DE102020110969A1 - Nietsetzvorrichtung - Google Patents

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Robert Weinmann
Martin Mang
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Bayerische Motoren Werke AG
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    • B25B27/0014Tools for fixing internally screw-threaded tubular fasteners motor-driven

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Nietsetzvorrichtung (10) zum Setzen eines Nietelementes (12), insbesondere eines Blindniets oder einer Blindnietmutter (14), aufweisend eine Zugdornaufnahmevorrichtung (16), die zur Aufnahme eines mit dem Nietelement (12) verbindbaren Zugdorns (18) ausgebildet ist, und eine Zugkrafterzeugungseinrichtung (20), die eine zum Setzen des Nietelementes (12) erforderliche Zugkraft erzeugt, wobei die Zugkrafterzeugungseinrichtung (20) eine Impulserzeugungsvorrichtung (22) aufweist, die intermittierend einen Impuls erzeugt, wobei die Zugkrafterzeugungseinrichtung (20) ausgebildet ist, den Impuls in eine auf den Zugdorn (18) wirkende diskontinuierliche Zugkraft umzuwandeln.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Nietsetzvorrichtung zum Setzen eines Niets, insbesondere eines Blindniets oder einer Blindnietmutter, aufweisend einen Zugdorn, der mit dem Niet verbindbar ist, eine Zugkrafterzeugungseinrichtung, die mit dem Zugdorn verbunden ist und eine zum Setzen erforderliche Zugkraft auf den Zugdorn ausübt.
  • Im Fahrzeugbau werden vermehrt Nietverbindungen eingesetzt, um Karosserieteile unlösbar miteinander zu verbinden. Zudem lassen sich mittels Nietverbindungen Bauteile aus unterschiedlichen Materialien miteinander verbinden.
  • Herkömmliche Nieten weisen einen Nietkopf, der auch als Setzkopf bezeichnet wird, und einen zylindrischen Nietschaft auf. Zur Verbindung von Bauteilen mittels eines Nietes werden zumeist in die zu verbindenden Bauteile Löcher eingebracht, in die der Niet eingesetzt wird, wobei der Nietkopf an einem der Bauteile anliegt und der Nietschaft aus dem Loch herausragt. Durch Aufbringen einer Kraft auf den herausragenden Abschnitt wird der Nietschaft plastisch verformt und bildet einen Schließkopf aus, um die Nietverbindung zu schließen.
  • Nach Ausführung des Nietschaftes unterscheidet man zwischen Vollniete mit vollem Schaft, Hohl-und Rohrniete mit hohlem Schaft, Halbhohlniete mit angebohrtem Schaft, Nietzapfen und Blindniete.
  • Halbhohlniete weisen einseitig ein offenes Ende auf und werden dann eingesetzt, wenn aus prozess- und kostentechnischen Gründen keine Löcher in die zu verbindenden Bauteilen eingebracht werden.
  • Aus DE 103 26 430 A1 geht ein Verfahren zum Verbinden von sich zumindest teilweise überlappenden Bauteilen in einem mechanischen Fügeprozess mit Hilfe eines Halbhohlnietes, der mittels einer Impulsvorrichtung beschleunigt wird und in die sich überlappenden Bauteile eindringt.
  • Ein Blindniet, der auch als Zugdornniet bezeichnet wird, weist einen hohlen Nietschaft auf und wird überall dort eingesetzt, wo der Niet nur von einer Seite zugänglich ist. Zur plastischen Verformung eines Blindnietes wird ein sogenannter Niet- oder Zugdorn eingesetzt. Dieser kann fest oder lösbar mit dem Nietschaft verbunden sein und erstreckt sich durch den Nietschaft aus dem Nietkopf heraus. Durch Aufbringen einer Zugkraft auf den Zugdorn wird der Nietschaft plastisch verformt. Wenn der Zugdorn fest mit dem Nietschaft verbunden ist, weist der Zugdorn eine Sollbruchstelle auf, an welcher der Zugdorn nach Erreichen der plastischen Umformung abreißt. Wenn der Zugdorn lösbar mit dem Nietschaft verbunden ist, dann kann dieser nach Beendigung des Nietvorgangs wieder gelöst und für einen neuen Nietvorgang eingesetzt werden. Beispielsweise kann der Zugdorn als Gewindebolzen ausgebildet sein, der in ein Innengewinde des Nietschafts eingeschraubt wird.
