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Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Setzen von Blindnietmuttern nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Nieten mit Gewinde werden oft als Gewindenietmuttern bezeichnet. Die korrekte Benennung dieser Verbindungsmittel ist Blindnietmutter oder Blindnietschraube, wobei auch die Bezeichnung Einnietmutter verwendet wird.
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Blindnietmuttern werden dann eingesetzt, wenn die Unterseite, Innenseite oder Rückseite eines Bauteils nicht zugänglich ist, wie dies z. B. bei Rohren vorkommt. Es können damit auch Befestigungsgewinde an Bauteilen angebracht werden, die eine zu dünne Wandstärke besitzen und nicht für das Einschneiden von Gewindegängen geeignet sind.
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Die Blindnietmuttern werden mit Handwerkzeugen oder elektrisch betriebenen Maschinen nach dem Spindel-Hub-Prinzip verarbeitet, wobei einer Aufspindelung der Blindnietmutter per Hub eine Verformung und eine sich hieran anschließende Abspindelung erfolgt.
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In der
DE 43 00 190 A1 ist ein Gerät zum Setzen von Gewindenietmuttern bekannt. Das Gerät dient zum Setzen von Gewindenietmuttern mit einem druckmittelbetriebenen Drehmotor, der zum Aufdrehen einer Gewindenietmutter auf eine Gewindespindel des Gerätes diesen in Rechtsdrehung versetzt. Das Gerät weist weiterhin eine den Stauchvorgang ausführende, druckmittelbetriebene Schubeinrichtung auf, die der Gewindespindel für den Stauchvorgang der Gewindenietmutter eine axiale Bewegung erteilt. Weiterhin ist eine gesonderte Betätigungseinrichtung in Form eines Umsteuerventils vorgesehen, die die Druckmittelzufuhr umleitet und damit dem Drehmotor eine Linksdrehung erteilt, wobei die Gewindespindel, die Schubeinrichtung als Kolben, der Drehmotor und das Umsteuerventil axial miteinander verbunden sind.
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In der
DE 32 15 468 A1 ist ein Nietsetzgerät für Gewindenietmuttern beschrieben, bei dem das Aufdrehen der Gewindenietmutter durch ein Aufsetzen mit Druck des Gerätes bewirkt wird, wobei sich die Drehbewegung automatisch abschaltet, wenn die Gewindenietmutter an einem Anschlag zur Anlage kommt. Für den Stauchvorgang ist eine Vorschubeinrichtung verantwortlich, die dem Gewindebolzen eine axiale Bewegung erteilt.
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Alle bekannten Setzgeräte bedienen sich einer Axialbewegung um den Nietschaft zu Stauchen und so den Setzvorgang abzuschließen, wodurch die Gewindespindel Zugkräfte auf das Nietgewinde ausüben, was zu einer Beeinträchtigung der Gewindefunktionstauglichkeit führen kann.
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Die bekannten Werkzeuge haben ferner den Nachteil, dass die Blindnietmutter nicht exakt in der Setzachse positioniert wird und durch eine Verkantung oft das Gewinde beschädigt wird. Wenn die Längsachse der Blindnietmutter nicht senkrecht zum Bauteil verläuft, hat dies auch eine spätere Schrägstellung der Anbauteile zur Folge. Dies führt nicht selten dazu, dass die mit der Befestigung von Teilen beauftragten Monteure versuchen mit dem zu adaptierenden Bauteil den Sitz der Blindnietmutter zu korrigieren. Hieraus resultiert eine Lockerung der Nietverbindung.
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Demgemäß ist es eine Aufgabe der Erfindung ein Werkzeug zum optimalen und verkantungsfreien Setzen von Blindnietmuttern vorzuschlagen.
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Diese Aufgabe wird durch Setzwerkzeug mit den Merkmalen des vorgeschlagenen Anspruchs 1 gelöst.
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Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Die Erfindung schlägt ein Setzwerkzeug mit Schraubgerät für solche Blindnietmuttern vor, die einen Kragen, einen sich unterhalb des Kragens erstreckenden Schaft mit Innengewinde und der Schaft eine bevorzugt oberhalb des Gewindes befindliche Komprimierzone aufweisen.
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Das erfindungsgemäße Setzwerkzeug zeichnet sich dadurch aus, dass das Setzwerkzeug einen Schraubeinsatz mit einem den Kragen der Blindnietmutter aufnehmenden Zentriervorsatz umfasst. Auch hier kann optional ein manuelles Werkzeug oder der Setzvorgang mit einem elektrisch betriebenen Werkzeug durchgeführt werden.
