DE4126602C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Blindnietgerät mit einem
Gehäuse und einer einen Greifmechanismus aufweisenden
Zugeinrichtung, die über eine Getriebeeinrichtung von
einem Elektromotor bewegbar ist.
Ein derartiges Blindnietgerät ist beispielsweise aus
EP 1 16 954 B1 bekannt. Hierbei wird die Rotationsbewegung
des Elektromotors mit Hilfe eines zahnradartigen Antriebs
ritzels auf eine zahnstangenartige Zugstange übertragen.
Das Antriebsritzel hat hierbei drei Zähne, die gleich
mäßig über den Umfang verteilt sind. Die Zugstange hat
einen vorstehenden Zahn. Das Antriebsritzel greift nun
mit einem seiner Zähne vor den Zahn und verschiebt die
Zugstange bei weiterer Drehung axial. Ein am vorderen
Ende der Zugstange angeordneter Greifmechanismus zieht
dabei den Dorn eines Blindniets. Nach einem vorbestimmten
Umdrehungswinkel des Antriebsritzels gleitet der Zahn
vom Zahn der Zugstange ab. Die Zugstange wird durch
die Kraft einer Feder wieder in ihre Ausgangslage zurück
transportiert. Diese Anordnung hat mehrere Nachteile.
Zum einen ist das Übersetzungsverhältnis des Antriebs
ritzel-Zugstangen-Getriebes abhängig von der Stellung
der Zugstange. Gerade bei der Hälfte der Bewegung der
Zugstange, bei der normalerweise der Abriß des Dornes
erfolgen soll, also die höchste Zugkraft erforderlich
ist, ist die Übersetzung am schlechtesten, da hier das
ungünstigste Hebelverhältnis vorliegt. Der Motor muß
hierbei ein relativ großes Moment aufbringen, was zu
einem vermehrten Strombedarf führt. Weiterhin muß der
Motor nicht nur die Kraft aufbringen, um den Blindniet
zu setzen und den Dorn abzureißen, er muß auch gegen
die Kraft der Rückstellfeder arbeiten, die mit zunehmen
der Verschiebung der Zugstange zunimmt. Wenn bis zum
Ende der Bewegung der Zugstange der Abriß des Dornes
noch nicht erfolgt ist, gleitet der Zahn des Antriebs
ritzels unter voller Belastung aus der Zugstange, was
einen sehr kritischen und hohen Verschleiß fördernden
Zustand darstellt. Darüber hinaus macht sich in diesem
Fall eine unangenehme Erschütterung im Gerät auch nach
außen bemerkbar, was eine Bedienungsperson als Schlag
in die das Gerät haltende Hand empfindet. Damit das
Gerät seine Ausgangsstellung einnehmen kann, also zum
Aufnehmen eines neuen Blindniets in der Lage ist, muß
jedes Mal der volle Hub der Zugstange durchfahren werden,
selbst wenn der Setzvorgang des Blindniets bereits vor
her beendet ist. Diese unnötigen Bewegungen des Elektro
motors verursachen einen zusätzlichen Stromverbrauch.
Die schlagartige, durch die Rückstellfeder bedingte
Rückstellung der Zugstange verursacht darüber hinaus
eine relativ große Geräuschentwicklung. Auch hierbei
werden unangenehme Erschütterungen verursacht. Das be
kannte Blindnietgerät kann mit Batterien oder Akkumula
toren betrieben werden. Wenn die Spannung der Batterie
beim Setzvorgang eines Blindniets soweit absinkt, daß
der Dorn des Blindniets nicht mehr abgerissen werden
kann, ist in einer speziellen Ausführungsform vorgesehen,
daß der Elektromotor reversiert werden kann, um die
Zugstange nach vorne zu schieben und damit den Greif
mechanismus vom Dorn des Blindniets zu lösen.
US 33 75 883 und US 31 27 045 zeigen weitere Blindniet
geräte, bei denen die Umsetzung der Rotationsbewegung
des Elektromotors in eine lineare Bewegung der Zugstange
mit Hilfe eines Pleueltriebs erfolgt. Der Pleueltrieb
wird bei Bedarf mit Hilfe einer Kupplung mit dem perma
nent laufenden Elektromotor verbunden. Ein Nachteil
dieses Prinzips ist es, daß bei der Hälfte des möglichen
Hubes der Zugstange die ungünstigsten Hebelverhältnisse
vorliegen. Da der Abriß der Dorne etwa bei dieser Stel
lung der Zugstange erfolgt, ist eine Motorleistung erfor
derlich, die trotz der ungünstigen Übersetzungsverhält
nisse ein ausreichendes Moment liefert, um den Dorn
zum Abriß zu bringen. Dies macht das Gerät schwer, was
selbst bei kurzen Betriebszeiten zu Ermüdungen der Be
dienungsperson führt. Ferner ist ein großer Energiebedarf
erforderlich.
US 30 95 106 beschreibt ein weiteres Blindnietgerät,
das die Längsbewegung der Zugstange mit Hilfe eines
Stirnradgetriebes und eines Kugelgewindetriebes erzeugt.
Hierbei ist die Spindel angetrieben. Die Rückstellung
erfolgt nach dem Ausrücken einer Kupplung über eine
Rückstellfeder.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Blindniet
gerät anzugeben, das ein komfortableres und energie
sparenderes Arbeiten ermöglicht.
Diese Aufgabe wird bei einem Blindnietgerät der eingangs
genannten Art dadurch gelöst, daß die Getriebeeinrichtung
einen permanenten
Wirkzusammenhang zwischen Elektromotor und Zugeinrichtung
bildet, wobei die Bewegung der Zugeinrichtung ausschließ
lich unter der Steuerung des Elektromotors erfolgt
und die Drehrichtung des Elektromotors umsteuerbar ist.
