DE60212091T2

DE60212091T2 - Werkzeug zur installation von befestigungselementen mit mittel zum auffangen von befestigungselementteilen

Info

Publication number: DE60212091T2
Application number: DE60212091T
Authority: DE
Inventors: Terence Gilbert; Robert Aiden DEAR
Original assignee: Textron Fastening Systems Ltd
Current assignee: Avdel UK Ltd
Priority date: 2001-02-21
Filing date: 2002-01-21
Publication date: 2006-12-28
Anticipated expiration: 2022-01-22
Also published as: CA2438938C; CN100463740C; GB0104218D0; US20040112178A1; ES2288659T3; DE60212091D1; EP1370377A1; GB2394686B; CA2550203A1; CN1492790A; GB2394686A; GB2372475A; EP1370377B1; DE60220955D1; JP3875637B2; DE60220955T2; CN101310893A; CA2550203C; KR100853355B1; ATE328687T1

Description

Diese Erfindung betrifft ein Werkzeug zur Installation von Befestigungselementen, das mit einer Auffangeinrichtung für das Auffangen abgebrochener Teile der Befestigungselemente versehen ist, d.h., jenes Teils eines jeden Befestigungselementes, das während des Installationsvorganges abgebrochen wird.
Derartige Werkzeuge zur Installation von Befestigungselementen sind seit vielen Jahren gut bekannt. Ein typisches Beispiel für ein derartiges Werkzeug wird in unserer früheren Patentbeschreibung WO 96/38245 beschrieben, auf die der Leser betreffs einer weiteren Information über die Konstruktion, Funktion und praktischen Forderungen bei derartigen Werkzeugen hingewiesen wird.
Eine derartige praktische Forderung ist, dass die Auffangeinrichtung am Werkzeug während seines Betriebes gesichert wird und leicht vom Werkzeug entfernbar ist (um die angesammelten Teile zu entleeren) und danach leicht wieder am Werkzeug gesichert werden kann (um dessen fortgesetzten Betrieb zu ermöglichen), und das ohne übermäßige Verzögerung.
Eine weitere praktische Forderung ist, dass, während die Auffangeinrichtung vom Werkzeug entfernt wird, ein abgebrochenes Teil des Befestigungselementes nicht aus dem Werkzeug ausgestoßen werden kann (aus Sicherheitsgründen).
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, ein Werkzeug bereitzustellen, das eine jede dieser Forderungen erfüllt.
Die Erfindung stellt in einem ihrer Aspekte ein Werkzeug zur Installation von Befestigungselementen nach Patentanspruch 1 der als Anhang beigefügten Patentansprüche bereit.
Weitere bevorzugte charakteristische Merkmale der Erfindung werden in den weiteren als Anhang beigefügten Patentansprüchen definiert.
Eine spezifische Ausführung der Erfindung wird jetzt als Beispiel und mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, die zeigen:
1 eine Außenansicht eines Blindnietwerkzeuges;
2A und 2B jeweils eine axiale Schnitt- und eine Querschnittdarstellung durch die Auffangeinrichtung und den benachbarten Abschnitt des Werkzeuges im verbundenen Zustand;
3A und 3B jeweils entsprechend 2A und 2B im getrennten Zustand;
4A und 4B eine äußere Draufsicht der benachbarten Abschnitte der Auffangeinrichtung und des Werkzeuges, die die Nockenanordnung für das Unterstützen der anfänglichen Verschiebung veranschaulichen; und
5A und 5B vergrößerte Schnittdarstellungen des Bereiches, der in 2A mit X gekennzeichnet ist, wobei die Arretierwirkung eines der flexiblen elastischen Elemente veranschaulicht wird.
Das von Hand gehaltene Blindnietwerkzeug ist im Wesentlichen mit dem identisch, das im WO 96/38345 beschrieben wird, auf das der Leser betreffs einer Beschreibung der Konstruktion und der Funktion des Werkzeuges hingewiesen wird. Das vorliegende Werkzeug umfasst einen pneumatischen/hydraulischen Verstärker, der mittels Druckluft durch einen Schlauch 11 versorgt wird. Wenn ein externer Auslöser 12 gedrückt wird, wird der Verstärker betätigt, um den Kopfkolben längs einer Bohrung 13 (2A und 3A) anzutreiben, um eine Klemmbackenbaugruppe zu veranlassen, das Stiftende eines Blindnietes 14 zu ergreifen und zu ziehen, das in das Nasenende 15 des Werkzeuges eingesetzt wurde.
Der Körper des Blindnietes verformt sich und eventuell zerbricht der Stift des Nietes, und die Klemmbacken ziehen sich mit dem abgebrochenen Stiftende zurück. Die Klemmbacken geben das Stiftende frei, das nach hinten längs eines Rohres 16 ausgestoßen wird, das sich längs der Mitte der Bohrung 13 erstreckt. Das Rohr 16 führt in eine Bohrung 43 durch einen Verbinderblock 18, der am hinteren Ende der Bohrung 13 gesichert ist.
Um den Kopfkolben und die Klemmbacken nach vom zurückzuführen, wenn der Auslöser 12 freigegeben wird, wird Luft unter Druck die gesamte Zeit längs einer Bohrung 19 zur Bohrung 13 hinter dem Kolben zugeführt. Diese Luftdruckzuführung wird ebenfalls für andere Zwecke genutzt, wie nachfolgend beschrieben wird.