  • Zur Aufbringung einer Zugkraft auf den Zugdorn wird ein mit einem Greif- und Zugmechanismus ausgestattetes Werkzeug eingesetzt, das das Einführen und Umformen des Nietes erlaubt. Die Erzeugung der Zugkraft kann von Hand, elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch erfolgen.
  • Neben den Blindnieten gibt es sogenannte Blindnietmuttern, deren Nietschaft mit einem Innengewinde versehen ist. Blindnietmuttern werden eingesetzt, um ein dünnwandiges Bauteil mit einem Gewinde zu versehen. Dadurch kann das dünnwandige Bauteil mit einem weiteren Bauteil verschraubt werden. Zum Setzen von Blindnietmuttern werden Handgeräte oder Handwerkzeuge eingesetzt, die elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch arbeiten und eine Setzkraft- beziehungsweise Setzkraftregelung besitzen.
  • Aus DE 20 2013 004 738 U1 geht ein Werkzeug zum Setzen von Blindnietmuttern mit einem Schraubgerät hervor, das einen Schraubeinsatz mit einem einen Kragen der Blindnietmutter aufnehmenden Zentriervorsatz umfasst. Bei dem Schraubgerät handelt es sich um einen herkömmlichen Elektroschrauber.
  • Eine weitere Handmontagevorrichtung zum Setzen von Blindnietmuttern geht aus DE 20 2011 005 601 U1 hervor. Die Handmontagevorrichtung umfasst ein Zugelement für eine zu setzende Mutter, das hydraulisch über einen Arbeitszylinder betätigbar ist, sowie eine Pumpeneinheit mit einem Betätigungszylinder zur Erzeugung von Drücken auf den Arbeitszylinder, um diesen zu verschieben.
  • Bei zunehmender Setzkraft nehmen Handwerkzeuge eine zunehmende Baugröße ein. Dadurch werden die Handwerkzeuge schwer und unergonomisch, so dass diese zusätzlich mit einem sogenannten Balancer abgestützt werden müssen. Des Weiteren lassen sich Blindnietmuttern für überelastische Schraubanzüge mit Handwerkzeugen in der Regel nicht mehr verarbeiten.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Nietsetzvorrichtung zu schaffen, die eine hohe Setzkraft aufbringt und gleichzeitig eine geringe Baugröße aufweist.
  • Zur Lösung der Aufgabe wird eine Nietsetzvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Nietsetzvorrichtung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Gemäß einem Aspekt wird eine Nietsetzvorrichtung zum Setzen eines Nietelementes, insbesondere eines Blindniets oder einer Blindnietmutter, vorgeschlagen. Die Nietsetzvorrichtung weist eine Zugdornaufnahmevorrichtung, die zur Aufnahme eines mit dem Nietelement verbindbaren Zugdorns ausgebildet ist, und eine Zugkrafterzeugungseinrichtung auf, die eine zum Setzen des Nietelementes erforderliche Zugkraft erzeugt, wobei die Zugkrafterzeugungseinrichtung eine Impulserzeugungsvorrichtung aufweist, die intermittierend einen Impuls erzeugt, wobei die Zugkrafterzeugungsvorrichtung ausgebildet ist, den Impuls in eine auf den Zugdorn wirkende diskontinuierliche Zugkraft umzuwandeln.
