DE69913914T2

DE69913914T2 - Steuerung des Arbeitszyklus eines Nietwerkzeuges

Info

Publication number: DE69913914T2
Application number: DE69913914T
Authority: DE
Inventors: Bill Marston Mills O'Connor; James M. Waterbury Bradbury
Original assignee: Newfrey LLC
Current assignee: Newfrey LLC
Priority date: 1998-10-21
Filing date: 1999-10-13
Publication date: 2004-08-19
Anticipated expiration: 2019-10-14
Also published as: ATE257050T1; US6240613B1; EP0995518A3; ES2212473T3; EP0995518B1; EP0995518A2; JP2000153334A; DE69913914D1

Description

Die Erfindung betrifft allgemein Nietmaschinen und insbesondere ein tragbares Nietsystem mit automatischer Beschickung zur selbsttätigen Zuführung von Nieten zu einem Setzwerkzeug und Verfahren zum Betreiben des Nietsystems.
Ein Blindniet umfasst einen rohrförmigen Nietkörper, in dem ein Dorn gehalten ist, der am schmalen Ende des Schafts ein Kopfteil aufweist, so dass der Niet beim Zurückziehen des Dorns in dem Niet gestaucht wird. Wenn beim Zurückziehen des Dorns eine vorbestimmte Kraft entgegenwirkt, bricht der Dorn ab. Eine mit Nieten dieser Art arbeitende Nietmaschine weist in der Regel ein Gehäuse auf, das an seiner Vorderseite mit einer Öffnung versehen ist, durch die der Nietdorn eingreift. Im Innern des Gehäuses befindet sich ein Spannfutter, das den Dorn eng umgreift, sowie ein Betätigungsmechanismus bzw. Ziehkopf, der das Spannfutter zurückzieht, wodurch der Niet gestaucht und der Dorn abgetrennt wird.
Bei Nietsetzmaschinen setzt die Bedienungsperson einen im Mundstück des Nietwerkzeugs gehaltenen Niet durch Betätigung eines Abzughebels. Der übrige, verbrauchte Dorn wird durch das Werkzeug gezogen und gelangt durch ein Auffangrohr in einen Sammelbehälter. Ein Näherungsschalter erfasst den verbrauchten Dorn, kurz bevor er in den Sammelbehälter gelangt.
Zum Setzen von Blindbefestigungselementen mit Zugkraft existiert bereits eine Vielzahl unterschiedlicher Werkzeugtypen, die sowohl von Hand als auch durch Kraftantrieb betätigt werden. Für die industrielle Produktion ist die Verwendung eines kraftbetriebenen Werkzeugs wünschenswert, das, eventuell unterstützt von Druckluft/Hydraulik oder elektrischem Strom, den Dornschaft zieht. Dadurch wird der Nietsetzvorgang erleichtert.
Die Automatisierung der Beschickung des Nietsetzwerkzeugs mit Nieten ist bereits bekannt, wie beispielsweise in der EP-A2-0 284 251 dargestellt. Der Vorgang wird von einer Steuereinheit gesteuert, welche die Signale verschiedener Sensoren erhält, die Nietplatzierungen, Mechanismusstellungen und Luftdruckbedingungen erkennen. Des weiteren ist bekannt, den Vorgang des Dornauffangs zu automatisieren, zum Beispiel nach der Lehre der U.S. Patentschrift Nr. 4 972 985 der gleichen Anmelderin. Der am häufigsten verwendete Weg der automatischen Nietenbeschickung und Entsorgung arbeitet mit hydraulisch oder pneumatisch angetriebenen Mechanismen, die Blindniete dem Nietwerkzeug zuführen und abgetrennte Dorne aus dem Werkzeug herausziehen.
Bei einem in der EP-A1-0 594 333 offenbarten Blindnietsetzwerkzeug wird die Last des Motors, der den Ziehkopf zwischen vollständig aus- und eingefahrenen Stellungen antreibt, überwacht. Wird der Ziehkopf zum Setzen eines Niets verschoben, wird die Motorrichtung geändert, wenn innerhalb einer kurzen Zeitspanne keine mittlere Last erkannt wird oder wenn nach Erkennen einer mittleren Last die erkannte Last auf einen Mindestwert sinkt. Wird der Ziehkopf in die entgegengesetzte Richtung verschoben, gelangt er in der vollständig ausgefahrenen Stellung zur Anlage an einem Anschlag, und das Erfassen einer mittleren Last bringt den Motor zum Stillstand.
In der EP-A1-0 738 551 ist ein Blindnietsetz-Prüfsystem offenbart, das überprüft, ob der Nietsetzvorgang akzeptiert werden kann. Das System weist ein fernverstärktes Nietsetzwerkzeug sowie entsprechende Computer-Hardware und -Software auf. Das Werkzeug enthält einen Verschiebungs-Signalgeber, der ein Verschiebungssignal erzeugt, sowie einen Drucksignalgeber, der ein Drucksignal erzeugt. Die Signalgeber sind mit dem Computer verbunden, der die unterschiedlichen Signale empfängt. Aus diesen Signalen wird eine Kurve gewonnen, in der die Verschiebung in Abhängigkeit vom Druck aufgetragen ist, und es wird damit die Geschwindigkeit der Bewegung eines Druckluftkolbens bestimmt, der auf das Nietsetzen mit Hydraulikdruck reagiert. Aus der Kombination der Daten aus dem Verlauf der Geschwindigkeit mit denen aus dem Verlauf der Verschiebung über dem Druck wird die Bruchlast erkannt und mit einem vorbestimmten Idealwert verglichen, woraus dann festgestellt wird, ob der Nietsetzvorgang akzeptiert werden kann. Die bei Bruch festgestellte Verschiebung wird um den Schlupf der Futterbacken und Versatz des Druckluftkolbens korrigiert.
Der Nachteil bekannter Vorrichtungen zur selbsttätigen Zuführung von Nieten zum Nietwerkzeug besteht im allgemeinen darin, dass bei diesen Systemen die Notwendigkeit der schnellen Einstellung, verbesserten Instandhaltung, Wartungsfreundlichkeit und des schnellen Umrüstens nicht berücksichtigt wird. Ferner werden ständig Wege gesucht, die das Nachladen wie auch den Nietsetzvorgang beschleunigen.
Diese Aufgaben können mit einem Nietsetzwerkzeug und einem Verfahren zu Steuerung eines Nietsetzvorgangs nach den Ansprüchen 1 bzw. 7 gelöst werden.
