DE69603105T2

DE69603105T2 - Nietvorrichtung

Info

Publication number: DE69603105T2
Application number: DE69603105T
Authority: DE
Inventors: Aiden Robert Dear; Keith Denham; Angraj Kumar Seewraj
Original assignee: Textron Fastening Systems Ltd
Current assignee: Avdel UK Ltd
Priority date: 1995-03-24
Filing date: 1996-03-15
Publication date: 2000-03-09
Anticipated expiration: 2016-03-16
Also published as: EP0733417A1; DE69617298D1; KR100380131B1; CA2172429A1; DE69617298T2; BR9601107A; EP0733418A1; AU702149B2; CA2172429C; AU4826296A; GB2299288A; ATE181860T1; ATE209542T1; JP3856865B2; CA2172430C; KR960034764A; BR9601108A; US5634264A; GB9505994D0; CN1140111A

Description

Die Erfindung betrifft eine Nietvorrichtung derjenigen Art, mittels derer eine Vielzahl rohrförmiger Blindniete nacheinander dadurch gesetzt werden können, daß durch die Bohrung jedes der Niete nacheinander ein vergrößerter Kopf eines Nietdorns gezogen wird, während der Niet durch einen Anschlag gehalten ist.
Derartige Niete sind allgemein bekannt und unter den eingetragenen Marken CHOBERT und BRIV überall erhältlich.
Insbesondere betrifft die Erfindung Nietvorrichtungen derjenigen Art, bei welcher ein langgestreckter Dorn mit einem vergrößerten Kopf an einem Ende und welcher mit einer Vielzahl von eine Nietsäule auf dem Dorn bildenden Nieten geladen ist, durch eine Greifeinrichtung an oder nahe dem vom Kopfende entfernt liegenden Ende gegriffen ist und bezüglich eines Anschlags oder Gegenhalter durch eine relative Hin- und Herbewegung zwischen den Greifeinrichtungen und dem Gegenhalter hin- und herbewegt wird, wobei die Niete in der Säule längs des Dorns vorwärts gefördert werden, so daß der vorne liegende Niet der dem Dornkopf am nächsten liegt, zwischen dem Kopf des Dorns und dem Gegenhalter angeordnet wird und anschließend dadurch gesetzt werden kann, daß der Dorn bezüglich des Gegenhalters nach hinten bewegt wird, um dadurch den Kopf des Dorns durch die Bohrung des Niets zu ziehen, während der Niet durch den Gegenhalter gehalten ist. Eine derartige Vorrich tung wird im folgenden als "Nietvorrichtung der definierten Art" bezeichnet.
Der Gegenhalter ist üblicherweise durch ein Mundstück gebildet, welches Klauen enthält, zwischen denen sich der Dorn erstreckt und welche voneinander trennbar sind, um es zu ermöglichen, daß Niete, welche längs des Dorns nach vorne gefördert werden zwischen ihnen hindurch gelangen, wobei die Klauen federvorgespannt sind, um aufeinander hinter einem vorgeschobenen Niet, welcher vor die Klauen gelangt ist, zu schließen, und eine Rückwärtsbewegung des vorgeschobenen Niets zu widerstehen. Ein Beispiel einer derartigen Nietvorrichtung ist in der GB 1 183 049 beschrieben.
Derartige Nietvorrichtungen sind allgemein bekannt und werden in der mechanischen Fertigungsindustrie häufig verwendet und sind allgemein unter den Bezeichnungen AVDEL 717 Serien, AVDEL 727 Serien und AVDEL 753 Serien (AVDEL ist eine eingetragene Marke) erhältlich.
Wie bereits erwähnt ist auf dem Dorn eine Säule aus Nieten angeordnet. Typischerweise umfaßt die Säule etwa 50 Niete, was von der Länge des einzelnen Niets abhängt. Wenn sämtliche Niete auf dem Dorn gesetzt wurden, muß die Verwendung der Vorrichtung zeitweilig unterbrochen werden, während der Dorn aus der Vorrichtung entfernt mit einer neuen Nietsäule geladen und anschließend wieder in die Vorrichtung eingesetzt wird.
Üblicherweise enthält eine derartige Nietvorrichtung pneumatisch betriebene Einrichtungen zum fördern der Niete vorwärts längs des Dorns. Falls nach dem Wiederladen der Vorrichtung mit einem Dorn in der oben erwähnten Weise die Nietfördereinrichtung betätigt wird, jedoch die Greifeinrichtung den Dorn nicht greift, ist es möglich, daß der Dorn und die darauf angeordneten Niete unter Kraft aus dem Werkzeug ausgestoßen werden, welches für die Bedienungsperson gefährlich sein könnte und außerdem Anlagen in der Umgebung beschädigen könnte.
Die verschiedensten Lösungen dieses Problems wurden bereits vorgeschlagen. Das US-Patent Nr. 3 557 597 (Heslop et al) beschreibt eine derartige Vorrichtung, in welcher die Nietfördereinrichtung und die Dorngreifeinrichtung pneumatisch betätigt sind und der gemeinsamen Steuerung eines einzelnen manuell betätigten Ventils unterliegen. Eine Außerbetriebsetzeinrichtung ist durch ein getrenntes Auslaßventil gebildet, welches automatisch geöffnet wird, um die Luftzufuhr für die Nietfördereinrichtung zur Atmosphäre zu entlasten, falls ein Dorn nicht durch die Dorngreifeinrichtung gegriffen ist. Das US-Patent 5 390 524 (Higgs) schlägt zwei getrennte manuell betätigte Ventile vor, um die Luftzufuhr zu der Dorngreifeinrichtung und zu der Nietfördereinrichtung zu steuern, wobei die beiden Ventile mechanisch miteinander verriegelt sind.
Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Lösung dieses Problems vorzuschlagen.
Nach einem ihrer Gesichtspunkte wird durch die Erfindung eine Nietvorrichtung der definierten Art geschaffen, welche eine pneumatisch betätigte Nietfördereinrichtung zum Fördern der Niete nach vorne längs des Dorns und eine Ventileinrichtung zum Abschalten der Luftzufuhr zu der Nietfördereinrichtung um diese außer Betrieb zu setzen, einschließt, bei welcher die Ventileinrichtung auf die Anwesenheit oder Abwesenheit eines Dorns in der Greifeinrichtung anspricht, und die Ventileinrichtung in Abwesenheit eines Dorns geschlossen und lediglich in Anwesenheit eines Dorns geöffnet ist.
Eine spezielle Ausführungsform der Erfindung wird nun im folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die skizzenhaften Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 ein in der Hand gehaltenes hydropneumatisches Nietsetzwerkzeug, dessen Außengehäuse in der Schnittansicht dargestellt ist und die inneren Anordnungen in Umrissen, die elektrischen Leitungen schematisch in dünnen Linien und die pneumatischen Leitungen schematisch in dicken Linien dargestellt sind;
Fig. 2A und 2B Schnittansichten der hydraulischen Kolben- und Zylinderanordnung zum Zurückziehen des Dorns in der vorderen bzw. der hinteren Position.
Fig. 3A und 3B die Klauen des Gegenhalters im Mundstück und die pneumatisch betriebene Öffnungseinrichtung des Gegenhalters, wobei die Mundstücksklauen in der geschlossenen bzw. der geöffneten Stellung dargestellt sind.
Fig. 4A, 4B und 4C Schnittansichten einer Anordnung, welche die Dorngreifeinrichtung, die Nietfördereinrichtung, die Dornortungseinrichtung und die Nietförderverhinderungseinrichtung umfaßt, wobei Fig. 4A die Greifeinrichtung zum Greifen eines Dorns geschlossen, Fig. 4B die Greifeinrichtung zum Freigeben des Dorns geöffnet und Fig. 4C die Greifeinrichtung leer mit keinem eingeführten Dorn zeigt;
Fig. 4D eine Ansicht ähnlich Fig. 4C, welche jedoch eine abgewandelte Form der Dornortungseinrichtung zeigt;
Fig. 5 eine schematische Darstellung des pneumatischen Schaltungsdiagramms der Vorrichtung einschließlich des Steuersystems und die
Fig. 6A und 6B schematisch die elektrische Schaltung des Steuersystems.
Die Nietvorrichtung dieses Ausführungsbeispiels umfaßt zwei Haupteinheiten, nämlich ein in der Hand gehaltenes Nietwerkzeug und einen Geräteschrank 12, an welchen dieses mittels zwei flexiblen Mehrwegeleitungen angeschlossen ist, nämlich eine pneumatische Mehrwegeleitung 13 und eine elektrische Mehrwegeleitung 14. Die Dornrückzieheinrichtung in dem Werkzeug ist hydraulisch betätigt und das Werkzeug ist folglich ferner mittels eines Hydraulikschlauchs 15 an einen hydropneumatischen Verstärker angeschlossen, welcher pneumatisch betätigt ist.
Das Handwerkzeug 11 enthält sämtliche mechanischen Teile der Nietsetzvorrichtung zusammen mit einigen Teilen des hydraulischen Systems und des pneumatischen und elektrischen Steuersystems; diese sind an den Rest des Steuersystems angeschlossen, welches in dem Geräteschrank 12 aufgenommen ist und zwar durch die Mehrwegeleitungen 13 und 14.
Das Handwerkzeug 11 weist verschiedene in ein Gehäuse eingebaute Teile auf, welches im wesentlichen aus einem zylindrischen Gehäuseteil 16, einem Pistolengriff 17 und einem nach vorne vorstehenden Außenlauf 18 besteht. Am Vorderende des Laufes 18 ist eine Mundstücksklauenanordnung 19 montiert. Im Inneren des Werkzeugs erstreckt sich ein innerer feststehender Lauf 21, welcher an der vorderen Endwandung 22 des Gehäuses 16 befestigt ist. Auf der Außenseite dieses inneren Laufes 21 ist ein hinterer Lauf 23 montiert, welcher bezüglich des inneren Laufes 21 beschränkt hin- und herbeweglich ist. Am hinteren Ende des hinteren Laufes 23 ist die Dorngreifeinrichtung in Form einer hinteren Klauenanordnung 24 montiert.
Das Vorderende des hinteren Laufs 23 ist an einen Ringkolben 25 angeschlossen, welcher das Hinterende eines hydraulischen Folgezylinderraums 26 abdichtet. Dieser hydraulische Folgezylinder 26 ist über einen Hydraulikanschluß 27 an den Hydraulikschlauch 15 und folglich an den Hydraulikverstärker 20 angeschlossen. Die Kolbenzylinderanordnung 25, 26 liefert die Antriebseinrichtung zum Zurückziehen der Dorngreifeinrichtung.