  • Durch den Einsatz von intermittierenden Impulsen und deren Umwandlung in eine diskontinuierliche Zug- beziehungsweise Setzkraft zur Umformung des Nietes kann eine hohe Zug- beziehungsweise Setzkraft erzeugt werden, die für hochbeanspruchte Verbindungen erforderlich ist. So ist es mit der Nietsetzvorrichtung möglich, Blindnietmuttern für überelastische Schraubverbindungen zu setzen. Darüber hinaus weist die Nietsetzvorrichtung durch den Einsatz einer Impulserzeugungsvorrichtung bei vergleichbarem Krafteintrag eine geringere Baugröße auf. Dadurch kann die Nietsetzvorrichtung trotz seines hohen Krafteintrags als Handgerät eingesetzt werden.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Nietsetzvorrichtung ein Gehäuse mit einem Griffabschnitt auf, wobei die Zugdornaufnahmevorrichtung und die Zugkrafterzeugsvorrichtung innerhalb des Gehäuses angeordnet sind.
  • Der Zugdorn kann endseitig ein Außengewinde aufweisen, das in ein Innengewinde eines Nietes eingeschraubt werden kann. Der Zugdorn kann form-und/oder kraftschlüssig von der Zugdornaufnahmevorrichtung aufgenommen werden.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Impulserzeugungsvorrichtung eine mechanische, elektromagnetische, elektrische, hydraulische, pneumatische oder hydropneumatische Impulszelle auf. Die Impulszelle erzeugt intermittierend den für die diskontinuierliche Setzkraft erforderlichen Impuls.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die mechanische Impulszelle eine angetriebene Scheibe, die exzentrisch gelagert ist, und ein mit der Scheibe verbundenes Stoßwerkzeug auf. Das Stoßwerkzeug wandelt eine Drehbewegung der Scheibe in einen Impuls in Form eines Stoßes um. Die Scheibe kann mit einer Antriebseinrichtung verbunden sein, welche die Scheibe in Rotation versetzt. Das Stoßwerkzeug kann als eine Stange mit einem abgewinkelten Abschnitt ausgebildet sein, wobei der abgewinkelte Abschnitt mit der Scheibe verbunden ist. Darüber hinaus kann das Stoßwerkzeug als eine Gelenkstange ausgebildet sein, die einen ersten Stangenabschnitt und einen zweiten Stangenabschnitt aufweist, wobei die beiden Stangenabschnitte über ein Drehgelenk miteinander verbunden sind. Der erste Stangenabschnitt kann mit der Scheibe verbunden sein und der zweite Stangeabschnitt kann derart geführt sein, dass die Drehbewegung der Scheibe in eine translatorische Bewegung und damit in einen Stoß umgewandelt wird. Das Stoßwerkzeug kann vorliegend auch als Hammer bezeichnet werden. Die Scheibe kann von einen Elektromotor, einem Hydraulikmotor oder einem Druckluftantrieb angetrieben sein.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die elektromagnetische Impulszelle einen Elektromagneten, ein innerhalb des Elektromagneten angeordnetes Stoßwerkzeug und eine mit dem Stoßwerkzeug verbundene Feder auf. Durch Beaufschlagen des Elektromagneten mit Strom wird ein Magnetfeld erzeugt, das das Stoßwerkzeug in Bewegung setzt und somit in einen Stoß umwandelt. Wird die Stromzufuhr unterbrochen und damit das Magnetfeld ausgeschaltet, so zieht die Feder das Stoßwerkzeug zurück. In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Elektromagnet eine Spule auf, wobei das Stoßwerkzeug innerhalb der Spule angeordnet ist und einen Kern des Elektromagneten bildet. Vorteilhaft weist das Stoßwerkzeug eine gerade Stange, die innerhalb der Spule angeordnet ist, und einen Schlagkopf auf, der endseitig an der Stange angeordnet ist. Der Schlagkopf kann als Platte ausgebildet sein. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Feder mit der Stange und einem festen Teil der Nietsetzvorrichtung verbunden. Das feste Teil kann beispielsweise das Gehäuse der Nietsetzvorrichtung sein.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Zugkrafterzeugungsvorrichtung eine Impulsumwandlungsvorrichtung auf, die einen Impuls in eine translatorische Bewegung umwandelt. Mittels der Impulsumwandlungsvorrichtung wird der Stoß in eine translatorische Bewegung, die zur Erzeugung einer Setzkraft und für die plastische Umformung eines Nietes erforderlich ist, umgewandelt.