Das erfindungsgemäße Blindnietgerät bedarf also keiner
Rückstellfeder. Die Kraft des Elektromotors muß aus
schließlich dafür verwendet werden, den Dorn des zu
setzenden Blindniets in den Blindniet hineinzuziehen
und später zum Abriß zu bringen. Wenn die Getriebeeinrich
tung ein von der Position der Zugeinrichtung unabhängiges
Übersetzungsverhältnis aufweist, muß der Elektromotor
auch nur so groß dimensioniert werden, daß er bei dem
gegebenen Verhältnis das notwendige Abrißmoment aufbrin
gen kann. Der Motor kann deswegen kleiner und somit
leichter als bei den bekannten Geräten ausgeführt werden.
Da keine Rückstellfeder mehr vorgesehen ist, erfolgt
die Rückstellung der Zugeinrichtung über den Elektro
motor, der zu diesem Zweck reversierbar ist,
d. h seine Drehrichtung ist umkehrbar. Durch die
Umsteuerbarkeit des Motors wird ermöglicht, daß die
Zugeinrichtung praktisch aus jeder Position heraus wieder
in die Ausgangsstellung zurück verfahren werden kann.
Unnötige Bewegungen der Zugeinrichtung, etwa das Durch
laufen des vollen Hubes, werden dadurch vermieden. Da
die Zugstange und der Elektromotor permanent miteinander
verbunden sind, also der Elektromotor keine Bewegung
machen kann, ohne daß die Zugstange ebenfalls bewegt
wird, bedeutet dies, daß auch der Elektromotor keine
unnötigen Bewegungen vollführen muß. Energie wird also
nur für die gewünschten und notwendigen Bewegungen der
Zugstange benötigt. Dies macht das Blindnietgerät beson
ders vorteilhaft, wenn als elektrische Energiequelle
eine Batterie oder ein Akkumulator verwendet werden.
In diesem Fall ist man bestrebt, die Stromaufnahme so
gering wie möglich zu halten, um mit einer Ladung der
Akkumulatoren oder mit einem Satz Batterien ein möglichst
langes Arbeiten zu gewährleisten. Da der Motor und die
Zugstange permanent über die Getriebeeinrichtung in
Eingriff miteinander stehen, ergeben sich auch keine
schlagartigen Bewegungen, die den Komfort für die Bedie
nungsperson beim Betrieb mindern könnten.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Getriebe
einrichtung einen Kugelgewindetrieb mit einer Mutter
und einer Spindel auf. Kugelgewindetriebe wandeln eine
drehende Bewegung, d. h. die vom Elektromotor erzeugte
rotatorische Bewegung, in eine geradlinige Bewegung
um, die für die Zugeinrichtung benötigt wird, ähnlich
wie Trapezgewindetriebe, sie haben jedoch einen vielfach
höheren Wirkungsgrad. Kugelgewindetriebe sind umkehrbar,
d. h. die Bewegung der Zugeinrichtung kann in beide Rich
tungen erfolgen. Vor allem ist ein Kugelgewindetrieb
ein gut geeignetes Beispiel für eine Getriebeeinrichtung
zur Umsetzung einer rotatorischen in eine translatorische
Bewegung, bei der das Übersetzungsverhältnis unabhängig
von der Position der Zugeinrichtung ist.
Hierbei ist bevorzugt, daß die Mutter angetrieben ist
und die Spindel mit der Zugeinrichtung in Verbindung
steht. Die Baulänge kann dadurch geringer gehalten werden
als im umgekehrten Fall, der aus US 30 95 106 bekannt
ist, da im umgekehrten Fall die Baulänge der Kugelge
windemutter mindestens um den maximal möglichen Hub
der Spindel vergrößert werden muß.
Bevorzugterweise weist die Mutter eine Außenverzahnung
auf. Mit der Außenverzahnung, also einer Verzahnung
am Außenumfang, kann ein weiteres Zahnrad kämmen. Da
die Mutter einen größeren Außendurchmesser als die Spin
del aufweist, ergibt sich hierdurch ein größerer Hebel,
der sich vorteilhaft ausnutzen läßt. Der Motor kann
mit einem schwächeren Drehmoment ausgelegt werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die
Spindel hohl und bildet einen mit dem Greifmechanismus
in Verbindung stehenden Dornentsorgungspfad. Die Dorne
der zu setzenden Blindniete müssen also nicht mehr nach
vorne entsorgt werden, von wo ja der nächste Blindniet
eingeführt werden soll, sie können auch durch den Dorn
entsorgungspfad nach hinten, also durch das Blindnietge
rät hindurch entsorgt werden. Dies gestattet ein sehr
flüssiges Arbeiten, da die Zeit, die sonst zum Entsorgen
des vom Greifmechanismus freigegebenen Dornes benötigt
wird, bereits verwendet werden kann, um den Dorn des
nächsten Blindniets einzuführen.
Bevorzugterweise ist im Gehäuse ein Rohr angeordnet,
das teleskopartig in das dem Greifmechanismus abgewandte
Ende der Spindel hineinragt, wobei die Spindel gegenüber
dem Rohr axial bewegbar ist. Der Dornentsorgungspfad
hat also eine variable Länge. Er reicht vom Greifmecha
nismus bis zum Ende des Rohres. Je weiter der Greifmecha
nismus in Richtung der Abrißposition des Dornes verscho
ben wird, desto kürzer wird der Dornentsorgungspfad.
Dies hat den Vorteil, daß sich die Baulänge des Gerätes
beim Betrieb nicht verändert. Sie bleibt konstant bei
der Länge, die das Gerät im "Leerlauf" aufweist. Hier
durch wird ein Arbeiten auch unter räumlich beengten
Verhältnissen ermöglicht, ohne daß auf den Vorteil der
Dornentsorgung nach hinten verzichtet werden muß.
Vorteilhafterweise weist das Gehäuse ein Mundstück auf,
das über ein Axiallager an der Mutter abgestützt ist.