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Die Erfindung ermöglicht eine Arbeitsweise, die der nach Einbringung einer Setzbohrung in einem Bauteil in das die Blindnietmutter montiert wird, die Blindnietmutter auf einen im Schraubgerät eingesetzten Schraubeinsatz ohne Deformierung aufgedreht wird, wobei diese mit ihrem Kragen in einem Bett eines auf dem Schraubeinsatz angeordneten Zentriervorsatz zu liegen kommt und so in die vorbereitete Setzbohrung im Bauteil eingeführt wird, wobei der Zentriervorsatz mit seiner Unterseite auf dem Bauteil aufliegt und die koaxial zur Setzachse befindliche Blindnietmutter, den Zentriervorsatz und den Schraubeinsatz orthogonal zum Bauteil ausrichten und durch Aktivierung der Anzugsrichtung des Schraubgerätes während der Schraubbewegung der Schaft der Blindnietmutter unter Stauchung und Bildung eines Wulstes im Bereich der Komprimierzone an die Unterseite des Bauteils gepresst wird. Es ist nicht zwingend, dass die auf den Schraubeinsatz aufgedrehte Blindnietmutter in die Setzbohrung eingeführt wird. Es besteht auch die Möglichkeit die Blindnietmutter zuerst in die Setzbohrung lose einzusetzen und dann den Schraubeinsatz mit Zentriervorrichtung in die Blindnietmutter einzudrehen.
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Das Resultat des Setzvorganges ist eine exakte Vernietung, bei der die Nietachse koaxial zur Setzachse ausgerichtet ist. Alleine durch die Schraubbewegung wird im Zusammenwirken mit dem Gegendruck des Zentriervorsatzes der Nietvorgang vollzogen, ohne dass Werkzeug- oder Maschinenteile eine axiale Hubbewegung vollziehen müssen. Durch die Gegenhaltung des Zentriervorsatzes wird die Blindnietmutter davor gehindert, sich mit dem Gewindestift des Schraubeinsatzes mitzudrehen. Nachdem der Gewindestift des Schraubeinsatzes das Gewinde der Blindnietmutter durchlaufen hat, wird der Nietschaft bei der weiterlaufenden Drehbewegung des Schraubeinsatzes nach oben gedrückt, wobei sich der Zentriervorsatz und damit die Blindnietmutter nicht mitdrehen. Dadurch, dass mit der Erfindung erreicht wird, dass die Blindnietmutter völlig verkantungsfrei in das Bauteil eingebracht wird, kann das Gewinde nicht mehr beschädigt werden. Montageteile, denen das Gewinde der Blindnietmutter zur Befestigung dient, können mit entsprechend korrekter Ausrichtung am betreffenden Bauteil befestigt werden, da das Einbringen der Blindnietmutter auch positionsgenau erfolgt.
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Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Setzvorgang gegenüber dem Stand der Technik, bei dem zusätzlich eine Axialbewegung erforderlich ist, nur durch eine Dreh- bzw. Rotationsbewegung des Werkzeugs erfolgt.
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Der Setzvorgang kann manuell oder maschinell durchgeführt werden. Bevorzugt kommt als Werkzeug ein Elektroschrauber zum Einsatz. Unter Anzugsrichtung der Blindnietmutter ist die Richtung zu verstehen, bei der die Blindnietmutter unter Stauchung und Bildung eines Wulstes im Bereich der Komprimierzone an die Unterseite des Bauteils gepresst wird. Hier können je nach Verwendung Blindnietmuttern mit Rechts- oder Linksgewinde zum Einsatz kommen. Entsprechend wird das Setzgerät, gegebenenfalls ein Akkuschrauber z. B. mit Rechtslauf betrieben oder ein manuelles Werkzeug durch Links- oder Rechtsdrehung entsprechend eingesetzt. Eine Blindnietmutter ist dabei die stellvertretende Bezeichnung für Befestigungselemente mit Innengewinde, die durch die vorgeschlagene Vorrichtung gesetzt werden können. Dies kann z. B. auch ein entsprechend ausgestalteter und verfahrensgemäß anwendungstauglicher Hohlraumdübel sein.