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Impulsumwandlungsvorrichtung eine Schubstange auf, die mit dem Stoßwerkzeug zusammenwirkt. Wenn das Stoßwerkzeug einen Impuls in Form eines Stoßes auf die Schubstange gibt, dann wird die Schubstange translatorisch bewegt. Somit sorgt die Impulsumwandlungsvorrichtung dafür, dass die intermittierenden Impulse in intermittierende translatorische Bewegungen und damit in eine diskontinuierliche Zug- beziehungsweise Setzkraft umgewandelt werden. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Schubstange über wenigstens ein Loslager translatorisch bewegbar gelagert. Das Loslager kann ein Gleitlager sein.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Impulsumwandlungsvorrichtung wenigstens eine Rückstellfeder auf, die mit der Schubstange wirkverbunden ist, wobei die Rückstellfeder eine Rückstellkraft auf die Schubstange ausübt, um die Schubstange bei einer translatorischen Bewegung wieder in ihre Stoßposition zurückzuführen. Die Rückstellfeder sorgt somit dafür, dass die Schubstange wieder in diejenige Position zurückkehrt, in welcher das Stoßwerkzeug einen Impuls auf die Schubstange geben kann. Wenn das Stoßwerkzeug auf die Schubstange stößt, wird die Schubstange translatorisch von dem Stoßwerkzeug wegbewegt. Dadurch wird die Rückstellfeder komprimiert und vorgespannt. Sobald die potentielle Energie größer als die kinetische Energie der Schubstange ist, bewegt die Rückstellfeder die Schubstange wieder in ihre Stoßposition zurück, so dass die Schubstange für einen erneuten Stoß zur Verfügung steht.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Rückstellfeder eine Spiralfeder oder eine elektromagnetische Feder. Dadurch kann auf einfache und kostengünstige Weise eine Rückstellkraft erzeugt werden. Bei einer translatorischen Bewegung der Schubstange wird die Rückstellfeder komprimiert. Sobald die potentielle Energie der Rückstellfeder größer als die kinetische Energie der Schubstange infolge des Stoßes ist, erzeugt die Spiralfeder eine Rückstellkraft, die die Schubstange wieder in ihre Stoßposition zurückbewegt. Dadurch steht die Schubstange für einen erneuten Stoß zur Verfügung. Eine Spiralfeder kann mit einem Ende mit einem feststehenden Bauteil der Nietsetzvorrichtung, wie beispielsweise einem Gehäuse, und mit dem anderen Ende mit der Schubstange verbunden sein. Eine elektromagnetische Feder weist einen Elektromagneten auf, der bei Bestromung ein Magnetfeld erzeugt, das eine auf die Schubstange wirkende Rückstellkraft erzeugt.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Zugkrafterzeugsvorrichtung eine Greifvorrichtung zum Greifen der Zugdornaufnahmevorrichtung auf, die mit der Impulsumwandlungsvorrichtung wirkverbunden ist. Die Greifvorrichtung bewirkt, dass die intermittierende translatorische Bewegung der Schubstange auf den Zugdorn übertragen wird, so dass eine diskontinuierliche Zugkraft auf den Zugdorn ausgeübt wird.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Greifvorrichtung zwei Klemmbacken auf, die zum Greifen des Zugdorns eine Klemmkraft erzeugen. Wenn die Schubstange infolge eines Stoßes translatorisch verlagert wird, greifen die Klemmbacken die Schubstange, so dass die translatorische Bewegung auf den Zugdorn übertragen wird. Die translatorische Bewegung bewirkt, dass das Nietelement plastisch verformt wird. Durch den intermittierenden Stoß wird das Nietelement diskontinuierlich plastisch verformt. In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Klemmbacken ausgebildet, die Klemmkraft durch Eigenhemmung infolge von Reibung zu erzeugen. Die Klemmbacken sind vorteilhaft als Klemmkeile ausgebildet.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist eine Wegmesseinrichtung vorgesehen, die einen zurückgelegten Weg des Zugdorns misst, wobei die Wegmesseinrichtung mit einer Steuereinrichtung verbunden ist, die bei Erreichen eines gewünschten Umformgrades des Nietelementes die Nietsetzvorrichtung abschaltet.
