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Nieteinrichtung mit Erwärmung des zu verformenden Nietes durch elektrischen
Strom Die Erfindung besteht in einer Verbesserung und weiteren Ausbildung solcher
einen frei beweglichen bügelförmigen Träger für die gleichachsig einander gegenüberliegenden,
Nietstempel aufweisenden Nieteinrichtungen, bei denen der zu verformende, in das
Nietloch bereits eingesetzte Niet durch einen elektrischen Strom erwärmt wird, der
über gekühlte Elektroden dem Niet zugeführt wird. Bei diesen Maschinen ist der eine
Nietstempel im Träger fest, der andere ist verschiebbar und wird mittels eines durch
ein Druckmittel bewegten Kolbens vorgedrückt.
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Es ist eine Nietmaschine der beschriebenen Art bekannt, bei der für
das Erhitzen des Nietes besondere gekühlte Elektroden vorgesehen sind und der Niet,
nachdem er genügend erhitzt worden ist, unter die Nietstempel selbst geschoben werden
muß, wenn das erhitzte Ende des Nietbolzens niedergestaucht werden soll. Abgesehen
von der durch das Verschieben bedingten umständlichen Bedienungsweise der Maschine,
entsteht auch ein Verlust an elektrischer Energie wegen der unvermeidlichen Abkühlung
des Nietes während der Zeit der Verschiebung.
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Durch den Gegenstand der Erfindung werden die genannten Nachteile
beseitigt, und es wird eine Nieteinrichtung geschaffen, mit der Niete bis zu beliebiger
Schaftstärke elektrisch erhitzt und dann sofort niedergestaucht werden können, und
zwar zur Vermeidung unnötiger Wärmeverluste mit Hilfe derselben Teile, die auch
den Heizstrom dem Nietbolzen zugeführt haben. Es ist bekannt, die Nietstempel gleichzeitig
als Elektroden zur Zuführung des Stroms zur Nieterhitzung zu verwenden. Bei den
bekannten Maschinen dieser Art ist aber eine Kühlung der Nietstempel nicht vorgesehen,
so daß sie nur für Niete mit verhältnismäßig schwachem Schaftdurchmesser brauchbar
sind. Bei Verwendung beider bei der Bildung des Nietkopfes wirksamen Stempel als
Elektroden für den Heizstrom müssen die Stempel bei Verarbeitung starker Niete gekühlt
werden. Die Durchführung dieser Maßnahme stößt aber bei demjenigen Stempel, der
beweglich sein muß, auf erhebliche bauliche Schwierigkeiten. Diese werden dadurch
überwunden, daß erfindungsgemäß die Nieteinrichtung so ausgebildet ist, daß die
eine Elektrode zur Aufnahme des Setzkopfes auf einer ortsfesten, gleichzeitig als
Werkstückträger dienenden Auflage befestigt ist, deren vom Werkstück abgewandte
Seite während des Nietvorganges das Widerlager für den zur achsigen Lage mit dem
Niet gebrachten, von dem Druckmittel bewegten Druckstempel bildet, während der den
Schließkopf formende Stempel, der gleichzeitig die andere Elektrode bildet, fest
in dem bügelförmigen Träger untergebracht ist. Auf diese Weise wird beim Einschalten
des Druckmittels zugleich mit dem Träger auch der Stempel gegen den von der Auflage
gestützten Niet bewegt. Der bewegliche Stempel wird nicht, wie meist üblich, zur
Formung des Nietkopfes benutzt, sondern ist als einfacher Druckstempel ausgebildet,
während die Formung des Nietkopfes dein im Maschinengestell
fest
eingebauten Stempel übertragen wird. Dann muß natürlich dieser Stempel beim Nieten
mitsamt dem Maschinengestell, das deshalb als frei beweglicher Bügel ausgeführt
ist, gegen den auf einer festen Unterlage ruhenden Niet bewegt werden, Zeas in der
Weise durchgeführt wird, daß diese Unterlage gleichzeitig als Stütze oder Widerlager
für den beweglichen Druckstempel dient. Die Nietunterlage kann, da sie feststeht,
bequem gekühlt werden. Die dem beweglichen Nietstempel für gewöhnlich zufallende
Aufgabe der Bildung des Nietkopfes wird hier dem im Maschinengestell fest eingebauten
Stempel und die Aufgabe des sonst üblichen im Maschinengestell fest eingebauten
Stempels einem besonderen Widerlager zugeteilt.
