeschleunigen des Stößels 10 und des Schlagkörpers 9 mittels Entspannens der zuvor gespannten Vorspannfedern und schließlich zum Weiterbeschleunigen des Stößels 10 durch Interagieren mit den rotierenden, geschlossenen Schwungrädern 13.
Der Setzvorgang wird eingeleitet, indem der Stößel 10 auf den mündungsseitig eingesetzten Blindniet 66 auftrifft und diesen in die Metallbleche 62, 64 eintreibt. Überschüssige Energie des Stößels 10 wird von der Stößelbremse 48 aus einem Elastomermaterial aufgenommen.
Gleich nach dem Nieteintreibprozess werden die Schwungräder 13 wieder in einen offenen Zustand überführt.
Die Stößelstruktur 9, 10 wird mittels eines Stößelrepetiersystems 72 wieder in die Ausgangslage zurückgezogen.
Nach erneutem Anpressen des Nietsetzgeräts 30 wird ein Dornzugprozess ausgelöst, d.h. ein Zurückziehen des eingetriebenen Blindniets 66 in Richtung des Setzgeräts 30, wodurch ein vorderes Stück des Blindniets 66 unter Ausbildung eines Schließkopfs in den Metallplatten 62, 64 verbleibt und diese formschlüssig zusammenhält, wohingegen ein Restdorn 32 von dem vorderen Stück an der Sollbruchstelle 34 abgerissen wird und in dem Nietsetzgeräts 30 verbleibt.
Nun kann der beschriebene Prozess zyklisch wiederholt werden.
22 bis 25 zeigen unterschiedliche Ansichten eines Abzugs- oder Auslösemechanismus 130 für das Setzgerät 30 aus 3 bis 10 gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
22 und 23 zeigen räumliche Ansichten des Auslösemechanismus 130, der teilweise unter einem Gehäusebauteil 132 angeordnet und von diesem verdeckt ist.
24 zeigt eine andere räumliche Ansicht des Auslösemechanismus 130 ohne das Gehäusebauteil 132.
25 zeigt eine Schnittansicht des Auslösemechanismus 130 entsprechend 24.
22 bis 25 zeigen, dass das Abzugsbetätigungselement 58 und das Sicherungsbetätigungselement 60 in einem gemeinsamen Griff des Setzgeräts 30 ausgebildet werden können und somit durch eine einzige Hand eines Benutzers gehalten und betätigt werden kann. Durch das Vorsehen von zwei Betätigungsabschnitten (d.h. einer ersten Entriegelungstaste 124 und einer zweiten Entriegelungstaste 126) des Sicherungsbetätigungselements 60 beidseitig des Abzugsbetätigungselements 58 ist das Sicherungsbetätigungselement 60 sowohl von einem Linkshänder als auch von einem Rechtshänder bequem bedienbar. Ein Abzugsschieber 106 dient als mechanische Führung zum Betätigen des Auslösemechanismus 130 und legt somit eine Betätigungsrichtung insbesondere des Abzugsbetätigungselements 58 fest.
Zum Bereitstellen einer Abzugssicherung kann das Abzugsbetätigungselement 58 nicht ganz durchgezogen werden, wenn nicht eine der beiden Entriegelungstasten 124, 126 des Sicherungsbetätigungselements 60 gedrückt wird. Ein Rastanschlag 128, der durch eine Feder in einer Mittelstellung gehalten wird und durch die Entriegelungstasten 124, 126 zur Seite geschoben werden kann, blockiert das Abzugsbetätigungselement 58. Wird nicht entriegelt, wird der Abzugschieber 106, der mit dem Abzugsbetätigungselement 58 verbunden ist, nach kurzem Weg, beispielsweise 2 mm, blockiert.
Im Weiteren wird das Starten der Maschine bzw. des Antriebsmotorblocks 94 beschrieben. Wird das Abzugsbetätigungselement 58 betätigt, ohne eine der Entriegelungstasten 124, 126 links oder rechts zu drücken, bewegt sich das Abzugsbetätigungselement 58 um 2mm. Der Abzugsschieber 106 löst somit einen ersten Mikroschalter 102 aus, der ein Signal zum Starten der Maschine gibt. Der Entriegelungshebel und Abzugsschieber 106 werden durch Federn zurückgestellt (Ausgangsposition).