  • Nachfolgend werden eine Nietsetzvorrichtung sowie weitere Merkmale und Vorteile anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, das in der Figur schematisch dargestellt ist. Hierbei zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung einer Nietsetzvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform; und
    • 2 eine schematische Darstellung einer Nietsetzvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform.
  • In 1 ist eine erste Ausführungsform einer Nietsetzvorrichtung 10 zum Setzen eines Nietelements 12 gezeigt.
  • Das Nietelement 12 ist vorliegend eine Blindnietmutter 14 mit einem nicht dargestellten Innengewinde.
  • Die Nietsetzvorrichtung 10 umfasst ein Gehäuse 11, eine innerhalb des Gehäuses 11 angeordnete Zugdornaufnahmevorrichtung 16, die zur Aufnahme eines mit dem Nietelement 12 verbundenen Zugdorns 18 ausgebildet ist, und eine innerhalb des Gehäuses 11 angeordnete Zugkrafterzeugungseinrichtung 20, die eine zum Setzen des Nietelements erforderliche Zugkraft erzeugt.
  • Die Zugkrafterzeugungseinrichtung 20 weist eine Impulserzeugungsvorrichtung 22 auf, die intermittierend einen Impuls erzeugt. Hierzu umfasst die Impulserzeugungsvorrichtung 22 eine Impulszelle 24, die eine angetriebene Scheibe 26 und ein mit der Scheibe 26 verbundenes Stoßwerkzeug 28 aufweist.
  • Die Scheibe 26 ist exzentrisch an einem Festlager 56 gelagert und wird über eine nicht dargestellte Antriebsvorrichtung angetrieben. Die Antriebsvorrichtung kann ein Elektromotor, ein Hydraulikmotor oder ein Druckluftantrieb sein. Das Festlager 56 kann beispielsweise das Gehäuse 11 sein.
  • Das Stoßwerkzeug 28 ist vorliegend als eine abgewinkelte Stange 30 ausgebildet, die fest mit der Scheibe 26 verbunden ist. Wenn die Scheibe 26 rotiert, wird die Drehbewegung der Scheibe 26 über die Stange 30 in einen intermittierenden translatorisch wirkenden Impuls in Form eines Stoßes umgewandelt.
  • Darüber hinaus weist die Zugkrafterzeugungseinrichtung 20 eine Impulsumwandlungsvorrichtung 32 auf, die einen Impuls in eine translatorische Bewegung umwandelt.
  • Die Impulsumwandlungsvorrichtung weist eine Schubstange 34, die mit dem Stoßwerkzeug 28 zusammenwirkt, eine Rückstellfeder 36, die mit der Schubstange 34 wirkverbunden ist, und eine Greifvorrichtung 38 zum Greifen der Zugdornaufnahmevorrichtung 16, die mit der Schubstange 34 wirkverbunden ist, auf.
  • Die Schubstange 34 ist über das Loslager 40 translatorisch bewegbar gelagert. Dadurch wird die Schubstange 34 horizontal in Richtung der Greifvorrichtung 38 bewegt, wenn das Stoßwerkzeug 28 einen Impuls in Form eines Stoßes auf die Schubstange 34 gibt.
