DE60220955T2

DE60220955T2 - Setzgerät für Befestigungselemente mit Dornsammelsystem

Info

Publication number: DE60220955T2
Application number: DE60220955T
Authority: DE
Inventors: Terence Welwyn Garden City Gilbert; Aiden Stotfold Hitchin Dear
Original assignee: Avdel UK Ltd
Current assignee: Avdel UK Ltd
Priority date: 2001-02-21
Filing date: 2002-01-21
Publication date: 2008-04-03
Anticipated expiration: 2022-01-22
Also published as: EP1370377A1; CN100463740C; ES2266470T3; ATE365599T1; KR100853355B1; ATE328687T1; DE60212091D1; GB0104218D0; CA2438938C; GB2394686A; GB2372475A; US6883216B2; CN1492790A; KR20030087005A; EP1370377B1; GB2372475B; CA2550203C; CN100574928C; ES2288659T3; CA2438938A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Setzwerkzeug für Befestigungselemente, das mit Sammeleinrichtungen zum Sammeln abgebrochener Teile der Befestigungselemente versehen ist, das heißt der Teile von Befestigungselementen, die während des Einbauprozesses abgebrochen werden.
Die DE 9711731 U beschreibt ein Niet-Setzwerkzeug, das einen Sammelbehälter aufweist. Das Werkzeug wird pneumatisch betätigt, und der Sammelbehälter nimmt die abgebrochenen Teile auf.
Derartige Setzwerkzeuge oder Werkzeuge zum Einbau von Befestigungselementen sind seit vielen Jahren bekannt. Ein typisches Beispiel eines derartigen Werkzeuges ist in unserer früheren Veröffentlichung WO 96/38245 beschrieben.
Eine praktische Anforderung besteht darin, dass die Sammeleinrichtung an dem Werkzeug während dessen Betrieb befestigt und von dem Werkzeug (zum Entfernen der gesammelten Teile) leicht entfernbar und danach wieder sehr einfach an dem Werkzeug befestigbar ist (um einen fortgesetzten Betrieb hiervon zu ermöglichen) ohne das sich unnötige Verzögerungen ergeben.
Eine weitere praktische Forderung besteht darin, dass, während die Sammeleinrichtung von dem Werkzeug entfernt wurde, ein abgebrochener Teil des Befestigungselementes (aus Sicherheitsgründen) nicht aus dem Werkzeug ausgestoßen werden kann.
Die vorliegende Erfindung ist auf die Schaffung eines Werkzeuges gerichtet, das jede dieser Forderungen erfüllt.
Die Erfindung ergibt in einem ihrer Gesichtspunkte ein Setzwerkzeug für Befestigungselemente, wie es im Anspruch 1 der beigefügten Ansprüche beansprucht ist.
Weitere bevorzugte Merkmale der Erfindung sind in den anderen beigefügten Ansprüchen definiert.
Eine spezielle Ausführungsform der Erfindung wird nunmehr in Form eines Beispiels und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 eine Außenansicht eines Blindniet-Setzwerkzeuges ist;
2A und 2B einen Axialschnitt, bzw. einen Querschnitt durch die Sammeleinrichtung und den benachbarten Teil des Werkzeuges im miteinander verbundenen Zustand zeigen;
3A und 3B den 2A und 2B entsprechen, jedoch den voneinander getrennten Zustand zeigen;
4A und 4B eine Außenansicht von oben auf benachbarte Teile der Sammeleinrichtung und des Werkzeuges sind, die die Nockenanordnung zur Unterstützung der anfänglichen Bewegung zeigen; und
5A und 5B vergrößerte Querschnitte des Bereiches sind, der mit X in 2A bezeichnet ist, wobei die Rastwirkung eines der flexiblen elastischen Elemente gezeigt ist.
