DE29504316U1 - Nietsetzwerkzeug

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DE29504316U1

Publication number: DE29504316U1
Application number: DE29504316U
Authority: DE
Original assignee: SUBOTSCH VERWALTUNGS und BETEI
Current assignee: SUBOTSCH VERWALTUNGS und BETEI
Priority date: 1995-03-16
Filing date: 1995-03-16
Publication date: 1995-04-27
Anticipated expiration: 2005-03-17
Also published as: GB2298812A; GB9605475D0; GB2298812B; DE19609351A1; US5742989A

Nietsetzwerkzeug

Die Erfindung betrifft ein Nietsetzwerkzeug zum Setzen von Blindnieten und/oder von Bolzen mit Setzringen mit einer für den Stauchvorgang betätigbaren, dem Zugbolzen eine axiale Bewegung erteilenden Vorschubeinrichtung, die eine aus einem Druckkolben und einem Arbeitskolben bestehende Zylinder-Kolben-Anordnung besitzt, bei welcher der Arbeitskolben während des Setzvorgangs durch ein von dem pneumatisch betätigten Druckkolben unter Druck gesetztes, im wesentlichen inkompressibles Fluid in Zugrichtung bewegt und nach dem Setzvorgang, vorzugsweise durch Federkraft oder Druckluft, gegen Zugrichtung zurückbewegt wird.

Ein derartiges Nietsetzwerkzeug wird beispielsweise in der EP 0 23 6 464 Bl beschrieben. Bei dem dort beschriebenen Werkzeug wird die Rückführung von Druck- und Arbeitskolben unter Vermeidung von Rückholfedern durch Umleiten von Druckluft an die Kolbenrückseiten erreicht.

Bei dem in der EP 0 3 02 128 Bl beschriebenen, ebenfalls gattungsbildenden Nietsetzwerkzeug wird der Arbeitskolben nach dem Setzvorgang durch Federkraft in seine Ausgangsstellung zurückbewegt. Hierbei wird das, vorzugsweise als hydraulisches Öl ausgebildete, inkompressible Fluid vom Arbeitskolben zurückgedrückt und bewegt infolge den Druckkolben in die Ausgangsstellung für den nächsten Setzvorgang.

Die Lehre beider vorstehender Schutzrechte sowie der Inhalt der DE 31 25 838 C2 wird durch Bezugnahme auch vorliegendem Schutzrecht als Offenbarungsgehalt zugrunde gelegt.

Obwohl die eingangs beschriebenen Nietsetzwerkzeuge zuverlässig und zufriedenstellend funktionieren, besteht ein stetes Bestreben, den Ablauf des Setzvorgangs so zu gestalten, daß jederzeit ein optimales Ergebnis der mechanischen Verbindung erreicht wird und der Funktionsablauf schnellstmöglich durchführbar ist.

Eine fast 50%ige Verminderung der für den

Setzvorgang benötigten Zeit wird mit einem Werkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 ermöglicht. Durch die zusätzliche Entlüftungseinrichtung kann der zurücktretende Druckkolben die Druckluft aus dem Pneumatikzylinder des ihm zugeordneten Pneumatikkolbens wesentlich leichter abführen, so daß unerwünschter Staudruck vermieden wird und der Widerstand des Druckkolbens erheblich reduziert ist.

Durch eine von der Entlüftungseinrichtung geschaffene direkte Verbindung zwischen Pneumatikzylinder und Außenraum kann hierbei die Druckluft auf kürzestem Weg und bei geringstem Widerstand den Pneumatikzylyinder verlassen.

Umfaßt die Entlüftungseinrichtung einen

Ventilkörper, der bei innerhalb des Pneumatikzylinders herrschendem Arbeitsdruck die Verbindung zum Außenraum schließt und bei Unterschreiten eines vorgebbaren Druckgrenzwertes diese Verbindung öffnet, kann auf eine zusätzliche Steuerung für die Entlüftungseinrichtung vollständig verzichtet werden. Die Einstellung des vorgebbaren Druckgrenzwertes auf einen unterhalb des jeweiligen Arbeitsdrucks liegenden Wert schafft eine automatische Entlüftungseinrichtung, die als eigenständige Funktionsbaugruppe handelbar ist und zuverlässig funktioniert.