Mit der Erfindung ist ein Nietsetzwerkzeug geschaffen, das eine selbsttätige Nietenzuführvorrichtung zur Übergabe eines Niets aus einem Nietenkanal an ein Mundstück des Nietsetzwerkzeugs aufweist. Die Nietenzuführvorrichtung wird, von Druckluft angetrieben, vor das Mundstück der Futterbacken gefahren, wobei sie mittels Drehung einen Niet vor die Futterbacken bringt und danach den Niet in bekannter Weise in die Futterbacken überführt. Die Nietenzuführvorrichtung erstreckt sich durch das rückwärtige Ende eines Handwerkzeugs, so dass ihre Winkeldrehung ohne Demontage des Werkzeugs eingestellt werden kann. Ebenso kann die Hublänge der Nietenzuführvorrichtung problemlos eingestellt werden.
Ein weiteres Merkmal der Nietenzuführvorrichtung besteht darin, einen doppelt wirkenden Kolben vorzusehen, der von Luftüberdruck in beide Richtungen angetrieben wird, um die Nietenzuführvorrichtung vor das Mundstück auszufahren, sie zu drehen und nach der Übergabe des Niets wieder zurückzufahren. Die Verwendung eines doppelt wirkenden Kolbens beschleunigt den Betrieb der Nietenzuführvorrichtung erheblich. Ferner führt die Möglichkeit, die Hublänge oder Winkeldrehung der Nietenzuführvorrichtung zu verstellen, ohne dass dazu das gesamte Werkzeug auseinander genommen werden muß, dazu, dass die Nietenzuführvorrichtung wesentlich schneller auf unterschiedliche Nietabmessungen eingestellt werden kann oder einfach kleinere Einstellungen ebenfalls viel schneller vorgenommen werden können.
Das erfindungsgemäße System weist ferner ein tragbares Gehäuse und ein mit dem tragbaren Gehäuse verbundenes Handwerkzeug auf. In dem tragbaren Gehäuse sind elektronische und pneumatische Module zur Steuerung der Versorgung mit Strom und Druckluft an eine Nietenzuführvorrichtung und an das Handwerkzeug untergebracht. In Abhängigkeit von Betätigung und Lösen eines Auslöseschalters am Handwerkzeug werden Blindnieten aus einem Zuführbehälter über eine Führungsbahn zu einem sich hin und her bewegenden Ausgabemechanismus gefördert, der die Niete nacheinander aus der Führungsbahn in ein Rohr umsetzt, durch das sie mittels Druckluft zu einer am Handwerkzeug vorgesehenen Nietenzuführvorrichtung transportiert werden. Die verschiedenen Komponenten des tragbaren Nietsystems mit selbsttätiger Zuführung sind in Modulbauweise so ausgeführt, dass sie von dem Gehäuse einzeln abnehmbar sind, so dass die eigenständigen modularen Einheiten leicht aus dem Gehäuse entnommen und durch Austauschaggregate ersetzt werden können, wodurch die Standzeit des Nietsetzwerkzeugs auf das erforderliche Minimum reduziert wird.
Das erfindungsgemäße tragbare Nietsetzsystem ist weiterhin mit einem Ausgabemechanismus versehen, der einen in einem Gehäuse verschiebbar gelagerten Aufnahmeblock aufweist, in dem eine Ausnehmung zur Aufnahme und Halterung eines Befestigungselements vorgesehen ist. Je nach Nietabmessung kann der Aufnahmeblock in nur wenigen Sekunden problemlos ausgewechselt werden. Durch die schnelle Auswechselbarkeit des Aufnahmeblocks wird die Umrüstzeit reduziert und die Leistungsfähigkeit des Nietsystems insgesamt erhöht.
Das erfindungsgemäße Nietsetzwerkzeug ist mit einem Ziehkopf versehen, der unter Verwendung von Druckluft den Kolben in seine vollständig ausgefahrene Stellung zurück bringt und über einen Hydraulikschlauch mit einem Fernverstärker verbunden ist. Der Fernverstärker weist einen in einer Kolbenkammer angeordneten Druckluftkolben und einen Hydraulikzylinder auf, der mit dem Druckluftkolben verbunden ist und sich in einen Hydraulikkanal erstreckt, der mit dem Hydraulikschlauch verbunden ist. Die Querschnittsfläche des Druckluftkolbens ist größer als die des Hydraulikzylinders, so dass der Verstärker aus einem relativ niedrigen Luftdruck einen hohen Hydraulikdruck erzeugen kann. Eine erste Druckgasquelle steht mit einem ersten Ende der Kolbenkammer in Verbindung, während eine zweite Druckgasquelle mit einem zweiten Ende der Kolbenkammer in Verbindung steht. Das zweite Ende der Kolbenkammer ist um eine Kolbenkammerhülse nach außen entlüftet. Die zweite Druckgasquelle dient dazu, eine Blase niedrigen Drucks auf dem Druckluftkolben zu erzeugen, um damit die Rückführung des Kolbens des Ziehkopfs in eine eingefahrene Stellung zu unterstützen und gleichzeitig die Geschwindigkeit der Kolbenrückführung zu erhöhen. Die Geschwindigkeit, mit der der Druckluftkolben in seine eingefahrene Stellung zurückfährt, steht in unmittelbarer Relation zu der Geschwindigkeit, mit der das Nietsetzwerkzeug zurückgesetzt wird, um einen weiteren Niet aufzunehmen und zu setzen.
