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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Diese
Erfindung betrifft im Allgemeinen Werkzeuge und Verfahren zum Entfernen
eines Nietes, nachdem er angebracht wurde, und sie betrifft spezieller
ein Werkzeug zum Entfernen von Nieten und ein Verfahren, das die
Belastung eliminiert oder zumindestens im Wesentlichen verringert,
die angewandt werden muss, um einen Halbrundkopf auszubohren und
einen Niet zu entfernen.
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Selbstdurchstoßende Nieten
werden bei vielen unterschiedlichen Anwendungen verwendet, um zwei
oder mehr Werkstücke
miteinander zu sichern. Wenn ein selbstdurchstoßender Niet angebracht wird,
wird er in Eingriff mit den Werkstücken gedrückt, so dass sich ein Abschnitt
des Nietes aufweitet und sich die Werkstücke um den aufgeweiteten Abschnitt des
Nietes herum verformen. Der aufgeweitete Abschnitt des Nietes wird
wirksam in den Werkstücken eingebettet
oder eingekapselt, wodurch die Werkstücke miteinander gesichert werden.
Die Verformung der Werkstücke
bewirkt einen Vorsprung, auf den man sich oftmals als einen „Halbrundkopf" bezieht, der sich
auf der anderen Seite (d.h., der verdeckten Seite) des Nietes ausbildet,
und der Halbrundkopf umfasst darin den aufgeweiteten Abschnitt des
Nietes.
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Manchmal
ist es wünschenswert,
einen Niet zu entfernen, nachdem er angebracht wurde. Ein Beispiel
ist, wenn sich die Werkstücke
versetzt haben, wie beispielsweise während des Nietvorganges. Praktiken
zum Entfernen eines Nietes nach dem bisherigen Stand der Technik,
nachdem er angebracht wurde, werden im Deutschen Gebrauchsmuster DE-91048842
beschrieben und umfassen anfangs das Abschleifen des Halbrundkopfes.
In diesem Dokument wird der Flansch entfernt, der die Nietaufwölbung am
Ende eines Hohlnietes bildet. Der Hohlniet wird danach aus einem
Werkstück
bei Benutzung eines Stempels entfernt, der etwa der Außenseite
des Hohlnietes entspricht.
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Das
Probieren, einen Niet durch zuerst Schleifen des Halbrundkopfes
zu entfernen, ist aus mehreren Gründen unerwünscht. Der Schleifvorgang erfordert
oftmals, dass eine relativ beträchtliche
Belastung am Halbrundkopf angewandt wird (d.h., an der Schleifvorrichtung,
die mit dem Halbrundkopf in Berührung
kommt). Das kann angesichts der Position des Nietes und der speziellen
Anwendung sehr schwierig zu bewirken sein. Selbst wenn es mög1ich ist,
den Niet abzuschleifen, wird es sehr schwierig, den Niet wegen der
ungleichmäßigen geschliffenen Oberfläche herauszudrücken. Das
Ausrichten eines Ausstoßwerkzeuges
zum geschliffenen Niet erfolgt durch Betrachten, was schwierig sein
kann, wenn der Niet in einer Position ist, die kaum zu sehen ist.
Das kann ebenfalls das Loch verzerren, wenn es nicht richtig ausgerichtet
ist, wodurch es weniger wahrscheinlich gemacht wird, einen Niet
in das Loch zurückzubringen.
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Zusätzlich,
wenn die Schleifvorrichtung während
des Schleifens rutscht, kann sie das Werkstück markieren. Schließlich bewirkt
das Schleifen Staub, der in die Luft zerstäubt wird. Das ist unerwünscht und
kann eine Gefahr am Arbeitsplatz hervorrufen, insbesondere, wenn
der in die Luft zerstäubte
Staub giftig ist.
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Alternative
Verfahren zum Entfernen eines Nietes werden im U.S.Patent 1940420
oder im U.S.Patent 562053 beschrieben, die eingerichtet sind, um
ein Mittel für
das Verhindern des Ratterns des Schneidwerkzeuges bereitzustellen,
während
es sich dreht, und ebenfalls, um zu verhindern, dass sich das Werkstück dreht,
wenn sich das Schneidwerkzeug dreht. Das Werkzeug kann jedoch schwierig
zum Einsatz gebracht werden, da, wenn das Schneidwerkzeug vom Werkstück getrennt
wird, das Werkstück
nicht festgeklemmt ist, was bedeutet, dass es leicht ist, dass sich
die Vorrichtung bewegt, wenn die Aufgabe nicht einen Kontakt mit
dem Werkstück
zeigt.
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Eine
Vorrichtung, die für
das Bohren in einen Halbrundkopf eines Nietes geeignet ist, ist
aus dem U.S.Patent 5733077 bekannt. Der Oberbegriff des Patentanspruches
1 basiert auf dieser Offenbarung.
