DE2920073C2 - Vorrichtung zum Verbinden mittels Nieten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verbinden mittels Nieten, mit einem Nietamboß, auf welchem das Nietunterteil aufliegt, einem zur Bildung eines Nietkopfes senkrecht auf die Nietoberfläche verfahrbaren Nietwerkzeug an einem Nietstempel, einem das Nietwerkzeug umgreifenden Niederhalter, der relativ zum Nietstempel verschiebbar ist, dessen Unterseite als Preßfläche zur Auflage auf den Amboß bzw. eines darauf befindlichen Teiles ausgebildet ist und der über eine in einer Hülse geführten Druckfeder gegen ein mit dem Nietstempel fest verbundenen Mitnehmer abgestützt ist, wobei das andere Ende der Feder gegen den Niederhalter abgestützt ist und die Hülse parallel zum Niederhalter verschiebbar ist.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der FR-PS 800 470 bekannt. Diese bekannte Vorrichtung ist speziell auf das Vernieten von ihrerseits verformbaren Blechplatten ausgelegt, so daß der Nietkopf auf einer Seite vollständig versenkt werden kann, während sich die miteinander vernieteten Bleche um diesen versenkten Nietkopf herum wölben. Dabei hat der Niederhalter bei diesem bekannten Werkzeug bereits die Funktion, die Bleche vor und während des Auftreffens des Nietstempels auf den Niet zumindest im Abstand von dem Niet fest zusammenzudrücken.

Ein Nachteil der bekannten Vorrichtung liegt jedoch darin, daß die Niederhalterfeder den Nietstempel konzentrisch umfaßt und der Niederhalter selbst durch eine die konzentrische Feder und den Nietstempel umfassende Hülse ausgebildet ist. Dabei ist der Niederhalter zweiteilig aus einem Hülsenteil und einem unteren Halt- und Verformungswerkzeug ausgebildet, wobei diese beiden Teile miteinander verschraubt sind. Diese konzentrische Anordnung von Nietstempel, Niederhalterfeder und Niederhalterhülse einschließlich der Verschraubung der Niederhalterhülse machen einen Wechsel des Nietstempels sehr aufwendig und umständlich.

Aus der US-A-3 122 035 ist ebenfalls bereits eine Vorrichtung zum Verbinden zweier Teile mittels Nieten bekannt geworden.

Durch die besondere Konstruktion dieser zuletzt erwähnten Nietvorrichtung tritt der Nachteil auf, daß zwei miteinander zu verbindende Teile nicht fest genug aufeinandergedrückt werden können, bevor die Ausformung des Nietkopfes erfolgt; außerdem ist die Anwendbarkeit auf bestimmte Werkstücke beschränkt.

Diese Nachteile wirken sich im besonderen Maße beim Aufnieten von Bremsbelägen auf Bremsbelagträger in der Kraftfahrzeugbranche aus.

Bei der Wartung von Kraftfahrzeugen müssen abgenutzte Bremsbeläge bei den verschiedensten Fahrzeugtypen durch neue ersetzt und am Bremsbelagträger angenietet werden. Man benötigt daher Nietvorrichtungen, bei denen in rationeller Arbeitsweise Bremsbelag und Bremsbelagträger, gegebenenfalls unterschiedlicher Dicke, auf einen Amboß gelegt und mit jeweils unterschiedlichem Niet miteinander verbunden werden. Der Niet, bestehend aus dem tellerförmigen Nietunterteil und dem zylindrischen Nietkörper wird in die Ausnehmungen im Bremsbelag und durch die vorgefertigten Löcher geführt und die ganze Anordnung auf den Nietamboß gelegt. Der Niet ist dann unter dem Nietstempel zentriert, der sich danach auf den Nietkörper zu bewegt und den Oberteil umbördelt und so eine unlösbare Verbindung zwischen Bremsbelag und Bremsbelagträger herstellt.