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Da die mit dem Nietbolzen in Berührung kommenden Elektrodenköpfe nicht
nur hoch erhitzt werden, sondern auch den Nietdruck übertragen müssen, ist es erforderlich,
sie aus einem Metall herzustellen, das nicht nur einen hohen Schmelzpunkt aufweist,
sondern auch bei der hellen Rotglut, auf die die .Niete erhitzt werden, vorzügliche
mechanische Eigenschaften, insbesondere eine große Härte besitzt. Es hat sich als
zweckmäßig erwiesen, für diese Elektrodenköpfe eine Kupfer-Wolfram-Legierung zu
benutzen. Ferner ist es vorteilhaft, die Elektrodenköpfe auf die Elektrizität und
die Wärme gut leitenden Unterlagen zu befestigen, die mit Bohrungen versehen sind,
um Kühlwasser in möglichste Nähe der Elektrodenköpfe leiten zu können. In entsprechender
Weise kann auch die Auflage für das Werkstück aus einem mit einer dem vorgeformten
Nietkopf angepaßten Aushöhlung versehenen Block aus derartigem hochhitzebeständigem
Metall hergestellt werden, der an einer an die Stromquelle angeschlossenen Platte
aus Kupfer oder einem ähnlichen Stoff befestigt ist, die mit Kühlwasserkanälen durchzogen
ist.
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Der den Nietdruck ausübende Stempel kann durch mechanische, hydraulische,
pneumatische oder elektrische Mittel bewegt werden. Bei Benutzung eines flüssigen
oder gasförmigen Druckmittels kann dieses unmittelbar auf den Stempel wirken. Bei
der Verwendung eines gasförmigen Druckmediums ist es jedoch vorzuziehen, dessen
Druck über einen Kniehebel auf den Stempel zu übertragen.
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Das Druckmittel wird zweckmäßig von einer Ventileinrichtung gesteuert,
die gleichzeitig auch die Aus- und Einschaltung des Heizstromes für den Nietbolzen
einleitet.
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Der die Einleitung der Nietung auslösende Strom wird zweckmäßig durch
einen Schalter geschlossen bzw. geöffnet, der an dem Nietgerät in der Nähe eines
zur Lenkung des Nietgerätes durch den bedienenden Arbeiter dienenden Handgriffes
angeordnet ist.
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Weitere Einzelheiten der Nieteinrichtung gehen aus der folgenden Beschreibung
und Zeichnung einer vorteilhaften Ausführungsform hervor Fig. i ist ein senkrechter
Längsschnitt durch die Nieteinrichtung gemäß Linie I-I der Fig.2, die eine Aufsicht
auf das Nietgerät bis zur Linie II-II der Fig. i darstellt.
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Die gezeichnete Ausführungsform der Nieteinrichtung besteht aus einem
Nietgerät i und einer Auflage :2 für das Werkstück. Die letztere wird von einem
ortsfesten Gerüst 3 gebildet, auf dem, durch eine Zwischenlage q. isoliert, eine
die eine Elektrode der Nietvorrichtung bildende Kupferplatte 5 befestigt ist. Diese
trägt einen Block 6, der in passenden Aushöhlungen 7 die vorgeformten Köpfe der
Niete aufnimmt. Im dargestellten Beispiel sind zwei Niete 8 angegeben, die zur Verbindung
zweier Bleche g und io dienen sollen.
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Die Kupferplatte 5 hat einen Ansatz i i, der mit einer Zuleitung für
den elektrischen Strom verbunden ist. Um eine übermäßige Erhitzung dieser Zuleitung
sowohl als auch der Kupferplatte zu vermeiden, ist in der Achse des Stromzuführungskabels
ein Kanal 13 für das Kühlwasser vorgesehen. Dieses gelangt dann in die Kanäle 14.
der Kupferplatte 5, aus der es durch eine Leitung 15 wieder austritt. Die Kühlwasserkanäle
sind so geführt, daß besonders der Block 6 gut gekühlt wird, der, wie oben angegeben,
zweckmäßig aus einer auch bei hohen Temperaturen harten und widerstandsfähigen Speziallegierunglerzustellen
ist.