Im Weiteren wird die Auslösung des Setzvorganges beschrieben. Wird das Abzugsbetätigungselement 58 betätigt, nachdem eine der Entriegelungstasten 124, 126 links oder rechts gedrückt wurde, kann das Abzugsbetätigungselement 58 einen längeren Weg, beispielsweise 5mm, nach hinten gezogen werden. In der hinteren Position drückt das Abzugsbetätigungselement 58 auf einen zweiten Mikroschalter 104, der am Abzuggehäuse befestigt ist und löst somit den Setzvorgang aus.
26 bis 29 zeigen unterschiedliche Ansichten eines Abzugsmechanismus 130 gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
26 zeigt eine räumliche Ansicht und 27 zeigt eine seitliche Ansicht des Auslösemechanismus 130.
28 zeigt ein Detail des Auslösemechanismus 130 in einer Linkshänderposition 98, wohingegen 29 ein Detail des Auslösemechanismus 130 in einer Rechtshänderposition 100 zeigt.
Insbesondere zeigen 26 bis 29 eine Vorspannfeder 108, die das Sicherungsbetätigungselement 60 in einer Sperrposition vorspannt. Mit anderen Worten sind korrespondierenden Nasen des Sperrglieds 96 an dem Abzugsbetätigungselement 58 einerseits und an dem Sicherungsbetätigungselement 60 andererseits, durch die Vorspannfeder 108 in einen sich gegenseitig blockierenden Zustand voreingestellt. Betätigt ein Benutzer aber das Sicherungsbetätigungselement 60 und überwindet dabei die Vorspannkraft der Vorspannfeder 108, so wird die Abzugssperre überwunden und das Sperrglied 96 entsperrt, indem die beiden korrespondierenden Nasen an den Betätigungselementen 58, 60 voneinander wirkgetrennt werden und damit ein Auslösen des Setzvorgangs ermöglicht wird.
Insbesondere 28 und 29 zeigen, dass das Sicherungsbetätigungselement 60 selektiv zwischen einer Linkshänderposition 98 gemäß 28 und einer Rechtshänderposition 100 gemäß 29 verschoben werden kann, so dass bei wahlweisem Greifen des Abzugsmechanismus 130 mit der linken Hand oder mit der rechten Hand eine bequeme Betätigung des Sicherungsbetätigungselements 60 ermöglicht ist. Ein Benutzer kann dann mit dem Daumen der jeweiligen Hand das Sicherungsbetätigungselement 60 betätigen und kann mit dem Zeigefinger, optional auch noch mit dem Mittelfinger, dem Ringfinger und/oder dem kleinen Finger, das Abzugsbetätigungselement 58 betätigen. Die Verschieberichtung zum Überführen des Sicherungsbetätigungselements 60 zwischen der Linkshänderstellung 98 gemäß 28 und der Rechtshänderstellung 100 gemäß 29 ist orthogonal zu einer Auslöserichtung, entlang welcher die Betätigungselemente 58, 60 zum Durchführen der bezugnehmend auf 1 beschriebenen Prozedur betätigt werden.
Unterhalb des Abzugsbetätigungselements 58 befindet sich das Sperrglied 96 (in 27 eingekreist), welches das Abzugsbetätigungselement 58 solange blockiert, bis das Sicherungsbetätigungselement 60 nach unten gedrückt wird. Das Sicherungsbetätigungselement 60 ist seitlich im Setzgerät 30 verschiebbar und rastet je nach Position ein, um eine links- oder rechtshändige Bedienung zu ermöglichen. Wird das Sicherungsbetätigungselement 60 nicht gedrückt, kann der Anwender durch Antippen des Abzugsbetätigungselements 58 über einen ersten Mikroschalter 102 den Antriebsmotorblock 94 starten. Bei erneutem längerem Drücken schaltet der Antriebsmotorblock 94 wieder ab.
Eine Freigabe zum Eintreibprozess erfolgt erst, wenn das Sicherungsbetätigungselement 60 gedrückt wurde und anschließend über das Abzugsbetätigungselement 58 ein zweiter Mikroschalter 104 betätigt wird.
Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass „aufweisend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 2429768 [0003]

Claims

Auslösemechanismus (130) zum Auslösen des Setzens eines Befestigungselements (66) in ein Zielobjekt (62, 64) mittels eines Setzgeräts (30), wobei der Auslösemechanismus (130) aufweist: ein Abzugsbetätigungselement (58); und ein Sicherungsbetätigungselement (60); wobei der Auslösemechanismus (130) derart eingerichtet ist, dass: mittels Betätigens des Abzugsbetätigungselements (58) eine Antriebseinheit (94) zum Bereitstellen von Antriebsenergie für das Setzen des Befestigungselements (66) aktivierbar ist; mittels, insbesondere nachfolgenden Betätigens des Sicherungsbetätigungselements (60) eine Auslösesperre (96), die das Auslösen des Setzens des Befestigungselements (66) mittels nochmaligen Betätigens des Abzugsbetätigungselements (58) vor Entsperren der Auslösesperre (96) sperrt, entsperrbar ist; und mittels nochmaligen Betätigens des Abzugsbetätigungselements (58) nach Entsperren der Auslösesperre das Setzen des Befestigungselements (66) auslösbar ist.
Auslösemechanismus (130) gemäß Anspruch 1, wobei der Auslösemechanismus (130) derart eingerichtet ist, dass nur bei kontinuierlichem Betätigen des Abzugsbetätigungselements (58) über ein Zeitintervall (Δt), das einen vorgegebenen ersten Schwellwert (T₁) überschreitet, die Antriebseinheit (94) aktiviert wird.
Auslösemechanismus (130) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Auslösemechanismus (130) derart eingerichtet ist, dass bei einem abermaligen Betätigen des Abzugsbetätigungselements (58) über ein Zeitintervall (Δt), das einen vorgegebenen zweiten Schwellwert (T₂), der insbesondere größer als der erste Schwellwert (T₁) ist, überschreitet, die Antriebseinheit (94) wieder deaktiviert wird.
Auslösemechanismus (130) gemäß Anspruch 3, wobei der Auslösemechanismus (130) derart eingerichtet ist, dass die Antriebseinheit (94) wieder deaktiviert wird, sofern das abermalige Betätigen des Abzugsbetätigungselements (58) vor dem Betätigen des Sicherungsbetätigungselements (60) erfolgt.
Auslösemechanismus (130) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Auslösemechanismus (130) derart eingerichtet ist, dass ein erster Betätigungshub (118), mit dem ein Benutzer das Abzugsbetätigungselement (58) betätigt, um die Antriebseinheit (94) zu aktivieren, kleiner ist als ein zweiter Betätigungshub (120), mit dem ein Benutzer das Abzugsbetätigungselement (58) betätigt, um das Setzen des Befestigungselements (66) auszulösen.
Auslösemechanismus (130) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Abzugsbetätigungselement (58) und das Sicherungsbetätigungselement (60) zwei separat betätigbare Betätigungselemente sind.
Auslösemechanismus (130) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Abzugsbetätigungselement (58) und das Sicherungsbetätigungselement (60) derart angeordnet sind, dass sie von einem Benutzer mit nur einer Hand betätigbar sind, wenn der Benutzer das Setzgerät (30) hält, beispielsweise durch eine entsprechende räumliche Nähe der beiden Betätigungselemente (58, 60).
Auslösemechanismus (130) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Abzugsbetätigungselement (58) und das Sicherungsbetätigungselement (60) derart eingerichtet sind, dass das nochmalige Betätigen des Abzugsbetätigungselements (58) zum Auslösen des Setzens des Befestigungselements (66) mechanisch nur ermöglicht ist, wenn gleichzeitig das Sicherungsbetätigungselement (60) betätigt gehalten bleibt.
Auslösemechanismus (130) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Auslösesperre (96) eine mechanisch wirkende Auslösesperre ist.
Auslösemechanismus (130) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Sicherungsbetätigungselement (60) selektiv zwischen einer stabilen ersten Ausgangsposition (98) und einer stabilen zweiten Ausgangsposition (100) verschiebbar ist, wobei das Sicherungsbetätigungselement (60) ausgehend von jeder der ersten Ausgangsposition (98) und der zweiten Ausgangsposition (100) zum Entsperren der Auslösesperre (96) betätigbar ist.
Auslösemechanismus (130) gemäß Anspruch 10, wobei die erste Ausgangsposition (98) eine Linkshänderposition ist, in welcher ein Benutzer das Sicherungsbetätigungselement (60) mit dem Daumen der linken Hand betätigen kann; wobei die zweite Ausgangsposition (100) eine Rechtshänderposition ist, in welcher ein Benutzer das Sicherungsbetätigungselement (60) mit dem Daumen der rechten Hand betätigen kann; wobei ein Benutzer das Abzugsbetätigungselement (58) mit zumindest einem anderen Finger, insbesondere dem Zeigefinger, der jeweiligen Hand betätigen kann.
