-
Einleitung
-
Die Erfindung betrifft ein handgeführtes Werkzeug zum Verbinden von mindestens zwei Bauteilen mittels eines Kerbstiftes, umfassend
- – eine Kolben-Zylinder-Einheit mit einem in einem Zylinder abgedichtet bewegbaren Kolben, wobei der Zylinder und der Kolben einen Arbeitsraum begrenzen, der mit einem unter Druck stehenden Fluid beaufschlagbar und infolgedessen in dem Zylinder beschleunigt von einem oberen Totpunkt in Richtung eines unteren Totpunkts bewegbar ist,
- – einen mit dem Kolben verbundenen Hammer, der parallel zu einer Längsachse des Zylinders entlang einer Hammerführung bewegbar ist, wobei der Hammer an einem dem Kolben abgewandten Ende eine Kontaktfläche aufweist, mit der der Kerbstift an seinem dem Hammer zugewandten Ende mit einer Kraft beaufschlagbar ist,
- – eine an dem die Kontaktfläche aufweisenden Ende des Hammers angeordneten Stiftaufnahme zur Halterung eines einzelnen Kerbstifts, so dass dieser durch einen Aufschlag des Hammers auf eine dem Hammer zugewandte Stirnfläche des Kerbstifts von einer Startposition in eine Endposition bewegbar ist, wobei der Kolben beim Erreichen der Endposition des Kerbstiftes seinen unteren Totpunkt nicht oder gerade erreicht, und
- – eine ein Betätigungselement aufweisende Auslöseeinrichtung, mit der der Arbeitsraum mit dem Fluid beaufschlagbar und anschließend der Kolben mit dem Hammer zu seinem oberen Totpunkt zurück überführbar ist, wobei das Betätigungselement von einer Ruhestellung, in der der Kolben und der Hammer sich am oberen Totpunkt befinden, manuell in eine Betätigungsstellung überführbar ist, in der das Fluid in den Arbeitsraum einleitbar ist.
-
Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Verbinden von mindestens zwei Bauteilen mittels eines Kerbstiftes, welches folgende Schritte umfasst:
- a) Ein Kolben wird in einer mit einem Zylinder abgedichteten Kolben-Zylinder-Einheit bewegt, wobei der Zylinder und der Kolben einen Arbeitsraum begrenzen, der mit einem unter Druck stehenden Fluid beaufschlagt wird, wodurch der Kolben in dem Zylinder beschleunigt von einem oberen Totpunkt in Richtung eines unteren Totpunkts bewegt wird.
- b) Ein mit dem Kolben verbundener Hammer wird parallel zu einer Längsachse des Zylinders entlang einer Hammerführung bewegt, wobei der Hammer an einem dem Kolben abgewandten Ende eine Kontaktfläche aufweist, mit der der Kerbstift an seinem dem Hammer zugewandten Ende mit einer Kraft beaufschlagt wird.
- c) Ein Kerbstift, der in einer Stiftaufnahme zur Halterung eines einzelnen Kerbstiftes gehalten wird, welche an dem die Kontaktfläche aufweisenden Ende des Hammers angeordnet ist, wird durch einen Aufschlag des Hammers auf eine dem Hammer zugewandte Stirnfläche des Kerbstifts von einer Startposition in eine Endposition bewegt, wobei der Kolben beim Erreichen der Endposition des Kerbstiftes seinen unteren Totpunkt nicht oder gerade erreicht.
- d) Durch eine ein Betätigungselement aufweisende Auslöseeinrichtung wird der Arbeitsraum mit dem Fluid beaufschlagt und anschließend der Hammer zu seinem oberen Totpunkt zurück überführt, wobei das Betätigungselement von einer Ruhestellung, in der der Kolben und der Hammer sich am oberen Totpunkt befinden, manuell in eine Betätigungsstellung überführt wird, so dass das Fluid in den Arbeitsraum eingeleitet wird.