Das Mundstück dient als Anlagefläche für den Blindniet,
wenn der Blindniet durch Ziehen am Dorn gesetzt werden
soll. Dadurch, daß das Mundstück direkt an der Mutter
abgestützt ist, werden die beim Ziehen am Dorn auftreten
den Gegenkräfte unmittelbar auf die die Kraft erzeugenden
Teile abgeleitet. Lediglich diese Teile müssen ausrei
chend dimensioniert sein, um den Zugkräften standzuhal
ten. Der übrige Teil des Gehäuses kann schwächer dimen
sioniert, also leichter ausgeführt sein. Hierdurch ergibt
sich zum einen eine erhebliche Gewichtsersparnis. Zum
anderen vermindert dies auch den Aufwand bei der Her
stellung.
Vorteilhafterweise ist das Mundstück auch mit einem
die Mutter zumindest teilweise umgreifenden Käfig ver
bunden, der über ein zweites Axiallager an der dem Mund
stück abgewandten Seite der Mutter abgestützt ist. Wenn
der Elektromotor reversiert wird und die Spindel wieder
in ihre Ausgangslage zurückfährt, werden am Ende des
Rückhubes wiederum Kräfte auf die Spindel ausgeübt,
um den Greifmechanismus zum Öffnen zu bringen. Diese
Kräfte sind zwar wesentlich geringer als die zum Abreißen
des Dornes notwendigen Kräfte. Durch die Verwendung
des zweiten Axiallagers werden diese Öffnungskräfte
jedoch auch wieder auf die Kugelgewindemutter übertragen,
so daß das gesamte übrige Gehäuse fast kräftefrei bleibt.
Die einzigen Kräfte, die das Gehäuse aufnehmen muß,
sind die Lagerkräfte für die Rotationsbewegung der Kugel
gewindemutter und ein diese antreibendes Zahnrad. Der
gesamte Setz-Mechanismus, also die Zugeinrichtung mit
Greifmechanismus, dem Mundstück und dem Kugelgewinde
trieb, kann dann als austauschbare Einheit gefertigt
werden. Maßnahmen, um größere Kräfte von dort auf die
übrigen Teile des Gehäuses überzuleiten, müssen nicht
getroffen werden, da diese Einheit beim Setzen des Nietes
alle Kräfte in sich aufnimmt.
Bevorzugterweise ist auf der Spindel zumindest für eine
Bewegungsrichtung ein Anschlag angeordnet, der nach
einer vorbestimmten Axialbewegung der Spindel an der
Mutter zur Anlage kommt. Dieser Anschlag verhindert,
daß die Spindel so weit aus der Mutter heraus oder in
sie hineingedreht wird, daß sie an Gehäuseteile derart
zur Anlage kommt, daß auf diese Gehäuseteile unzulässig
hohe Kräfte ausgeübt werden. Die durch den Kugelgewinde
trieb erzeugten Kräfte werden vielmehr bereits vom An
schlag aufgefangen. Auch dadurch läßt sich das Gehäuse
relativ leicht ausführen, wodurch der Bedienungskomfort
erhöht wird. Es ist ein weitgehend ermüdungsarmes Arbei
ten möglich.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform, die
nötigenfalls auch mit einem positionsabhängigen Überset
zungsverhältnis und ohne permanenten Wirkzusammenhang
verwendet werden kann, ist dem Elektromotor eine elek
trische Schaltungsanordnung mit einem Betätigungsschalter
vorgeschaltet, die den Elektromotor bei Betätigen des
Betätigungsschalters in eine Richtung und nach Beendigung
der Betätigung in die andere Richtung treibt. Diese
Ausführungsform ermöglicht ein besonders einfaches Arbei
ten. Wenn die Bedienungsperson den Niet setzen will,
führt sie den Dorn des Nietes in das Blindnietgerät
ein und bringt den Blindniet an die dafür vorgesehene
Stelle. Danach wird der Betätigungsschalter betätigt.
Der Elektromotor treibt nun die Zugeinrichtung in eine
Richtung, bis der Dorn des Blindniets abreißt. Da eine
weitere Bewegung der Zugeinrichtung nicht mehr notwendig
ist, läßt die Bedienungsperson den Betätigungsschalter
los. Die Betätigung ist damit beendet. Die Schaltungsan
ordnung reversiert nun den Motor automatisch und bringt
damit die Zugeinrichtung wieder in ihre Ausgangsposition
zurück, wo der alte Dorn entsorgt und ein neuer Blindniet
eingeführt werden kann.
Hierbei ist bevorzugt, daß die Schaltungsanordnung bei
Beendigung der Betätigung des Betätigungsschalters den
Elektromotor kurzzeitig kurzschließt. Durch das Kurz
schließen des Elektromotors wird der Motor abgebremst,
ohne daß eine Gegenspannung auf ihn wirkt. Die elek
trische und mechanische Belastung des Motors wird dadurch
kleingehalten.
Bevorzugterweise weist die Schaltungsanordnung mindestens
einen gesteuerten Schalter auf, dessen Steuersignal
durch den Betätigungsschalter beeinflußbar ist. Der
Betätigungsschalter schaltet also nicht direkt die Motor
ströme. Er schaltet nur Steuersignale. Dadurch kann
der Betätigungsschalter kleingehalten werden. Die Be
dienungsperson muß dann zu seiner Betätigung auch nur
geringe Kräfte aufwenden.
Hierbei ist bevorzugt, daß dem gesteuerten Schalter
eine Verzögerungseinrichtung zugeordnet ist, die das
Betätigen dieses Schalters um eine vorbestimmte Zeit
spanne verzögert. Durch diese Verzögerung läßt sich
beispielsweise der Kurzschluß erzeugen, der zum Abbremsen
des Motors bevorzugt ist.
Hierbei ist von Vorteil, daß die Zeitspanne in der
gleichen Größenordnung wie die Anhaltezeit des unbelaste
ten, kurzgeschlossenen Elektromotors liegt. Man sorgt
also dafür, daß der Elektromotor zum Stillstand gekommen
ist, bevor er reversiert wird. Es kann also nicht vorkom
men, daß der Motor in vollem Lauf plötzlich eine Gegen
spannung erhält. Dies schont die mechanischen Teile,
wie z. B. Lager und Zahnräder, die dadurch entsprechend
klein und leicht dimensioniert werden können.