Auslösemechanismus (130) gemäß Anspruch 10 oder 11, wobei eine Verschieberichtung, entlang der das Sicherungsbetätigungselement (60) zwischen der ersten Ausgangsposition (98) und der zweiten Ausgangsposition (100) verschiebbar ist, senkrecht zu einer Betätigungsrichtung ist, entlang der das Sicherungsbetätigungselement (60) und/oder das Abzugsbetätigungselement (58) betätigbar ist.
Auslösemechanismus (130) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, aufweisend: ein erstes Schalterelement (102), das bei dem Betätigen des Abzugsbetätigungselements (58) die Antriebseinheit (94) aktiviert; ein zweites Schalterelement (104), das bei dem Betätigen des Sicherungsbetätigungselements (60) und bei dem nochmaligen Betätigen des Abzugsbetätigungselements (58) das Setzen des Befestigungselements (66) auslöst und vorteilhaft das Sicherungsbestätigungselement (60) eine insbesondere mechanische Sperre zwischen den Schalterelementen (102, 104) bildet.
Auslösemechanismus (130) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das Abzugsbetätigungselement (58) und das Sicherungsbetätigungselement (60) derart eingerichtet sind, dass mittels des nochmaligen Betätigens des Abzugsbetätigungselements (58) nach Entsperren der Auslösesperre (96) das Setzen des Befestigungselements (66) mittels Beschleunigen des Stößels (10) in eine Setzposition auslösbar ist, in welcher der Stößel (10) eine Setzkraft auf das Befestigungselement (66) ausübt.
Auslösemechanismus (130) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei der Auslösemechanismus (130) derart eingerichtet ist, dass das Setzen des Befestigungselements (66) erst auslösbar ist, wenn mittels eines Anpressdetektors (112) ein Anpressen des Setzgeräts (30) gegen ein Zielobjekt (62, 64) ermittelt worden ist.
Setzgerät (30), insbesondere Nietsetzgerät, zum Setzen eines Befestigungselements (66), wobei das Setzgerät (30) aufweist: eine Antriebseinheit (94) zum Antreiben eines beweglichen Stößels (10) zum Setzen des Befestigungselements (66) in ein Zielobjekt (62, 64); einen Auslösemechanismus (130) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15 zum Auslösen des Setzens des Befestigungselements (66).
Setzgerät (30) gemäß Anspruch 16, aufweisend einen Haltegriff (4), an dem das Sicherungsbetätigungselement (60) und das Abzugsbetätigungselement (58) angeordnet sind.
Setzgerät (30) gemäß Anspruch 16 oder 17, ausgebildet als Handgerät, insbesondere mit kabelloser Energieversorgung.
Setzgerät (30) gemäß einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei die Antriebseinheit (94) aufweist: einen ersten Motor (8) zum in Rotation Versetzen von Schwungrädern (13) zum Bereitstellen von Antriebsenergie zum Antreiben einer den Stößel (9) aufweisenden Stößelstruktur (9, 10); und einen zweiten Motor (18) zum Bewegen zumindest eines der Schwungräder (13) gegenüber dem anderen der Schwungräder (13) zum Zustellen der Schwungräder (13) auf die Stößelstruktur (9, 10), und optional zum Ziehen eines Dorns.
Setzanordnung, aufweisend: ein Setzgerät (30) gemäß einem der Ansprüche 16 bis 19 zum Setzen eines Befestigungselements (66); das Befestigungselement (66), insbesondere setzbereit an oder in dem Setzgerät (30) montiert.
Verfahren zum Auslösen des Setzens eines Befestigungselements (66) in ein Zielobjekt (62, 64) mittels eines Setzgeräts (30), wobei das Verfahren aufweist: Betätigen eines Abzugsbetätigungselements (58) des Setzgeräts (30) zum Aktivieren einer Antriebseinheit (94) zum Bereitstellen von Antriebsenergie für das Setzen des Befestigungselements (66); Betätigen, insbesondere nachfolgendes Betätigen, eines Sicherungsbetätigungselements (60) des Setzgeräts (30) zum Entsperren einer Auslösesperre (96), die das Auslösen des Setzens des Befestigungselements (66) mittels nochmaligen Betätigens des Abzugsbetätigungselements (58) vor dem Entsperren der Auslösesperre (96) sperrt; und nochmaliges Betätigen des Abzugsbetätigungselements (58) nach Entsperren der Auslösesperre (96) zum Auslösen des Setzens des Befestigungselements (66).