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Die Erfindung eignet sich insbesondere in Kombination mit einem Handakkuschrauber und kann nahezu an allen Arbeitsplätzen eingesetzt werden. Der Setzvorgang ist in wenigen Sekunden durchführbar und erfordert keinerlei Kraftaufwand. Nach Abschluss des Setzvorganges wird das Schraubgerät durch Umkehrrotation, z. B. durch Linkslauf aus der Blindnietmutter entfernt. Selbst dann, wenn der Monteur den Handschrauber nicht exakt ausrichtet, wird dieser mit Hilfe der Auflagefläche des Zentriervorsatzes senkrecht zum zu bearbeitenden Bauteil gedrängt.
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Hierzu ist bevorzugt vorgesehen, dass der Schraubeinsatz einen in das Innengewinde der Blindnietmutter eingreifenden Gewindestift umfasst. Der Gewindestift besitzt entsprechend der verwendeten Blindnietmutter ausgelegtes Außengewinde.
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Schraubeinsatz und Zentriervorsatz können als ein Bauteil ausgebildet sein, die aber gegeneinander frei drehbar zusammengesetzt sind, oder auch, wie eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung vorsieht, so ausgestaltet sein, dass der Zentriervorsatz auf den Schraubeinsatz aufgesetzt und jeweils von dessen Gewindestift durchsetzt wird. Dadurch rotiert der Zentriervorsatz nicht mit.
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Alternativ dazu kann der Zentriervorsatz auch mittels eines Lagers, bevorzugt einem Kugellager, auf den Schraubeinsatz adaptiert werden, was sich wegen der dadurch ergebenden Gegenkraftkontrolle positiv für das Arbeiten mit der Setzvorrichtung auswirkt.
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Bei einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Zentriervorsatz auf seiner dem Schraubgerät fernen Unterseite ein im Wesentlichen der Geometrie des Kragens der Blindnietmutter entsprechendes Bett aufweist. Dies bewirkt, dass der Kragen und somit die gesamte Blindnietmutter nicht ausweichen kann, weil der Zentriervorsatz räumlich hierzu gar keine Möglichkeit bietet. Die Tiefe des Bettes entspricht dabei der Kragenhöhe der Blindnietmutter.
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Unterstützt wird dies dadurch, dass das Bett des Zentriervorsatzes von einer Auflagefläche umgeben ist. Mit dieser Auflagefläche bildet der Zentriervorsatz mit dem Bauteil in dem die Blindnietmutter montiert wird, eine Parallelität. Daraus resultiert nahezu selbsttätig eine senkrechte Ausrichtung des verwendeten Handschraubers, ohne dass der Anwender hier einen Montagefehler begehen könnte.
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Ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht vor, dass der Schraubeinsatz mit Gewindestift und Zentriervorsatz als auswechselbare Module ausgebildet sind. Damit können verschiedene Größen von Blindnietmuttern eingesetzt werden und diese durch einfaches auswechseln der geeigneten Werkzeugmodule verarbeitet werden.
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Um ein Rotieren des Zentriervorsatzes während des Setzvorganges zu verhindern, sieht die Erfindung bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform vor, dass der Zentriervorsatz einen Werkzeugangriff aufweist. Dadurch kann der Zentriervorsatz mit einem Ringschlüssel gegen Verdrehen gesichert werden, den der Anwender während des Setzvorganges festhält. Auch ein am Zentriervorsatz angeordneter Griffknebel kann alternativ hierzu Anwendung finden.
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Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die nachgeordneten Ansprüche und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung an Hand der Zeichnung, werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert.
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Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen anhand einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben.
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In den Zeichnungen zeigen:
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1 das erfindungsgemäße Werkzeug mit seinen Einzelkomponenten in einer Explosionsdarstellung,
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2 eine perspektivische Darstellung einer Blindnietmutter,
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3 eine Seitenansicht der Blindnietmutter gemäß 2 in einem Halbschnitt,
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4 einen Schraubeinsatz,
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5 eine Seitenansicht eines Zwischenrings,
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6 eine Draufsicht des Zwischenrings,
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7 eine Unteransicht des Zwischenrings,
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8 eine Seitenansicht eines Zentriervorsatzes,
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9 eine Unteransicht des Zentriervorsatzes,
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10 der Zentriervorsatz mit eingesetzter Blindnietmutter,
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11 das erfindungsgemäße Werkzeug in zusammengebauter Situation im Einsatz,
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12 das in 11 mit XII gekennzeichnete Detail in einer Vergrößerung,
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13 der Hohlraumdübel im Einbauzustand,
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14 den kugelgelagerten Zentriervorsatz mit einem Griffknebel anstelle eines Werkzeugangriffs und
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15 einen die Systemteile beinhaltenden Transportkoffer.