Bevorzugterweise sind zwei als Umschalter ausgebildete
gesteuerte Schalter vorgesehen, die gemeinsam zwei ver
schiedene Kurzschlußkreise schalten. Der Elektromotor
kann dann aus jeder Bewegungsrichtung heraus kurzge
schlossen werden, ohne daß es größerer schaltungstech
nischer Maßnahmen bedarf.
Auch ist bevorzugt, daß mindestens ein Endlagenschalter
vorgesehen ist, der von der Spindel betätigbar ist und
eine Unterbrechung der Energiezufuhr zum Elektromotor
bewirkt. Ein derartiger Endlagenschalter verhindert,
daß die Spindel über eine vorbestimmte Position hinaus
verfahren wird und gegen das Gehäuse drückt, wodurch
das Gehäuse beschädigt werden könnte. Ein derartiger
Endlagenschalter kann alternativ oder zusätzlich zu
den Anschlägen auf der Spindel vorgesehen sein.
Auch ist bevorzugt, daß der Endlagenschalter bei Betäti
gung die Verzögerungseinrichtung außer Funktion setzt.
In der Endlage soll keine Umsteuerung des Motors erfol
gen, die durch den gesteuerten Schalter bewirkt werden
würde. Es soll hier lediglich ein Abbremsen des Motors
erfolgen, wofür die unmittelbare Betätigung des Schalters
ausreicht.
Vorteilhafterweise schaltet der Endlagenschalter das
Steuersignal. Auch der Endlagenschalter kann deswegen
entsprechend klein ausgeführt werden, da er praktisch
keine Leistung, sondern nur Signale schalten muß.
Mit Vorteil weist die Schaltungsanordnung eine Überlast
sicherung auf. Diese schaltet die Energiezufuhr zum
Motor ab, wenn der Motor, beispielsweise aufgrund eines
zu großen Moments, zu viel Strom zieht. Der Motor wird
dadurch vor Überlastungen geschützt.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung
beschrieben. Darin zeigen:
Fig. 1 eine Querschnittsansicht eines Blindnietgeräts,
Fig. 2 eine Schnittansicht einer Zugeinrichtung,
Fig. 3 eine Detailansicht des hinteren Endes des Blind
nietgeräts,
Fig. 4 einen Schnitt IV-IV nach Fig. 3 und
Fig. 5 eine Schaltungsanordnung.
Ein Blindnietgerät 1 weist eine Zugeinrichtung 4 auf,
die in Fig. 2 näher beschrieben ist. Die Zugeinrichtung 4
ist zusammen mit einem Antriebsmotor 5, der als Elektro
motor ausgebildet ist, in einem Außengehäuse 2 angeord
net. Das Außengehäuse 2 kann beispielsweise aus zwei
im wesentlichen symmetrisch zueinander aufgebauten Kunst
stoffschalenhälften bestehen. Im Außengehäuse 2 ist
ein Akkumulator 6 oder eine Batterie zur Stromversorgung
des Motors 5 angeordnet. Ferner befindet sich im Außenge
häuse 2 ein Betätigungsschalter 7 mit einem Betätigungs
element 37 und, elektrisch zwischen Akkumulator 6 und
Motor 5 geschaltet, eine im Zusammenhang mit Fig. 5
beschriebene Schaltungsanordnung 8.
Der Motor weist ein Abtriebsritzel 9 auf, das mit einem
Stirnrad 10 größeren Durchmessers kämmt. Dieses Stirnrad
10 ist mit einer Getriebewelle 11 drehfest verbunden,
die wiederum im Außengehäuse 2 in Lagern 12 drehbar
gelagert ist. Am anderen Ende der Getriebewelle 11 ist
wiederum ein Ritzel 13 angeordnet, das einen kleineren
Durchmesser als das Stirnrad 10 aufweist. Das Ritzel 13
kämmt mit einer Außenverzahnung 14 eine Kugelgewindemut
ter 15. Die Kugelgewindemutter 15 ist wiederum drehbar
in einer im Außengehäuse 2 fest angeordneten Buchse
gelagert.
Die Kugelgewindemutter 15 dreht sich auf einer Spindel
16. Die Spindel 16 ist über Drehmomentstützen 17, die
als Nadellager ausgebildet sein können und in Führungs
bahnen 18 im Außengehäuse 2 geführt sind, gegen eine
Verdrehung gesichert. Bei einer Drehung der Kugelgewinde
mutter 15, die über die Ritzel 9, 10, 13 und die Außen
verzahnung 14 der Kugelgewindemutter 15 vom Motor 5
bewirkt wird, verschiebt sich die Spindel 16 axial.
An einem Ende der Spindel 16, das im folgenden als "vor
deres Ende" bezeichnet wird, ist ein Greifmechanismus 3
angeordnet. Der Greifmechanismus 3 weist Einspannbacken
19 auf, die außen konisch ausgebildet sind, wobei der
dünnere Durchmesser des Konus nach vorne zeigt. Die
Einspannbacken 19 sind von einem Futtergehäuse 20 um
geben, das einen entsprechenden Innenkonus aufweist.
Am hinteren Ende der Einspannbacken 19 ist ein Druckstück
21 angeordnet, das über eine Druckfeder 22 an der Spindel
16 abgestützt ist. Die Einspannbacken 19 ragen hier
nach vorne über das Futtergehäuse 20 hinaus. Wenn die
Spindel 16 in die vordere Endlage verfahren wird, kommen
die Einspannbacken 19 zur Anlage an ein Mundstück 23.
Sie werden dann gegen die Kraft der Druckfeder 22 nach
hinten verschoben. Damit gelangen sie in einen Bereich
größeren Durchmessers des Innenkonus des Futtergehäuses
20, wodurch sich die Einspannbacken 19 öffnen. Wird
die Spindel 16 hingegen in die andere Richtung verfahren,
werden die Einspannbacken 19 von ihrem Anschlag entfernt.