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ZIELE UND ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Ein
allgemeines Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
einer Handvorrichtung für das
Bohren in einen Halbrundkopf, wobei die Handvorrichtung die Belastung
eliminiert oder zumindestens im Wesentlichen verringert, die zur
Anwendung gebracht werden muss, um einen Niet zu entfernen.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
einer Handvorrichtung für
das Entfernen eines Halbrundkopfes, ohne dass eine Belastung vom
Benutzer angewandt wird.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist das Entfernen eines
Nietes, ohne dass Staub in die Luft zerstäubt wird.
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Daher
wird entsprechend der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung für das Bohren
in einen Halbrundkopf eines Nietes bereitgestellt, der in einem
Werkstück
angebracht ist, wie es im Patentanspruch 1 dargelegt wird.
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Kurz
gesagt, eine Ausführung
der vorliegenden Erfindung kann eine Handvorrichtung für das Bohren
in einen Halbrundkopf an einem Werkstück bereitstellen. Die Handvorrichtung
umfasst einen Griff, der so ausgebildet ist, dass er betätigt wird,
um ein Festklemmen der Handvorrichtung auf dem Werkstück zu bewirken.
Eine Haltestruktur ist mit dem Griff verbunden, und eine Bohrkrone
ist auf der Haltestruktur angeordnet. Die Bohrkrone ist so ausgebildet,
dass in den Halbrundkopf, der beim Anbringen eines Nietes in den
Werkstücken
gebildet wird, bei Verwendung der Bohrkrone gebohrt werden kann.
Die Handvorrichtung umfasst ein Tiefeneinstellelement. Vorzugsweise
ist das Tiefeneinstellelement eine einstellbare Hülse, die
an der Bohrkrone so angeordnet ist, dass die Tiefe eingestellt werden
kann, bis zu der die Bohrkrone in den Halbrundkopf bohrt. Die Haltestruktur
kann im Allgemeinen zusammenhängend
mit dem Griff der Handvorrichtung sein, oder sie kann als separates
Werkzeug bereitgestellt werden, das mit einer konventionellen Handfestklemmvorrichtung
in Eingriff kommen kann. Vorzugsweise ist die Handvorrichtung so
ausgebildet, dass eine Belastung an der Bohrkrone angewandt wird,
so dass das der Benutzer nicht tun muss.
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Um
den Niet aus dem Werkstück
zu entfernen, wird die Handvorrichtung auf das Werkstück geklemmt,
ein Bohrwerkzeug wird mit einer Bohrkrone in Eingriff gebracht,
und das Bohrwerkzeug wird betätigt,
um zu bewirken, dass die Bohrkrone in eine Vertiefung im Halbrundkopf
bohrt. Danach wird die Handvorrichtung freigegeben und aus dem Werktück entfernt,
und ein Kompressionswerkzeug wird verwendet, um den Niet aus dem
Werkstück
zu entfernen.
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Genau
gesagt, ein Ausstoßabschnitt
des Kompressionswerkzeuges wird mit der Vertiefung, die im Werkstück gebildet
wird, in Eingriff gebracht, um den Niet aus dem Werkstück heraus-
und in die Vertiefung hineinzudrücken,
die durch das Kompressionswerkzeug bereitgestellt wird.
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Um
ein derartiges Kompressionswerkzeug mit einem Ausstoßabschnitt
und einer Vertiefung für das
Erfassen des Nietes bereitzustellen, kann ein Paar Kronen für einen
Eingriff mit dem Kompressionswerkzeug bereitgestellt werden, wobei
eine Krone den Ausstoßabschnitt
und die andere Krone die Vertiefung für das Erfassen des Nietes bereitstellt.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
Organisation und die Art der Struktur und Funktionsweise der Erfindung
zusammen mit weiteren Zielen und Vorteilen dieser können am
besten mit Bezugnahme auf die folgende Beschreibung in Verbindung
mit den begleitenden Zeichnungen verstanden werden, worin gleiche
Bezugszahlen gleiche Elemente kennzeichnen, die zeigen:
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1 eine
Schnittdarstellung eines selbstdurchstoßenden Nietes, der für ein Anbringen
in einem Werkstück
positioniert ist;
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2 eine
Schnittdarstellung eines angebrachten Nietes;
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3 eine
perspektivische Ansicht einer Bohrvorrichtung, die in Übereinstimmung
mit einer Ausführung
der vorliegenden Erfindung ist;
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4 eine
Seitenansicht der in 3 gezeigten Vorrichtung;
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5 eine
Vorderansicht der in 3 gezeigten Vorrichtung;
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6 eine
Schnittdarstellung der in 3 gezeigten
Bohrvorrichtung längs
der Linie 6-6 in 4;
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7 eine
Schnittdarstellung der in 3 gezeigten
Vorrichtung zusammen mit einer Schnittdarstellung eines in einem
Werkstück
angebrachten Nietes;
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8 eine
Schnittdarstellung der in 3 gezeigten
Vorrichtung zusammen mit einer Schnittdarstellung eines angebrachten