Eine Einrichtung für das Auffangen abgebrochener Stiftenden wird durch das bereitgestellt, was als eine Flasche 21 bekannt ist. Diese ist im Wesentlichen zylindrisch, aber mit einer sich etwas verjüngenden äußeren Fläche 22. Das hintere Ende der Flasche ist mit Entlüftungslöchern 23 versehen. Der Hauptteil des Inneren der Oberfläche der Flasche verjüngt sich etwas, aber der vordere Teil 24 ist zylindrisch. Das passt zur zylindrischen Außenfläche 25 des Verbinderblockes 18, wobei dort ein schmaler ringförmiger Spalt 26 zwischen den Flächen 24 und 25 vorhanden ist (2A, 5A und 5B).
Der Verbinderblock 18 trägt zwei flexible elastische Dichtungselemente 27 und 28. Das vorderste 27 ist ein Runddichtring, und das hinterste 28 ist eine Lippendichtung. Beide Dichtungen ragen ausreichend über die Oberfläche 25 des Verbinderblockes 18 heraus (siehe 3A), damit, wenn die Flasche in der angeschlossenen oder gesicherten Position ist, die in 2A gezeigt wird, bei der das vordere Ende 24 der Flasche 21 vollständig nach vorn über dem Verbinderblock 18 ist, beide Dichtungen die innere Fläche der Flasche berühren (wie nachfolgend detailliert beschrieben wird). Luft unter Druck von der Zuführbohrung 19 wird mittels des hinteren Teils der Bohrung 13, eines ringförmigen Spaltes 29 im Vorderteil des Verbinderblockes 18, einer radialen Bohrung 31 und einer Dämmkammer 32 zum ringförmigen Spalt 26 zugeführt. Die Kammer 32 ist zwischen den Dichtungen 27 und 28 positioniert, so dass der Luftdruck auf beide Dichtungen angewandt wird. Dieser Luftdruck bewirkt, dass sich beide Dichtungen etwas verformen, um sich so radial auszudehnen, um einen verstärkten Reibungskontakt zwischen den Dichtungen und der Flasche 21 zu bewirken. Das erhöht im Wesentlichen die Kraft, die erforderlich ist, um die Flasche aus dem Verbinderblock zu entfernen, wodurch die Flasche wirksam am Werkzeug gesichert wird.
Die vordere Dichtung 27 ist ein Runddichtring (d.h., von kreisförmigem Querschnitt), aber die hintere Dichtung 28 ist eine Lippendichtung, und ihr Wirkung wird in vergrößerten Schnittdarstellungen in 5A und 5B veranschaulicht. Wie in diesen Fig. gezeigt wird, verbindet das hintere Ende des kreisförmigen Abschnittes 24 des Flascheninneren den sich etwas verjüngenden Abschnitt dahinter mittels eines sich steiler neigenden kegelförmigen Abschnittes 33, in dem die Lippendichtung 28 in Eingriff kommen kann, wenn sich die Flasche im gesicherten Zustand befindet (wie in 2A gezeigt wird). Dieser Eingriff wird in 5A gezeigt, bei der die Lippendichtung radial mittels des Luftdruckes im ringförmigen Spalt 26 ausgedehnt wird. Das liefert in wirksamer Weise einen elastischen Arretiereingriff zwischen der Flasche und dem Verbinderblock.
Um diesen verstärkten Reibungseingriff zwischen der Flasche und dem Verbinderblock freizugeben, ist es erforderlich, die Flasche axial vom Adapter zurückzuziehen, bis das vordere Ende 34 die vordere Dichtung 27 freigibt. Das erfordert eine beträchtliche Kraft, selbst nach dem anfänglichen Trennen der Arretierungslippendichtung vom Kegelsabschnitt 33. Es ist zweifelhaft, ob ein Werkzeugbetreiber eine ausreichende Kraft von Hand durch Ergreifen und axiales Ziehen an der Flasche anwenden könnte. Selbst wenn er oder sie das könnte, würde die plötzliche Verringerung der Festhaltekraft, wenn das vordere Ende 34 der Flasche die Dichtung 27 freigibt, sehr wahrscheinlich zu einer plötzlichen Beschleunigung der Flasche und das Zerstreuen ihres Inhaltes aus ihrem offenen vorderen Ende führen, was sehr unerwünscht wäre.
Dementsprechend wird eine Einrichtung für das Unterstützen der anfänglichen Verschiebung der Flasche in der Form einer Nockenanordnung bereitgestellt. Wie in 2A, 3A, 4A und 4B veranschaulicht wird, ist das vordere Ende 34 der Flasche mit einem vorstehenden bogenförmigen Nocken 35 ausgebildet, der sich um den halben Umfang der Flasche herum erstreckt und von vergrößertem Innenradius ist, so dass er zum entsprechenden bogenförmigen Nocken 36 passt, der am Haltering 37 des Verbinderblockes vorhanden ist. 2A und 4A zeigen die Flasche in der vollen Eingriffsposition, wobei die zwei Nocken 35 und 36 ausgerichtet sind. Um anfangs die Flasche außer Eingriff zu bringen, ergreift der Arbeiter die äußere Fläche 22 der Flasche 21 und dreht die Flasche um ihre Achse. Das treibt den Nocken 35, um die Flasche mit einer beträchtlichen Hebelübersetzung nach hinten zu drücken, bis das vordere Ende 34 der Flasche die Dichtung 27 freigibt (4B zeigt die Flasche um 90° gedreht, wobei das vordere Ende 34 ziemlich über die Dichtung 27 hinaus getrieben wird). Indem der verformende Luftdruck an den Dichtungen abgelassen wurde, wird das Entfernen der Flasche leicht abgeschlossen. Nachdem die Flasche entleert wurde, wird ihre Auswechselung am Verbinderblock ebenfalls relativ leicht bewirkt, da der Arbeiter leichter eine manuelle Druckkraft auf das Ende der Flasche anwenden kann, um sie nach vorn über die radial vergrößerten Dichtungen 27 und 28 zu drücken, nachdem das vordere Ende 34 der Flasche wiederum auf die vordere Dichtung 27 getroffen ist und diese abgedichtet hat.