Weist der Ventilkörper kugelförmige Gestalt auf und ist dieser in einer zylindrischen Ausnehmung des Grundkörpers der Entlüftungseinrichtung mit definiertem Abstand zur zylindrischen Wand angeordnet, wird ein Verkanten oder Klemmen des Ventilkörpers jederzeit sicher ausgeschlossen und durch den definierten Abstand zur

zylindrischen Wand der vorgebbare Durckgrenzwert festlegbar. Der verbleibende lichte Kanalquerschnitt zwischen Ventilkörper und zylindrischer Ausnehmung definiert im wesentlichen den Strömungswiderstand und somit auch den durch den Ventilkörper hervorgerufenen Staudruck, bei welchem dieser gegen die ringförmige Dichtfläche im Grundkörper gepreßt wird und schließt.

Weiterhin kann der vorgebbare Druckgrenzwert durch Wahl der Federkonstanten der auf den Ventilkörper einwirkenden Spiralfeder vorgegeben werden.

Ein äußerst kompakter Aufbau, der durch ^v konzentrische Bohrungen fertigungstechnisch vorteilhaft herstellbar ist, ergibt sich durch eine an die den Ventilkörper aufnehmende, zylindrische Ausnehmung anschließende weitere zylindrische Ausnehmung mit geringerem Durchmesser, in welcher die Spiralfeder gehalten ist, wobei die Spiralfeder den Ventilkörper dann vorzugsweise gegen einen am gegenüberliegenden Ende der zylindrischen Ausnehmung angeordneten Sprengring pressen kann. Durch die geeignete Wahl der Federkonstanten sowie der Größe des Ventilkörpers lassen sich in einem weiten Bereich der vorgebbare Druckgrenzwert sowie der effektiv wirksame Strömungswiderstand der Entlüftungseinrichtung einstellen.

Durch ein am Grundkörper angebrachtes Gewinde und dem Gewinde zugeordnete Dichtflächen, mittels welchen die Entlüftungseinrichtung fluiddicht an einer Öffnung zum Pneumatikzylinder befestigbar ist wird auch die nachträgliche Anbringung einer erfindungsgemäßen Entlüftungseinrichtung an herkömmlichen Nietsetzwerkzeugen ermöglicht.

Die Erfinder haben herausgefunden, daß insbesondere bei Verwendung von Setzringen der Geschwindigkeit, mit der die irreversible Deformation des Setzrings erfolgt, erhöhte Aufmerksamkeit zu widmen ist. Wird der Zugvorgang mit sehr hoher Geschwindigkeit durchgeführt, kann es zu einer äußerlich zwar korrekt erscheinenden mechanischen Verbindung kommen, jedoch werden unter Umständen Festigkeitswerte

erreicht werden, die nur unterhalb des optimalen gewünschten Ergebnisses liegen. Durch eine zu schnelle Deformation des Setzrings können sich Mikrorisse im Gefüge bilden, die ohne Anspruch auf Richtigkeit und Vollständigkeit der Erklärung, daher rühren, daß das Metallgefüge keine ausreichende Zeit zum fließenden Verformen hatte, und somit an Korngrenzen auftretende Krafteinwirkungen die Ausbildung von Rissen oder Mikrorissen begünstigte.

Mit einem Nietsetzwerkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 6 ist es möglich, im wesentlichen unabhängig von einer hohen Geschwindigkeit der Zurückbewegung des Druck- und Arbeitskolbens eine optimal auf den Setzvorgang abgestimmte Zugbewegung zu erreichen.

Auf einfache Weise kann die Änderung des

Strömungswiderstands des Kanals zwischen Druckkolben und Arbeitskolben durch einen Ventilkörper erreicht werden, der die lichte Weite des Kanals zwischen Druckkolben und Arbeitskolben während der Zugbewegung des Setzvorgangs reduziert.

Der Ventilkörper wird von der Bewegung des Hydraulikfluids mitgerissen und hat selbstjustierende Eigenschaften, falls er einen kegelstumpfförmigen Grundkörper mit einem sich daran anschließenden zylindrischen Fortsatz aufweist. Eine mittig in Längsrichtung durch den Grundkörper führende Bohrung gestattet durch Wahl ihres Durchmessers die gewünschte Einstellung des Strömungswiderstands bei Bewegung in Zugrichtung.