Nietes in einer Zwischenstufe des Bohrvorganges;
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9 eine
Schnittdarstellung eines Abschnittes der in 3 gezeigten
Vorrichtung zusammen mit einer Schnittdarstellung eines Nietes,
der in einer Tropfschiene angebracht ist;
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10 eine
Schnittdarstellung eines Abschnittes der in 3 gezeigten
Vorrichtung zusammen mit einer Schnittdarstellung eines Nietes,
der in einer Tropfschiene in einer letzten Stufe des Bohrvorganges
angebracht ist;
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11 eine
Schnittdarstellung eines Abschnittes eines Kompressionswerkzeuges,
das in Kombination mit der Bohrvorrichtung der vorliegenden Erfindung
verwendet werden kann, zusammen mit einer Schnittdarstellung eines
Nietes, bei dem das Werkzeug verwendet werden kann;
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12 eine
Schnittdarstellung eines Abschnittes des Kompressionswerkzeuges
zusammen mit einer Schnittdarstellung eines Nietes, der aus einem
Werkstück
entfernt werden soll, in einer Zwischenstufe des Kompressionsvorganges
gezeigt; und
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13 eine
Schnittdarstellung eines Abschnittes des Kompressionswerkzeuges
zusammen mit einer Schnittdarstellung eines Nietes, der aus einem
Werkstück
entfernt wurde, in einer weitere Stufe des Kompressionsvorganges
gezeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNG
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Während die
vorliegende Erfindung für
eine Ausführung
in unterschiedlichen Formen zugänglich sein
kann, wird in den Zeichnungen eine Ausführung davon unter der Voraussetzung
gezeigt und hierin detailliert beschrieben, dass die vorliegende
Beschreibung als eine Erläuterung
der Prinzipien der Erfindung betrachtet werden soll und nicht beabsichtigt
ist, die Erfindung auf die zu beschränken, die hierin veranschaulicht
und beschrieben wird.
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Die
Vorrichtung der vorliegenden Erfindung wird verwendet, um Nieten
zu entfernen, die in Werkstücken
angebracht wurden. Typischerweise wird die Vorrichtung der vorliegenden
Erfindung verwendet, um Nieten des selbstdurchstoßenden Typs
zu entfernen. 1 veranschaulicht einen typischen
selbstdurchstoßenden
Niet 10, der für
eine Anbringung in ein Werkstück 12 positioniert
ist. Obgleich die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung benutzt
werden kann, um Nieten aus einer Vielzahl von Werkstücken zu
entfernen, wird hierin eine spezielle Anwendung beschrieben. Das
Werkstück 12,
das in 1 gezeigt wird, ist eine Tropfschiene, die verwendet
wird, um Wasser von Öffnungen
in einem Fahrzeug wegzulenken, beispielsweise der Öffnung um
ein Fenster herum. Das Werkstück 12 besteht
aus drei Schichten, der ersten Schicht oder äußeren Tropfschiene 12a, der
zweiten Schicht oder inneren Tropfschiene 12b und der dritten
Schicht oder dem Rahmen des Fahrzeuges 12c. Die erste Schicht 12a umfasst
einen nach oben gerichteten Flansch 13a, die zweite Schicht 12b umfasst
einen nach oben gerichteten Flansch 13b, und die dritte
Schicht 12c umfasst einen nach unten gerichteten Flansch 13c.
Der Niet 10 umfasst einen vergrößerten Kopfabschnitt 14 und
einen Schaftabschnitt 16. Ein Hohlraum 18 ist
innerhalb des Schaftabschnittes 16 vorhanden. Die hintere
Seite 20 des Werkstückes 12 stößt an einen
Amboss 22, der beim Anbringen des Nietes 10 einen
Widerstand liefert. Eine Vertiefung 24 ist im Amboss 22 vorhanden.
Die Vertiefung 24 wird einen verformten Abschnitt der Werkstücke beim
Anbringen des Nietes 10 aufnehmen. Die Anbringung des Nietes 10 wird beginnen,
während
der Niet 10 die vordere Seite 26 des Werkstückes durchstößt.
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2 veranschaulicht
den Niet 10, der innerhalb des Werkstückes 12 angebracht
ist. Wie in 2 gezeigt wird, hat der Niet
beim Anbringen die vordere Seite 26 des Werkstückes 12,
die erste Schicht 12a und die zweite Schicht 12b durchstoßen. Die
dritte Schicht 12c wurde nicht durchstoßen. Im Ergebnis des Anbringungsvorganges
wurde ein Halbrundkopf 28 gebildet, der aus der hinteren
Seite 20 des Werkstückes 12 vorsteht.
Ebenfalls bei der Anbringung wird der Hohlraum 18 des Nietes 10 mit Material
vom Werkstück 12 gefüllt.
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Wie
es vorangehend beschrieben wird, kann es erforderlich werden, den
Niet 10 aus dem Werkstück 12 zu
entfernen. In derartigen Situationen kann die Vorrichtung der vorliegenden
Erfindung verwendet werden, um das Entfernen des Nietes 10 zu
bewerkstelligen. Zwei Werkzeuge werden verwendet, um den Niet 10 aus
dem Werkstück 12 zu
entfernen. Zuerst wird eine Handvorrichtung oder ein Bohrwerkzeug 30 (in 3 bis 10 gezeigt)
der vorliegenden Erfindung benutzt, um den Halbrundkopf 28 des Nietes 10 zu
entfernen, und danach wird ein Kompressionswerkzeug 32 (in 11 bis 13 gezeigt) verwendet,
um den Niet 10 aus dem Werkstück 12 auszustoßen.