Ein weiteres charakteristisches Merkmal der Erfindung wird ebenfalls in 2A und 3A veranschaulicht und spezieller in 2B und 3B.
Es ist bekannt, dass diese Art von Blindnietwerkzeug mit einem Sicherheitsverschluss am hinteren Ende des Werkzeugkörpers bereitgestellt wird, der geöffnet wird, wenn die Auffangflasche für die Stiftenden mit dem Werkzeug verbunden ist, der sich aber automatisch unter einem elastischen Drängen schließt, wenn die Flasche aus dem Werkzeug entfernt wird. Das ist eine Sicherheitsvorrichtung, um das Ausstoßen eines Stiftendes zu verhindern, wenn das Werkzeug betätigt wird, wenn die Flasche nicht angeschlossen ist (da der Kopfkolben und die Klemmbackenbaugruppe automatisch durch den Luftdruck zurückgeführt werden, wenn der Werkzeugauslöser nach einem Nietvorgang freigegeben wird; wenn die Auffangflasche danach entfernt und die Rückführluft abgelassen wird, kann ein weiteres Befestigungselement installiert werden, bevor der Kopfkolben nicht wiederum nach vom zurückgeführt wird). Es ist bekannt (beispielsweise bei einem Werkzeug mit dem Namen MASTERFIX und bei bestimmten Werkzeugen mit dem Namen HONSEL), dass der Sicherheitsverschluss sich mechanisch durch einen Kontakt der Flasche, wenn sie in der angeschlossenen Position ist, mit einem Hebel oder Knopf schließt, der die Flasche gegen eine Feder von der Verschlussschließposition in die Verschlussöffnungsposition verschiebt. Es wurde jedoch ermittelt, dass es möglich ist, derartige mechanisch betätigte Sicherheitsvorrichtungen durch Halten des Hebels oder Knopfes in der Verschlussöffnungsposition zu übersteuern, beispielsweise mittels eines Fingerdruckes, eines Keiles oder durch die Anwendung von Klebeband. Um das zu überwinden, wird beim Werkzeug des Beispiels der Verschluss durch Luftdruck verschlossen gehalten, der abgelassen wird, wenn die Flasche entfernt wird. Daher ist der Verschluss 38 mit einem Kolben mit rechteckigem Querschnitt versehen, der sich in einer Querbohrung 39 mit rechteckigem Querschnitt im Verbinderblock 18 bewegt. Der Verschluss 38 weist eine kreisförmige Öffnung 41 auf und wird mittels einer Schraubenfeder 42 in eine Position getrieben, in der die Öffnung nicht mit der Durchgangsbohrung 43 für die Stiftenden axial durch den Adapter übereinstimmt, d.h., der geschlossenen Position. Der Verschluss wird in seiner offenen Position, in der die Öffnung 41 mit dem Durchgang 43 ausgerichtet ist, mittels Luftdruck gehalten, der am Ende der Bohrung 39 entfernt von der Feder 42 angewandt wird. Das wird mittels einer kurzen radialen Bohrung 44 bewirkt, die das Ende der Bohrung 39 mit der äußeren Fläche des Verbinderblockes verbindet und daher dem ringförmigen Spalt 26, dem der Luftdruck zugeführt wird, wie es vorher beschrieben wird. Wenn sich die Flasche in der vollständig angeschlossenen und zurückgehaltenen Position (2A) befindet, hält der Luftdruck im ringförmigen Spalt 26 den Verschluss offen (2B). Sobald wie die Flasche axial ausreichend zurückgezogen ist, damit ihr vorderes Ende 34 die vordere Dichtung 27 freigibt, wird der Luftdruck abgelassen, und der Verschluss schließt sich (3B). Die einzige Möglichkeit, mittels der der Verschluss geschlossen gehalten werden könnte, während die Flasche nicht angeschlossen ist, wäre die Anwendung und Aufrechterhaltung eines ausreichenden Luftdruckes bei der radialen Bohrung 44, was in der Praxis sehr schwierig wäre.
Ein Vorteil des Werkzeuges des vorhergehenden Beispiels ist, dass das Auswerfen der Stiftenden verhindert wird, sobald die Flasche 22 aus dem Werkzeug entriegelt ist, wenn die Dichtung 27 freigegeben wird.
Die Erfindung ist nicht auf die Einzelheiten des vorhergehenden Beispiels beschränkt. Beispielsweise, obgleich es zweckmäßig ist, die gleiche Luftdruckanwendungs- und automatische Entlüftungsanordnung zu verwenden, um sowohl die Flaschenarretiereigenschaft als auch die Verschlussschließeigenschaft zu betätigen, könnten beide Eigenschaften ohne die andere zur Anwendung gebracht werden.
Die Lippendichtung 28 könnte beispielsweise durch einen Runddichtring gleich dem 27 ersetzt werden, aber mit einer verminderten Flaschenarretierungskraft.
Die Verschlussschließfeder 42 könnte beispielsweise durch Luftdruck ersetzt werden.