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1 zeigt die Erfindung mit voneinander distanzierten Einzelelementen. Mit 1 ist ein Handschrauber mit einem Spannfutter 2 bezeichnet. Einem Schraubereinsatz 4, der dazu geeignet ist in das Spannfutter 2 des Handschraubers 1 eingesetzt zu werden, folgen ein Zwischenring 11, ein Zentriervorsatz 21 und die zu verarbeitende Blindnietmutter 41.
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In 2 und 3 ist die Blindnietmutter 41 abgebildet. Sie besitzt einen Schaft 42 und einen Kragen 43. Der Schaft 42 und der Kragen 43 sind von einem Kanal 44 durchsetzt, der nahe des Kragens 43 in einen aufgeweiteten Bereich 45 übergeht. Der darunter befindliche engere Kanalbereich ist mit einem Innengewinde 46 ausgestaltet. Der zwischen dem kragennahen Ende 47 des Gewindes und dem Kragen 43 liegende gewindefreie Abschnitt bildet eine Komprimierzone 48.
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In 4 ist ein Schraubeinsatz 4 abgebildet. Der Schraubeinsatz 4 ist ein Stift mit einem zylindrischen Ansatz 5, der in das Spannfutter des Handschraubers eingeführt wird. An seinem gegenüberliegenden freien Ende besitzt der Schraubeinsatz 4 einen Gewindestift 6. Das darauf befindliche Außengewinde 7 entspricht der Größe des Innengewindes der zu verarbeitenden Blindnietmutter und weist am Übergang zum Stiftkörper einen gewindefreien Abschnitt 8 auf.
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Der in den 5-7 abgebildete Zwischenring 11 dient als Distanzstück zwischen Zentriervorsatz 21 und Schraubeinsatz 4. Der Zwischenring 11 kann auch als Gleit- oder Rollenlager ausgebildet und mit dem Zentriervorsatz verbunden sein. Er dient der störungsfreien Rotation des Schraubeinsatzes 4 gegenüber dem statischen Zentriervorsatz 21. Der Zwischenring 11 umfasst eine kegelförmige Scheibe 12, der in einen zylindrischen Ansatz 13 übergeht Scheibe 12 und Ansatz 13 sind von einer kreiszylindrischen Bohrung 14 durchsetzt.
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Der in 8–10 abgebildete Zentriervorsatz 21 besitzt auf seiner Unterseite ein Bett 23, in dem der Kragen 43 der Blindnietmutter 41 zu liegen kommt. Der Zentriervorsatz 21 ist von einer zentralen Bohrung 22 durchsetzt. Das Bett 23 ist von einer planen Auflagefläche 24 umgeben. Um ein Mitdrehen während des Setzvorganges zu verhindern, besitzt der Zentriervorsatz 21 auf seiner Außenkontur einen Werkzeugangriff 26, um beispielsweise mit einem Ringschlüssel anzusetzen. Alternativ hierzu kann auch ein Griffknebel 28 (14) angebracht werden.
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Die Montage der Blindnietmutter 41 auf bzw. an einem dafür vorgesehenen Bauteil, wird als Setzvorgang bezeichnet und ist in den 11–13 widergegeben. Hierzu wird der Schraubeinsatz 4 mit seinem zylindrischen Ansatz 5 in das Spannfutter 2 des Handschraubers 1 eingesetzt und drehfest umschlossen. Nachdem der Zwischenring 11 und der Zentriervorsatz 21 mit seinem Bett 23 vom Handschrauber 1 wegweisend auf den Gewindestift 6 des Schraubeinsatzes 4 aufgesetzt sind, wird händisch die Blindnietmutter 41 auf den Gewindestift 6 aufgesetzt, indem der Schrauber vorsichtig mit Rechtslauf aktiviert wird. Wenn die Blindnietmutter 41 mit ihrem Kragen 43 korrekt im Zentriervorsatz 21 sitzt, wird die so vorbereitete Apparatur auf die mit 30 bezeichnete Platte aufgesetzt, in der schon eine dem Durchmesser des Nietschaftes entsprechende Durchbrechung 32 vorgesehen ist.
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Der Zentriervorsatz 21 sitzt nun mit seiner Auflagefläche 24 plan auf der Platte 30 auf, so dass der Setzvorgang in einem exakten orthogonalen Verhältnis, also unter Einschluss eines rechten Winkels zwischen Platte 30 und Setzachse 35 erfolgt.