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Wie
in 3 gezeigt wird, umfasst das Bohrwerkzeug 30 der
vorliegenden Erfindung im Allgemeinen einen Griffabschnitt 34 und
eine Werkzeug- oder Haltestruktur 36. Der Griffabschnitt 34 umfasst einen
vorderen Griffabschnitt 38 und einen hinteren Griffabschnitt 40.
Ein vorderes Klemmbackenelement 42 erstreckt sich vom vorderen
Griffabschnitt 38, und ein hinteres Klemmbackenelement 44 erstreckt
sich vom hinteren Griffabschnitt 40. Der vordere und hintere
Griffabschnitt 38, 40 und das vordere und hintere
Klemmbackenelement 42, 44 können beispielsweise von der
Ausführung
sein, die bei einer Handfestklemmvorrichtung verwendet wird, wie
beispielsweise das Handwerkzeug, das im Allgemeinen als eine Festhaltezange
bezeichnet wird.
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Ein
U-förmiger
vorderer Zahn 46 erstreckt sich vom vorderen Klemmbackenelement 42,
und ein U-förmiger
hinterer Zahn 48 erstreckt sich vom hinteren Klemmbackenelement 44.
Der vordere Zahn 46 umfasst eine obere Klaue 50,
eine untere Klaue 52 und eine Aussparung 54 zwischen
der oberen Klaue 50 und der unteren Klaube 52.
Der hintere Zahn 48 umfasst eine obere Klaue 56,
eine untere Klaue 58 und eine Aussparung 60 zwischen
der oberen Klaue 56 und der unteren Klaue 58.
Wie in 4 gezeigt wird, ist der vordere Zahn 46 mit
dem hinteren Zahn 48 ausgerichtet, so dass die obere Klaue 50 des
vorderen Zahnes 46 mit der oberen Klaue 56 des
hinteren Zahnes 48 ausgerichtet ist, und die untere Klaue 52 des
vorderen Zahnes 46 ist mit der unteren Klaue 58 des
hinteren Zahnes 48 ausgerichtet. Eine Öffnung 62 wird zwischen
dem vorderen Zahn 46 und dem hinteren Zahn 48 bereitgestellt.
Die Öffnung 62 wird
vergrößert, während der
vordere Griffabschnitt 38 und der hintere Griffabschnitt 40 voneinander
weg bewegt werden. Die Öffnung 62 wird
geschlossen, während
der vordere Griffabschnitt 38 und der hintere Griffabschnitt 40 in
Richtung zueinander bewegt werden. Eine Klemmschraube 64 ist
für das
Einstellen des Bohrwerkzeuges 30 am Werkstück 12 vorhanden. Während die
Klemmschraube 64 in einer Richtung gedreht wird, wird die Öffnung 62 des
Bohrwerkzeuges kleiner, und während
die Klemmschraube 64 in der entgegengesetzten Richtung
gedreht wird, wird die Öffnung 62 des
Bohrwerkzeuges größer.
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Wie
in 5 gezeigt wird, umfasst die Haltestruktur 36 ein
im Allgemeinen T-förmiges
erstes Element 70 und ein im Allgemeinen U-förmiges zweites Element 72.
Das erste Element 70 umfasst den hinteren Zahn 48,
eine erste Bolzenlagerung 74, die sich von einer Seite
des hinteren Zahnes 48 aus erstreckt, eine zweite Bolzenlagerung 76,
die sich von der entgegengesetzten Seite des hinteren Zahnes 48 aus erstreckt,
und eine Ringplattform 78, die sich von der hinteren Seite
des hinteren Zahnes 48 aus erstreckt.
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Das
zweite Element 72 der Haltestruktur 56 umfasst
eine Basis 80, einen ersten Arm 82, einen zweiten
Arm 84, einen ersten Federkolben 86 und einen
zweiten Federkolben 88. Die Basis 80 ist im Allgemeinen
parallel zur ersten und zweiten Bolzenlagerung 74, 76.
Der erste und zweite Arm 82, 84 erstrecken sich
von beiden Enden der Basis 80 und sind im Allgemeinen senkrecht
zur Basis 80. Der erste Federkolben 86 ist im
Allgemeinen senkrecht zum ersten Arm 82 und erstreckt sich
vom entgegengesetzten Ende des ersten Armes 82 wie die
Basis 80. Der zweite Federkolben 88 ist im Allgemeinen
senkrecht zum zweiten Arm 84 und erstreckt sich vom entgegengesetzten
Ende des zweiten Armes 84 wie die Basis 80. Bei
der Beschreibung des Werkzeuges 30 wird der Begriff proximal
verwendet, um Posten zu beschreiben, die der Basis 80 am
nächsten
sind, und der Begriff distal wird verwendet, um Posten zu beschreiben,
die dem ersten Element 70 am nächsten sind.
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Das
erste Element 70 wird mit dem zweiten Element 72 mittels
eines ersten Bolzens 90 und eines zweiten Bolzens 92 verbunden.