Das erfindungsgemäße Nietsetzwerkzeug verfügt ferner über eine Steuerungsstrategie, mittels der bei Betätigung eines Auslösers eine Steuereinrichtung den entfernt liegenden Ziehkopf zum Setzen eines Niets zurück bringt. Die Futterbacken umgreifen den Nietdorn und starten den Nietsetzvorgang. Während Hydraulikdruck aufgebaut wird, erkennen ein Hochdruck- und ein Niederdrucksensor den beim Setzen erfolgenden Druckanstieg und setzen eine Sperre. Wenn der Hochdrucksensor einen Druckabfall unter die Hochdruckgrenze feststellt, nimmt die Steuereinrichtung an, dass der Niet gesetzt ist. Daraufhin wird der Betätigungsdruck an den Fernverstärker unterbrochen und die Rückführluft gestartet, wodurch gleichzeitig der Ziehkopf des Werkzeugs zurückgefahren wird. Die Steuereinrichtung startet ein Zeitfenster, um das Auffangen des Dorns zu überwachen. Wenn die Futterbacken des Werkzeugs sich öffnen, wird der Dorn freigegeben und mittels eines Vakuums an einem Dornfühler vorbei in den Auffangbehälter gezogen. Beim Passieren des Dornfühlers wird das Zeitfenster für das Auffangen des Dorns zurückgesetzt. Die Nietenzuführvorrichtung lädt einen neuen Niet in das Mundstück eines Werkzeugs, während das Werkzeug vollständig nach vorne zurückkehrt. Da sich aufgrund der hohen Setz- und Ladegeschwindigkeiten bis zu zwei Dorne gleichzeitig auf der Auffangbahn befinden können, sind auch zwei getrennte Zeitfenster für das Auffangen des Dorns erforderlich, wobei das erste Zeitfenster für den dritten Niet zur Verfügung steht, sobald der erste Dorn den Dornfühler passiert. Diese beiden Zeitgeber (Zeitfenster) werden während des gesamten Vorgangs fortlaufend wieder verwendet. Sollten die Dorne aufgrund eines Staus nicht aufgefangen werden, d. h. das Zeitfenster ist abgelaufen, bevor der Dornfühler die Passage eines Dorns feststellt, schaltet das System ab.
Da im Mundstück des Werkzeugs kein Sensor vorgesehen ist, kann das erfindungsgemäße System anhand der Drucksensoren feststellen, ob sich ein Niet im Mundstück des Werkzeugs befindet. Während des Setzvorgangs bestätigt das System durch Überwachung der Drucksensoren, dass ein Niet geladen wurde. Stellen die Sensoren einen Druck innerhalb einer kurzen Zeitspanne fest, d. h. innerhalb der Zeit, die der Ziehkopf benötigt, um fast vollständig zurück zu fahren, weiß das System, dass ein Niet geladen wurde und fährt, wie vorstehend beschrieben, fort. Befindet sich jedoch bei Betätigung des Auslösers kein Niet in dem Mundstück des Nietsetzwerkzeugs, stellen die Sensoren auch keinen Druckaufbau innerhalb des Setz-Zeitfensters fest und starten demzufolge auch kein Zeitfenster für das Auffangen des Dorns, sondern leiten stattdessen einen erneuten Ladevorgang für die Nietenzuführvorrichtung ein.
Weitere Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung werden aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung ersichtlich. Dabei sind die ausführliche Beschreibung und die speziellen Beispiele, die bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung angeben, nur als zu Darstellungszwecken beabsichtigt zu verstehen, da verschiedene Änderungen und Abwandlungen im Rahmen der Erfindung sich dem Durchschnittsfachmann aus dieser ausführlichen Beschreibung ohne weiteres ergeben.
Zu einem besseren Verständnis der Erfindung dient die nachfolgende ausführliche Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen. Es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht eines Bedieners mit dem erfindungsgemäßen tragbaren Nietsystem mit selbsttätiger Zuführung;
2 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen tragbaren Nietsystems mit selbsttätiger Zuführung, wobei die verschiedenen modularen Komponenten des erfindungsgemäßen Systems dargestellt sind;
3 eine schematische Ansicht der einzelnen Module des erfindungsgemäßen Nietsystems mit selbsttätiger Zuführung mit ihren gegenseitigen Verbindungen;
4 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Nietsetzwerkzeugs von rechts;
5 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Nietsetzwerkzeugs von links;
6–8 jeweils eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Nietsetzwerkzeugs von rechts, wobei die Nietenzuführvorrichtung in drei unterschiedlichen Betriebsstellungen dargestellt ist;
9–11 jeweils eine perspektivische Ansicht des Nietsetzwerkzeugs von links, wobei die Nietenzuführvorrichtung in drei unterschiedlichen Betriebsstellungen dargestellt ist;
12 eine Querschnittsansicht der Nietenzuführvorrichtung nach der Erfindung;
13 einen Teilschnitt durch die Nockenhülse der Nietenzuführvorrichtung nach der Erfindung;
14 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 14-14 nach 12;
15 eine Stirnansicht des Kolbens der Nietenzuführvorrichtung nach der Erfindung;
16 eine Seitenansicht eines Einstellwerkzeugs der Nietenzuführvorrichtung nach der Erfindung;
17 eine perspektivische Ansicht eines Zuführbehälters und Ausgabemechanismus nach der Erfindung;
18 eine perspektivische Ansicht, aus einem anderen Winkel betrachtet, des Zuführbehälters und Ausgabemechanismus nach 17;
19 eine perspektivische Ansicht des Ausgabemechanismus nach der Erfindung bei abgenommener Deckelplatte;
20 eine perspektivische Ansicht des in der 19 dargestellten Ausgabemechanismus bei montierter Deckelplatte;
21 eine Draufsicht auf die Nietenführungsbahn und den Ausgabemechanismus nach der Erfindung;
22 eine Seitenansicht des Ausgabemechanismus nach der Erfindung, in der die Rändelschraube zur Montage der Deckelplatte dargestellt ist;
23 eine perspektivische Ansicht des Aufnahmeblocks des Ausgabemechanismus nach der Erfindung;
24 eine Seitenansicht des in der 23 dargestellten Aufnahmeblocks, wobei der Schlitz dargestellt ist, in dem der Kopf der Antriebsstange nach der Erfindung aufgenommen ist;
25 eine Querschnittsansicht des Fernverstärkers nach der Erfindung;
26 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen tragbaren Nietsystems mit selbsttätiger Zuführung, in dem die Verbindungen der Versorgungsanordnung nach der Erfindung dargestellt sind; und
27 eine Darstellung des typischen Verlaufs eines Nietsetzvorgangs, wobei der Hydraulikdruck in Abhängigkeit von der Zeit aufgetragen und das Zeitfenster, in dem das Vorhandensein eines Nietdorns erkannt wird, dargestellt ist.