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Mit einem Werkzeug, bevorzugt einem Gabelschlüssel, wird der Zentriervorsatz 21 gegen ein Mitdrehen gesichert. Nachdem der Gewindestift 6 des Schraubeinsatzes 4 das Innengewinde 46 der Blindnietmutter 41 durchlaufen hat, wird die Blindnietmutter 41 gegen den Scheitel 25 (8) des Bettes 23 gezogen und dabei der Schaft 42 gestaucht. Durch die gewindefreie Komprimierzone 48 (3) bleibt das Innengewinde 46 selbst unverformt, sodass sich der Gewindestift 6 hierin drehen und nachdem die Blindnietmutter 41 sich durch die Bildung eines Wulstes 49 (13) fest an der Platte 30 verankert hat, durch Linkslauf ausdrehen.
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Die Erfindung verhindert eine durch die Reibschlusskraft bewirkte Rotation der Blindnietmutter, sodass sich das Gewinde des Schraubeinsatzes durch das Gewinde der Blindnietmutter arbeiten kann und diese alleine durch die Schraubbewegung einer Axialbewegung unterzieht, wodurch sich die Knautsch- oder Komprimierzone als gewollte und kontrollierte Schwachstelle zeigt, welche sich zu einem Wulst verformt.
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Die 14 zeigt neben der Ausführungsform des Zentriervorsatzes 21 mit einem Griffknebel 28 anstelle eines Werkzeuganfgriffs noch ein Lager 51 mit dem der Zentrieraufsatz 21 auf dem Schraubeinsatz angeordnet ist, wodurch sich zwischen Axial- und Reibkraft ein optimales Kräfteverhältnis ergibt.
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Als Ergebnis erreicht die Erfindung, dass die Blindnietmutter unter Einbehaltung einer exakten orthogonalen Setzachse in das Bauteil eingebracht wird und dabei das in der Blindnietmutter befindliche Innengewinde in seiner Nutzungsqualität unbeeinträchtigt bleibt.
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Die 15 zeigt einen Transportkoffer 60. Hierin befinden sich Hohlraumdübel 41, 41a, 41b, 41c in verschiedenen Größen. Ferner Befestigungselemente 65, 65a, 65b, 66, 66a, 66b in unterschiedlichen Ausführungen und Größen. Dies können wie hier gezeigt Ringschrauben, Hakenschrauben oder anders ausgestaltete Kopfteile 69 sein, die mit ihrem Gewindeschaft 68 in die Hohlraumdübel eingedreht werden.
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Mit 4, 4a und 4b sind Schraubeinsätze mit unterschiedlichen Gewindestiften 6 für die verschiedenen Hohlraumdübel bezeichnet. Ebenso sind entsprechend der Vielzahl von Dübel eine dazu passende Auswahl an Zentriervorsätzen 21, 21a, 21b und 21c im Transportkoffer 60 vorgehalten.
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Der Gabelschlüssel 70 dient der Sicherung der Zentriervorsatzes gegen Rotation, falls an diesem kein anderes Hilfsmittel angebracht ist. Als Werkzeug befindet sich in dem Koffer ein Handschrauber 1 mit Wechselakku 75 und Ladegerät 77.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Handschrauber
- 2
- Spannfutter von 1
- 4
- Schraubeinsatz
- 5
- zyl. Ansatz von 4
- 6
- Gewindestift von 4
- 7
- Außengewinde auf 6
- 8
- Gewindefreier Abschnitt von 6
- 11
- Zwischenring
- 12
- kegelförmige Scheibe von 11
- 13
- Ansatz von 11
- 14
- Bohrung in 11
- 21
- Zentriervorsatz
- 22
- Bohrung in 21
- 23
- Bett in 21
- 24
- Auflagefläche von 21
- 25
- Scheitel von 23
- 26
- Werkzeugangriff an 21
- 28
- Griffknebel
- 30
- Bauteil/Platte
- 32
- Durchbrechung in 30
- 35
- Setzachse
- 41
- Blindnietmutter
- 42
- Schaft von 41
- 43
- Kragen von 41
- 44
- Kanal von 41
- 45
- aufgeweiteter Bereich von 44
- 46
- Innengewinde von 44
- 47
- Gewindeende von 46
- 48
- Komprimierzone von 41
- 49
- Wulst von 41
- 51
- Lager für 21
- 60
- Transportkoffer
- 65
- Befestigungselement
- 66
- Befestigungselement
- 68
- Gewindeschaft von 65, 66
- 69
- Kopfteil von 65, 66
- 70
- Gabelschlüssel
- 75
- Wechselakku
- 77
- Ladegerät
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4300190 A1 [0005]
- DE 3215468 A1 [0006]