Die Mundstücksklauenanordnung 19 ist an dem Vorderende des inneren Laufes 21 montiert. Im wesentlichen besteht diese aus zwei Klauen 28, 28. Die Klauen sind durch eine Feder 31 nach hinten in einen Halter gedrückt und die Form des Halters und der Klauen ist derart, daß der nach hinten gerichtete Druck der Feder die Vorderenden der Klauen zusammendrückt (Fig. 3A). Im geschlossen Zustand arbeiten die vorderen Endflächen der beiden Klauen zusammen, um einen ringförmigen Anschlag oder Gegenhalter 32 zu bilden. Die Klauen können gegen den Druck der Feder 31 durch einen vordersten Niet 40 geöffnet werden, welche durch sie durch die Nietfördereinrichtung nach vorne hindurchgedrückt wird.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine kraftgetriebene Öffnungseinrichtung (P2.3 Fig. 5) zum Öffnen der Klauen gegen den Druck der Feder 31 vorgesehen. Für jede der Klauen 28 weist diese eine Kugel 33 auf, welche gegen die Außenseite des Hinterendes der Klaue anliegt und einen sich verjüngenden Nocken 34, der in dem Gehäuse 35 der Klauenanordnung montiert ist und in begrenztem Maße hin- und herbeweglich ist. Das Gehäuse 35 der Klauenanordnung kann gegen den Druck einer Feder 36 nach vorne bewegt werden und zwar mittels pneumatischen Drucks, welcher auf den Ringraum 37 dahinter aufgebracht wird. Druckluft wird in diesem Raum durch Bohrungen 38 eingespeist. Dies drückt die Nocken 34 nach vorne, wodurch die Kugeln 33 nach innen gedrückt werden, und somit die Klauen ausreichend weit voneinander geöffnet werden, um einen ausreichenden Zwischenraum für Niete auf einem Dorn zu bilden, wie dies in Fig. 3B gezeigt ist. Die Bohrungen 38 stehen über Bohrungen und Leitungen (nicht dargestellt) mit einem Pneumatikanschluß 39 auf der Hinterseite der Vorderwandung 22 des Gehäuses in Verbindung. Dieser Anschluß ist an eine Luftleitung 41 angeschlossen, welche durch die pneumatische Mehrwegeleitung L3 zu dem Geräteschrank 12 läuft.
Einrichtungen zum Erfassen der Öffnungsstellung der Mundstücksklauen sind durch einen Luftdrucksensor PSE2 gebildet, der an die Luftleitung 21 zum Öffnen der Mundstücksklauen angeschlossen ist. Wenn dieser Detektor anzeigt, daß ein ausreichender Luftdruck in der Leitung 41 vorliegt, um die Mundstücksklauen 28, 28 zu öffnen, schließt der Sensor einen elektrischen Schalter und erzeugt ein elektrisches Signal zu einem elektrischen Anschluß 42 welcher durch die elektrische Mehrwegeleitung 14 zum Geräteschrank läuft.
Eine Einrichtung zum Steuern der Luftzufuhr zum Öffnen und schließen der Mundstücksklauen ist durch ein Solenoid betätigtes Ventil P1.3 (Fig. 5) gesteuert, welches durch den Solenoid SOL3 (Fig. 5 und 6A) betätigt wird. Der Solenoid SOL3 wird durch einen elektronischen programmierbaren logischen Controller PLC gesteuert, welcher derart programmiert ist, daß er sämtliche Funktionen der Nietvorrichtung in Abhängigkeit von elektrischen Eingangssignalen von verschiedenen Schaltern steuert, welche sowohl Detektoren zum Überprüfen der korrekten Betätigung der verschiedenen Teile der Vorrichtung und manuell betätigbare Schalter zum Auslösen verschiedener Phasen oder Arbeitsmodi der Vorrichtung einschließt. Die Betätigung des Solenoids SOL3 wird durch den programmierbaren logischen Controller PLC in Abhängigkeit unter anderem von einem manuellen Druckknopfschalter PB4 gesteuert.
Der zuvor erwähnte Luftdrucksensor PSE2 ist somit ebenfalls mit dem Controller PLC verbunden, welcher derart programmiert ist, daß falls nicht der Druckdetektor PSE 2 anzeigt, daß die Mundstücksklauen nicht betätigt und folglich in der geschlossenen Stellung befindlich sind (Fig. 3A) der Controller PLC den Solenoid SOL2 (Fig. 5 und 6A) nicht betätigen wird, welcher das pneumatische Ventil P1.4 steuert, welches seinerseits die Betätigung des Pneumatikhydraulikverstärkers 20 steuert. Somit ist eine rückwärts gerichtete Bewegung des Dorns 30 verhindert, es sei denn, die Mundstücksklauen 28 sind in der geschlossen Stellung.
Die zuvor erwähnte Dorngreif- und Rückzieheinrichtung umfaßt die hintere Klauenanordnung 24 (Fig. 4A, 4B und 4C) und die Kolbenzylinderanordnung 25, 26 (Fig. 2A und 2B). Die hintere Klauenanordnung 24 ist in dieser Art Werkzeug gebräuchlich und umfaßt ein Paar aus gehärtetem Stahl bestehendere hinterer Greifklauen 43, welche in einem Klauenträger 45 angeordnet sind, wobei die Außenflächen der Greifklauen abgeschrägt sind und mit einer sich verjüngenden Hülse 44 zusammenarbeiten. Der Klauenträger 45 ist in Richtung des Dorns 30 (d. h. in der Ansicht der Fig. 4A, 4B und 4C nach links) nach vorne in Richtung des Dorns mittels einer pneumatischen Schließeinrichtung P2.1 für die hinteren Klauen gedrückt, welche einen Kolben 46 der in einen Zlyinder 47 gleitet, umfaßt. Wenn Luftdruck auf die Hinterseite des Kolbens 46 über einen Anschluß 48, an welchen die Luftleitung 51 der hinteren Klauen angeschlossen ist, aufgebracht wird, wird der Klauenträger 45 nach vorne gedrückt, um die hinteren Klauen 43 auf den Dorn 30 in der vorbeschriebenen Weise zu schließen. Wenn der Luftdruck von der Hinterseite des Kolbens 46 entlastet wird, drückt eine Feder 49 den Klauenträger 45 nach hinten und löst somit die hinteren Klauen 43 von dem Dorn.