Anhand der 1 bis 27 folgt nun eine ausführliche Beschreibung des erfindungsgemäßen tragbaren Nietsystems 10 mit selbsttätiger Zuführung. Das tragbare Nietsystem 10 mit selbsttätiger Zuführung weist ein Nietsetzwerkzeug 12 auf, das über eine Versorgungsanordnung 14 mit einem tragbaren Gehäuse 16 verbunden ist, in dem ein Nietenzuführbehälter 18, der vorzugsweise ein Vibrationsförderer ist, aufgenommen ist. Wie aus den 17 und 18 am deutlichsten ersichtlich, erhält der Nietenzuführbehälter 18 die Niete automatisch als Schüttgut aus einem Beschickungstrichter 20, der in einem oberen Abschnitt des Gehäuses 16 angeordnet und von einem angelenkten Deckel 22 verschlossen ist. Der aus dem Vibrationsförderbehälter zugeführte Vorrat an Nieten wird in einer abfallenden Führungsbahn 24 gestapelt, die einen Vorrat an Nieten für den Ausgabemechanismus 26 aufnimmt. Der Nietenausgabemechanismus 26, der im folgenden noch ausführlicher beschrieben wird, weist einen hin und her bewegbaren Aufnahmeblock 28 (vgl. 17–24) auf, der in Abständen einen Niet einem Nietförderrohr 30 zuführt. Das Nietförderrohr 30 erstreckt sich durch die Versorgungsleitung 14 und fördert Niete mit Hilfe von Druckluft zu dem Nietsetzwerkzeug 12, das im folgenden noch näher beschrieben wird.
Das tragbare Nietsystem 10 mit selbsttätiger Zuführung weist ferner ein elektrisches Steuermodul 34 auf, auf dem die elektrischen Schlüsselkomponenten des Nietsystems montiert sind. Das elektrische Steuermodul 34 ist mit einer externen Stromquelle 35 verbunden. Auch ist ein pneumatisches Steuermodul 36 vorgesehen, in dem die pneumatischen Schlüsselkomponenten des Nietsystems enthalten sind. Das pneumatische Steuermodul 36 ist mit einer Hauptdruckluftquelle 37 wie einem Kompressor verbunden. Das elektrische Modul 34 wie auch das pneumatische Modul 36 ist in Fächern aufgenommen, die in der Unter- und Oberseite des Gehäuses 16 angeordnet sind. Das elektrische Modul 34 weist eine Vielzahl von Anschlüssen auf, die mit elektrischen Verbindungselementen in Eingriff sind, um eine Verbindung zu den übrigen Komponenten und Modulen des Nietsystems 10 herzustellen. In dem Gehäuse 16 ist ein Fernverstärkermodul 40 vorgesehen, das Hydraulikdruck über einen in der Versorgungsleitung 14 angeordneten Hydraulikschlauch 42 liefert, der mit einem Montagewerkzeug mit einem Ziehkopf 43 verbunden ist, der zum Setzen eines Niets ein Futtergehäuse 44 umgreift.
In dem Gehäuse 16 ist eine Trennwand 46 vorgesehen, die das Gehäuse 16 in zwei getrennte geschlossene Abschnitte unterteilt. Im ersten geschlossenen Abschnitt sind die elektrischen und pneumatischen Module 34 bzw. 36 untergebracht, während der zweite Abschnitt den Nietenzuführbehälter 18, den Ausgabemechanismus 26, den Beschickungstrichter 20, den Fernverstärker 40 und das Dornauffangsystem 47 aufnimmt. Das Dornauffangsystem 47 weist einen Sammelbehälter 48 und ein Dornrückführrohr 49 auf, das mit dem Nietsetzwerkzeug 12 verbunden ist und einen vom Futtergehäuse des Nietsetzwerkzeugs 12 freigegebenen Dorn aufnimmt. Der Dornrückführleitung 49 benachbart ist ein Dornfühler 50 vorgesehen, der die Rückgabe eines Dorns in das Dornauffangsystem 47 erfasst.
Wahlweise ist an dem Gehäuse 16 eine Bediener-Schnittstelle 56 angebracht, die in besonderen Anwendungsfällen, wie zur Verwendung auf einer Werkbank, mit einem daran befestigten Anschlusskabel 58 aus dem Gehäuse 16 herausgezogen werden kann, wie aus der 2 anhand der gestrichelten Linie am deutlichsten ersichtlich. Zur Halterung der Bediener-Schnittstelle 56 an dem Gehäuse 16 oder an sonstigen Oberflächen wie einer Werkbank oder einem Schrank kann diese mit einer magnetischen Rückseite, einer Befestigungsvorrichtung nach Art von Haken und Öse oder sonstigen bekannten Befestigungssystemen versehen sein.
Das Nietsetzwerkzeug 12 weist eine Nietenzuführvorrichtung 60 auf, wie in den 3–12 dargestellt. Die Nietenzuführvorrichtung 60 ist in einem in der Hand gehaltenen Gehäuse 62 untergebracht, das ein Griffteil 64 mit einem Auslöseschalter 66 aufweist. Am Griffteil 64 ist ein verstellbarer Griffriemen 68 befestigt, damit die Hand eines Bedieners am Nietsetzwerkzeug 12 sicher gehalten wird. Der Griffriemen 68 kann beiderseits des Gehäuses 62 angebracht sein, wie in den 4 und 5 dargestellt.
Wie aus der 12 am deutlichsten ersichtlich, weist die Nietenzuführvorrichtung 60 einen Rohrkörper 70 auf, in dem eine Stange 72 aufgenommen ist, die einen Zuführarm 74 trägt. Die Stange 72 der Nietenzuführvorrichtung 60 ist mit einem Kolben 76 verbunden, der im Rohrkörper 70 hin und her bewegbar ist. Die Stange 72 weist einen endseitigen Gewindeabschnitt 78 auf, der mit einem Innengewindeabschnitt 80 des Kolbens 76 verschraubt ist. Ein Kolbenanschlag (Nockenbetätiger) 82 ist mit einem Innengewinde versehen, das mit dem Gewindeabschnitt 78 der Stange 72 in Eingriff ist. Der Hauptkörper der Stange 72 weist einen im wesentlichen runden Querschnitt auf mit zwei einander gegenüber liegenden Abflachungen (wie aus der Querschnittsansicht von 14 am deutlichsten ersichtlich) und ist in einer entsprechenden Öffnung 86 verschiebbar aufgenommen, die einen im wesentlichen runden Querschnitt mit zwei einander gegenüber liegenden Abflachungen in einem Nockenstößel 88 aufweist. Der Nockenstößel 88 trägt zwei einander gegenüber liegende Zapfen 90, die in einen Nockenschlitz 92 eingreifen, der in einer radial nach außen angeordneten konzentrischen Nockenhülse 94 vorgesehen ist. Die Nockenhülse 94 weist eine Innenschulter 96 auf, auf der sich eine zwischen dem Nockenstößel 88 und der Schulter 96 angeordnete Schraubenfeder 98 abstützt. Die Feder 98 spannt den Nockenstößel 88 in Richtung des Pfeils A vor, wie in 12 dargestellt, so dass die Zapfen 90 jeweils mit einem Ende der Nockenschlitze 92 in Eingriff sind.