-
Stand der Technik
-
Werkzeuge und zugehörige Verfahren der beschriebenen Art zum Verbinden mindestens zweier Bauteile mittels eines Kerbstiftes sind allgemein bekannt. Die zu verbindenden Bauteile weisen üblicherweise jeweils eine Bohrung auf, die koaxial angeordnet werden und einen bestimmten Durchmesser besitzen. In diese Bohrungen wird ein Kerbstift eingetrieben, dessen Durchmesser geringfügig die der jeweiligen Bohrungen übersteigt. Das Eindringen des Kerbstiftes ist entsprechend nur unter einer Krafteinwirkung möglich, da er in den Bohrungen zunächst nicht ausreichend Raum zur Verfügung hat und infolgedessen eine Verformung des Kerbstiftes und/oder der Bohrungen der zu verbindenden Bauteile stattfinden muss, so dass der Kerbstift in die Bohrungen passt. Auf diese Weise entsteht eine gegenseitige „Verklemmung” und dadurch bedingt eine kraftschlüssige Verbindung der jeweilig zu verbindenden Bauteile.
-
Um Kerbstifte nach der beschriebenen Art in entsprechende Bohrungen einzubringen, werden üblicherweise pneumatische Werkzeuge der eingangs beschriebenen Art benutzt, welche durch Druckluft angetriebene Schlagelemente aufweisen. Solche so genannten Druckluftnagler sind so konzipiert, dass sie äquivalent zum oben beschriebenen Werkzeug einen Hammer aufweisen, der mit einer hohen Frequenz von 10 bis 20 Schlägen pro Sekunde auf den Kerbstift einwirkt und selbigen fortlaufend periodisch mit einer Schlagenergie beaufschlagt. Dies hat zur Folge, dass der Kerbstift sukzessiv tiefer in die Bohrung geschlagen wird, während sowohl er, als auch das Material der zu verbindenden Bauteile sich unter der Krafteinwirkung elastisch und/oder plastisch verformen. Welcher der Kontaktpartner – Kerbstift oder zu verbindende Bauteile – sich stärker verformen, hängt von der Kombination der Materialien ab.
-
Der Nachteil solcher Druckluftnagler liegt in der erheblichen Lärmbelästigung, die mit der durch das Werkzeug bedingten Vorgehensweise einhergeht. Aufgrund des stoßartigen Kontaktes zwischen dem Hammer und dem Kerbstift, kombiniert mit der hohen Schlagfrequenz, wird einerseits während der Anwendung des Druckluftnaglers direkt Schall emittiert. Andererseits werden die zu verbindenden Bauteile durch die mit dem Schlagprozess einhergehende Vibration in Schwingung versetzt, was zur Folge hat, dass sie selbst infolge dieser so genannten Resonanzschwingungen für einen bedeutenden Teil der Geräuschemissionen verantwortlich sind.