Das handgehaltene Blindniet-Setzwerkzeug ist im wesentlichen identisch zu dem, das in der WO96/38245 beschrieben ist. Das vorliegende Setzwerkzeug schließt einen pneumatisch/hydraulischen Kraftverstärker ein, der mit Druckluft über einen Schlauch 11 gespeist wird. Wenn ein außen angeordneter Auslöse-Hebel 12 gedrückt wird, so wird der Kraftverstärker betätigt, um einen Kopf-Kolben entlang einer Bohrung 13 (2A und 3A) anzutreiben, um zu bewirken, dass eine Klemmbacken-Baugruppe das Dorn-Ende eines Blindniets 14 erfasst und zurückzieht, das in die Nasenspitze 15 des Werkzeuges eingesetzt wurde. Der Körper des Blindniets verformt sich und schließlich reißt der Dorn des Blindniets ab, und die Klemmbacken ziehen sich mit den abgebrochenen Dorn-Ende zurück. Die Klemmbacken geben das Dorn-Ende frei, das in Rückwährtsrichtung entlang eines Rohres 16 ausgestoßen wird, das sich entlang der Mittellinie der Bohrung 13 erstreckt. Das Rohr 16 führt in eine Bohrung 43 durch einen Anschlußblock 18, der an dem hinteren Ende der Bohrung befestigt ist.
Um den Kopf-Kolben und die Klemmbacken nach vorne zu bewegen, wenn der Auslösehebel losgelassen wird, wird unter Druck stehende Luft die ganze Zeit entlang einer Bohrung 19 zu der Bohrung 13 hinter dem Kolben zugeführt. Diese zugeführte Druckluft wird auch für andere Zwecke verwendet, wie dies nachfolgend beschrieben wird.
Einrichtungen zum Sammeln abgebrochener Dorn-Enden sind durch etwas vorgesehen, was als ein Sammelbehälter 21 bekannt ist. Dieser Sammelbehälter ist im Wesentlichen zylindrisch, weist jedoch eine sich geringfügig konische Außenoberfläche 22 auf. Das hintere Ende des Sammelbehälters ist mit Entlüftungs-Bohrungen 23 versehen. Der Hauptteil der Innenfläche der Oberfläche des Sammelbehälters erweitert sich geringfügig, doch ist der vordere Teil 24 zylindrisch. Dieser Teil passt mit der zylindrischen Außenoberfläche 25 des Verbindungsblockes 18 zusammen, wobei sich ein schmaler ringförmiger Spalt 26 zwischen den Flächen 24 und 25 ergibt (2A, 5A und 5B).
Der Verbindungs-Block 18 trägt weiterhin zwei flexible elastische Dichtungs-Elemente 27 und 28, und das vorderste Dichtungs-Element 27 ist eine O-Ring-Dichtung, während das hinterste Dichtungs-Element 28 eine Lippen-Dichtung ist. Beide Dichtungen springen ausreichend weit über die Oberfläche 25 des Verbindungs-Blockes 18 (siehe 3A) vor, damit, wenn der Sammelbehälter sich in der angeschlossenen oder gesicherten Position befindet, die in 2 gezeigt ist, bei der sich das vordere Ende 24 des Sammelbehälters vollständig nach vorne über den Verbindungs-Block 18 befindet, beide Dichtungen mit der Innenoberfläche des Sammelbehälters in Kontakt kommen (wie dies weiter unten ausführlicher beschrieben wird). Unter Druck stehende Luft von der Zuführungs-Bohrung 19 wird mit Hilfe des hinteren Teils der Bohrung 13 eines ringförmigen Spalts 29 in dem vorderen Ende des Verbindungs-Blockes 18, einer radialen Bohrung 31 und einer Schalldämpfer-Kammer 32 dem ringförmigen Spalt 26 zugeführt. Die Kammer 32 ist zwischen den Dichtungen 27 und 28 derart angeordnet, dass unter Druck stehende Luft auf beide Dichtungen einwirkt. Diese unter Druck stehende Luft bewirkt, dass beide Dichtungen geringfügig verformt werden, so dass sie sich in Radialrichtung ausdehnen, um eine vergrößerte Reibungsberührung zwischen den Dichtungen und dem Sammelbehälter 21 hervorzurufen. Hierdurch wird die Kraft, die zur Entfernung des Sammelbehälters von dem Verbindungs-Block erforderlich ist, wesentlich vergrößert, wodurch der Sammelbehälter effektiv an dem Werkzeug befestigt wird.