Die Nietenzuführvorrichtung 60 weist eine rückwärtige Zylinderverschlusskappe 100 auf, an der sich ein erster Anschlussstutzen 102 befindet, der über eine Durchgangsbohrung 106 mit einer Kolbenkammer 104 in Verbindung steht, die dadurch von Druckgas beaufschlagt wird und damit den Kolben 76 in Richtung des Pfeils B verschiebt. Ein in der Zylinderverschlusskappe 100 vorgesehener zweiter Anschlussstutzen 108 steht über eine Durchgangsbohrung 109 mit einem Rohr 110 in Verbindung, das sich in eine zentrale Durchgangsbohrung 112 in der Stange 72 erstreckt. Zwischen dem Rohr 110 und der zentralen Durchgangsbohrung 112 ist ein O-Ring 113 vorgesehen. Zwei Pneumatikrohre 115a, 115b (in 3 dargestellt) sind mit dem ersten bzw. zweiten Anschlussstutzen 102, 108 verbunden und steuern den Betrieb der Nietenzuführvorrichtung 60. Wenn Druckluft durch das Pneumatikrohr 115a und den ersten Anschlussstutzen 102 zugeführt wird, wird der Kolben 76 in Richtung des Pfeils B verschoben, wobei die Stange 72 aus dem Rohrkörper 70 heraus ragt. Wenn der Kolbenanschlag 82 am Nockenstößel 88 anliegt, übt der Nockenstößel 88 gegen die Vorspannung der Feder 98 einen Druck aus. Die Zapfen 90 folgen dem im wesentlichen schraubenförmigen Profil der Nockenschlitze 92, wodurch der Nockenstößel 88 und somit die Stange 72 in eine Drehbewegung versetzt werden.
Bezugnehmend auf die 6 und 9 befinden sich die Stange 72 und der Zuführarm 74 der Nietenzuführvorrichtung 60 in eingefahrener Stellung, wie in der Querschnittsansicht von 12 dargestellt. In der eingefahrenen Stellung befindet sich eine im Ende des Zuführarms 74 vorgesehene Übergabebuchse 114 gegenüber der Aufnahmebuchse 116 des Nietförderrohrs 30. Durch das Pneumatikrohr 115b und den zweiten Anschlussstutzen 108 wird ein Saugdruck angelegt, der eine Saugkraft durch die zentrale Durchgangsbohrung 112 in der Stange 72 ausübt, die mit einer Durchgangsbohrung 118 in dem Zuführarm 74 in Verbindung steht, die wiederum mit einer zentralen Durchgangsbohrung 120 in der Übergabebuchse 114 verbunden ist. Die Saugkraft hält den Niet R fest, nachdem er aus dem Ausgabemechanismus 26 durch das Nietförderrohr 30 transportiert wurde. Zu diesem Zeitpunkt wird die Saugkraft durch den zweiten Anschlussstutzen 108 aufrecht erhalten, während Gas unter Druck durch den ersten Anschlussstutzen 102 gelangt und damit den Kolben 76 am Rohrkörper 70 entlang verschiebt, bis der Kolbenanschlag 82 am Nockenstößel 88 anliegt. Die Ausrichtung der Stange 72 und des Zuführarms 74 in dem Augenblick, in dem der Kolbenanschlag 82 zur Anlage an den Nockenstößel 88 gelangt, ist in den 7 und 10 dargestellt. Zu diesem Zeitpunkt wird durch den Kolbenanschlag 82 der Nockenstößel 88 gegen die Vorspannkraft der Feder 98 gegenüber der Nockenhülse 94 bewegt, so dass die Zapfen 90 an den im wesentlichen schraubenförmigen Nockenschlitzen 92 entlang gleiten und den Nockenstößel 88 und die Stange 72 zu einer Drehbewegung gegenüber der Nockenhülse 94 veranlassen, so dass die Stange 72 und der Zuführarm 74 die in den 8 und 11 dargestellte Ausrichtung einnehmen. Wenn der Kolben 76 seine vollständig ausgefahrene Stellung erreicht hat, ist auch die Stange 72 voll ausgefahren, und der Zuführarm 74 wird gedreht, bis er mit dem Mundstück 124 des den Ziehkopf 43 und das Futtergehäuse 44 aufweisenden Mechanismus fluchtet. Durch den zweiten Anschlussstutzen 108 wird dann ein Überdruck eingeführt, der den Niet R über den Spalt hinweg in das Mundstück 124 des Montagewerkzeugs 43/44 bläst, wo er durch Vakuum festgehalten wird.
In der Nietenzuführvorrichtung 60 ist ein dritter Anschlussstutzen 128 vorgesehen, der mit einem Pneumatikrohr 130 verbunden ist (vgl. 3). Dieser dritte Anschlussstutzen 128 steht mit einem zweiten Ende der Kolbenkammer 104 in Verbindung und liefert Gas unter Druck zur zweiten Seite des Kolbens 76, der dadurch in seine eingefahrene Stellung bewegt wird, wodurch der Zuführarm 74 mit der Aufnahmebuchse 116 des Nietförderrohrs 30 wieder fluchtet und ein neuer Ladevorgang begonnen werden kann.
Die rückwärtige Zylinderverschlusskappe 100 enthält einen O-Ring 132, der ein erstes Ende der Kolbenkammer 104 abdichtet. Die Nockenhülse 94 ist mit zwei O-Ringen 134 versehen, die das zweite Ende der Kolbenkammer 104 dichtend verschließen. In einem offenen Ende der Nockenhülse 94 ist eine stirnseitige Abschlusskappe 136 vorgesehen. Eine TEFLON-Scheibe 138 und eine aus Dichtung und Dichtungshülse bestehende Einheit 140 umgeben die Stange 72 im offenen Ende der Nockenhülse 94. Der Kolben 76 enthält einen magnetischen Ring 142, der mit einem die Position des Kolbens 76 erfassenden externen Fühler (nicht dargestellt) zusammenarbeitet. Beim Zurückfahren des Kolbens 76 in seine eingefahrene Stellung sendet der externe Fühler ein Signal an die Steuereinrichtung, die daraufhin den Ausgabemechanismus 26 betätigt, wodurch dem Werkzeug ein weiterer Niet zur Verfügung gestellt wird.