Griffassungseinrichtungen zum Erfassen wenn die hinteren Klauen in ihre Dorngreifposition betätigt sind, sind durch einen Drucksensor PSE 1 gebildet, welche im Inneren des Werkzeuggehäuses 16 montiert und an die Luftleitung 51 für die hinteren Klauen angeschlossen ist. Nur wenn der Detektor PSE 1 einen Luftdruck erfaßt, welcher ausreicht, um die hinteren Klauen in Eingriff mit dem Dorn zu halten, sendet dieser ein elektrisches Signal zu dem Controller PLC. Falls der Controller PLC dieses Signal nicht empfängt, wird er eine Betätigung des Ventils P.1.4 des Hydraulikverstärkers verhindern, und somit ein Zurückziehen der Dornzugeinrichtung 25, 26 ebenfalls verhindern.
Die Vorrichtung dieses Ausführungsbeispiels ist ferner mit einer Dornortungseinrichtung versehen, um in Axialrichtung einen Dorn in dem Werkzeug zu ordnen. Der Vorteil dies tun zu können liegt darin, daß der Kopf des Dorns genau bezüglich des Gegenhalters der Mundstücksklauen zu positionieren, so daß der Raum zwischen dem Dornkopf 50 und dem Gegenhalter entsprechend der Länge der zu setzenden Niete richtig ist. Falls der Raum zu groß ist, wird ein Teil des Hubs beim Betätigen der Dornzieheinrichtung verschwendet, um den Dornkopf in Berührung mit dem Niet zu bringen. Ein Vermeiden dieser Zeitverschwendung und Energieverschwendung ist von Vorteil.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Dornortungseinrichtung zum Orten der Axialposition des hinteren oder Schwanzendes eines Dorns von bekannter vorbestimmter Länge durch einen beweglichen Anschlagteil 52 (in Form eines Kolbens welcher zum großen Teil hohl ist um Gewicht zu sparen) in Kombination mit einem zweiten Anschlagsteil 53 gebildet. Der zweite Anschlagsteil 53 ist durch den zentralen Abschnitt der hinteren Endwandung des Schließkolbens 46 der hinteren Klauen gebildet. Wenn die hinteren Klauen 43 geöffnet sind (Fig. 4B) um das Einführen eines Dorns zwischen ihnen zu gestatten, wird der Kolben 46 durch die Feder 49 nach hinten gedrückt, so daß er in Berührung mit einem dritten Anschlagsteil 54 gelangt, welcher in festgelegter Lage bezüglich des Gegenhalters der Mundstücksklauen befindlich ist, wenn die Dornzieheinrichtung in der vorderen Stellung bezüglich des Gegenhalters der Mundstücksklauen befindlich ist. Der dritte Anschlagsteil ist durch die hintere Wandung des Schließzylinders 47 der hinteren Klauen gebildet.
Der dritte Anschlagsteil 54 bildet die hintere Endwandung des Zylinders 47 und ist durch einen Sicherungsring 64 an seinem Einbauort gehalten. Um einen nicht autorisierten Zugriff zu dem Sicherungsring zu unterbinden, ist eine Endschutzplatte 65 vorgesehen, welche an dem Bauteil 54 durch eine Schraube 66 befestigt ist. Ein anfängliches Lösen und Entfernen der Befestigungsschraube 66 gewährleistet ein sicheres Entlasten jeglichen Luftdrucks in dem Zylinder 47, ehe der Sicherungsring 64 entfernt werden kann.
Das Werkzeug dieses Ausführungsbeispiels ist ferner mit einer pneumatisch betriebenen Nietfördereinrichtung P2.2 bekannter Art versehen, wie diese beispielsweise in der GB 1 183 049 beschrieben ist. Ein Kolben 55 (Fig. 4A) welcher eine zentrale Bohrung aufweist, durch welche sich der Dorn erstreckt, weist vor sich einen Schraubenfederpuffer 56 auf, der in Berührung mit dem hintersten Niet in der Säule von Nieten auf dem Dorn steht. Der Kolben ist in Gleitpassung in der inneren feststehenden Wandung 21 angeordnet. Druckluft wird auf die Hinterseite des Kolben 55 mittels der Nietförderluftleitung 57, einem Anschluß 58 an den Zylinder 47 der hinteren Klauen und zweckdienlichen Ausschnitten und Ausnehmungen in den Teilen innerhalb des letzteren zugeführt, wie dies aus den Fig. 4A, 4B und 4C ersichtlich ist. Die Luftzufuhr für die Nietförderung erfolgt um und längs der Außenseite des beweglichen Anschlagsteils 52 und anschließend an den Klauen 43 vorbei.
Die Vorderseite des beweglichen Anschlagsteils 52 ist mit einer ringförmigen O-Ring-Dichtung 59 an ihrem Vorderende versehen, welche mit einer Ringschulter 61 zusammenarbeitet, die einen Ventilsitz für die Dichtung 59 bildet. Der bewegliche Anschlagsteil 52 ist durch den Luftdruck für die Nietförderung der hinter ihm aufgebracht wird nach vorne gedrückt. In Abwesenheit eines Dorns welcher in Berührung mit der Vorderseite des Anschlagsteils 52 steht und diesen nach hinten drückt, drückt der Luftdruck den beweglichen Anschlagsteil 52 nach vorne so daß die Dichtung 59 mit dem Sitz 61 in Berührung gelangt. Dies verhindert den Durchgang von für die Nietförderung gedachter Druckluft auf die Vorderseite des Sitzes 61 in Richtung des Nietförderkolbens 55 (wie in Fig. 4C gezeigt).
Folglich wird in Abwesenheit eines Dorns welcher sich zwischen die hinteren Klauen 43 und nach hinten über diese hinaus erstreckt und den beweglichen Anschlagsteil 52 nach hinten zum Öffnen der Ventile 59 und 61 drückt, die Luftzufuhr von dem Nietförderkolben 55 abgeschaltet.