-
Auf dem Gebiet der Niettechnik sind pneumatisch angetriebene Werkzeuge bekannt, die im Unterschied zum eingangs beschriebenen Werkzeug nicht für die Verarbeitung von Kerbstiften, sondern zur Formung von Nietköpfen, den so genannten Schließköpfen, genutzt werden. Vor der Verarbeitung eines Niets besteht selbiger lediglich aus einem so genannten Setzkopf, welcher eine Halbkugelform aufweist, und einem so genannten Nietschaft, welcher die Form eines zylindrischen Bolzens hat und gegenüber dem Setzkopf einen erheblich reduzierten Durchmesser aufweist, wobei der Setzkopf an einem der beiden Enden des Nietschafts angeordnet ist. Im Zuge der Verarbeitung eines solchen Niets wird der Nietschaft durch für ihn vorgesehene Bohrungen der jeweilig zu verbindenden Bauteile geführt. Der Setzkopf verhindert dabei ein „Durchrutschen” des Niets durch die Bohrungen. Ist der Nietschaft in die Bohrungen eingeführt, muss auf seiner dem Setzkopf abgewandten Seite ebenfalls eine Querschnittsaufweitung stattfinden, so dass der Niet nicht länger entfernt werden kann und die Bauteile formschlüssig verbindet. Dies geschieht über die Erzeugung des zuvor erwähnten Schließkopfes. Um diesen aus einem aus den Bohrungen überstehenden Teil des Nietschafts zu formen, wird letzterer üblicherweise gepresst oder geschlagen, so dass er seine Form verändert. Um dies zu erreichen, muss zuvor ein Gegenlager am Setzkopf des Niets erzeugt werden, so dass die durch eine Zange beziehungsweise durch einen Hammer auf die dem Setzkopf abgewandte Seite des Nietschafts eingeleitete Druckkraft übertragen werden kann. Um schließlich den Schließkopf zu erzeugen, werden heute üblicherweise so genannte Döpper eingesetzt. Dabei handelt es sich um halbkugelförmige Passelemente, die entweder auf das unverformte oder das zuvor manuell vorverformte dem Setzkopf gegenüberliegende Ende des Nietschafts aufgesetzt und fortwährend mit Schlägen beaufschlagt werden, so dass der Schließkopf geformt wird. Diese Schläge werden üblicherweise durch so genannte Niethämmer auf den Döpper aufgebracht. Sie führen dabei eine Mehrzahl von Schlägen auf den Döpper aus, um die gesamte zur Erzeugung des Schließkopfes benötigte Energie indirekt auf den Nietschaft zu übertragen.
-
Bereits im Jahr 1937 beschäftige sich die
US 2,164,970 mit der Verlangsamung der Schlagfolge eines Niethammers, da eine rasche Schlagfolge das Problem hervorrief, dass die Anzahl der ausgeführten Schläge auf die Passelemente nicht exakt zu kontrollieren war. Infolgedessen hat sich der Schließkopf einiger Niete durch eine zu geringe Zahl von Niethammerschlägen nicht vollständig gebildet, während andere durch eine zu große Anzahl von Niethammerschlägen über die eigentlich gewollte Verformung hinaus verformt wurden, was zu einer Schädigung der jeweilig zu verbindenden Elemente führte. Besonders im Zusammenhang mit der Herstellung von Flugzeugtragflächen, die die genannte Druckschrift als speziell empfindlichen Anwendungsbereich schnell und schlecht kontrollierbar auslösender Niethämmer anführt, konnte ein über das gewünschte Maß verformter Niet zur Schädigung der Tragflächenbleche führen. Dies hängt damit zusammen, dass für den Tragflächenbau verhältnismäßig kleine Niete verwendet wurden, die sich bereits unter geringer Energieeinwirkung stark verformten, so dass bereits wenige Schläge für die Herstellung eines Schließkopfes ausreichend waren und entsprechend bereits eine geringe Anzahl über dieses Maß hinaus ausgeführter Schläge zu einer Schädigung führen konnte. Aus dieser Problemstellung heraus offenbart die
US 2,164,970 einen Niethammer, der dazu in der Lage ist, einzelne, kontrollierte Schläge mit geringer Energie auszuführen. Dabei trifft ein durch ein unter Druck stehendes Fluid entlang eines Zylinders angetriebener Hammer auf einen Kolben, der seinerseits den durch den Aufschlag des Hammers erzeugten Impuls an einen Döpper weiterleitet, der wiederum – wie oben beschrieben – zum Zweck der Erzeugung eines korrekt geformten Schließkopfes zwischen dem Kolben und dem Nietschaft angeordnet ist. Das Fluid wird dem Zylinder durch ein manuell zu betätigendes Ventil zugeführt. Bleibt dieses Ventil über einen Schlag des Hammers hinaus geöffnet, so wird dennoch kein weiterer Schlag ausgeführt. Dies gelingt über die Anordnung verschiedener Öffnungen und Ventile, die aufgrund des in die Ausgangsstellung zurück bewegten Hammers so kombiniert geöffnet beziehungsweise geschlossen sind, dass sich kein weiterer Druck auf der Rückseite des Hammers aufbauen kann. Erst nach der Schließung des Fluidzulaufventils und einer erneuten Betätigung desselben, ist eine erneute Auslösung möglich.