In dem Kolben 76 sind zwei Bohrungen 146 vorgesehen, wie in 15 dargestellt. Die Bohrungen 146 sind für den Eingriff mit einem Einstellwerkzeug 150 für die Nietenzuführvorrichtung vorgesehen, wie in 16 dargestellt. Das Einstellwerkzeug 150 weist einen zylindrischen Hauptkörper 152 und einen am Hauptkörper 152 mit einer Deckelschraube 156 befestigten Griff 154 auf. In einen Endabschnitt des Hauptkörpers 152 sind zwei Zapfen 158 eingesetzt. Um den Winkelweg der Stange 72 einzustellen, wird die Zylinderverschlusskappe 100 von dem Rohrkörper 70 abgenommen und das Einstellwerkzeug 150 so in den Rohrkörper 70 eingeführt, dass die Zapfen 158 in die Bohrungen 146 des Kolbens 76 eingreifen. Durch Drehung des Kolbens 76 gegenüber der Stange 72 mit dem Einstellwerkzeug 150 bewirkt der Gewindeeingriff des Kolbens 76 mit der Stange 72, dass der Kolben 76 den Abstand zwischen dem Kolbenanschlag 82 und dem Kolben 76 einstellt. Der Abstand zwischen Kolbenanschlag 82 und Kolben 76 legt den Winkelweg der Stange 72 und des Zuführarms 74 fest. Auf diese Weise kann die Winkelausrichtung des Zuführarms 74 in vollständig ausgefahrener Stellung leicht eingestellt werden, wobei lediglich die Zylinderverschlusskappe 100 abzunehmen und der Kolben 76 mit Hilfe des Einstellwerkzeugs 150 einzustellen ist.
Um den „Hub" oder Weg der Stange 72 einzustellen, kann der Kolbenanschlag 82 gegenüber der Stange 72 eingestellt werden. Mit anderen Worten, durch Einstellung des Gewindeeingriffs zwischen Kolbenanschlag 82 und Stange 72 wird der Abstand zwischen Kolbenanschlag 82 und Nockenstößel 88 eingestellt. Dadurch wird der „Hub" der Stange und des Zuführarms 74 festgelegt. Damit die erfindungsgemäße Nietenzuführvorrichtung 60 auch für unterschiedliche Nietabmessungen mit Dornen unterschiedlicher Länge verwendet werden kann, kann somit der „Hub" der Nietenzuführvorrichtung leicht eingestellt werden, indem die Nockenhülse 94 zusammen mit der Stange 72, dem Zuführarm 74 und dem Kolben 76 aus dem Rohrkörper 70 gezogen wird, so dass der Kolbenanschlag 82 gegenüber dem Gewindeabschnitt 78 der Stange 72 durch Drehen eingestellt werden kann. Eine Einstellung des „Hubs" der Nietenzuführvorrichtung 60 wird vorgenommen, wenn auf eine andere Nietabmessung umgerüstet werden soll. Eine Einstellung der Winkelbewegung der Stange 72 und des Zuführarms 74 kann dann erforderlich sein, wenn in vollständig ausgefahrener Stellung der Nietenzuführung die Übergabebuchse 114 des Zuführarms 74 mit dem Mundstück 124 des Montagewerkzeugs 126 nicht exakt fluchtet. Die Nietenzuführvorrichtung könnte auch so abgewandelt werden, dass der „Hub" auf die Weise wie der Winkelweg eingestellt wird, und der Winkelweg könnte in gleicher Weise wie der „Hub" in dem vorstehend erörterten Ausführungsbeispiel eingestellt werden.
Der verbesserte Ausgabemechanismus 26 der Erfindung wird im folgenden anhand der 17–24 beschrieben. Der Ausgabemechanismus 26 weist ein Ausgabegehäuse 170 auf, das an einem unteren Abschnitt der Führungsbahn 24 befestigt ist. In dem Ausgabegehäuse 170 ist ein Nietaufnahmeblock 28 verschiebbar aufgenommen, der eine Ausnehmung 172 zur Aufnahme und Halterung eines Niets R aufweist. Der Aufnahmeblock 28 ist mit einer Antriebsstange 174 verbunden, die mit einem in einem Pneumatikzylinder 176 angeordneten Kolben (nicht dargestellt) verbunden ist. Die Antriebsstange 174 weist ein Endstück 178 mit einem Kopfabschnitt auf, der in einem in einer Seite des Aufnahmeblocks 28 angeordneten Längsschlitz 180 aufgenommen ist. Der Längsschlitz 180 ist im Querschnitt T-förmig ausgebildet, um den Kopfabschnitt des Endstücks 178 aufzunehmen. Wie in 23 dargestellt, weist die den Niet aufnehmende Ausnehmung 172 eine Schulter 182 auf, auf der sich der Nietflansch abstützt, sowie einen Dornaufnahmeschlitz 184 zur Aufnahme eines Dorns. Nietaufnahme 172 und Dornaufnahme 184 weisen jeweils eine Abschrägung 172a bzw. 184a auf. Die Abschrägungen 172a, 184a bilden eine Nockenfläche, auf der bei Bewegung des Aufnahmeblocks 28 in eine Zuführposition der nächstfolgende Niet aus dem Weg gerollt und die Führungsbahn 24 hinauf geschoben wird, so dass es zu keinem Stau in dem Ausgabemechanismus 26 kommen kann. Wie in 19 dargestellt, kann der Aufnahmeblock 28 aus dem Ausgabegehäuse 170 einfach nach oben herausgehoben werden, so dass das Endstück 178 der Antriebsstange 174 aus dem Schlitz 180 heraus gleitet. Bei einer Umstellung des erfindungsgemäßen Ausgabemechanismus 26 auf eine andere Nietabmessung können somit Nietaufnahmeblöcke 28 mit unterschiedlichen den Niet aufnehmenden Ausnehmungen 172 schnell und leicht ausgewechselt und mit dem Endstück 178 der Antriebsstange 174 verbunden werden.