Die Druckfeder 22 drückt über das Druckstück 21 die
Einspannbacken 19 nach vorne aus dem mit der Spindel
16 verbundenen Futtergehäuse 20 heraus. Der von den
Einspannbacken 19 umschlossene Durchmesser verringert
sich. Ein nicht dargestellter Dorn eines Blindniets
wird dann festgehalten. Der Vorgang des Setzens eines
Blindniets an sich ist beispielsweise aus EP 01 16 954 B1
bekannt, auf die hiermit Bezug genommen wird. Wenn die
Einspannbacken 19 nicht nach vorne aus dem Futtergehäuse
20 herausstehen, kann auch vorgesehen sein, daß das
Mundstück 23 einen nach hinten ragenden Vorsprung auf
weist, gegen den die Einspannbacken 19 zur Anlage kommen
können.
Das Mundstück 23 ist über ein Innengehäuse 24 auf einem
als Drucklager ausgebildeten Axiallager 25 gelagert,
das sich mit seiner anderen Seite an einer Stirnfläche
der Kugelgewindemutter 15 abstützt. Die Kraft, die durch
die Spindel 16 auf den nicht dargestellten Blindniet
ausgeübt wird, wird also direkt von der Kugelgewindemut
ter 15 aufgenommen, ohne daß die relativ hohen Druck
kräfte, die den zum Abreißen des Dornes notwendigen
Zugkräften entsprechen, vom Außengehäuse 2 aufgenommen
werden müssen. Das Außengehäuse 2 muß also nur so stark
dimensioniert sein, daß es die Drehmomente aufnehmen
kann, die für die Drehbewegung der Ritzel bzw. der Kugel
gewindemutter 15 notwendig sind. Auf dem gleichen Druck
lager 25 stützt sich ein Anschlag 26 ab, gegen den ein
über den Durchmesser der Spindel 16 herausragender Teil
des Futtergehäuses 20 zur Anlage kommt, wenn die Spindel
16 in ihre extreme hintere Endlage verfahren worden
ist. Durch den Anschlag 26 wird eine weitere axiale
Verschiebung der Spindel 16 blockiert, ohne daß das
Außengehäuse 2 die zur Blockierung notwendigen Kräfte
aufnehmen muß. Diese werden direkt über das Drucklager
25 an die Kugelgewindemutter 15 weiter geleitet.
Ferner ist ein die Kugelgewindemutter 15 zumindest teil
weise umgreifender Käfig 27 vorgesehen, der über ein
weiteres als Drucklager ausgebildetes Axiallager 28
am hinteren Ende der Kugelmutter 15 abgestützt ist.
Mit dem Käfig 27 ist das Mundstück 23 auf Zug verbunden.
Wenn nun die Spindel 16 in ihre vordere Endlage verfahren
wird, werden die durch die Einspannbacken 19 auf das
Mundstück 23 ausgeübten Kräfte über den Käfig 27 und
das Drucklager 28 auf die Kugelgewindemutter 15 abgelei
tet. Auch in diesem Fall muß das Außengehäuse 2 keine
Kräfte aufnehmen. Die Kräfte können insbesondere dann
beträchtliche Größen annehmen, wenn aufgrund von Ver
schmutzungen oder Verklemmungen ein Lösen der Einspann
backen 19 aus dem Futtergehäuse 20 erschwert ist.
Am hinteren Ende der Spindel 16 ist ebenfalls ein An
schlag 29 vorgesehen, der an der Kugelgewindemutter
15 zur Anlage kommt, wenn die Spindel 16 in ihre vordere
Endlage verfahren wird. Hierdurch wird vermieden, daß
durch eine unbegrenzte Bewegung der Spindel 16 Kräfte
auf das Innengehäuse 24 ausgeübt werden können, die
letztendlich zu einer Überbeanspruchung des Käfigs 27
oder anderer Gehäuseteile führen könnten.
Die Spindel 16 weist eine durchgehende Bohrung 30 auf,
in der ein Dornentsorgungspfad angeordnet ist. Dazu
weist das Druckstück 21 einen rohrförmigen Fortsatz
31 auf. Das Druckstück 21 ist ebenfalls mit einer die
Bohrung des Fortsatzes verlängernden, durchgehenden
Bohrung versehen, die in den freien Raum zwischen den
Einspannbacken 19 mündet. Der Dorn des Blindniets, der
zwischen den Einspannbacken 19 festgehalten wird, ragt
in der Regel zumindest teilweise in das Druckstück 21
hinein. Nach dem Abriß kann er durch den Fortsatz 31
nach hinten geführt werden. Zwischen dem Fortsatz 31
und der Bohrung 30 der Spindel 16 ist am hinteren Ende
ein Rohr 32 teleskopartig in die Spindel 16 verschiebbar.
Dieses Rohr 32 ist am Außengehäuse axial unverschiebbar
befestigt. Der Dornentsorgungspfad hat somit eine va
riable Länge. Obwohl er in jeder Stellung der Spindel
16 die sichere und zuverlässige Führung von abgerissenen
Dornen sicherstellt, wird die Baulänge des Blindnietge
räts 1 im Betrieb dadurch nicht vergrößert.
Das Rohr 32 mündet in einen abnehmbaren Auffangbehälter
33 und steht in diesen um eine kleine Länge vor. Hier
durch wird verhindert, daß abgerissene Dorne, die sich
bereits im Auffangbehälter 33 befinden, wieder in das
Rohr 32 und damit in den Dornentsorgungspfad gelangen
können. Ein Betrieb ohne den Auffangbehälter 33 ist
möglich. Hierbei fallen die Dorne der Blindniete aus
dem Blindnietgerät 1 heraus.
Wie insbesondere aus den Fig. 3 und 4 hervorgeht, sind
am hinteren Ende des Außengehäuses 2 zwei Endlagenschal
ter 34, 35 angeordnet, wobei der Endlagenschalter 34
für die vordere Endlage und der Endlagenschalter 35
für die hintere Endlage der Spindel 16 zuständig ist.