-
Aufgabe
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug der eingangs beschriebenen Art dahingehend weiterzuentwickeln, dass die bei seiner Verwendung anfallende erhebliche Lärmbelästigung deutlich reduziert wird.
-
Lösung
-
Ausgehend von einem Werkzeug der eingangs beschriebenen Art wird die zugrunde liegende Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass auch bei andauerndem Halten des Betätigungselements der Kolben und der Hammer lediglich eine einzige Bewegung vom oberen Totpunkt vollführen und eine erneute Bewegung vom oberen Totpunkt erst nach vorheriger Überführung des Betätigungselements in die Ruhestellung möglich ist. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass der Hammer nur so oft und folglich mit einer solchen Frequenz ausgelöst wird, wie der Nutzer des Werkzeuges es wünscht. Eine automatisch wiederholte Auslösung mit einer hohen Wiederholrate, welche sowohl zu direkten Schallemissionen durch den Aufschlag des Hammers auf den Kerbstift, als auch zu indirekten Schallemissionen durch induzierte Vibration in den zu verbindenden Bauteilen führen würde, wird folglich unterbunden.
-
Entsprechend des eingangs beschriebenen Werkzeuges ist bei jeder auf diese Weise gezielt gesteuerten Auslösung des Hammers und des Kolbens und dem damit einhergehenden Aufschlag des Hammers auf die dem Hammer zugewandte Stirnfläche des Kerbstiftes selbiger von einer Startposition in eine Endposition bewegbar. Die Begriffe Startposition und Endposition sind dabei im Bezug auf einen einzelnen Auslösungszyklus so zu verstehen, dass die Position des Kerbstiftes vor einer Überführung des Betätigungselements von der Ruhestellung in die Betätigungsstellung – und somit vor dem Aufschlag des Hammers auf die dem Hammer zugewandte Stirnseite des Kerbstiftes – als Starposition auffassbar ist, während die Position nach dem Aufschlag des Hammers auf die dem Hammer zugewandte Stirnseite des Kerbstiftes vor der Überführung des Betätigungselements von der Betätigungsstellung in die Ruhestellung als Endposition auffassbar ist. Diese bildet im Folgenden die Startposition für den nachfolgenden Auslösungszyklus.
-
Um im Vergleich zum Stand der Technik den Zeitaufwand für eine Einbringung eines Kerbstiftes in dafür vorgesehene Bohrungen bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Werkzeuges aufgrund der deutlich geringeren Frequenz nicht zu vergrößern, sollte die pro Schlag vom Hammer auf den Kerbstift übertragene Energie vorzugsweise so angesetzt werden, dass für ein zum Stand der Technik vergleichbares Verarbeitungsergebnis nur sehr wenige Schläge, vorzugsweise nur ein Schlag, nötig ist. Um dies zu erreichen, sollte die Schlagenergie, die mit einer einzigen Bewegung des Kolbens und des Hammers vom oberen Totpunkt bis zu einem Aufschlagpunkt des Hammers auf die dem Hammer zugewandte Stirnfläche des Kerbstifts auf den Kerbstift übertragen wird, mindestens 6 Joule, vorzugsweise 9 Joule, betragen.