Die vordere Dichtung 27 ist eine O-Ring-Dichtung (das heißt, sie weißt einen kreisförmigen Querschnitt auf), doch ist die hintere Dichtung 28 eine Lippen-Dichtung, und ihre Wirkung ist in den vergrößerten Querschnittsansichten in den 5A und 5B gezeigt. Wie dies in diesen Figuren gezeigt ist, geht das hintere Ende des kreisförmigen Querschnittes 24 des Sammelbehälters auf der Innenseite in den sich geringfügig erweiterten Abschnitt 17 des Sammelbehälters mit Hilfe eines sich stärker erweiternden Abschnittes 33 über, in den die Lippen-Dichtung 28 in Eingriff kommen kann, wenn sich der Sammelbehälter in dem festgelegten Zustand befindet (wie dies in 2A gezeigt ist). Dieser Eingriff ist in 5A gezeigt, in der die Lippen-Dichtung mit Hilfe des Luftdruckes in dem ringförmigen Spalt 26 in Radialrichtung ausgedehnt ist. Dies ergibt effektiv einen elastischen Rasteingriff zwischen dem Sammelbehälter und dem Verbindungs-Block.
Um diesen vergrößerten Rasteingriff zwischen dem Sammelbehälter und dem Verbindungs-Block zu lösen, ist es erforderlich, den Sammelbehälter in Axialrichtung von dem Adapter abzuziehen, bis das vordere Ende 34 an der vorderen Dichtung 27 vorbeiläuft. Dies erfordert eine beträchtliche Kraft, selbst nach dem anfänglichen Trennen der Rast-Lippen-Dichtung von dem sich erweiternden Abschnitt 33. Es ist fraglich, ob ein Benutzer des Werkzeuges eine ausreichende Kraft von Hand durch Erfassen und axiales Ziehen an dem Sammelbehälter ausüben könnte. Selbst wenn er oder sie dies könnte, so würde die plötzliche Verringerung der Haltekraft in dem Moment, an dem das vordere Ende 34 des Sammelbehälters von der Dichtung 27 freikommt, dies sehr wahrscheinlich zu einer plötzlichen Beschleunigung des Sammelbehälters und dem Verstreuen seines Inhaltes aus dem vorderen offenen Ende führen, was äußerst unerwünscht sein würde.
Entsprechend sind Einrichtungen zur Unterstützung der anfänglichen Bewegung des Sammelbehälters in Form einer Nockenanordnung vorgesehen. Wie dies in 2A, 3A, 4A und 4B gezeigt ist, ist das vordere Ende des Sammelbehälters mit einem bogenförmigen vorspringenden Nocken 35 versehen, der sich über die Hälfte des Umfanges des Sammelbehälters erstreckt und einen zunehmenden Innenradius aufweist, sodass er mit einem entsprechende bogenförmigen Nocken 36 zusammenpasst, der auf dem Halte-Ring 37 des Verbindungs-Blockes vorgesehen ist. Die 2A und 4B zeigen den Sammelbehälter in dem vollständig eingekuppelten Zustand, wobei die zwei Nocken 35 und 36 miteinander ausgerichtet sind. Um den Sammelbehälter anfänglich auszukuppeln, erfasst der Benutzer die Außenoberfläche 22 des Sammelbehälters 21 und dreht den Sammelbehälter um seine Achse. Hierdurch wird der Nocken 35 angetrieben, um den Sammelbehälter mit einer beträchtlichen mechanischen Verstärkung nach hinten zu drücken, bis das vordere Ende 34 des Sammelbehälters von der Dichtung 27 freikommt (4B zeigt die Drehung des Sammelbehälters über 90°, wodurch das vordere Ende 34 auf eine Position gut jenseits der Dichtung 27 gedrückt wurde). Der die Verformung hervorrufende Luftdruck auf die Dichtungen wurde abgelassen, so dass die Entfernung des Sammelbehälters sehr einfach abgeschlossen werden kann. Nachdem der Sammelbehälter geleert wurde, wird sein Ersatz auf dem Verbindungs-Block ebenfalls recht einfach erzielt, weil der Betreiber in sehr einfacher Weise eine manuelle Kompressionskraft auf das Ende des Sammelbehälters ausüben kann, um diesen nach vorne über die radial erweiterten Dichtungen 27 und 28 zu drücken, nachdem das vordere Ende 34 des Sammelbehälters erneut aufgesetzt und gegen die Dichtung 27 abgedichtet wurde.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist auch in den 2A und 3A und insbesondere in den 2B und 3B gezeigt.