Bekanntlich neigen Bremsen häufig zum Quietschen. Dieses Geräusch wird allgemein als unangenehm empfunden. Trotzdem sind wirksame und preiswerte Abhilfen dagegen noch nicht gefunden worden. Von den Erfindern ist nun erkannt worden, daß das Quietschen der Bremsen u. a. auf Hohlräume zwischen Bremsbelag und Bremsbelagträger zurückzuführen ist. Es wurde weiterhin erkannt, daß die Hohlräume beim Ausführen des Nietvorganges dadurch entstehen, daß der zylindrische Nietkörper gestaucht wird und dadurch den Bremsbelag vom Bremsbelagträger etwas anhebt. Mit einer Stauchfalte drückt der Nietkörper in den dadurch entstehenden Hohlraum, so daß ein bleibender Hohlraum entstanden ist.

Die Verbindung von Bremsbelag und Bremsbelagträger muß daher so fest erfolgen, daß nicht das häufig feststellbare Quietschen der Bremsen auftritt.

Eine derartige Verbindung kann mit der Vorrichtung nach der vorstehend genannten US-A-3 122 035 nicht erreicht werden, denn der Nietvorgang beginnt dort in dem Augenblick, wo der vordere untere Kopfmacher des Werkzeuges aus dem abgefedert beweglichen Niederhalter heraustritt. Durch die Schwenkung des Nietstempels legt sich zunächst die untere vordere Oberfläche des Niederhalters auf die beiden zu vernietenden Teile an, und bei der Weiterdrehung verschwindet der Spalt zwischen dem Niederhalter und dem Nietstempel (mit dem daran befestigten Block). Erst wenn der Spalt vollständig geschlossen ist, ist die Feder am weitesten zusammengedrückt und übt ihren maximalen Druck aus. Dann aber ist der Nietvorgang bereits beendet; denn mit dem Verschwinden des Spaltes zwischen Niederhalter und Nietstempel tritt das Nietwerkzeug aus dem Niederhalter heraus, um seine Arbeit zu verrichten.

Mit Nachteil erhöht sich also in diesem Fall der Preßdruck vom Niederhalter, ausgeübt auf die beiden Teile, die miteinander vernietet werden sollen, noch in einem Augenblick, wenn der Nietkopf schon fast ausgeformt ist und damit der Nietvorgang beendet ist. Die Folge ist - falls der Fachmann durch verschiedene Konstruktionsänderungen die bekannte Nietvorrichtung im Kraftfahrzeugbereich anwendet -, daß Bremsbelagträger und Bremsbelag vor Abschluß des Nietvorganges nicht fest genug aufeinandergepreßt sind, so daß der Spalt zwischen den beiden nicht vermieden ist und letztlich die Bremse in unerwünschter Weise immer noch quietscht.

Eine weitere Nietvorrichtung mit einem Niederhalter ist durch die DE-PS 820 362 bekannt geworden. Diese bekannte Vorrichtung dient der Serienherstellung von Taschenmessern, deren einzelne Teile durch mehrere Nieten zusammengehalten werden.

Dabei sind an einer mit dem Druckstempel fest verbundenen Platte mehrere Nietwerkzeuge (dort Nietstempel genannt) angeordnet, welche gleichzeitig an mehreren Nieten Köpfe bilden. Dabei handelt es sich im allgemeinen um Vollnieten, an welchen beidseitig Köpfe angestaucht werden. Da bei diesem Nietverfahren mehrere Nieten gleichzeitig von mehreren im Abstand voneinander angeordneten Nietwerkzeugen gestaucht bzw. mit Köpfen versehen werden, kann ein damit hergestelltes Taschenmesser nicht mehr von Hand in der richtigen Position gehalten bzw. zusammengehalten werden. Dementsprechend ist ein Niederhalter erforderlich, welche beim Zusammennieten die Messerteile fixiert und zusammenhält. Zu diesem Zweck ist eine Druckplatte vorgesehen, welche in ihrer Fläche mehrere Öffnungen aufweist, durch welche die Nietwerkzeuge hindurchtreten können. Die Druckplatte ist an einer Schraube an der Platte am Fuße eines Nietstempels aufgehängt, an welcher auch die einzelnen Nietwerkzeuge angeordnet sind. Gleichzeitig wird die Druckplatte von der Platte am Fuß des Nietstempels durch Druckfedern im Abstand gehalten, welche um eine Aufhängeschraube sowie um einzelne Nietwerkzeuge herum angeordnet sind. Beim Herabsenken des Nietstempels trifft daher zunächst die Unterseite der Druckplatte auf die Taschenmesserteile und hält diese fest. Beim weiteren Absenken des Nietstempels werden dann die besagten Druckfedern zusammengepreßt, wobei die Nietwerkzeuge durch Öffnungen in der Druckplatte hindurchtreten und die Nietköpfe anstauchen.