Claims

Werkzeug zur Installation von Befestigungselementen der Ausführung, bei der ein Teil des Befestigungselementes während der Installation abgebrochen wird, wobei das Werkzeug zur Installation von Befestigungselementen mit einer Auffangeinrichtung für das Auffangen der abgebrochenen Teile der Befestigungselemente während der Arbeit des Werkzeuges versehen ist, wobei die Auffangeinrichtung mit dem Werkzeug entfernbar verbunden werden kann; gekennzeichnet durch Einschließen einer Halteeinrichtung für das Halten der Auffangeinrichtung gegen ein Entfernen aus dem Werkzeug, wobei die Halteeinrichtung in den Haltezustand druckluftbetätigt wird.
Werkzeug nach Anspruch 1, bei dem die Halteeinrichtung mindestens ein flexibles elastisches Element aufweist, das in den Haltezustand durch den Betätigungsluftdruck getrieben wird.
Werkzeug nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem sich das oder jedes flexible elastische Element um den Umfang eines Kreises erstreckt.
Werkzeug nach Anspruch 3, bei dem mindestens eines der elastischen Elemente seine Haltefunktion durch Reibung bewirkt.
Werkzeug nach Anspruch 4, bei dem mindestens ein Element ein Runddichtring ist.
Werkzeug nach Anspruch 3, bei dem eines der elastischen Elemente seine Haltefunktion bewirkt, indem es als eine Arretierung wirkt.
Werkzeug nach Anspruch 6, bei dem das Element eine Lippendichtung ist.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 7, bei dem zwei flexible elastische Elemente vorhanden sind, wobei der Betätigungsluftdruck zwischen ihnen zur Anwendung gebracht wird.
Werkzeug nach Anspruch 8, das eine Einrichtung für das Unterstützen der anfänglichen Verschiebung der Auffangeinrichtung vom Werkzeug umfasst, so dass eines der flexiblen Elemente seinen Haltezustand verliert und gestattet, dass der Luftdruck abgelassen wird, wodurch gestattet wird, dass das andere flexible Element seinen Haltezustand verliert.
Werkzeug nach Anspruch 9, bei dem die Einrichtung für das Unterstützen der anfänglichen Verschiebung eine Nockenanordnung aufweist.
Werkzeug nach Anspruch 10, bei dem die Drehung der Auffangeinrichtung relativ zum Werkzeug die Nockenanordnung betätigt, um die Auffangeinrichtung zu verschieben, wie es vorangehend dargelegt wird.