  • Die Rückstellfeder 36 ist vorliegend als Spiralfeder 42 ausgebildet, wobei ein Ende der Spiralfeder 42 mit der Schubstange 34 ein anderes Ende der Spiralfeder 42 ist mit einem feststehenden Bauteil der Nietsetzvorrichtung 10, beispielsweise mit dem Gehäuse 11 verbunden. Wenn die Schubstange 34, angestoßen durch das Stoßwerkzeug 28, eine horizontale Bewegung in Richtung der Greifvorrichtung 38 durchführt, wird die Rückstellfeder 42 komprimiert. Sobald die potentielle Energie der Spiralfeder 42 größer als die kinetische Energie der Schubstange 34 ist, erzeugt die Spiralfeder 42 eine Rückstellkraft, die die Schubstange 34 wieder in ihre Stoßposition zurückbewegt. Dadurch steht die Schubstange 34 für einen erneuten Stoß zur Verfügung.
  • Die Greifvorrichtung 38 weist zwei Klemmbacken 44 auf, die vorliegend als Klemmkeile ausgebildet sind, und die fest mit der Zugdornaufnahmevorrichtung 16 verbunden sind. Die Klemmbacken 44 klemmen die Schubstange 34 mittels Eigenhemmung infolge der durch die translatorische Bewegung der Schubstange 34 resultierenden Reibung zwischen sich fest. Dadurch wird der Zugdorn 18 mitgenommen und bewegt sich ebenfalls in horizontaler Richtung.
  • Wie bereits erläutert, ist die Zugdornaufnahmevorrichtung 16 fest mit der Greifvorrichtung 38 verbunden, wobei die Zugdornaufnahmevorrichtung 16 eine nicht dargestellte Aufnahmeeinrichtung aufweist, in die der Zugdorn 18 formschlüssig und/oder kraftschlüssig eingesetzt beziehungsweise verbunden werden kann. So kann die Zugdornaufnahmeeinrichtung 16 ein Gewinde sein, in das der Zugdorn 18 eingeschraubt ist.
  • Wie zudem in 1 ersichtlich ist, ist der Zugdorn 18 über das Loslager 40 translatorisch bewegbar gelagert. Wenn die Schubstange 34 horizontal bewegt wird, dann wird der Zugdorn 18 über die Klemmbacken 44 ebenfalls horizontal weg von der Blindnietmutter 14 bewegt.
  • Der Zugdorn 18 weist zudem endseitig ein nicht dargestelltes Gewinde auf, das in das Innengewinde der Blindnietmutter 14 eingeschraubt ist.
  • Im Folgenden wird die Funktionsweise der Nietsetzvorrichtung 10 erläutert. Wenn die Scheibe 26 in Rotation versetzt wird, so erzeugt die Stange 30 intermittierend einen Impuls und damit einen Stoß auf die Schubstange 34. Bei einem Stoß der Stange 30 auf die Schubstange 34 wird diese translatorisch in Richtung der Klemmbacken 44 verlagert, wobei die Klemmbacken 44 durch Eigenhemmung die Schubstange 34 greifen. Da die Klemmbacken 44 fest mit der Zugdornaufnahmevorrichtung 16 verbunden sind, wird die translatorische Bewegung der Schubstange 34 auf den Zugdorn 18 übertragen und dieser wird horizontal weg von der Blindnietmutter 14 bewegt. Dadurch wird die Blindnietmutter 14, insbesondere deren Nietschaft gestaucht und damit plastisch verformt. Während der horizontalen Bewegung der Schubstange 34 wird die Spiralfeder 42 komprimiert. Sobald die potentielle Energie der Spiralfeder 34 größer als die kinetische Energie der Schubstange 34 ist, erzeugt die Spiralfeder eine Rückstellkraft, die die Schubstange 34 wieder in die Stoßposition zurückbewegt. Dadurch steht Schubstange 34 für einen erneuten Impuls in Form eines Stoßes durch die Stange 30 zur Verfügung. Durch den intermittierenden Stoß wird die Blindnietmutter 14 diskontinuierlich plastisch verformt und dadurch gesetzt.