Eine derartige Vorrichtung ist zwar für die Serienherstellung von Nietverbindungen geeignet, nicht jedoch für die Einzelnietung von Teilen ständig wechselnder Form und Anordnung der Nieten. Bei Nietmaschinen, wie sie in Reparaturbetrieben für das Vernieten von Bremsbelägen mit Bremsbelagträgern verwendet werden, muß es möglich sein, Nietamboß und Nietwerkzeug möglichst schnell zu wechseln, da die Bremsbeläge und Bremsbelagträger verschiedener Fahrzeuge sich häufig unterscheiden, wobei auch unterschiedliche Nieten Verwendung finden.

Dies ist jedoch im bekannten Fall, zumindest nicht ohne weiteres, möglich.

Ferner muß bei einer Vernietung der Bremsbeläge mit ihren Trägern durch Hohlnieten der Niederhalter nicht nur mit einer Kraft auf den Bremsbelagträger drücken, durch welche dieser fixiert und auf den Bremsbelag aufgedrückt wird, sondern diese Kraft muß auch so groß sein, daß sich Stauchfalten der Hohlnieten nicht zwischen Bremsbelag und Bremsbelagträger schieben können. Auch für diese Funktion ist die bekannte Einrichtung nicht ausgebildet.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung mit den eingangs genannten Merkmalen zu schaffen, bei welcher nicht nur die miteinander zu verbindenden Teile vor dem Eingriff des Nietstempels fest zusammengedrückt werden, sondern welche darüber hinaus derart ausgestaltet ist, daß sie, vor allem im Hinblick auf die Befestigung unterschiedlicher Arten von Bremsbelägen, einen schnellen und einfachen Wechsel des Nietstempels erlaubt.

Diese Aufgabe wird, ausgehend von der eingangs beschriebenen Vorrichtung, gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Nietwerkzeug für das Befestigen von Bremsbelägen an Bremsbelagträgern zum Umbördeln von Hohlnieten ausgelegt ist, daß der Nietstempel außerhalb der Hülse angeordnet ist, daß der Mitnehmer sich von dem Nietstempel durch einen Schlitz in der Wand der Hülse erstreckt, um mit der Feder in Eingriff zu treten, und auf seinem gesamten Arbeitsweg in diesem, in Längsrichtung der Hülse verlaufenden Schlitz geführt ist.

Mit Vorteil kann daher der Nietstempel in schneller und einfacher Weise ausgewechselt werden, ohne daß hierzu die Mitnehmerfeder, der Mitnehmer oder der Niederhalter gelöst oder demontiert werden müssen.

Weiterhin wird durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen, welche eine Auslegung des Nietwerkzeuges für das Vernieten von Bremsbelägen und einen speziell wirkenden Mitnehmer vorsehen, ein späteres Quietschen der Bremsen mit Vorteil deshalb ausgeschaltet, weil ein erhöhter Druck auf dem Bremsbelagträger und den darunterliegenden Bremsbelag auch vor Abschließen des Nietvorganges ausgeübt wird. Mit dem Nietstempel ist erfindungsgemäß der Mitnehmer fest verbunden, und die Hülse weist einen Schlitz auf, so daß der Mitnehmer in der Hülse geführt werden kann, die zum Nietstempel parallel verschoben wird, und die Druckfeder sorgt durch ihre Abstützung gegen diesen Mitnehmer, daß der gewünschte erhöhte Druck erzeugt wird.