Der erste Bolzen 90 erstreckt sich durch eine Öffnung im
ersten Federkolben 86 und durch eine Öffnung in der ersten Bolzenlagerung 74.
Der zweite Bolzen 92 erstreckt sich durch eine Öffnung im
zweiten Federkolben 88 und durch eine Öffnung in der zweiten Bolzenlagerung 76.
Gewindegänge
sind auf der Oberfläche
der Öffnungen
in der ersten und zweiten Bolzenlagerung 74, 76 vorhanden,
die mit Gewindegängen
auf der Oberfläche
des einen Endes eines jeden Bolzens 90, 92 in Eingriff
kommen. Vergrößerte Abschnitte 91, 93 sind jeweils
an den entgegengesetzten Enden eines jeden der Bolzen 90, 92 vorhanden.
Eine erste Feder 94 ist um den ersten Bolzen 90 montiert
und wird zwischen dem ersten Federkolben 86 und dem vergrößerten Abschnitt 91 des
ersten Bolzens 90 eingesetzt. Eine zweite Feder 96 ist
um den zweiten Bolzen 92 montiert und wird zwischen dem
zweiten Federkolben 88 und dem vergrößerten Abschnitt 93 des zweiten
Bolzens 92 eingesetzt.
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Wie
in 6 gezeigt wird, ist eine Öffnung 98 in der Mitte
des Basisabschnittes 60 des zweiten Elementes 72 der
Haltestruktur 36 vorhanden. Eine Öffnung 100 ist ebenfalls
durch die Ringplattform 78 und den hinteren Zahn 48 des
ersten Elementes 70 vorhanden. Die Öffnung 98 ist mit
der Öffnung 100 ausgerichtet.
Eine Hülse 101 ist
innerhalb der Öffnung 100 positioniert
und weist einen vergrößerten Abschnitt 103 auf,
der sich über
die Öffnung
in der Ringplattform 78 hinaus erstreckt. Eine Bohrkrone 102 ist
durch die Öffnungen 98, 100 und
durch die Hülse 101 so
montiert, dass sich das hintere Ende der Bohrkrone 102 proximal
durch die Öffnung 98 erstreckt
und sich das Schneidende der Bohrkrone 102 distal durch
die Öffnung 100 erstreckt.
Ein konischer Kopf 108 ist am Schneidende der Bohrkrone 102 vorhanden.
Der Durchmesser der Bohrkrone 102 ist etwas größer als
der Durchmesser des Halbrundkopfes 28 auf der hinteren
Seite 20 des Werkstückes 12, und
der Durchmesser der Öffnungen 98, 100 und
der Öffnung
durch die Hülse 101 sind
etwas größer als der
Durchmesser der Bohrkrone 102.
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Ein
Ring oder Tiefeneinstellelement 104 ist an der Bohrkrone 102 zwischen
der Basis 80 des ersten Elementes 70 und der Hülse 101 montiert.
Der Ring 104 ist konstruiert, um sich axial längs der
Bohrkrone 102 zwischen der Hülse 101, die an die
Ringplattform 78 des ersten Elementes 70 anstößt, und der
Basis 80 des zweiten Elementes 72 zu verschieben.
Der Ring 104 kann daher beispielsweise ein normales Spannhülsenbefestigungselement
sein. Sobald der Ring 104 richtig positioniert wurde, wird
der Ring 104 an Ort und Stelle durch Anziehen des Spannhülsenbefestigungselementes
verriegelt. Der Ring 104 wird benutzt, um den Abstand einzustellen, über den
sich die Bohrkrone 102 bewegen kann, und daher die Tiefe
des zu bohrenden Loches, wie es hierin beschrieben wird.
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Das
Schneidende und der konische Kopf 108 der Bohrkrone 102 erstrecken
sich durch die Öffnung 100 im
hinteren Zahn 48. Ein Spanbeseitigungsschlitz 106 ist
im hinteren Zahn 48 für
das Entfernen von Bohrabfall vorhanden. Das hintere Ende der Bohrkrone 102 erstreckt
sich über
das zweite Element 72 der Halterung 36 hinaus.
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Die
Verwendung des Werkzeuges 30 beginnt mit dem Einstellen
einer Tiefe L, bis zu der die Bohrkrone 102 in den Niet 10 schneiden
wird. Der Ring 104 wird gelockert, damit die Bohrkrone 102 innerhalb
des Bohrwerkzeuges 30 positioniert werden kann. Der Abstand, über den
der konische Kopf 108 der Bohrkrone 102 über den
hinteren Zahn 48 hinaus positioniert wird, wird die Tiefe
L festlegen, bis zu der die Bohrkrone 102 in den Niet 10 schneiden
wird. Typischerweise wird die Bohrkrone 102 so positioniert, dass
der Halbrundkopf 28 bis zu einer Tiefe entfernt wird, die
den Halbrundkopf 28 im Allgemeinen bündig mit der hinteren Seite 20 des
Werkstückes 12 zurücklässt.