Die Funktion der beiden Endlagenschalter 34, 35 wird
im Zusammenhang mit der in Fig. 5 dargestellten Schal
tungsanordnung näher erläutert. Die Endlagenschalter
sind so ausgebildet, daß sie bei oder kurz vor Erreichen
der jeweiligen vorderen oder hinteren Endlage schalten,
also verhindern, daß die Spindel 16 ihre extreme Endlage
erreicht. Dargestellt sind mechanische Schalter, die
von der Spindel 16 oder einem darauf angeordneten Betäti
gungselement betätigt werden, indem beispielsweise eine
Fahne 36 mechanisch verschwenkt wird. Es sind jedoch
auch Schalter möglich, die nicht durch mechanische Kräfte
betätigt werden, etwa elektronisch arbeitende, berüh
rungslose Halbleiterschalter oder magnetisch betätigbare
Schaltelemente, z. B. Schutzgaskontakt-Schalter. Die
Endlagenschalter 34, 35 sind bevorzugterweise so angeord
net, daß sie betätigt werden, bevor die Anschläge 26,
29 zur Anlage an die Kugelgewindemutter 15 gelangen.
Die Anschläge 26, 29 bilden dann eine den Endlagenschal
ter 34, 35 nachgeschaltete Sicherheitsvorrichtung. Die
Endlagenschalter 34, 35 und die Drehmomentstützen 17
sind aus Gründen der Übersicht in Fig. 1 nicht darge
stellt.
Fig. 5 zeigt schematisch eine Schaltungsanordnung zum
Betrieb des Motors 5, wobei die Schalterstellungen für
den Fall der vorderen Endlage der Spindel 16 dargestellt
sind. Der Pluspol des Akkumulators 6 ist einerseits
mit einem Kontakt 53 eines gesteuerten Schalters 38,
andererseits mit dem beweglichen Kontakt 44 des Betäti
gungsschalters 7 verbunden. Ferner ist der Pluspol des
Akkumulators 6 mit einem Kontakt 56 eines zweiten ge
steuerten Schalters 39 verbunden. Die gesteuerten Schal
ter weisen jeweils ein Relais 40, 41 auf, das einen
beweglichen Kontakt 47, 48 zwischen zwei Kontakten 53,
54 bzw. 55, 56 hin- und herschaltet. Natürlich können
die gesteuerten Schalter 38, 39 auch in Form von Halb
leiterschaltern ausgebildet sein.
Der negative Pol des Akkumulators 6 steht mit den jeweils
anderen Kontakten 54, 55 der gesteuerten Schalter 38, 39
in Verbindung. Ferner ist er mit einem Kontakt 50 des
vorderen Endlagenschalters 34 und mit einem Kontakt 51
des hinteren Endlagenschalters 35 verbunden.
Der bewegliche Kontakt 46 des vorderen Endlagenschalters
34 ist mit einem Steueranschluß des gesteuerten Schalters
38 verbunden. Der andere Kontakt 49 des vorderen End
lagenschalters 34 ist über einen Widerstand 59 mit dem
anderen Steueranschluß des gesteuerten Schalters 38
verbunden. Parallel zu dem gesteuerten Schalter 38 ist
eine Verzögerungseinrichtung 42 angeordnet. Diese ist
also ebenfalls mit den beiden Steueranschlüssen des
gesteuerten Schalters 38 verbunden. Die Verzögerungsein
richtung 42 kann im einfachsten Fall durch einen parallel
zur Steuerstrecke des gesteuerten Schalters 38 geschalte
ten Kondensator gebildet sein. Der andere Kontakt 49
des vorderen Endlagenschalters 34 ist über einen Wider
stand 59 mit dem nicht mit dem beweglichen Kontakt 46
des vorderen Endlagenschalters 34 verbundenen Steueran
schluß des gesteuerten Schalters 38 verbunden.
Der andere gesteuerte Schalter 39 ist in ähnlicher Weise
beschaltet, d. h. seine beiden Steuereingänge sind mit
einer Verzögerungseinrichtung 43 verbunden. Der eine
Steuereingang ist mit dem beweglichen Kontakt 45 des
hinteren Endlagenschalters 35 und der andere Steuerein
gang über einen Widerstand 60 mit einem Kontakt 52 des
hinteren Endlagenschalters 35 verbunden.
Die beiden nicht mit den beweglichen Kontakten 45, 46
der Endlagenschalter 35, 34 verbundenen Steuereingänge
der gesteuerten Schalter 38, 39 sind mit Kontakten 57,
58 des Betätigungsschalters 7 verbunden.
Das Relais 40 des einen gesteuerten Schalters 38 schaltet
einen beweglichen Kontakt 47, der mit dem Motor verbun
den ist, zwischen dem mit dem positiven Pol des Akkumula
tors 6 verbundenen Kontakt 53 und dem mit dem negativen
Pol des Akkumulators 6 verbundenen Kontakts 54 hin und
her. Das Relais 41 schaltet den beweglichen Kontakt 48,
der ebenfalls mit dem Motor 5 verbunden ist, zwischen
dem mit dem positiven Pol des Akkumulators 6 verbundenen
Kontakt 56 und dem mit dem negativen Pol des Akkumulators
6 verbundenen Kontakts 55 hin und her.
Die gesamte Schaltung kann auch mit anderen, beispiels
weise elektronischen Bauelementen mit gleicher Funktion
oder Wirkung realisiert werden.
Die Anordnung arbeitet folgendermaßen. Dargestellt ist
der Zustand, in dem sich die Spindel 16 in der vorderen
Endlage befindet. In dieser Endlage kann der Dorn eines
Blindniets in das Blindnietgerät 1 eingeführt werden.