Die Luftzufuhr zum Fördern der Niete zu der Nietförderlüftleitung 57 ist durch ein Ventil P1.2 (Fig. 5) gesteuert, welches durch einen Solenoid SOL4 (Fig. 5) betätigt wird. Die Luftleitung leitet Luft zu dem Ventil P1.2 um den Druck der auf die Nietfördereinrichtung aufgebrachten Druck einzustellen.
Die Nietvorrichtung dieses Ausführungsbeispiels ist ferner mit einer Einrichtung versehen, um eine Betätigung der Vorrichtung zu verhindern, falls der Luftdruck zur Betätigung der Fördereinrichtung nicht innerhalb vorbestimmter Grenzen liegt. Diese hat die Form eines Nietförderluftdrucksensors PSE3 (Fig. I und 6B) welche innerhalb des Werkzeuggehäuses 16 montiert ist und mit der Nietförderluftleitung 57 verbunden ist. Dieser Sensor ist ferner mittels einer elektrischen Leitung 62 mit dem Controller PLC verbunden. Wenn der Sensor PSE3 einen Nietförderluftdruck erfaßt welcher zwischen vorbestimmten Grenzwerten liegt (welche diejenigen sind, innerhalb derer die Nietfördereinrichtung zufriedenstellend betrieben wird) sendet er ein elektrisches Signal zu dem Controller PLC. Solange wie der Controller PLC dieses Signal empfängt, läßt er eine weitere Betätigung der Nietfördereinrichtung zu (vorausgesetzt, daß keine anderen Eingangssignale oder fehlende Signale zum Verhindern des Betriebs empfangen werden). Falls der Nietförderluftdruck die vorbestimmten Grenzwerte verläßt, hört der Sensor PSE3 auf, ein elektrisches Signal zum Controller PLC zu schicken. Der Controller PLC betätigt dann den Solenoid zu L2, um das hydropneumatische Verstärkerventil P1.4 zu schließen und eine Betätigung des Ziehkolbens 14 des Dorns zu verhindern.
Bei vorher bekannten handgehaltenen Nietsetzwerkzeugen der definierten Art, welche hydraulisch betrieben sind und einen entfernt liegenden Pneumatikhydraulikverstärker enthalten, war soweit dies dem Anmelder bekannt ist, der Betätigungsabzug an dem handgehaltenen Werkzeug ein pneumatisches Ventil zum Steuern des Verstärkers mittels einer pneumatischen Signalleitung. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Abzugsschalter jedoch ein elektrischer Schalter PB3 (Fig. 1 und 6B). Dieser ist mittels einer elektrischen Signalleitung 63 mit dem Controller PLC verbunden. Wenn der Abzug gedrückt wird, schließt der Schalter PB3 und das längs der Leitung 63 geschickte elektrische Signal bewirkt, daß der Controller PLC den Solenoid SOL2 betätigt und folglich den Pneumatikhydraulikverstärker 20 betätigt, so daß die Dornzieheinrichtung betätigt wird und der Niet gesetzt wird. Es soll hervorgehoben werden, daß der Controller PLC derart program miert ist, daß er den Solenoid SOL2 lediglich dann betätigt, wenn die verschiedenen Sensoren, welche den Zustand der verschiedenen Teile der Setzvorrichtung in der zuvor beschriebenen Weise überwachen, anzeigen, daß die verschiedenen Teile der Setzvorrichtung und die verschiedenen Luftdrücke zweckdienlich sind, um eine sichere Betätigung des Nietsetzwerkzeuges zu gestalten.
Die Nietvorrichtung dieses Ausführungsbeispiels schließt das durch den Controller PLC und die dazugehörigen Komponenten gebildete Kontrollsystem ein und ist derart angeordnet, daß das Nietwerkzeug betätigt werden kann, um das Entfernen eines Dorns (und irgendwelcher Nieten die darauf verbleiben) und das Setzen durch einen mit Nieten geladenen Dorn zu gestatten und anschließend zu schließen, um den neuen Dorn zu greifen und dies so schnell als möglich. Dies hilft, die Länge der Unterbrechungszeit beim Betrieb der Vorrichtung aufgrund der Notwendigkeit des Wiederladens des Werkzeugs zu verringern.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine gemeinsame Betätigungseinrichtung zum Betätigen sowohl des Öffnens als auch des anschließenden Schließens des Werkzeugs vorgesehen. Aufeinanderfolgende Betätigungen der Betätigungseinrichtung durch die Bedienungsperson öffnen und schließen das Werkzeug abwechselnd. Die gemeinsame Betätigungseinrichtung ist durch einen elektrischen Druckknopfschalter PB4 (Fig. 1 und 6B) gebildet. Dieser Schalter ist auf dem oberen Teil der hinteren Hälfte des zylindrischen Gehäuses des Werkzeugs montiert, wo er zweckdienlich durch die andere Hand einer Bedienungsperson, welche den Pistolengriff 17 des Werkzeugs in einer Hand hält, betätigt werden kann. Alternativ kann der Druckknopfschalter PB4 am Oberende des Pistolengriffs 17 auf einer der beiden Seiten montiert werden kann, wie dies zweckdienlich ist, so daß er durch die gleiche Hand betätigt werden kann, mit welcher die Bedienungsperson den Pistolengriff hält. Der Schalter PB4 ist mittels einer elektrischen Leitung 63 mit dem Controller PLC verbunden. Der Controller PLC ist derart ausgebildet, daß er die verschiedenen Teile des Werkzeugs zweckdienlich steuert, um das Werkzeug zu öffnen; falls dieses geschlossen ist, und einen Dorn (die "Entladefunktion") zu halten, oder das Werkzeug zu schließen, falls es geöffnet ist (die "Ladefunktion").