Es ist bekannt, diese Art von Blindniet-Werkzeug mit einem Sicherheitsverschluß an dem hinteren Ende des Werkzeug-Körpers vorzusehen, der geöffnet wird, wenn der Sammelbehälter für die Dorn-Enden mit dem Werkzeug verbunden wird, der jedoch unter einer elastischen Vorspannung automatisch schließt, wenn der Sammelbehälter von dem Werkzeug entfernt wird. Dies ist eine Sicherheitseinrichtung, um das Ausstoßen eines Dorn-Endes zu verhindern, wenn das Werkzeug betätigt wird, während der Sammelbehälter nicht angeschlossen ist (weil der Kopf-Kolben und die Klemmbacken-Baugruppe automatisch durch Druckluft zurückgeführt werden, wenn der Werkzeug-Auslösehebel nach einem Nietvorgang losgelassen wird, kann, wenn der Sammelbehälter dann entfernt wird und die Rücklauf-Luft abgelassen wird, ein weiteres Befestigungs-Element eingebaut werden, bevor der Kopf-Kolben nicht erneut wieder nach vorne bewegt wurde). Es ist bekannt (beispielsweise in einem Werkzeug unter dem Namen MASTERFIX, und in bestimmten Werkzeugen unter dem Namen von HONSEL), den Sicherheitsverschluß mechanisch durch einen Kontakt des Sammelbehälters im angeschlossenen Zustand mit einem Hebel oder Knopf zu schließen, den der Sammelbehälter gegen eine Feder von der Verschluss-Stellung des Verschlusses in die offene Stellung des Verschlusses bewegt. Es wurde jedoch festgestellt, dass es möglich ist, derartige mechanisch betätigte Sicherheitseinrichtungen dadurch zu übersteuern, dass der Hebel oder Knopf in der offenen Stellung des Verschlusses gehalten wird, beispielsweise durch Fingerdruck, durch einen Keil oder durch das Anwenden eines Klebebandes. Um dies zu beseitigen, wird bei dem Werkzeug in diesem Beispiel der Verschluss durch Druckluft in dem geschlossenen Zustand gehalten, die abgelassen wird, wenn der Sammelbehälter entfernt wird. Hierzu ist der Verschluss 38 mit einem einen rechtwinkligen Abschnitt aufweisenden Kolben versehen, der sich in einer einen rechtwinkligen Querschnitt aufweisenden Quer-Bohrung 39 in dem Verbindungs-Block 18 bewegt. Der Verschluss 38 weist eine kreisförmige Öffnung 41 auf und wird durch eine Spiralfeder 42 in eine Position gedrückt, in der die Öffnung nicht mit der für den Durchgang des Dorn-Endes vorgesehenen Bohrung 43 in Axialrichtung durch den Adapter ausgerichtet ist, das heißt in die geschlossene Stellung. Der Verschluss wird in der offenen Stellung, in der die Öffnung 41 mit dem Kanal 43 ausgerichtet ist, durch Druckluft gehalten, der dem Ende der Bohrung 39 zugeführt wird, das von der Feder 42 entfernt ist. Dies wird mit Hilfe einer kurzen radialen Bohrung 44 erreicht, die das Ende der Bohrung 39 mit einer äußeren Oberfläche des Verbindungs-Blockes verbindet, und damit mit dem ringförmigen Spalt 26, dem Druckluft zugeführt wird, wie diese weiter oben beschrieben wurde. Wenn sich der Sammelbehälter in der vollständig angeschlossenen und festgelegten Position befindet (2A), so hält die Druckluft in dem ringförmigen Spalt 26 den Verschluss offen (2B). Sobald der Sammelbehälter in Axialrichtung ausreichend weit zurückgezogen wurde, damit sein vorderes Ende 34 an der vorderen Dichtung 27 vorbeiläuft, wird die Druckluft abgelassen und der Verschluss schließt (3B). Die einzige Möglichkeit, wie der Verschluss offen gehalten werden könnte, während der Sammelbehälter nicht angeschlossen ist, würde darin bestehen, eine ausreichende Druckluft an der radialen Bohrung 44 anzuwenden und diese aufrecht zu halten, was sich in der Praxis als sehr schwierig erweisen könnte.