-
Für die praktische Anwendung eines erfindungsgemäßen Werkzeuges ist es ferner von zentraler Bedeutung, dass die Ausrichtung eines jeden einzelnen Kerbstiftes auf die in den zu verbindenden Bauteilen vorgesehenen Bohrungen schnell, zuverlässig und einfach handhabbar ist. Zu diesem Zweck sollte das Werkzeug mit einer solchen Stiftaufnahme versehen sein, welche einen gegenüber dem Kerbstift minimal verringerten Querschnitt aufweist. Ein solcher verringerte Querschnitt bewirkt, dass ein – beispielsweise manuell oder automatisch aus einem Magazin – eingeschobener Kerbstift nicht allein durch die Wirkung der Schwerkraft oder aufgrund von Fliehkräften, beispielsweise ausgelöst durch ruckartige Bewegungen des Werkzeuges, aus der Stiftaufnahme heraus fällt und darüber hinaus beim Ansetzen des Kerbstiftes in die für ihn vorgesehene Bohrung seine Orientierung und Position nicht verändert. Üblicherweise wird ein solcher Effekt durch die Anordnung eines schwachen Dauermagneten in einer der Stiftaufnahme entsprechenden Anordnung realisiert. Kerbstifte jedoch, welche gemäß der beschriebenen Anwendung zur Bauteilverbindung im Zuge des Eintreibens notwendigerweise verformt werden, werden üblicherweise aus Aluminium gefertigt. Bei Aluminium handelt es sich jedoch um einen nicht magnetischen Werkstoff, so dass der Kerbstift in der Siftaufnahme vorzugsweise mit Hilfe einer sonstigen Kraftwirkung, in diesem Fall durch die Erzwingung eines Kraftschlusses zwischen der Stiftaufnahme und dem Kerbstift, fixierbar ist. Die Erzeugung eines solchen Kraftschlusses lässt sich vorzugsweise anhand der Einbringung mindestens eines Schlitzes in mindestens eine Wandung der Stiftaufnahme realisieren. Ein solcher Schlitz reduziert die Steifigkeit des gegenüber dem Kerbstift verringerten Querschnitts der Stiftaufnahme erheblich, so dass letztere im Verlauf der Einbringung eines Kerbstiftes leichter durch eine – beispielsweise manuell aufgebrachte – Kraft aufweitbar ist, was zur Folge hat, dass der eingebrachte Kerbstift durch eine Rückstellkraft der elastisch verformten Wandung leicht einklemmbar und auf diese Wiese der bereits beschriebene Kraftschluss erzeugbar ist.
-
Ferner besitzt die Stiftaufnahme vorzugsweise auf der dem Hammer zugewandten Seite eine Öffnung, die koaxial zur Längsachse des Zylinders angeordnet ist und einen gegenüber dem Hammer minimal vergrößerten Querschnitt aufweist. Auf diese Weise ist eine maximale Länge, auf die der Kerbstift in die Stiftaufnahme eingeführt werden kann, klar definiert. Darüber hinaus ist durch eine Vergrößerung des Querschnitts der Öffnung auf der dem Hammer zugewandten Seite der Stiftaufnahme gegenüber dem Hammer ein direkter Kontakt zwischen selbigem und dem Kerbstift möglich.
-
Die Wichtigkeit der einfachen und sicheren Handhabung des Werkzeuges wurde bereits erläutert. Ein weiterer Aspekt, der diese gewünschte Eigenschaft des Werkzeuges maßgeblich unterstützt, liegt in der Anordnung des Kerbstiftes in Relation zum Werkzeug. So ist es zum gezielten Einbringen eines Kerbstiftes von großer Bedeutung, den Kerbstift exakt auf die Bohrungen in den zu verbindenden Bauteilen auszurichten, so dass eine optimale Verbindungsqualität sowohl der Bauteile, als auch zwischen den Bauteilen und dem jeweilig eingebrachten Kerbstift gewährleistet werden kann. Zu diesem Zweck ist vorzugsweise vorzusehen, dass der jeweilig in der Stiftaufnahme sitzende Kerbstift mit einem an einem dem Hammer abgewandten Ende befindlichen Endabschnitt aus dem Werkzeug herausragt, wobei die Länge dieses herausragenden Endabschnittes des Kerbstiftes mindestens 30%, vorzugsweise mindestens 40%, der Länge des Kerbstiftes betragen sollte. Durch eine Anordnung dieser Art kann der Kerbstift vor einer Auslösung des Kolbens und des Hammers gezielt mit einem Spitzenbereich des Endabschnitts in die für ihn vorgesehene Bohrung eingeführt werden.