Folglich, falls das Werkzeug einen Dorn hält, der unzureichend Niet enthält und die Bedienungsperson das Werkzeug entladen möchte, drückt die Bedienungsperson den Schalter PB4 und der Controller PLC bewirkt, daß die folgenden Aktionen nacheinander folgen:
1. Der Solenoid SLO4 wird entregt und schließt das pneumatische Ventil P1.2 und schaltet somit die Nietförderluftzufuhr ab;
2. Eine Zeitverzögerung von etwa 0,5 Sekunden folgt;
3. Der Solenoid SOL3 wird erregt und öffnet das pneumatische Ventil P1.3, so daß Luftzufuhr zu dem Betätigungsorgan P2.3 der Mundstücksklauen erfolgt und die Mundstücksklauen öffnen;
4. Der Solenoid SOL1 wird erregt und schließt das Pneumatikventil P1.1 und deaktiviert die Betätigungseinrichtung P2..1 der hinteren Greifklauen, so daß die hinteren Greifklauen öffnen und das Hinterende des Dorns freigeben.
Die Bedienungsperson kann dann das Kopfende des Dorns greifen und diesen zusammen mit irgendwelchen Nieten die auf ihm verbleiben, mit leichtem Durchgang durch die offenen Klauen 28, 28 des Mundstücks entfernen. Die Bedienungsperson führt einen vollständig geladenen Dorn mit dem Hinterende zuerst durch die offenen Mundstücksklauen ein, bis dessen Hinterende in die hinteren geöffneten Klauen 43, 43 eindringt, den beweglichen Anschlagsteil 52 berührt und diesen gegen die hintere Endwandung 53 in der zuvor beschriebenen Weise drückt. Die Bedienungsperson drückt dann den Schalter PB4 erneut. Der Controller PLC bewirkt, daß die folgenden Aktionen nacheinander erfolgen:
1. der Solenoid SOL 1 wird entregt und schließt somit das Ventil P1.1 und aktiviert die Greifbetätigungseinrichtung P2.1 der hinteren Klauen, so daß die hinteren Klauen schließen und das Hinterende des Zugdorns greifen;
2. eine Zeitverzögerung von etwa 0,2 Sekunden erfolgt;
3. der Solenoid SOL4 wird erregt und öffnet das Pneumatikventil P1.2, so daß die Nietförderluft angeschaltet wird;
4. eine Zeitverzögerung von etwa 0,5 Sekunden tritt auf;
5. der Solenoid SOL3 wird entregt und schließt das Pneumatikventil P1.3 so daß die Luftzufuhr zu dem Betätigungsorgan der Mundstücksklauen P2.3 abgeschaltet wird und die Mundstücksklauen schließen.
Das Nietsetzwerkzeug ist dann für eine Betätigung wieder bereit. Es wird angenommen, daß unter Verwendung des beschrie benen Systems eine ausgebildete Bedienungsperson das Werkzeug öffnen, einen Dorn entfernen und diesen durch einen neuen geladenen Dorn ersetzen, das Werkzeug schließen und zum Nieten wieder bereit sein kann und dies in einem Zeitraum von lediglich etwa 6 Sekunden.
Die Nietvorrichtung dieses Ausführungsbeispiels ist ferner mit einem "Einschalt"-Druckknopfschalter PB2 und einem "Ausschalt"-Druckknopfschalter PB1 versehen, welche verwendet werden, wenn das ganze System eingeschaltet bzw. ausgeschaltet am Beginn und Ende des Betriebes wird. Somit betätigt die Betätigung des "Ein"-Schalters PB2 den Controller PLC, damit in Aufeinanderfolge Folgendes auftritt: Schließen der hinteren Klauen 43; eine Zeitverzögerung von 0,5 Sekunden; Schließen der Mundstücksklauen 28, 28; und Betätigung der Nietfördereinrichtung P2.2.
Ähnlich betätigt eine Betätigung des "Aus"-Schalters PB1 den Controller PLC, daß dieser für die Folge der Vorgänge sorgt: Schließen der hinteren Klauen 43, 43 (wenn diese zu diesem Zeitpunkt nicht bereits geschlossen sind); Schließen der Mundstücksklauen 28, 28 (falls diese nicht bereits geschlossen sind); und Entregung der Nietfördereinrichtung P 2.2.
Folglich kann der "Aus"-Schalter betätigt werden, wenn das Werkzeug entweder geladen (d. h. einen Dorn enthält) oder Entladen (d. h. keinen Dorn enthält) ist.
Das System dieses Ausführungsbeispiels ist ferner mit einem "Nothalt"-Druckknopfschalter PB 5 versehen. Eine Betätigung dieses Schalters bewirkt, daß die Vorrichtung umgehend stoppt, wobei jedoch die hinteren Klauen weiterhin den Dorn greifen. Ein "Nothaltrückstell"-Druckknopfschalter PB 5 ist ferner vorgesehen, durch dessen Betätigung das System für eine fortgesetzte Betriebsweise rückgestellt wird.
Wie zuvor erwähnt ist Fig. 5 ein schematisches Schaltungsdiagramm der pneumatischen Schaltung der Vorrichtung. Fig. 6A und 6B sind schematische Schaltungsdiagramme der elektrischen Schaltung der Vorrichtung, wobei Fig. 6A die mit der Ausgangsseite des Controllers PLC verbunden Schaltungen und Fig. 6B die mit der Eingangsseite des Controllers verbunden Schaltungen zeigt.
Die verschiedenen Bezugszeichen und Schaltungselemente auf welche diese sich beziehen, sind wie folgt:

PNEUMATISCHE SCHALTUNGEN

SYMBOL BESCHREIBUNG
P1.1 Ventil (normalerweise offen) der hinteren Klauen
P1.2 Läuferventil (normalerweise geschlossen)
P1.3 Mundstücksklauenventil (normalerweise geschlossen)
P1.4 Verstärkerventil (normalerweise geschlossen)
P1.11 Rückschlagventil
P1.21 Luftläuferregulator
P1.41 724 Verstärkerventil
P2.1 Hintere Klauen
P2.2 Luftläufer
P2.3 Mundstücksklauen
P2.11 Drucksensor hintere Klauen
P2.21 Luftläuferdrucksensor
P2.31 Mundstücksklauendrucksensor
P3.1 Mehrfachanschluß
P3.2 Mehrfachanschluß

ELEKTRISCHE SCHALTUNGEN

SYMBOL BESCHREIBUNG
PLC Programmierbarer logischer Controller
CTL1 Steuerrelais
CTL2 Steuerrelais (PNOZ5)
F1 bis F4 Sicherungen
L1 bis L2 Lampen
PB1 Steuerung aus
PB2 Steuerung ein
PB3 Abzug
PB4 Laden/Entladen
PB5 Nothalt
PB6 Nothaltrückstellsteuerung
SOL1 Solenoid hintere Klauen
SOL2 Verstärkersolenoid
SOL3 Solenoidmundstücksklauen
SOL4 Luftläufersolenoid
PSE1 Drucksensor hintere Klauen
PSE2 Drucksensor Mundstücksklauen
PSE3 Nietförderdrucksensor
PSE4 Nietförderdrucksensor (oberer Grenzwert)
Die verschiedenen Bezugszeichen die für mechanische Teile des Systems Verwendung gefunden haben sind wie folgt: LISTE DER MECHANISCHEN TEILE
Fig. 4D zeigt abgewandelte Form der Dornortungseinrichtung welche verstellbar ist. Der zweite Anschlagteil 53 enthält einen verstellbaren Anschlagstift 67, welcher in Richtung des beweglichen Anschlags 52 nach vorne vorsteht, so daß das Hinterende des beweglichen Anschlags 52 das Vorderende des Stiftes 67 berührt. Der Stift 67 steht bei 69 mit dem zweiten Anschlagsteil 53 in gewindemäßigem Eingriff, so daß die axiale Stellung des Stiftes 67 bezüglich des Anschlagsteils 53 ver stellbar ist. Eine Drehung des Stiftes 67 bezüglich des Anschlagsteils 53 wird dadurch erreicht, daß die hintere Endkappe 68 des Werkzeugs abgenommen wird und die Befestigungsschraube 66 aufgeschraubt wird. Hierdurch ist ein Zugang zum Hinterende des Stiftes 67 möglich, welcher mit einer sechseckigen Ausnehmung 71 versehen ist, so daß der Stift 67 mittels eines sechseckigen Schlüssels gedreht werden kann, um seine Längsposition zu verändern. Um eine Drehung des Anschlagsteils 53 zu verhindern, wenn diese Einstellung vorgenommen wird, sind die Querschnittsformen der Außenseite des hinteren Teils des Anschlagsteils 53 und der Innenseite des dritten Anschlagsteils, in welchem dieser aufgenommen ist, nicht kreisförmig beispielsweise quadratisch ausgebildet.
Die einstellbare Ortungseinrichtung für den Dorn ermöglicht es, einen Dorn vorbestimmter Länge mit Nieten unterschiedlicher Länge bei unterschiedlichen Produktionsläufen zu verwenden, wobei eine Gesamteinstellstrecke von 6 mm am einstellbaren Stift 67 verfügbar ist. Bei der Verwendung wird ein Dorn in das Werkzeug eingesetzt, bis er den einstellbaren Anschlag 52 erreicht. Die Mundstücksklauen werden dann geschlossen, wobei ein Probeniet zwischen dem Dornkopf und dem Gegenhalter liegt. Der Anschlag 67 wird eingestellt, während der Dorn in Berührung mit dem ersten Anschlagsteil 53 gehalten wird, bis die Länge des Niets genau den Raum zwischen dem Dornkopf und dem Gegenhalter füllt.
Alternativ oder selbstverständlich auch zusätzlich ermöglicht diese Einstellung die Verwendung eines Dorns geringfügig unterschiedlicher Länge.
Die Erfindung ist nicht auf die Einzelheiten der zuvor beschriebenen beispielhaften Ausführungsform beschränkt. Beispielsweise können die verschiedenen kraftangetriebenen Einrichtungen auch elektrisch (beispielsweise durch Verwendung von Solenoiden) oder hydraulisch betrieben werden anstelle pneumatisch betrieben zu sein.
Es wäre zusätzlich möglich, positive Sensoren in dem Steuersystem zu verwenden, um positiv zu gewährleisten, daß die verschiedenen mechanischen Elemente der Vorrichtung in den korrekten Positionen befindlich sind, ehe das Steuersystem einen fortgesetzten Betrieb der Vorrichtung erlaubt.
Die Luftdrucksensoren für die Nietfördereinrichtung und die Einrichtungen zu dem Betrieb der Mundstücksklauen können in dem Steuergeräteschrank angeordnet sein, so daß der Nietkopf des Werkzeuges kleiner und leichter ausgebildet werden kann.

Claims

1. Nietvorrichtung jener Art, bei der ein länglicher Dorn (30), der an einen Ende einen vergrößerten Kopf aufweist und mit mehreren röhrenförmigen Nieten (40), die auf den. Dorn eine Nietensäule bilden, geladen ist, an oder nahe dem von dem Kopf entfernten Ende durch ein Greifmittel (43) ergriffen und bezüglich einer Stoßstelle (32) durch eine hin- und hergehende Relativbewegung zwischen dem Greifmittel (43) und der Stoßstelle (32) hin- und herbewegt wird, wobei die Niete (40) in der Säule entlang dem Dorn (30) vorgeschoben werden, so daß der vorderste Niet, der dem Dornkopf am nächsten ist, zwischen dem Dornkopf und der Stoßstelle (32) positioniert ist und dann durch Bewegen des Dorns (30) nach hinten bezüglich der Stoßstelle (32) so gesetzt werden kann, daß der Kopf des Dorns durch die Bohrung des Niets (40) gezogen wird, während der Niet durch die Stoßstelle (32) gestützt wird;

wobei die Nietvorrichtung ein druckluftbetätigtes Nietvorschubmittel (55) zum Vorschieben der Niete (40) entlang dem Dorn (30) und ein Ventilmittel (P 1.2.) zum Sperren der Luftversorgung des Nietvorschubmittels (55), um dieses außer Betrieb zu setzen, enthält,

dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilmittel (P 1.2.) auf das Vorhandensein oder Fehlen eines Dorns (30) in dem Greifmittel (43) reagiert, wobei das Ventilmittel (P 1.2.) bei Fehlen eines Dorns (30) geschlossen wird und nur bei Vorhandensein eines Dorns (30) geöffnet wird.