Ein Vorteil des Werkzeuges des vorstehenden Beispiels besteht darin, dass das Ausstoßen eines Dorn-Endes verhindert wird, sobald der Sammelbehälter 22 von dem Werkzeug gelöst wird, wenn die Dichtung 27 freigegeben wird.
Die Erfindung ist nicht auf die Einzelheiten des vorstehenden Beispiels beschränkt.
Obwohl es beispielsweise zweckmäßig ist, die gleiche Druckluft-Zuführung und automatische Entlüftungs-Anordnung zu verwenden, um sowohl das Sammelbehälter-Halte-Merkmal als auch das Verschluss-Schließ-Merkmal zu betätigen, könnte jedes dieser Merkmale unabhängig von dem anderen verwendet werden.
Die Lippen-Dichtung 28 könnte beispielsweise durch eine O-Ring-Dichtung ähnlich der Dichtung 27 ersetzt werden, jedoch mit einer verringerten Sammelbehälter-Haltekraft.
Die Verschluss-Schließ-Feder 42 könnte beispielsweise durch Druckluft ersetzt werden.

Claims

Setzwerkzeug für Befestigungselemente zum Einbau von Befestigungselementen von der Art, bei der ein Teil des Befestigungselementes (14) während des Einbauprozesses abgebrochen wird, wobei das Befestigungselement-Setzwerkzeug mit Sammeleinrichtungen (21) zum Sammeln abgebrochener Befestigungselemente-Teile während des Betriebs des Werkzeuges versehen ist, wobei die Sammeleinrichtung (21) lösbar mit dem Werkzeug verbunden ist, wobei das Werkzeug mit einer elastisch vorgespannten Verschlusseinrichtung (38) versehen ist, die, wenn die Sammeleinrichtung (21) mit dem Werkzeug verbunden ist, gegen die Wirkung der elastischen Vorspanneinrichtungen (42) offen gehalten wird, um den Durchgang von abgebrochenen Befestigungselement-Teilen von dem Werkzeug in die Sammeleinrichtung (21) zu ermöglichen, und die, wenn die Sammeleinrichtung (21) von dem Werkzeug getrennt ist, unter der Wirkung der elastischen Vorspanneinrichtungen (42) schließt, um das Auswerfen von abgebrochenen Befestigungselement-Teilen aus dem Werkzeug zu verhindern; dadurch gekennzeichnet, dass bei mit dem Werkzeug verbundener Sammeleinrichtung (21) die Verschlusseinrichtung (38) durch die Wirkung von Luftdruck offen gehalten wird, wobei die Trennung der Sammeleinrichtung den Luftdruck beseitigt und es der Verschlusseinrichtung (38) ermöglicht, unter der Wirkung der elastischen Vorspanneinrichtung (42) zu schließen.
Werkzeug nach Anspruch 1, bei dem die Beseitigung des Luftdruckes durch Entlüften erzielt wird.
Werkzeug nach Anspruch 1, das eine Halteeinrichtung (27, 28) zum Festhalten der Sammeleinrichtung (21) gegen eine Entfernung von dem Werkzeug einschließt, wobei die Halteeinrichtung durch Luftdruck in den Haltezustand gebracht ist, wobei in dem Werkzeug der gleiche Luftdruck sowohl zum Drücken der Halteeinrichtung in ihren Haltezustand als auch zum Offenhalten der Verschlusseinrichtung (38) verwendet wird.