-
Um sicherzustellen, dass einerseits der Hammer keine unkontrollierte Bewegung infolge einer Auslösung des Kolbens und einer damit einhergehenden starken Beschleunigung des Kolbens vollführt und andererseits sichergestellt ist, dass der Hammer zentrisch auf die ihm zugewandte Stirnfläche des Kerbstiftes trifft, ist das erfindungsgemäße Werkzeug in einer besonders vorteilhaften Ausführung mit einer Hammerführung versehen, entlang derer der Hammer bei der Bewegung des Kolbens und des Hammers vom oberen Totpunkt bis zum Aufschlag des Hammers auf die dem Hammer zugewandte Stirnfläche des Kerbstifts führbar ist.
-
Der Querschnitt des Hammers selbst sollte dabei – affin zur üblichen Querschnittsgeometrie eines Kerbstiftes – vorzugsweise kreisförmig ausgebildet sein. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass der Kerbstift entlang seines kompletten Umfangs gleichmäßig mit einem durch den Aufschlag des Hammers auf die dem Hammer zugewandte Stirnfläche des Kerbstiftes bedingten Impuls beaufschlagt wird.
-
Eine Möglichkeit, die Handhabung eines erfindungsgemäßen Werkzeuges erheblich zu verbessern, besteht darin, selbiges mit einem Magazin zu versehen, in welchem mindestens ein Kerbstift, vorzugsweise eine Mehrzahl von Kerbstiften, lagerbar ist, wobei ein Kerbstift der Stiftaufnahme vorzugsweise direkt aus dem Magazin zuführbar ist. Ein solches Magazin kann so ausgebildet sein, dass es auf Wunsch des Anwenders der Stiftaufnahme einen Kerbstift zuführt und sich der Anwender entsprechend nicht mit der Handhabung der einzelnen Kerbstifte beschäftigen muss. Dies kann vor allem in einem solchen Fall zu einem Vorteil gereichen, in dem der zu verbauende Kerbstift eine besonders kleine und filigrane Statur aufweist. Unter solchen Voraussetzungen ist ein solches an dem Werkzeug angebrachtes Magazin besonders vorteilhaft, das die jeweils einzelnen Kerbstifte der Stiftaufnahme automatisch zuführt.
-
Ausgehend von einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art wird die zugrunde liegende Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Kolben und der Hammer beim andauernden Halten des Betätigungselements in der Betätigungsstellung lediglich eine einzige Bewegung ausgehend vom oberen Totpunkt in Richtung des unteren Totpunkts vollführen, wobei eine erneute Bewegung vom oberen Totpunkt erst nach vorheriger Überführung des Betätigungselements in die Ruhestellung möglich ist. Die Ausführung dieses Verfahrensschrittes lässt sich mit Hilfe eines erfindungsgemäßen Werkzeuges besonders einfach ausführen.
-
Ferner ist es besonders vorteilhaft, wenn durch das mit Druck beaufschlagte Fluid ein solcher Druck auf den Kolben ausgelöst wird, dass durch eine einzige Bewegung des Kolbens und des Hammers vom oberen Totpunkt bis zu einem Aufschlagpunkt des Hammers auf die dem Hammer zugewandte Stirnfläche des Kerbstifts eine Schlagenergie von mindestens 6 Joule, vorzugsweise 9 Joule, übertragen wird. Dieses Verfahrensmerkmal ist ebenfalls anhand des erfindungsgemäßen Werkzeuges besonders einfach umsetzbar.
-
Ausführungsbeispiele:
-
Das erfindungsgemäße Werkzeug sowie das damit einhergehende Verfahren werden nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
-
1: eine isometrische Darstellung der Einzelteile eines erfindungsgemäßen Werkzeuges und
-
2: einen in eine Bohrung eingesetzten Kerbstift kurz vor dem Aufschlag des Hammers auf die dem Hammer zugewandte Stirnfläche des Kerbstifts.