Vor der Tätigkeit des Mitnehmers wird zunächst der Niederhalter auf die Oberfläche des Bremsbelagträgers aufgefahren, ohne daß der Nietvorgang schon beginnt. Dann wird der Druck des Niederhalters auf die Fläche des Bremsbelagträgers vor Beginn und während des Nietens in der beschriebenen Weise dadurch erhöht, daß das Nietwerkzeug bei der Durchführung des Nietvorganges nach unten fahren muß, während der gleichzeitig damit nach unten verschobene Mitnehmer die Druckfeder und damit den Niederhalter nach unten so vorspannt, daß jeglicher Spalt zwischen Bremsbelagträger und Bremsbelag verschwindet, bevor der Nietkopf ausgebildet und die beiden Teile miteinander durch Vernieten fest verbunden sind.

Bei der neuen Vorrichtung wird also durch die Arbeitsbewegung des Nietstempels der Niederhalter auf den Bremsbelagträger gedrückt, bevor die Umbördelung des Oberteils des zylindrischen Nietkörpers zum Zylinderkopf stattfindet. Dadurch wird der Bremsbelagträger zusammen mit dem Bremsbelag gegen den auf dem Amboß gelagerten Niet gepreßt. Während des Umbördelns durch das Nietwerkzeug kann daher der zylindrische Nietkörper nicht mehr so gestaucht werden, daß eine Stauchfalte zwischen Bremsbelag und Bremsbelagträger eindringen kann, da die nunmehr sehr steife Lochwandung dies verhindert. Insbesondere kann der Nietkörper nicht zwischen Bremsbelag und Bremsbelagträger eindringen. Für eine einwandfreie Funktion ist es notwendig, daß während der letzten Bewegung des Nietwerkzeuges der Niederhalter keine Abwärtsbewegung mehr ausführt, da er bereits vor dieser letzten Bewegung des Nietwerkzeuges auf dem Bremsbelagträger aufliegen muß. Daher ist der Mitnehmer so ausgestaltet, daß er eine Relativbewegung zwischen Nietstempel und Niederhalter in dieser Phase erlaubt. Die Druckfeder sorgt dafür, daß der durch den Niederhalter auf den Bremsbelagträger ausgeübte Druck während der Endphase der Arbeitsbewegung des Nietwerkzeuges am größten ist.

Der Niederhalter übt eine Doppelfunktion aus, da er neben dem "Niederhalten" die zu verbindenden Teile auf dem Gegenhalter außerdem festspannt, so daß eine Verschiebung kurz vor dem oder während des Nietvorganges nicht möglich ist.

Der Niederhalter selbst ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorzugsweise gabelförmig ausgebildet, wodurch die Montage und Demontage des Nietwerkzeuges erleichtert wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau einer Vorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 einen Schnitt durch die für die Erfindung wesentlichen Teile der Vorrichtung gemäß Fig. 1.

Die in Fig. 1 dargestellte Nietmaschine 1 ist auf einer Basisplatte 2 befestigt, an der außerdem ein Druckzylinder 3 angelenkt ist. Dieser steuert über ein Hebelgestänge 4 einen Nietstempel 5, an dessen freiem Ende sich ein Nietdöpper 6 befindet. Unter dem Nietwerkzeug bzw. dem Nietdöpper 6 ist als Gegenhalter ein Nietamboß 7 positioniert, der zur Aufnahme des Niets während des Nietvorganges dient. Mit dem Nietstempel 5 ist über einen Mitnehmer 8 eine Vorspanneinrichtung 9 verbunden, an deren unterem Ende sich ein Niederhalter 10 befindet.

In Fig. 2 sind weitere für eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wesentliche Teile vergrößert dargestellt. Der Nietstempel 5 wird in einer ortsfesten Buchse 11 vertikal geführt. Mittels einer Schraube 12 ist an ihm auswechselbar der Nietdöpper 6 befestigt. Ein in eine Bohrung des Nietstempels 5 eingeschobener Mitnehmer 8 ragt in einen Schlitz 13 einer Hülse 14 der Vorspanneinrichtung 9 hinein. Die Hülse 14 ist über eine oberhalb des Schlitzes 13 angeordnete, ortsfeste zylindrische Führung 15 geschoben und daher vertikal verschiebbar. Unterhalb des Schlitzes 13 ist die Hülse 9 durch eine Schraube 16 mit dem Niederhalter 10 verbunden, der mit einem Ansatz 17 in die Hülse von unten ragt. Zwischen dem Mitnehmer 8 und dem Ansatz 17 des Niederhalters 10 befindet sich innerhalb der Hülse 14 eine Spiralfeder 18.