  • Zur Messung des zurückgelegten Weges des Zugdorns 18 weist die Nietsetzvorrichtung 10 eine nicht dargestellte Wegmesseinrichtung auf, die mit einer nicht dargestellten Steuereinrichtung verbunden ist. Bei Erreichen eines gewünschten Umformgrads der Blindnietmutter 14, der einem durch die Wegmesseinrichtung gemessenen Weg des Zugdorns 18 entspricht, schaltetet die Steuereinrichtung die Nietsetzvorrichtung 10 ab.
  • Die in 2 gezeigte zweite Ausführungsform der Nietsetzvorrichtung 10 unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform durch die Ausgestaltung der Impulszelle 24.
  • Die Impulszelle 24 ist vorliegend als eine elektromagnetische Impulszelle ausgebildet und weist einen Elektromagneten 46 und eine mit dem Elektromagneten 46 verbundene Feder 48 auf.
  • Der Elektromagnet 46 weist eine Spule 46 und das Stoßwerkzeug 28, das innerhalb der Spule 46 angeordnet ist, auf. Das Stoßwerkzeug 28 ist aus einer geraden Stange 50 und einem Schlagkopf 52 gebildet, der endseitig an der Stange 50 angeordnet ist. Die Stange 50 bildet den Kern des Elektromagneten 46. Der Schlagkopf 52 ist als Platte 54 ausgebildet.
  • Die Feder 48 ist mit der Stange 50 und dem Festlager 56 der Nietsetzvorrichtung 10 verbunden. Das Festlager 56 kann beispielsweise das Gehäuse 11 sein.
  • Durch Beaufschlagen der Spule 46 mit Strom wird ein Magnetfeld erzeugt, das die Stange 50 samt Schlagkopf 52 in Richtung der Schubstange 34 bewegt und gegen die Schubstange 34 schlägt beziehungsweise stößt. Gleichzeitig wird die Feder 46 gedehnt.
  • Wird die Stromzufuhr unterbrochen und damit das Magnetfeld ausgeschaltet, so zieht die Feder 48 die Stange 50 zurück. Die Stange 50 induziert dabei Spannung in die Spule 46 und speist so Energie zurück.
  • Durch die Erzeugung von intermittierenden Impulsen und deren Umwandlung in eine diskontinuierliche Zugkraft beziehungsweise Setzkraft zur Umformung des Nietelementes 12 kann eine hohe Zug- beziehungsweise Setzkraft erzeugt werden, die für hochbeanspruchte Verbindungen erforderlich ist. So ist es mit der Nietsetzvorrichtung 10 möglich, Blindnietmuttern 14 für überelastische Schraubverbindungen zu setzen. Zudem bewirkt die Impulserzeugungsvorrichtung 22, dass die Nietsetzvorrichtung 10 bei vergleichbarem Krafteintrag bekannter Nietsetzvorrichtungen eine geringere Baugröße aufweist. Infolgedessen kann die Nietsetzvorrichtung 10 trotz ihres hohen Krafteintrags als Handgerät eingesetzt werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Nietsetzvorrichtung
    11
    Gehäuse
    12
    Nietelement
    14
    Blindnietmutter
    16
    Zugdornaufnahmevorrichtung
    18
    Zugdorn
    20
    Zugkrafterzeugungseinrichtung
    22
    Im pulserzeugungsvorrichtung
    24
    Impulszelle
    26
    Scheibe
    28
    Stoßwerkzeug
    30
    Stange
    32
    Im pulsumwandlungsvorrichtung
    34
    Schubstange
    36
    Rückstellfeder
    38
    Greifvorrichtung
    40
    Loslager
    42
    Spiralfeder
    44
    Klemmbacken
    46
    Elektromagneten
    48
    Feder
    50
    gerade Stange
    52
    Schlagkopf
    54
    Platte
    56
    Festlager
  • 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
    • DE 10326430 A1 [0006]
    • DE 202013004738 U1 [0010]