Die Anordnung des Ventilkörpers innerhalb des Zylinders des Druckkolbens vor dessen Austrittsöffnung, wobei der Ventilkörper in einer zylindrischen Ausnehmung eines rechteckförmigen Käfigs mit axialer Durchgangsbohrung gehalten ist, definiert eine untere und obere Endstellung des Ventilkörpers, wobei in der oberen Endstellung als effektive lichte Weite die Durchgangsbohrung durch den Ventilkörper wirkt und in der unteren Endstellung des

I &Pgr;.:.

Ventilkörpers in Anlage am rechteckförmigen Käfig der vollständige Kanalquerschnitt zur Verfügung steht.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der

beigefügten Zeichnungen unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform in einzelnen beschrieben.

Es zeigen:
Fig. 1 einen teilweisen Querschnitt in vertikaler Richtung in etwa in der Ebene der Längsachse des Druckkolbens und der Längsachse des Arbeitskolbens eines

erfindungsgemäßen Nietsetzwerkzeugs, Fig. 2 eine vergrößterte Darstellung des die ^v Entlüftungseinrichtung umfassenden Bereichs des

Nietsetzwerkzeugs aus Fig. 1 und Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung des oberen Abschnitts des Zylinders des Druckkolbens mit erfindungsgemäßem Ventilkörper im Querschnitt.

Das in Fig. 1 dargestellte, im Ganzen mit 1

bezeichnete, erfindungsgemäße Nietsetzwerkzeug umfaßt einen Druckkolben 2 sowie einen Arbeitskolben 3.

Der Arbeitskolben 3 ist mit einer Aufnahme 4 für die Zugbolzen von Blindnieten oder für die Zugbolzen von Bolzen mit Setzringen versehen, die eine Bewegung des Arbeitskolbens 3 auf den Blindniet oder den Bolzen überträgt.

Vom Druckkolben 2 wird beim Zugvorgang aus dessen Zylinder 6 durch die Verbindung 5 ein im wesentlichen inkompressibles Fluid, vorzugsweise Hydrauliköl, in den Zylinder des Arbeitskolbens 3 gepreßt.

Hierbei ist durch manuelle Betätigung des Drückers 7 durch Änderung der Stellung einer Ventilstange 8 der Pneumatikzylinder 9 des Pneumatikkolbens 10 des Druckkolbens 2 im wesentlichen mit dem pneumatischen Arbeitsdruck beaufschlagt.

In an sich bekannter Weise wird bei Bedätigung des Drückers 7 durch die Ventilstange 8 der Pneumatikzylinder 9

sowohl mit unter Arbeitsdruck stehender Druckluft versorgt als auch nach Loslassen des Drückers 7 entlüftet.

Vorzugsweies am Boden des Pneumatikzylinders 9 ist eine Entlüftungseinrichtung 11 angeordnet.

Die Entlüftungseinrichtung 11 umfaßt einen kugelförmigen Ventilkörper 12, der in einer zylindrischen Ausnehmung 13 angeordnet ist. In koaxialer Richtung schließt sich an die Ausnehmung 13 eine ebenfalls zylindrische Ausnehmung 14 mit geringerem Durchmesser an, deren Übergangsbereich zur Ausnehmung 13 einen ringförmigen Dichtsitz für den Ventilkörper 12 ausbildet. In der^N Ausnehmung 14 ist eine Feder 15 definierter Härte bzw. mit definierter Federkonstanten angeordnet und stützt sich auf einem ringförmigen Vorsprung am unteren Ende der zylindrischen Ausnehmung 14 ab. Zusammen bilden die zylindrischen Ausnehmungen 13 und 14 eine direkte Verbindung zwischen Pneumatikzylinder und Außenraum.

Unterhalb der Entlüftungseinrichtung 11 ist ein Abdeckblech 16 mit seitlichem Abstand zum Boden des Nietsetzwerkzeugs befestigt.

Der Grundkörper 17 der Befestigungseinrichtung 11 ist mit einem Gewinde und einer diesem zugeordneten Dichtfläche versehen und in eine Öffnung des Pneumatikzylinders 9 geschraubt.

Der durch die Kraft der Feder 15 in oberer Anlage an einem Sprengring gehaltene Ventilkörper 12 stellt bei Unterschreiten eines vorgebbaren, unter dem Arbeitsdruck liegenden Druckgrenzwertes eine direkte Verbindung vom Pneumatikzylinder 9 zum Außenraum zur Verfügung.