-
Ein in 1 nicht in allen Einzelteilen dargestelltes Werkzeug 1 besitzt einen Zylinder 2 und einen darin bewegbaren Kolben 3. Der Zylinder 2 und der Kolben 3 begrenzen bei einem nicht dargestellten zusammengesetzten Werkzeug 1 einen in 1 nicht näher illustrierten Arbeitsraum, der mit einem Fluid gefüllt ist. Mit dem Kolben 3 ist ein parallel zur Längsachse 10 des Zylinders angeordneter Hammer 4 verbunden, welcher in einer Hammerführung 5 führbar ist. An der dem Hammer abgewandten Seite der Hammerführung 5 befindet sich eine Stiftaufnahme 6, deren Wandung zwei Schlitze 7 aufweist. Diese Schlitze 7 bewirken eine erhebliche Reduktion der Steifigkeit der Wandungen der Stiftaufnahme 6, wodurch einerseits ein manuelles Einführen eines nicht dargestellten Kerbstiftes erheblich erleichtert wird und andererseits durch eine Rückstellkraft der durch die Einführung eines Kerbstiftes elastisch verformten Wandung der Stiftaufnahme 6 ein Kraftschluss zwischen dem jeweilig eingeführten Kerbstift und der Stiftaufnahme 6 entsteht, der ein unerwünschtes Herausfallen des Kerbstiftes verhindert. Ferner weist das Werkzeug 1 eine Auslöseeinrichtung 11 mit einem Betätigungselement 8 auf. Dieses Betätigungselement 8 verfügt über zwei Stellungen, welche nicht näher dargestellt sind. Dabei handelt es sich um eine Ruhestellung und eine Betätigungsstellung. Ausgehend von der Ruhestellung des Betätigungselements 8 ist durch eine Überführung des selbigen in die Betätigungsstellung das in dem durch den Zylinder 2 und den Kolben 3 begrenzten Arbeitsraum befindliche Fluid mit Druck beaufschlagbar. Zu diesem Zweck ist das Werkzeug 1 über einen Anschluss 9 mit einem nicht dargestellten Kompressor verbunden, mit dessen Hilfe das Werkzeug 1 mit Druckluft versorgt wird, welche letztendlich genutzt wird, um einen Druck auf das Fluid zu erzeugen.
-
In der Anwendung besteht der Arbeitsablauf des in Einzelteilen dargestellten Werkzeuges 1 entsprechend aus folgenden Schritten:
Zuerst wird das Werkzeug 1 über den Anschluss 9 mit einem Kompressor verbunden. Daraufhin wird ein in 2 dargestellter Kerbstift 12 in die Stiftaufnahme 6 eingeführt, bis er eine Startposition erreicht. Die Stiftaufnahme 6 weitet sich aufgrund ihres gegenüber dem Kerbstift 12 minimal geringeren Querschnitts durch das Einführen des Kerbstiftes 12 leicht auf. Durch diese Aufweitung und einer damit einhergehenden Rückstellkraft der die Stiftaufnahme 6 begrenzenden Wandungen, wird ein Kraftschluss zwischen dem Kerbstift 12 und der Stiftaufnahme 6 erzeugt, so dass der Kerbstift 12 nicht länger ohne manuelle Einwirkung aus der Stiftaufnahme 6 heraus fällt. Der Kerbstift 12 weist dabei eine solche Länge auf, dass er mit einem Endabschnitt 16, welcher im vorliegenden Fall mehr als 50% der Länge des Kerbstiftes 12 ausmacht, aus der Stiftaufnahme 6 hervorsteht. Anschließend wird das Werkzeug 1 anhand des hervorstehenden Kerbstiftes 12 auf die jeweilige Bohrung der zu verbindenden Bauteile gesetzt. Durch die Überführung des Betätigungselements 8 von einer Ruhestellung in eine Betätigungsstellung, wird mit über den Anschluss 