2. Nietvorrichtung nach Anspruch 2, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilmittel durch die Luftversorgung des Ventilmittels (P.1.2.) in seine geschlossene Position gedrängt wird.

3. Nietvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, weiterhin gekennzeichnet durch ein Dornanordnungsmittel (52, 53, 54) zur axialen Anordnung eines Dorns (30) mit einer bekannten vorbestimmten Länge, wenn er in die Vorrichtung eingeführt wird, um dadurch den Kopf des Dorns (30) bezüglich der Stoßstelle (32) so zu positionieren, daß der Raum zwischen dem Dornkopf (50) und der Stoßstelle (32) der Lange jedes der auf dem Dorn geladenen Niete (40) angemessen sein kann.

4. Nietvorrichtung nach Anspruch 3, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß das Dornanordnungsmittel (52, 53, 54) durch die Kombination aus einem beweglichen ersten Anschlagglied (52) und einem zweiten Anschlagglied (53) bereitgestellt wird, wobei das bewegliche Anschlagglied (52) von dem Dorn (30) kontaktiert und dadurch in Kontakt mit dem zweiten Anschlagglied (53) gedrängt wird.

5. Nietvorrichtung nach Anspruch 4, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Anschlagglied (53) auch beweglich ist und daß ein drittes, befestigtes Anschlagglied (54) vorgesehen ist, das das zweite Anschlagglied (53) in eine vorbestimmte Position anordnet, wenn das Dorngreifmittel (43) zur Aufnahme eines darin eingeführten Dorns (30) geöffnet ist.

6. Nietvorrichtung nach Anspruch 4, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß das erste bewegliche Anschlagglied (52) das Ventilmittel (P 1.2.) bereitstellt, wobei das Ventilmittel geschlossen wird, wenn kein Dorn (30) mit dem beweglichen Anschlagglied (52) in Kontakt steht, und geöffnet wird, wenn das bewegliche Anschlagglied (52) durch den Dorn (30) in Kontakt mit dem zweiten Anschlagglied (53) gedrängt wird.

7. Nietvorrichtung nach Anspruch 3, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß das Dornanordnungsmittel (52, 53, 54) verstellbar ist.

8. Nietvorrichtung nach Anspruch 3, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß das Dornanordnungsmittel ein Anschlagglied (53) umfaßt, dessen Position verstellbar ist.

9. Nietvorrichtung nach Anspruch 4, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß der Teil des zweiten Anschlagglieds (53), der von dem beweglichen Anschlagglied (52) kontaktiert wird, bezüglich seiner Position (67) verstellbar ist.

10. Nietvorrichtung nach Anspruch 1, mit einem Mittel (P.1.1) zum Sperren der Rückwärtsbewegung des Greifmittels (43) bezüglich der Stoßstelle (32), weiterhin gekennzeichnet durch das Vorsehen eines Greiferfassungsmittels (P 2.11.) zur Erfassung, ob das Griefmittel (43) zum Ergreifen eines Dorns (30) betätigt ist oder nicht; und eines das Greiferfassungsmittel (P.2.11.) und das Ruckwärtsbewegungssperrmittel (P 1.1.) miteinander verbindenden Mittels, so daß, wenn das Erfassungsmittel (P.2.11.) erfaßt, daß das Greifmittel (43) nicht betätigt ist, das Sperrmittel (P 1.1.) die Ruckwärtsbewegung des Greifmittels (43) sperrt.

11. Nietvorrichtung nach Anspruch 10, bei der das Greifmittel (43) druckluftbetätigt ist, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß das, Greiferfassungsmittel (P2.11.) den an das Greifmittel (43) zu seiner Betätigung angelegten Luftdruck erfaßt.

12. Nietvorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin gekennzeichnet durch ein Vorrichtungsbetätigungssperrmittel (P.1.4.) zum Sperren der Betätigung der Nietvorrichtung (11), wenn der Luftdruck zur Betätigung des Nietvorschubmittels (55) auf der falschen Seite einer vorbestimmten Grenze liegt.

13. Nietvorrichtung nach Anspruch 12, weiterhin gekennzeichnet durch ein Vorrichtungsbetätigungssperrmittel (P.1.4.) zum Sperren der Betätigung der Nietvorrichtung (11), wenn der Luftdruck zur Betätigung des Nietvorschubmittels (55) unter einer vorbestimmten unteren Grenze liegt.

14. Nietvorrichtung nach Anspruch 12, weiterhin gekennzeichnet durch ein Vorrichtungsbetätigungssperrmittel (P1.4.) zum Sperren der Betätigung der Nietvorrichtung, wenn der Luftdruck zur Betätigung des Nietvorschubmittels (55) über einer vorbestimmten oberen Grenze liegt.

15. Nietvorrichtung nach Anspruch 12, weiterhin gekennzeichnet durch ein Vorrichtungsbetätigungssperrmittel (P.1.4.) zum Sperren der Betätigung der Nietvorrichtung (11), wenn der Luftdruck zur Betätigung des Nietvorschubmittels (55) nicht zwischen einer vorbestimmten unteren und oberen Grenze liegt.