Wird der Pneumatikzylinder beim Setzvorgang mit Arbeitsdruck beaufschlagt, nimmt der Ventilkörper entgegen der Kraft der Feder 15 seine untere Endlage ein und dichtet den Pneumatikzylinder 9 fluiddicht gegen den Außenraum.

Ein weiterer Ventilkörper 18 ist im Zylinder 6 des Druckkolbens 2 angeordnet. Der Ventilkörper 18 weist eine im wesentlichen kegelstumpfförmige Gestalt mit einem zylindrischem Fortsatz auf. In Längsrichtung ist der

Ventilkörper 18 mit einer Bohrung 19 mit definiertem Durchmesser versehen. Der zylindrische Fortsatz des Ventilkörpers 18 taucht an der Austrittsöffnung des Zylinders 6 in die Verbindung 5 ein und wird während des Zugvorgangs vom Hydrauliköl in seine obere Endstellung so mitgerissen, daß als wirksame lichte Weite der Verbindung 5 im wesentlichen nur noch der Durchmesser der Bohrung 19 zur Verfügung steht. Beim Zurücktreten des Druckkolbens 2 sowie des Arbeitskolbens 3 reißt zurückfließendes Hydrauliköl den Ventilkörper 18 aus der Verbindung 5 heraus in seine untere Endstellung in Anlage am rechteckförmigen Käfig 20. ^N

Der rechteckförmige Käfig 20 weist eine Bohrung 21 auf, deren Durchmesser ein Vielfaches der lichten Weite der Verbindung 5 beträgt. Darüber hinaus kann der Käfig 20 seitlich von Hydrauliköl überströmt werden, so daß bei der Zurückbewegung des Druck- und Arbeitskolbens im wesentlichen nur die lichte Weite der Verbindung 5 den Strömungswiderstand definiert.

Der rechteckförmige Käfig 20 ist durch einen Sprengring 21 in seiner Stellung gehalten. Der Sprengring 21 kann sowohl mit als auch ohne Ringnut im Zylinder 6 verwendet werden, da die vom Käfig 20 aufzunehmenden Kräfte im Vergleich zu den zur Verfugung stehenden Haltekräften des Sprengrings 21 klein sind.

Durch die spezielle Ausgestaltung kann der Ventilkörper 19 zusammen mit dem Käfig 20 sowie dem Sprengring 21 auch nachträglich bei herkömmlichen Nietsetzwerkzeugen eingebracht werden. Die jeweilige Wahl des Durchmessers der Bohrung 19 gestattet hierbei die optimale Anpassung an die erwünschten Geschwindigkeiten.

Bezugszeichen

1 Nietsetzwerkzeug

2 Druckkolben

3 Arbeitskolben

4 Aufnahme

5 Verbindung

6 Zylinder des Druckkolbens

7 Drücker

8 Ventilstange

9 Pneumatikzylinder

10 Pneumatikkolben des Druckkolbens

11 Entlüftungseinrichtung

12 kugelförmiger Ventilkörper

13 zylindrische Ausnehmung

14 zylindrische Ausnehmung

15 Feder

16 Abdeckblech

17 Grundkörper

18 Ventilkörper

19 Bohrung

20 Käfig

21 Bohrung

22 Sprengring

•
f, -

Ansprüche

1. Nietsetzwerkzeug zum Setzen von Blindnieten und/oder Bolzen mit Setzringen mit einer für den Stauchvorgang betätigbaren, dem Zugbolzen eine axiale Bewegung erteilenden Vorschubeinrichtung, die eine aus einem Druckkolben und einem Arbeitskolben bestehende Zylinder-Kolben-Anordnung besitzt, bei welcher der Arbeitskolben während des Setzvorgangs durch ein von dem pneumatisch betätigten Druckkolben unter Druck gesetztes, im wesentlichen inkompressibles Fluid in Zugrichtung bewegt und nach dem Setzvorgang, vorzugsweise durch Federkraft oder Druckluft, gegen Zugrichtung zurückbewegt wird, dadurch gekennzeichnet,

da/3 das Entweichen der Luft aus dem Pneumatikzylinder (9) des Druckkolbens (2) beim Zurücktreten durch eine Entlüftungseinrichtung (11) unterstützt wird.