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Nachdem
die Tiefe L eingestellt ist, werden der Ring 104 und die
Bohrkrone 102 nach unten zur Hülse 101 mittels einer
Vorbelastungsfederkraft von den Federn 94, 96 gedrükt. Die
Vorbelastungsfederkraft der Federn 94, 96 drückt die
Basis 80 weiter nach unten gegen den Ring 104,
der wiederum nach unten gegen die Hülse 101 gedrückt wird,
wodurch ein zwangläufiger
Anschlag zwischen dem Ring 104 und dem vergrößerten Abschnitt 103 der
Hülse 101 gebildet
wird. Das Werkzeug 30 erzeugt auf diese Weise eine Vorbelastung,
da die Federn 94, 96 eine eingebaute Federkraft
aufweisen, die bei jedem Schritt des Vorganges des Entfernens eines
Nietes vorhanden ist, so dass die Benutzer nicht eine Belastung
am Werkzeug 30 aufbringen müssen, um zu bewirken, dass
sich die Bohrkrone 102 vorwärtsbewegt.
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Die
Klemmbackenelemente 42, 44 des Bohrwerkzeuges 30 werden
geöffnet,
indem der vordere und hintere Griffabschnitt 38, 40 geöffnet wird.
Das vordere Klemmbackenelement 42 wird in der Nähe der vorderen
Seite 26 des Werkstückes 12 positioniert,
und das hintere Klemmbackenelement 44 wird in der Nähe der hinteren
Seite 20 des Werkstückes 12 angeordnet.
Das Bohrwerkzeug 30 wird so positioniert, dass der beim
Anbringen des Nietes 10 gebildete Halbrundkopf 28 mittig
innerhalb der Öffnung 100 positioniert
und die Bohrkrone 102 mittig mit dem Halbrundkopf 28 ausgerichtet
wird.
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Wie
in 7 gezeigt wird, wird die Öffnung 62 des Werkzeuges 30 um
das Werkstück 12 herum angeordnet,
und der hintere Zahn 48 berührt die hintere Seite 20 des
Werkstückes 12,
und der konische Kopf 108 der Bohrkrone 102 berührt eine
Vertiefung im Halbrundkopf 28, um das Zentrieren des Werkzeuges 30 zu
unterstützen.
Das Vorbelasten der Bohrkrone 102, das durch die Federn 94, 96 bewirkt wird,
unterstützt
das Zentrieren der Bohrkrone 102 am Halbrundkopf 28 des
Nietes 10 und hält
es aufrecht. Während
das Bohrwerkzeug 30 am Werkstück 12 befestigt wird,
berührt
der Halbrundkopf 28 des Nietes 10 den konischen
Kopf 108 der Bohrkrone 102, und die Bohrkrone 102 wird
proximal gedrückt. Während die
Bohrkrone 102 in Richtung des Benutzers gedrückt wird,
drückt
der Ring 104 gegen die Basis 80 des zweiten Elementes 72,
und der erste und zweite Federkolben 86, 88 drücken die
Federn 94, 96 zusammen. Beim Zusammendrücken der
Federn 94, 96 wird ein Spalt 107 zwischen
dem Ring 104 und der Hülse 101 erhalten.
Das Zusammendrücken
der Federn 94, 96 bewirkt, dass eine erhöhte Kraft
freigesetzt wird, über
die Vorbelastungskraft, die von den Federn 94, 96 bereitgestellt
wird, was die Notwendigkeit einer Belastung eliminiert, die vom Benutzer
angewandt werden muss.
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Ein
Bohrwerkzeug 109 (von dem ein Abschnitt in 7 gezeigt
wird) ist am hinteren Ende der Bohrkrone 102 montiert.
Vorzugsweise ist der Kopf der Bohrkrone 102 auf einen Durchmesser
D1 bemessen, der etwas größer ist
als der Durchmesser des Nietkörpers,
was die Ausstoßkräfte verringert. Wenn
Leistung dem Bohrwerkzeug 109 zugeführt wird, wird sich die Bohrkrone 102 zu
drehen beginnen. Wie in 8 gezeigt wird, berührt der
konische Kopf 108 der Bohrkrone 102 den Halbrundkopf 28, und
der Halbrundkopf 28 wird aus dem restlichen Werkstück 12 durch
die Bohrwirkung der Bohrkrone 102 entfernt. Bohrabfall
tritt durch den Spanbeseitigungsschlitz 106 aus (siehe 5).
Während
sich die Bohrkrone 102 innerhalb des Werkstückes 12 vorwärtsbewegt,
wird die erhöhte
Federkraft der Federn 94, 96 freigesetzt, und
das zweite Element 72 bewegt sich in Richtung des ersten
Elementes 70. Die Bohrkrone 102 und der Ring 104 bewegen
sich mit dem zweiten Element 72, während es sich in Richtung des
ersten Elementes 70 vorwärtsbewegt, wobei der Spalt 107 zwischen
dem Ring 104 und der Hülse 101 geschlossen
wird. Die Bohrkrone 102, der Ring 104 und das
zweite Element 72 werden sich weiter vorwärtsbewegen,
bis der Spalt 107 eliminiert wurde und der Ring 104 die
Hülse 101 berührt, was als
ein zwangläufiger
Anschlag wirkt, so dass kein weiteres Material aus dem Niet 10 entfernt
werden kann. Im Ergebnis der Bohrwirkung bildet der konische Kopf 108 der
Bohrkrone 102 eine konkave Aussparung 110 im Werkstück 12.