Nachdem der Blindniet an die gewünschte Stelle gebracht
worden ist, wird das Betätigungselement 37 des Betäti
gungsschalters 7 betätigt. Hierbei wird der bewegliche
Kontakt 44 vom Kontakt 58 gelöst und mit dem Kontakt 57
in Verbindung gebracht. Es ergibt sich nun ein Steuer
strompfad vom Pluspol des Akkumulators 6 über den beweg
lichen Kontakt 7, den festen Kontakt 57, das Relais 41
des gesteuerten Schalters 39 und den hinteren End
lagenschalter 35 zum negativen Pol des Akkumulators
6. Das Relais 41 zieht unmittelbar an und löst den beweg
lichen Kontakt 48 vom Kontakt 55 und bringt ihn am Kon
takt 56 zur Anlage. Dadurch wird ein Stromkreis vom
Pluspol des Akkumulators 6 über den Motor 5 zum negativen
Pol des Akkumulators 6 gebildet. Der Motor 5 dreht sich
nun, wobei über die durch die Ritzel und den Kugelge
windetrieb gebildete Getriebeeinrichtung die Spindel 16
in Richtung auf ihre hintere Endlage verfahren wird.
Nachdem die Spindel 16 einen bestimmten, von den Eigen
schaften des Blindniets und seines Dornes abhängigen
Weg zurückgelegt hat, reist der Dorn ab. Da sich die
Spindel nicht mehr in ihrer vorderen Endlage befindet,
ist der vordere Endlagenschalter 34 umgeschaltet, d. h.
der bewegliche Kontakt 46 liegt nun am Kontakt 50 an.
Die Bedienungsperson kann nun das Betätigungselement
37 des Betätigungsschalters 7 loslassen. Der bewegliche
Kontakt 44 kommt dadurch zur Anlage an den Kontakt 58.
Es ergibt sich nun unmittelbar ein Steuerstrompfad für
den gesteuerten Schalter 38, d. h. das Relais 40 wird
unmittelbar mit einem Steuerstrom versorgt und bewegt
den beweglichen Kontakt 47 so, daß er zur Anlage an
den Kontakt 53 kommt. Der Steuerstrompfad zum Relais 41
ist zwar unterbrochen. Das Abfallen des Relais wird
jedoch durch die Verzögerungseinrichtung 43 verhindert.
Es ergibt sich für den Motor 5 somit ein Kurzschlußpfad
über den beweglichen Kontakt 47, die Kontakte 53 und
56 und den beweglichen Kontakt 48. Die Verzögerungszeit
der Verzögerungseinrichtung 43 ist so bemessen, daß
sie etwa genau so groß ist, wie die Abbremszeit des
unbelasteten, leerlaufenden Motors 5. Wenn also der
Motor 5 zum Stillstand gekommen ist, bewegt das Relais
41 den beweglichen Kontakt 48 wieder in die in Fig. 5
dargestellte Position, d. h. zur Anlage an den Kontakt
55. Es ergibt sich nun für den Motor ein Stromkreislauf
in umgekehrter Richtung, d. h. vom Pluspol des Akkumula
tors 6 über den Kontakt 53, den beweglichen Kontakt 47,
den beweglichen Kontakt 48 und den ruhenden Kontakt 55
zum Minuspol des Akkumulators 6. Der Motor wird also
bei Loslassen des Betätigungselements 37 des Betätigungs
schalters 7 zunächst kurzgeschlossen und dann automatisch
reversiert, so daß die Spindel 16 wieder in ihre vordere
Endlage verfahren wird. Wenn die Spindel 16 den vorderen
Endlagenschalter 34 betätigt, wird der bewegliche Kontakt
46 wieder an den Kontakt 49 zur Anlage gebracht. Der
Kondensator 42 wird über den Widerstand 59 schlagartig
kurzgeschlossen. Das Relais 40 fällt dann unmittelbar
ab und stellt den in Fig. 5 dargestellten Kurzschluß
kreislauf für den Motor über die Kontakte 54 und 55
wieder her. Der Motor kann dann sehr schnell abbremsen,
wodurch die Spindel 16 in ihrer vorderen Endlage zum
Stillstand kommt.
Läßt die Bedienungsperson das Betätigungselement 37
des Betätigungsschalters 7, aus welchen Gründen auch
immer, nicht los, bevor die Spindel 16 den hinteren
Endlagenschalter 35 erreicht hat, wird die Spindel 16
den hinteren Endlagenschalter 35 betätigen, also den
beweglichen Kontakt 45 zur Anlage an den Kontakt 52
bringen. Durch die Betätigung des hinteren Endlagenschal
ters 35 wird der Kondensator 43 kurzgeschlossen. Das
Relais 41 des gesteuerten Schalters 39 fällt ab und
stellt den in Fig. 5 dargestellten Kurzschlußpfad für
den Motor 5 her. Der Motor 5 wird dann in der hinteren
Endlage der Spindel 16 sofort abgebremst. Wenn die Bedie
nungsperson das Betätigungselement 37 dann losläßt,
wird das Relais 40 über den vorderen Endlagenschalter
34 und den Betätigungsschalter 7 mit Steuerstrom ver
sorgt, wodurch der Motor 5 über den Kontakt 53 und den
Kontakt 55 mit Strom versorgt wird. Er reversiert dann
und fährt die Spindel 16 wieder in Richtung auf die
vordere Endlage.
Die dem gesteuerten Schalter 38 zugeordnete Verzögerungs
einrichtung 42 ist für den Fall vorgesehen, daß die
Bedienungsperson das Betätigungselement 37 des Betäti
gungsschalters 7 zu einem Zeitpunkt drückt, wenn die
Spindel 16 noch in ihre vordere Endlage verfahren wird.
Die Verzögerungseinrichtungen 42, 43 bewirken, daß der
Motor 5 kurzzeitig kurzgeschlossen wird, bevor er einen
Strom der umgekehrten Richtung erhält. Hierdurch werden
schlagartige Belastungen auf den Motor und damit verbun
dene Teile vermieden.
Wie aus Fig. 5 ersichtlich, werden sowohl der Betäti
gungsschalter 7 als auch die Endlagenschalter 34 und 35
nur von Steuerströmen beaufschlagt, die eine relativ
geringe Stärke haben können. Diese Schalter können also
relativ schwach dimensioniert sein.