2. Niesetzwerkzeug nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Entlüftungseinrichtung {11} während des Zurücktretens des Druckkolbens (2) und des Arbeitskolbens (2) eine direkte Verbindung zwischen Pneumatikzylinder (9) und AujSenraum schafft.

3. Nietsetzwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die Entlüftungseinrichtung (11) einen Ventilkörper {12) umfasst, der bei Arbeitsdruck innerhalb des Pneumatikzylinders (9) die Verbindung zum Außenraum schließt und bei Unterschreiten eines vorgebbaren Druckgrenzwertes diese Verbindung öffnet.

4. Nietsetzwerkzeug nach Anspruch 1, 2 oder 3,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Ventilkörper (12) kugelförmig ausgebildet und in einer zylindrischen Ausnehmung (13) des Grundkörpers (17) der Entlüftungseinrichtung (11) mit definiertem Abstand zur zylindrischen Wand angeordnet ist, wobei der Ventilkörper (12) von der am Boden der zylindrischen Ausnehmung (13) angeordneten ringförmigen,Dichtfläche federelastisch weggepreßt wird.

5. Nietsetzwerkzeug nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, ^s

da/3 sich an die den Ventilkörper (12) aufnehmende zylindrische Ausnehmung (13) eine weitere zylindrische Ausnehmung (14) mit geringerem Durchmesser anschließt, in welcher eine Spiralfeder (15) gehalten ist, die den Ventilkörper (12) gegen einen am gegenüberliegenden Ende der zylindrischen Ausnehmung (13) angeordneten Sprengring preßt.

5. Nietsetzwerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß der Grundkörper (17) der Entlüftungseinrichtung (11) ein Gewinde und dem Gewinde zugeordnete Dichtflächen aufweist, mittels welchen die Entlüftungseinrichtung

(11) fluiddicht an einer Öffnung zum Pneumatikzylinder

(9) befestigbar ist.

6. Nietsetzwerkzeug zum Setzen von Blindnieten und/oder Bolzen mit Setzringen, insbesondere nach einem oder mehren der vorstehenden Ansprüche, mit einer für den Stauchvorgang betätigbaren, dem Zugbolzen eine axiale Bewegung erteilenden Vorschubeinrichtung, die eine aus einem Druckkolben und einem Arbeitskolben bestehende Zylinder-Kolben-Anordnung besitzt, bei welcher der Arbeitskolben während des Setzvorgangs durch ein von dem pneumatisch betätigten Druckkolben unter Druck gesetztes, im wesentlichen inkompressibles Fluid in

Zugrichtung bewegt und nach dem Setzvorgang, vorzugsweise durch Federkraft oder Druckluft, gegen Zugrichtung zurückbewegt wird,
dadurch gekennzeichnet,

da/3 der Strömungswiderstand des Kanals (5) zwischen Druckkolben (2) und Arbeitskolben (3) während der Bewegung in Zugrichtung anders ist als der Strömungswiderstand während der Zurückbewegung.

7. Nietsetzwerkzeug nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, ^N

da/3 während der Zugbewegung ein Ventilkörper (18) die lichte Weite des Kanals der Verbindung (5) zwischen Druckkolben (2) und Arbeitskolben (3) reduziert.

8. Nietsetzwerkzeug nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet,

da/3 der Ventilkörper (18) einen kegelstumpf förmigen Grundkörper mit einem sich, daran anschließenden zylindrischen Fortsatz aufweist, wobei sich eine Bohrung (19) mittig in Längsrichtung durch, den Ventilkörper (18) erstreckt.

9. Nietsetzwerkzeug nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet,

daß der Ventilkörper (18) innerhalb des Zylinders (6) des Druckkolbens (2) vor dessen Austrittsöffnung mit axialem Spiel gehalten ist.

10. Nietsetzwerkzeug nach einem der Ansprüche von 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet,

daß der Ventilkörper (18) in einer zylindrischen Ausnehmung eines rechteckförmigen Käfigs (20) mit axialer Durchgangsbohrung gehalten ist, wobei der rechteckförmige Käfig (20) durch einen Sprengring in Anlage am austrittseitigen Ende des Zylinders (6) des Druckkolbens (2) gehalten ist.