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Das Nietgerät i besteht aus einem bügelförmigen Rahmen 16, der unter
Benutzung von GegengevKichten o. dgl. in nicht dargestellter Weise so aufgehängt
ist, daß er in gewissen Grenzen frei bewegt werden kann. Der Rahmen hat im wesentlichen
die aus Fig. i zu ersehende Form eines umgelegten (J. In dem oberen Schenkel dieses
Rahmens ist, durch eine Muffe 17 aus Fiber oder einem ähnlichen Stoff isoliert,
eine Elektrode 18 fest angebracht, die mit der Stromleitung ig durch eine Schelle
.2o verbunden ist. Auch diese Zuleitung sowie die Elektrode i8 wird durch ein Kühlmittel,
z. B. Wasser, gekühlt, das durch einen Kanal 21 des Kabels ig über einen Verbindungsschlauch
22 einem Rohr 23 zugeleitet wird, das in eine achsige Bohrung der Elektrode 18 eingesetzt
ist. Diese Bohrung ist am vorderen Ende durch den Nieteinsatz 24 abgeschlossen,
der ebenso wie der Block 6 der Auflage 2 aus einem hochhitzebeständigen Metall besteht
und am vorderen Ende eine Höhlung 25 aufweist, die zur Formung
des
Nietkopfes dient. Das Rohr a3 reicht nicht ganz bis an den Einsatz 24 heran. Außerdem
ist sein äußerer Durchmesser kleiner als die lichte Weite der achsigen Bohrung in
der Elektrode 18, so daß -zwischen deren Innenwand und dem Rohre ein ringförmiger
Raum bleibt. Dieser steht durch eine seitliche Bohrung 26 mit der Abflußleitung
27 für das Kühlwasser in Verbindung. Das Kühlwasser wird auf diese Weise bis an
den Elektrodenkopf 24 herangeleitet und kühlt diesen daher besonders gut.
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Dem Nieteinsatz 24 gleichachsig gegenüber ist in dem anderen Schenkel
des U-förmigen Rahmens 16 ein Druckstempel z8 verschiebbar gelagert. Dieser Druckstempel
kann durch einen Kniehebel bewegt werden, der aus einem an ihn angelenkten Arme
29 und einem zweiten Arm 3o besteht, der einerseits mit dem freien Ende des Armes
29 und andererseits mit einem nach unten vorspringenden Teil 31 des Rahmens 16 gelenkig
verbunden ist.
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Der Kniehebel 29, 30 wird bei der dargestellten Ausführungsform
durch ein Druckmittel, und zwar durch Druckluft, bewegt. Zu diesem Zweck ist an
dem Rahmen 16 ein Druckluftzylinder 32 schwenkbar um eine Achse 33 angebracht, die
parallel zu der Achse 34 des Kniehebelgelenks liegt. In dem Zylinder 32 ist ein
Kolben 35 geführt, dessen durch die Vorderwand 36 des Zylinders 32 hindurchgehende
Kolbenstange 37 an die Achse 34 aasgelenkt ist. Der Zylinder 32 ist auf seiner Rückseite
mit einer Öffnung 38 und auf seiner Vorderseite mit einer Öffnung 39 versehen. Diese
Öffnungen sind an die Druckluftleitungen angeschlossen.
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Das Nietgerät i weist ferner einen Handgriff 40 auf, mit dem der bedienende
Arbeiter das Gerät in die gewünschte Lage bringen kann. An dieseln Handgriff ist
so, daß der Arbeiter ihn mit einem Finger der auf den Handgriff liegenden Hand erreichen
kann, ein Hebel 41 vorgesehen. Beim Anziehen dieses Hebels wird durch einen Schalter
42 ein Stromkreis geschlossen, der z. B. die Umstellung der Ventile für das Druckmittel
veranlaßt und dadurch den Nietvorgang einleitet.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Nachdem das Werkstück,
in das vorher die Nietbolzen 8 und 9 eingesetzt wurden, derart gelagert ist, daß
die vorgeformten Köpfe 8d der Bolzen in die Aushöhlungen des Blockes 6 zu liegen
kommen, bringt der Arbeiter das Nietgerät in eine solche Lage, daß die Achsen des
zu -nietenden Bolzens, der Elektrode 18 und des Druckstempels 28 zusammenfallen.
Der Druckstempel 28 befindet sich dabei in seiner tiefsten Lage, in der der
Kolben 35 an der hinteren Wand des Zylinders 32 anliegt. Durch Umlegen des Schalters
42 mittels des Hebels 41 wird dann auf elektrischem Wege das Druckmittel so gesteuert,
daß es in den Zylinder 32 einströmen und den Kolben 35 und damit den Druckstempel
28 in Bewegung setzen kann. Dadurch wird das ganze Nietgerät nach unten gezogen,
bis der obere fest eingebaute Stempel 24 auf den zu stauchenden Niet stößt, der
die weitere Bewegung hemmt. Nun wird der Heizstrom über Leitung 12, Platte 5, Block
6, Nietbolzen 8, Nietstempel 24, Elektrode 18 und Leitung i9 zugeführt. Sobald dieser
Strom den Niet 8 genügend erhitzt, d. h. erweicht hat, kann der vom Druckmittel
auf den Kolben 35 über den Kniehebel ausgeübte Druck weiter wirken und den oberen
Nietkopf in der Aushöhlung 25 des Stempels formen. Nach Beendigung dieses Vorganges
werden die Ströme unterbrochen, und die bewegten Teile gehen in ihre Anfangslagen
zurück.