Zum Schutz des Motors kann noch eine Überlastsicherung 61
vorgesehen sein, die den Stromfluß zum Motor beispiels
weise dann unterbricht, wenn der Strom über einen vorbe
stimmten Zeitraum hinweg eine Amplitude aufweist, die
ein vorbestimmtes Maß überschreitet.
Mit der dargestellten Schaltungsanordnung kann die Bedie
nungsperson ohne größeren Aufwand alle überflüssigen
Bewegungen des Motors 5 vermeiden. Da die Bedienungsper
son nach dem Abreißen des Blindniet-Dornes ohnehin das
Betätigungselement 37 losläßt, kann der Motor 5 sofort
reversiert werden und die Spindel 16 in ihre Ausgangslage
zurücktransportieren. Da der Motor 5 lediglich das Moment
aufbringen muß, das notwendig ist, um den Dorn des Blind
niets abzureißen, er also bei der Bewegung zum Abreißen
des Dornes keinen Energiespeicher mit aufladen muß,
kann er kleiner und mit einem geringeren Stromverbrauch
dimensioniert werden. Dies ist einerseits vorteilhaft,
weil dadurch das Gewicht des Blindnietgerätes 1 kleinge
halten werden kann, was den Arbeitskomfort erheblich
steigert. Zum anderen wird das Blindnietgerät 1 besonders
geeignet für den Einsatz in Verbindung mit einem Akkumu
lator 6 oder einer Batterie, d. h. störende Energieversor
gungsleitungen entfallen. Die Bedienungsperson wird
dadurch freier beim Arbeiten. Andererseits lassen sich
mit einer gegebenen Ladungsmenge eines Akkumulators
wegen des geringen Stromverbrauchs eine größere Anzahl
von Blindnieten setzen.
Claims (18)
1. Blindnietgerät mit einem Gehäuse und einer einen
Greifmechanismus aufweisenden Zugeinrichtung, die
über eine Getriebeeinrichtung von einem Elektromo
tor bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die
Getriebeeinrichtung (9-16) einen permanenten Wirk
zusammenhang zwischen Elektromotor (5) und Zugein
richtung (4) bildet, wobei die Bewegung der Zugein
richtung (4) ausschließlich unter der Steuerung des
Elektromotors (5) erfolgt und der Elektromotor (5)
reversierbar ist.
2. Blindnietgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Getriebeeinrichtung (9-16) einen Kugel
gewindetrieb mit einer Mutter (15) und einer Spindel
(16) aufweist.
3. Blindnietgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich
net, daß die Mutter (15) angetrieben ist und die
Spindel (16) mit der Zugeinrichtung in Verbindung
steht.
4. Blindnietgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich
net, daß die Mutter (15) eine Außenverzahnung (14)
aufweist.
5. Blindnietgerät nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (16) hohl
ist und einen mit dem Greifmechanismus (3) in Verbin
dung stehenden Dornentsorgungspfad bildet.
6. Blindnietgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich
net, daß im Gehäuse (2) ein Rohr (32) angeordnet
ist, das teleskopartig in das dem Greifmechanismus
(3) abgewandte Ende der Spindel (16) hineinragt,
wobei die Spindel (16) gegenüber dem Rohr (32) axial
bewegbar ist.
7. Blindnietgerät nach einem der Ansprüche 2 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse ein Mundstück
(23) aufweist, das über ein Axiallager (25) an der
Mutter (15) abgestützt ist.
8. Blindnietgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich
net, daß das Mundstück (23) mit einem die Mutter (15)
zumindest teilweise umgreifenden Käfig (27) verbunden
ist, der über ein zweites Axiallager (28) an der
dem Mundstück (23) abgewandten Seite der Mutter (15)
abgestützt ist.
9. Blindnietgerät nach einem der Ansprüche 2 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß auf der Spindel (16)
zumindest für eine Bewegungsrichtung ein Anschlag
(26, 29) angeordnet ist, der nach einer vorbestimm
ten Axialbewegung der Spindel (16) an der Mutter
(15) zur Anlage kommt.
10. Blindnietgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß dem Elektromotor (5)
eine elektrische Schaltungsanordnung (Fig. 5) vorge
schaltet ist, die den Elektromotor (5) bei Betätigen
des Betätigungsschalters (7) in eine Richtung und
nach Beendigung der Betätigung in die andere Richtung
treibt.
11. Blindnietgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich
net, daß die Schaltungsanordnung bei Beendigung
der Betätigung des Betätigungsschalters (7) den
Elektromotor (5) kurzzeitig kurzschließt.
12. Blindnietgerät nach Anspruch 10 oder 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung minde
stens einen gesteuerten Schalter (38, 39) aufweist,
dessen Steuersignal durch den Betätigungsschalter (7)
beeinflußbar ist.
13. Blindnietgerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich
net, daß dem gesteuerten Schalter (38, 39) eine
Verzögerungseinrichtung (42, 43) zugeordnet ist,
die das Betätigen dieses Schalters um eine vorbe
stimmte Zeitspanne verzögert.
14. Blindnietgerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich
net, daß die Zeitspanne in der gleichen Größenordnung
wie die Anhaltezeit des unbelasteten, kurzgeschlos
senen Elektromotors (5) liegt.
15. Blindnietgerät nach einem der Ansprüche 12 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, daß zwei als Umschalter
ausgebildete gesteuerte Schalter (38, 39) vorgesehen
sind, die gemeinsam zwei verschiedene Kurzschluß
kreise schalten.
16. Blindnietgerät nach einem der Ansprüche 10 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Endlagen
schalter (34, 35) vorgesehen ist, der von der Spin
del (16) betätigbar ist und eine Unterbrechung der
Energiezufuhr zum Elektromotor (5) bewirkt.
17. Blindnietgerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeich
net, daß der Endlagenschalter (34, 35) bei Betätigung
die zugehörige Verzögerungseinrichtung (42, 43)
außer Funktion setzt.
18. Blindnietgerät nach Anspruch 16 oder 17, dadurch
gekennzeichnet, daß der Endlagenschalter (34, 35)
das Steuersignal schaltet.
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