Der Aufnahmeblock 28 ist in dem Ausgabegehäuse 170 durch Aufsetzen einer Deckelplatte 190 auf das Ausgabegehäuse 170 gesichert. Die Deckelplatte 190 weist zwei Bohrungen 192 auf, in denen sich vom Ausgabegehäuse 170 nach oben erstreckende Fixierstifte 194 aufgenommen sind. Die Fixierstifte 194 fixieren die Deckelplatte 190, während eine Rändelschraubeneinheit 196 die Deckelplatte 190 am Ausgabegehäuse 170 befestigt. Die Rändelschraubeneinheit 196 weist einen am Ausgabegehäuse 170 über einen Drehzapfen 198 drehbar gelagerten Schwenkbolzen 197 auf. Der Schwenkbolzen 197 ist in einem in einer Seite der Deckelplatte 190 angeordneten Schlitz 200 aufgenommen, und die Rändelmutter 202 wird nach unten auf die Oberfläche der Deckelplatte 190 angezogen.
Auf der Deckelplatte 190 ist ein Spannring 204 vorgesehen, der ein Führungsrohr 206 des Ausgabemechanismus umgibt. Das Nietförderrohr 30 ist mit dem Führungsrohr 206 des Ausgabemechanismus verbunden und durch den Spannring 204 gesichert. Eine Druckluftquelle in Form eines Pneumatikrohrs 208 ist am Boden des Ausgabegehäuses 170 vorgesehen und drückt einen im Nietaufnahmeschlitz 172 vorhandenen Niet R durch das Nietförderrohr 30. Der Aufnahmeblock 28 ist aus einer ersten Ladeposition bewegbar, in der ein Niet aus der Führungsbahn 24 aufgenommen und im Nietaufnahmeschlitz 172 des Aufnahmeblocks 28 gehalten wird. Der Zylinder 176 wird dann über ein Pneumatikrohr 210 mit Druck beaufschlagt (vgl. 3), wodurch die Antriebsstange 174 den Aufnahmeblock 28 in eine zweite Nietförderposition bewegt, in der der Nietaufnahmeschlitz 172 mit dem Pneumatikrohr 208 und dem auf der Deckelplatte 190 angeordneten Führungsrohr 206 des Ausgabemechanismus in Verbindung steht, so dass der Niet R durch das Nietförderrohr 30 transportiert wird. Eine weitere Druckgasquelle steht mit dem Zylinder 176 über ein Pneumatikrohr 211 in Verbindung (vgl. 3), um die Antriebsstange 174 und den Aufnahmeblock 28 zum Schlauch oder in die Ladeposition zurückzufahren.
Bei einem Wechsel zu einer anderen Nietabmessung oder zu Reinigungs- oder Wartungszwecken kann die Deckelplatte 190 leicht von dem Ausgabegehäuse 170 abgenommen werden, indem die Rändelmutter 202 gelöst und der Schwenkbolzen 197 von der Deckelplatte 190 weggedreht wird, so dass die Deckelplatte 190 vom Ausgabegehäuse 170 abgehoben werden kann. Der Aufnahmeblock 28 kann dann einfach nach oben herausgehoben werden, wobei er beim Herausgleiten des Endstücks 178 aus dem Schlitz 180 von dem Endstück 178 der Antriebsstange 174 gelöst wird. Mit dem verbesserten Ausgabemechanismus 26 werden Umrüst-, Reinigungs- und Wartungszeiten verringert, was zu einer erhöhten Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Nietsystems führt.
Nach 3 weist das Nietsetzwerkzeug 12 einen Ziehkopf 43 mit einem in einem aus bearbeitetem Aluminium hergestellten Gehäuse 43b angeordneten Hydraulikkolben 43a auf. Der Kolben ist mit dem Futtergehäuse 44 über eine Kupplung verbunden, so dass bei einer Betätigung, d. h. einer Beaufschlagung der Kolbenbodenseite des Hydraulikkolbens 43a mit Hydraulikdruck aus einem Hydraulikschlauch 212, die Futterbacken 44 von einem Mundstück abheben und den Nietdorn umgreifen. Auf dem weiteren Weg wird ausreichend Kraft und Hub aufgebracht, um den durchschnittlichen Niet wirksam zu setzen. Der Ziehkopf 43 verwendet einen über ein Pneumatikrohr 214 auf der entgegengesetzten Seite des Hydraulikkolbens 43a gelieferten Luftdruck, um den Kolben 43a in seine vollständig ausgefahrene Stellung zurück zu bringen, sobald Hydraulikdruck weggenommen ist.
Der Hydraulikschlauch 212 ist mit dem Fernverstärker 40 verbunden. Wie in 25 gezeigt, weist der Fernverstärker 40 eine Verstärkerkammer 220 mit einer Verstärkerhülse 222 auf. Ein Druckluftkolben 224 ist in der Verstärkerkammer 220 verschiebbar aufgenommen und weist eine Dichtung 226 auf, die an der Hülse 222 der Verstärkerkammer anliegt. Mit dem Druckluftkolben 224 ist eine Stange 228 verbunden, die sich in eine abgedichtete zylindrische Öffnung in einem Zylindergehäuse 230 erstreckt, das mit Hydrauliköl 232 gefüllt ist. Zwischen der Stange 228 und dem Gehäuse 230 ist eine Dichtung 233 vorgesehen. Eine Druckluftquelle in Form eines Pneumatikrohrs 234 ist mit einem Ventil 236 verbunden, das mit einem Schnellauslassventil 238 verbunden ist, das wiederum mit einem ersten Ende der Verstärkerkammer 220 in Verbindung steht. Eine zweite Druckluftquelle in Form eines Pneumatikrohrs 240 steht mit einem zweiten Ende 242 der Verstärkerkammer 220 in Verbindung. Ein Schnellauslassventil 244 steht mit dem zweiten Ende 242 der Verstärkerkammer 220 in Verbindung. Das Zylindergehäuse 230 ist mit dem Hydraulikschlauch 212 über eine Vielzahl von Anschlüssen verbunden.
Ein hydraulischer Hochdrucksensor 250 und ein hydraulischer Niederdrucksensor 252 stehen mit dem Hydraulikschlauch 212 in Verbindung. Die Druckluft, mit der der Druckluftkolben 224 beaufschlagt wird, bewirkt, dass die Stange 228 eine Säule Hydrauliköl 232 mit einer kleineren Querschnittsfläche verschiebt. Das auf die Kolbenfläche wirkende Luftvolumen drückt den Kolben 224 und die Stange 228 nach oben. Durch die Flächendifferenz zwischen dem Druckluftkolben 224 und der Oberseite der Stange 228 kann aus einem niedrigen Luftdruck ein hoher Hydraulikdruck erzeugt werden.