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Wie
in 9 gezeigt wird, wenn das Bohrwerkzeug 30 in
Verbindung mit einer Tropfschiene verwendet wird, wird der Flansch 13a innerhalb
der Aussparung 54 positioniert, und die Flansche 13b und 13c bleiben
außerhalb
der Öffnung 62 des
Bohrwerkzeuges 30. Die relativen Abmessungen der Aussparung 54,
der oberen Klaue 50 des vorderen Zahnes 46, der
oberen Klaue 56 des hinteren Zahnes 48 und des
Werkstückes 12 gestatten,
dass die obere Klaue 50 die vordere Seite 26 des
Werkstückes 12 berührt, während der
Flansch 13a innerhalb der Aussparung 54 positioniert
wird.
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Das
Bohrwerkzeug 30 liefert eine genaue Ausrichtung der Bohrkrone 102 mit
dem Halbrundkopf 28 und bewirkt eine Stabilisierung der
Bohrkrone 102 mit Bezugnahme auf das Werkstück 12.
Die Federkraft, die durch die Federn 94, 96 bereitgestellt wird,
eliminiert die Notwendigkeit einer Kraft, die vom Benutzer angewandt
werden muss. Das verringert ebenfalls die Gefahr, dass die Bohrkrone 102 vom Halbrundkopf 28 abrutscht
und das Werkstück 12 beschädigt. Außerdem bewirkt
der Bohrvorgang anders als der Schleifvorgang nicht das Zerstäuben von Staub
in die Luft und eliminiert daher die Gefahr, dass der Benutzer giftige
Staubteilchen einatmet.
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Vorzugsweise
wird die Bohrkrone 102 innerhalb des Ringes 104 so
positioniert, dass bei Freisetzung der erhöhten Federkraft und Abschluss
des Bohrvorganges der Halbrundkopf 28 mit der hinteren Seite 20 des
Werkstückes 12 bündig ist,
wie in 10 gezeigt wird. Der Durchmesser
D1 des konischen Kopfes 108 ist kleiner als ein Aufweitungsdurchmesser
D2 des Nietes 10 bei der gebohrten Tiefe. Bei Abschluss
des Bohrens wird der Schaft 16 des Nietes 10 freigelegt
werden, und die konkave Aussparung 110 wird mittig im Hohlraum 18 des
Nietes 10 angeordnet. Diese konkave Aussparung 110 wird das
Ausrichten des Kompressionswerkzeuges 32 unterstützen, wie
es nachfolgend beschrieben wird. Das Bohrwerkzeug 30 wird
vom Werkstück 12 freigegeben,
indem der vordere Griffabschnitt 38 und der hintere Griffabschnitt 40 freigegeben
werden.
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Das
Kompressionswerkzeug 32, das verwendet wird, um den Niet 10 aus
dem Werkstück 12 auszustoßen, wird
jetzt beschrieben. Das Kompressionswerkzeug 32 nutzt ein
konventionelles Werkzeug, wie beispielsweise eine Kompressionsnietpresse.
Beispielsweise kann die Kompressions/Quetschnietpresse (Modell Nr.
US114TA), die von der United States Industrial Tool & Supply Company
verkauft wird, zusammen mit den Kronen 130, 132 verwendet
werden, wie es nachfolgend beschrieben wird, um den Niet 10 aus
dem Werkstück 12 auszustoßen. Eine
zusätzliche
Information über
die Quetschnietpresse, die von der United States Industrial Tool & Supply Company
verkauft wird, kann unter www.ustool.com gefunden werden.
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Wie
in 11 bis 13 gezeigt
wird, umfasst das Kompressionswerkzeug 32 einen Körper 33,
einen im Allgemeinen U-förmigen
ersten Arm 112 und einen im Allgemeinen U-förmigen zweiten
Arm 114. Der Körper 33 enthält die Bauteile,
die erforderlich sind, um den ersten Arm 112 und den zweiten Arm 114 zu
aktivieren. Der erste Arm 112 umfasst ein erstes Ende 116 und
ein zweites Ende 1l8. Der zweite Arm 114 umfasst
ein erstes Ende 120 und ein zweites Ende 122.
Das erste Ende 116 des ersten Armes 112 ist mit
dem ersten Ende 120 des zweiten Armes 114 mittels
eines Bolzens 124 verbunden, der gestattet, dass sich die
Arme 112, 114 relativ zueinander drehen.
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Wie
in 11 gezeigt wird, ist eine Stoßkrone 130 am ersten
Arm 112 montiert. Die Stoßkrone 130 umfasst
einen länglichen
Montageabschnitt 134 und ein längliches Stoßende 136.