9 dem Werkzeug 1 zur Verfügung gestellter Druckluft ein Fluid in einem von dem Zylinder 2 und dem Kolben 3 begrenzten Arbeitsraum mit Druck beaufschlagt. Während sich der Kolben 3 zuvor an einem nicht dargestellten oberen Totpunkt befand, wird nun durch das mit Druck beaufschlagte Fluid eine Beschleunigung des Kolbens 3 hervorgerufen. Bedingt durch die feste Verbindung des Hammers 4 mit dem Kolben 3, wird dieser ebenso beschleunigt und entlang seiner Hammerführung 5 bewegt. In der Folge schlägt der Hammer 4 vor dem Erreichen eines unteren Totpunktes des Kolbens 3 auf eine nicht dargestellte, dem Hammer 4 zugewandte Stirnfläche des Kerbstiftes 12, wodurch dieser aus seiner Startposition bewegt und in die Bohrungen der zu verbindenden Bauteile eingetrieben wird, bis er seine Endposition erreicht. Durch die Bewegung des Kerbstiftes 12 aus der Stiftaufnahme 6 heraus, stößt der Kolben 3 bis zu seinem unteren Totpunkt vor. Erst im Zuge der Überführung des Betätigungselements 8 aus der Betätigungsstellung in die Ruhestellung wird der Kolben 3 – und mit ihm der Hammer 4 – wieder an seinen oberen Totpunkt bewegt. Sobald er dort angekommen ist, ist eine erneute Auslösung des Werkzeuges 1 durch die erneute Überführung des Betätigungselements aus der Ruhestellung in die Betätigungsstellung möglich. Für den Fall, dass die erreichte Endposition des Kerbstiftes 12 nicht den Anforderungen entspricht, kann eine beliebige Zahl weiterer Auslösungen des Werkzeuges 1 erfolgen, bevor ein weiterer Kerbstift 12 gesetzt wird.
-
Ein in 2 dargestellter Kerbstift 12 ist in einer Stiftaufnahme 6 kraftschlüssig gehalten, aus der er mit ca. 63% seiner Länge herausragt. Die Stiftaufnahme 6 weist dabei einen gegenüber der Hammerführung 5 minimal vergrößerten Querschnitt auf, so dass einerseits eine maximale Länge definiert ist, entlang derer der Kerbstift 12 in die Stiftaufnahme 6 eingeführt werden kann, und dass andererseits der Hammer 4 auf eine dem Hammer 4 zugewandte Stirnfläche 15 des Kerbstifts 12 aufschlagen kann. An einem dem Hammer 4 abgewandten Ende ist der Kerbstift 12 leicht angespitzt, so dass er sicher in Bohrungen 13 und 14 zweier Bauteile B1 und B2 zentriert werden kann. Der Kerbstift 12 weist gegenüber den Bohrungen 13 und 14 einen minimal vergrößerten Querschnitt auf. Durch eine mit Hilfe des Hammers 4 auf den Kerbstift 12 ausgeübte Kraft, wird selbiger in die Bohrungen 13 und 14 gezwungen. Dies geht mit Verformungen elastischer und plastischer Art sowohl des Kerbstiftes 12, als auch der Bauteile B1 und B2 einher. Die Größe der einzelnen Verformungsbeträge hängt maßgeblich von den Materialien des Kerbstiftes 12 und der Bauteile B1 und B2 ab.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Werkzeug
- 2
- Zylinder
- 3
- Kolben
- 4
- Hammer
- 5
- Hammerführung
- 6
- Stiftaufnahme
- 7
- Schlitz
- 8
- Betätigungselement
- 9
- Anschluss
- 10
- Längsachse
- 11
- Auslöseeinrichtung
- 12
- Kerbstift
- 13
- Bohrung
- 14
- Bohrung
- 15
- Stirnfläche
- 16
- Endabschnitt
- B1
- Bauteil
- B2
- Bauteil
-
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
-