    • DE 202011005601 U1 [0011]

Claims (11)

  1. Nietsetzvorrichtung (10) zum Setzen eines Nietelementes (12), insbesondere eines Blindniets oder einer Blindnietmutter (14), aufweisend eine Zugdornaufnahmevorrichtung (16), die zur Aufnahme eines mit dem Nietelement (12) verbindbaren Zugdorns (18) ausgebildet ist, und eine Zugkrafterzeugungseinrichtung (20), die eine zum Setzen des Nietelementes (12) erforderliche Zugkraft erzeugt, wobei die Zugkrafterzeugungseinrichtung (20) eine Impulserzeugungsvorrichtung (22) aufweist, die intermittierend einen Impuls erzeugt, wobei die Zugkrafterzeugungseinrichtung (20) ausgebildet ist, den Impuls in eine auf den Zugdorn (18) wirkende diskontinuierliche Zugkraft umzuwandeln.
  2. Nietsetzvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Impulserzeugungsvorrichtung (22) eine mechanische, elektromagnetische, elektrische, hydraulische, pneumatische oder hydropneumatische Impulszelle (24) aufweist.
  3. Nietsetzvorrichtung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Impulszelle (24) eine angetriebene Scheibe (26), die exzentrisch gelagert ist, und ein mit der Scheibe (26) verbundenes Stoßwerkzeug (28) aufweist.
  4. Nietsetzsetzvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetische Impulszelle (24) einen Elektromagneten (46), ein innerhalb des Elektromagneten (46) angeordnetes Stoßwerkzeug (28) und eine mit dem Stoßwerkzeug (28) verbundene Feder (48) aufweist.
  5. Nietsetzvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugkrafterzeugungseinrichtung (20) eine Impulsumwandlungsvorrichtung (32) aufweist, die einen Impuls in eine translatorische Bewegung umwandelt.
  6. Nietsetzvorrichtung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Impulsumwandlungsvorrichtung (32) eine Schubstange (34) aufweist, die mit dem Stoßwerkzeug (28) zusammenwirkt.
  7. Nietsetzvorrichtung (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Impulsumwandlungsvorrichtung (32) wenigstens eine Rückstellfeder (36) aufweist, die mit der Schubstange (34) wirkverbunden ist, wobei die Rückstellfeder (36) eine Rückstellkraft auf die Schubstange (34) ausübt, um die Schubstange (34) bei einer translatorischen Bewegung wieder in ihre Stoßposition zurückzuführen.
  8. Nietsetzvorrichtung (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellfeder (36) eine Spiralfeder (42) oder eine elektromagnetische Feder ist.
  9. Nietsetzvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugkrafterzeugsvorrichtung (20) eine Greifvorrichtung (38) zum Greifen der Zugdornaufnahmevorrichtung (16) aufweist, die mit der Impulsumwandlungsvorrichtung (32) wirkverbunden ist.
  10. Nietsetzvorrichtung (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifvorrichtung (38) zwei Klemmbacken (44) aufweist, die zum Greifen des Zugdorns (18) eine Klemmkraft erzeugen.
  11. Nietsetzvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wegmesseinrichtung vorgesehen ist, die den zurückgelegten Weg des Zugdorns (18) misst, wobei die Wegmesseinrichtung mit einer Steuereinrichtung verbunden ist, die bei Erreichen eines gewünschten Umformgrades des Nietelementes (12) die Nietsetzvorrichtung (10) abschaltet.
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