Ein konisch geformter Kopf 138 erstreckt sich vom Stoßende 136. Der
konisch geformte Kopf 138 passt zur Aussparung 110 des
Werkstückes 12 infolge
des konischen Kopfes 108 der Bohrkrone, die die Aussparung 110 bildete.
Das Anpassen des konisch geformten Kopfes 138 und der Aussparung 110 unterstützt das Zentrieren des
Kompressionswerkzeuges 32 und hält das aufrecht, so dass der
Niet 10 mit einer geringen oder keiner Verzerrung zum Loch
im Werkstück 12 entfernt werden
kann. Ein Durchgang 126 ist im zweiten Ende 118 des
ersten Armes 112 vorhanden. Der Montageabschnitt 134 ist
innerhalb des Durchganges 126 positioniert, und eine Feder
wird innerhalb einer Nut 140 am Montageabschnitt 134 angeordnet
und hält
die Stoßkrone 130 innerhalb
des Durchganges 126.
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Eine
Auffangkrone 132 ist am zweiten Ende 122 des zweiten
Armes 114 montiert. Die Auffangkrone 132 umfasst
einen länglichen
Montageabschnitt 142 und ein vergrößertes schalenförmiges Auffangende 144.
Eine Auffangaussparung 146 ist innerhalb des Auffangendes 144 vorhanden.
Ein Durchgang 128 ist im zweiten Ende 122 des
zweiten Armes 114 vorhanden. Der Montageabschnitt 142 ist
innerhalb des Durchganges 128 positioniert, und eine Feder
ist innerhalb einer Nut 148 am Montageabschnitt 142 angeordnet
und hält
die Auffangkrone 132 innerhalb des Durchganges 128.
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Um
den Niet 10 aus dem Werkstück 12 zu entfernen,
wird das Werkstück 12 zwischen
der Stoßkrone 130 und
der Auffangkrone 132 angeordnet. Das Werkstück 12 wird
so ausgerichtet, dass die vordere Seite 26 des Werkstückes 12 in
unmittelbarer Nähe
der Auffangkrone 132 ist und die hintere Seite 20 des
Werkstückes 12 in
unmittelbarer Nähe
der Stoßkrone 130.
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Wie
in 12 gezeigt wird, wird der Kopf 138 der
Stoßkrone 130 innerhalb
der Aussparung 110 des Werkstückes 12 angeordnet,
und die Auffangkrone 132 wird so ausgerichtet, dass der
Kopf 14 des Nietes 10 mit der Aussparung 146 der
Auffangkrone 132 ausgerichtet wird. Wie in 13 gezeigt wird,
wenn das Kompressionswerkzeug 32 aktiviert wird, wird das
zweite Ende 118 des Armes 112 in Richtung des
zweiten Endes 122 des zweiten Armes 114 getrieben.
Das Stoßende 136 der
Stoßkrone 130 wird
danach durch die Schichten 12c, 12b, 12a des Werkstückes 12 getrieben,
und der Niet 10 wird aus dem Werkstück 12 ausgestoßen. Der
ausgestoßene Niet 10 wird
innerhalb der Aussparung 146 des Auffangendes 144 eingefangen.
Während
der Niet 10 aus dem Werkstück 12 ausgestoßen wird,
wird eine extrem hohe Menge an Energie infolge der Passung zwischen
dem Niet 10 und dem Werkstück 12 aufgebaut, so
dass, wenn sich der Niet 10 zu bewegen beginnt, die aufgespeicherte
Energie freigegeben und der Niet 10 aus dem Werkstück 12 mit
einer großen Menge
an Kraft ausgestoßen
wird. Daher ist es wichtig, dass der Niet 10 innerhalb
der Aussparung 146 eingefangen wird, um eine Verletzung
des Benutzers oder einer anderen dabeistehenden Person zu verhindern.
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Das
Ausstoßen
des Nietes 10 aus dem Werkstück 12 bei Verwendung
des Kompressionswerkzeuges 32 gestattet ein wirksames Entfernen des
Nietes ohne eine Beschädigung
an den Flächen des
Werkstückes 12.
Beim Entfernen des Nietes 10 können die Werkstücke richtig
ausgerichtet werden, und ein neuer Niet kann angebracht werden.
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Während eine
Ausführung
der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben wird, kann man sich
vorstellen, dass sich jene Fachleute verschiedene Abwandlungen der
vorliegenden Erfindung ausdenken können, ohne dass man vom Bereich
der als Anhang beigefügten
Patentansprüche
abweicht. Beispielsweise soll verstanden werden, dass die vorliegende
Erfindung bei einem Werkstück
mit jeglicher Anzahl von Schichten oder bei einer Vielzahl von geformten
Werkstücken
angewandt werden kann, einschließlich einfacher flacher Werkstücke. Wie
in 9 und 10 gezeigt wird, können beispielsweise
die Abmessungen des vorderen Zahnes 46 und des hinteren
Zahnes 48 abgewandelt werden, um diese verschiedenen geformten
Werkstücke
zu akzeptieren. Ebenfalls könnten
beispielsweise das Bohrwerkzeug 30 und das Kompressionswerkzeug 32 eher
für eine
Automatisierung als eine Handaktivierung eingerichtet werden.