Der Niederhalter 10 ist gabelförmig ausgeführt, so daß seine beiden Schenkel den Nietdöpper 6 und den auf dem Nietamboß 7 liegenden Niet 19 seitlich umfassen. Der Niet 19 weist ein tellerförmiges Nietunterteil 20 und einen zylindrischen Nietkörper 21 auf. Der Niet 19 ragt mit seinem zylindrischen Nietkörper 21 durch vorgefertigte Löcher eines Bremsbelages 22 und eines darüberliegenden Bremsbelagträgers 23 hindurch und liegt mit seinem tellerförmigen Nietunterteil 20 an dem Boden einer Ausnehmung 24 in dem Bremsbelag 22 an.

Die Fig. 2 entspricht der Anordnung, die zur Durchführung des Nietvorganges vorbereitet ist. Der Nietvorgang wird durch den Druckzylinder 3 gesteuert, der den Nietstempel 5 über die Hebelgestänge 4 herabdrückt. Durch die Wirkung des Mitnehmers 8 und der Spiralfeder 18 wird die Hülse 14 und der Niederhalter 10 in gleicher Weise wie der Nietstempel 5 abwärtsbewegt, bis der Niederhalter 10 auf dem Bremsbelagträger 23 aufliegt. Die Abwärtsbewegung des Niederhalters 10 ist damit beendet. Durch die weitere Abwärtsbewegung des Nietstempels 5 wird die Druckfeder 18 weiter gespannt, so daß über den Niederhalter, dessen Unterseite als Preßfläche eben ausgebildet ist, ein erhöhter Druck auf den Bremsbelagträger 23 und den darunterliegenden Bremsbelag 22 ausgeübt wird. In dieser Phase gelangt der Nietdöpper 6 in Eingriff mit dem Oberteil des zylindrischen Nietkörpers 21 und formt durch Umbördeln des Randes den Hohlniet 19 zu einer endgültigen Form. Durch den vom Niederhalter 10 erzeugten Druck wird der Bremsbelagträger 23 und der Bremsbelag 22 so zusammengepreßt, daß der zylindrische Nietkörper 21 nicht zwischen sie gestaucht werden kann. Dadurch wird die Bildung von Hohlräumen im Bereich der Nieten wirksam verhindert. Eine der Ursachen für das lästige Quietschen der Bremsen entfällt daher bei Bremsbelagträgern 23, deren Bremsbeläge 22 mit der neuerungsgemäßen Vorrichtung aufgenietet worden sind.

Claims (2)

1. Vorrichtung zum Verbinden mittels Nieten (19, 20, 21), mit einem Nietamboß (7), auf welchem das Nietunterteil (20) aufliegt, einem zur Bildung eines Nietkopfes senkrecht auf die Nietoberseite verfahrbaren Nietdöpper (6) an einem Nietstempel (5), einem den Nietdöpper (6) umgreifenden Niederhalter (10), der relativ zum Nietstempel (5) verschiebbar ist, dessen Unterseite als Preßfläche zur Auflage auf den Amboß (7) bzw. eines darauf befindlichen Teiles (22, 23) ausgebildet ist und der über eine in einer Hülse geführte Druckfeder (18) gegen einen mit dem Nietstempel (5) fest verbundenen Mitnehmer (8) abgestützt ist, wobei das andere Ende der Feder (18) gegen den Niederhalter (10) abgestützt ist und die Hülse (14) parallel zum Niederhalter verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Nietdöpper (6) für das Befestigen von Bremsbelägen (22) an Bremsbelagträgern (23) zum Umbördeln von Hohlnieten (19) ausgelegt ist, daß der Nietstempel (5) außerhalb der Hülse (14) angeordnet ist, daß der Mitnehmer sich von dem Nietstempel (5) durch einen Schlitz (13) in der Wand der Hülse (14) erstreckt, um mit der Feder in Eingriff zu treten, und auf seinem gesamten Arbeitsweg in diesem, in Längsrichtung der Hülse (14) verlaufenden Schlitz (13) geführt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Niederhalter (10) gabelförmig ausgebildet ist.