Bei der Aufwärtsbewegung des Druckluftkolbens 224 wird das Auslassventil 244 geöffnet, um die sich auf der Oberseite des Kolbens 224 bildende Luft abzulassen. Die Hochdrucksäule von Öl 232 fließt durch den Hydraulikschlauch 212 und schiebt den Hydraulikkolben 43a des Ziehkopfes 43 zurück, wodurch der Niet gesetzt wird.
Nach Abtrennen des Dorns, was, wie beschrieben, von den Hydrauliksensoren 250 und 252 erkannt wird, betätigt die Steuereinrichtung 34 das Ventil 236 nicht weiter, sondern betätigt ein Fernventil (nicht dargestellt), das einen geregelten Vorrat an Luft durch das Schnellauslassventil 244 und auf den Druckluftkolben 224 liefert. Die Kombination aus der Luft hinter dem Kolben 43a des im Nietsetzwerkzeug 12 angeordneten Ziehkopfes 43 und der auf der Oberseite des Druckluftkolbens 224 vorhandenen Luftblase bewirkt, dass der Ziehkopf 43 und das Futtergehäuse 44 schnell in die eingefahrene Stellung zurück geführt werden. Die auf die Oberseite des Druckluftkolbens 224 wirkende Rückführluft kann sich nicht weiter aufbauen, da das obere oder zweite Ende 242 der Kammer 220 um die Hülse 222 der Verstärkerkammer nach außen entlüftet wird. Die Hülse 222 weist an einem oberen Rand eine Vielzahl von Aussparungen 222a auf, die Entlüftungskanäle bilden. Die Kammer 220 ist in einem unteren Abschnitt mit einer Vielzahl von Entlüftungsbohrungen 220a versehen. Die Differenz zwischen dem Luftstrom, der in den oberen Teil der Kammer 220 gelangt, und dem Luftstrom, der an der Hülse 222 vorbei entweichen kann, unterstützt die Rückführung des Druckluftkolbens 224. Ohne die Entlüftung des oberen Abschnitts der Verstärkerkammer 220 könnte zu viel Druck auf den Druckluftkolben 224 gelangen, wodurch die Stange 228 zu schnell heraus gezogen und Luft an der Dichtung 233 vorbei in den Hydraulikkanal eingeführt würde. Durch die Entlüftung des oberen Abschnitts 242 der Verstärkerkammer 220 wird diese Möglichkeit durch die Begrenzung des Druckaufbaus eingeschränkt. Die Luftzufuhr auf die Oberseite des Druckluftkolbens 224 wird von der Steuereinrichtung 34 des Nietsystems gesteuert und schaltet nach etwa einer Sekunde ab.
Um einen schnellen Lade- und Nietsetzvorgang zu erreichen, ist der erfindungsgemäße Fernverstärker so ausgelegt, dass er eine Luftblase niedrigen Drucks auf der Oberseite des Verstärkerkolbens 224 vorsieht, um das gesamte System bei seiner Rückführung zu unterstützen und die Rückführgeschwindigkeit des Ziehkopfes 43 des Montagewerkzeugs 126 zu reduzieren. Durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Verstärkers 40 reduziert sich die Rückführgeschwindigkeit gegenüber der Ausführung, bei der lediglich die Rückseite des Kolbens des Ziehkopfes 43 mit Druckluft beaufschlagt wird, um etwa die Hälfte, wobei das Öl vor dem Kolben des Ziehkopfes 43 durch den Schlauch 212 zurück gedrückt und der Druckluftkolben 224 in seine Ausgangsstellung zurück gebracht wird.
Der Arbeitsablauf beim Nietsetzen und Dornauffang wird anhand der 3 beschrieben. Wenn der Auslöseschalter 66 gedrückt wird, betätigt die Steuereinrichtung 34 den Fernverstärker 40, der darauf den Ziehkopf 43 mit Hydraulikflüssigkeit versorgt, damit der Ziehkopf 43 zurück gezogen wird. Sobald der Auslöseschalter 66 gedrückt ist, startet die Steuereinrichtung 34 ein Zeitfenster oder eine Zeitspanne „Nietsetzen". Das Futtergehäuse 44 ergreift dann den Nietdorn und startet den Setzvorgang. Während Hydraulikdruck aufgebaut wird, erkennen die Hoch- und Niederdrucksensoren 250 bzw. 252 den Druckanstieg während des Setzens und lösen eine Sperre aus. Wenn der Hochdrucksensor 250 einen Druckabfall unter die Hochdruckgrenze feststellt, nimmt die Steuereinrichtung an, dass der Niet gesetzt ist.
27 zeigt einen typischen Verlaufs des Nietsetzvorgangs, wobei durch Betätigung des Auslöseschalters 66 zum Zeitpunkt t₀ eine Nietsetzfolge begonnen und ein Nietsetzzeitfenster gestartet wird. Zum Zeitpunkt t₀ wird der Dorn von den Futterbacken 44 ergriffen, und die Hydraulik beginnt mit dem Aufbau eines Niederdrucks. Der Niederdrucksensor 252 erfasst den die Niederdruckgrenze P_L zum Zeitpunkt t₂ überschreitenden Hydraulikdruck, während der Hochdrucksensor 250 den die Hochdruckgrenze P_H zum Zeitpunkt t₃ überschreitenden Hydraulikdruck erfasst. Zum Zeitpunkt t₄ bricht der Dorn ab, der Hydraulikdruck fällt stark ab, und zum Zeitpunkt t₅ sinkt der Druck unter die Hochdruckgrenze P_H, was von dem Hochdrucksensor 250 erfasst wird, woraus die Steuereinrichtung 34 schließt, dass der Niet gesetzt ist. Zu diesem Zeitpunkt wird der Betätigungsdruck auf den Fernverstärker 40 unterbrochen und die Rückführluft eingeleitet, wodurch gleichzeitig der Ziehkopf 43 des Werkzeugs zurückfährt. Die Steuereinrichtung 34 startet ein Zeitfenster für das Auffangen des Dorns M, um diesen Vorgang zu überwachen. Die Zeitspanne kann zum Beispiel auf einen Wert eingestellt werden, der um 20–50% länger ist als die Sollzeit, innerhalb der der Dorn vollständig freigegeben und aufgefangen sein soll (beispielsweise ca. 3 Sekunden bei einer üblichen Dornauffangzeit von 2 Sekunden). Die Futterbacken 44 öffnen sich, während der Ziehkopf 43 zurück fährt, der Dorn M wird freigegeben und von einem Unterdruck am Dornfühler 50 vorbei in den Sammelbehälter 48 gezogen. Während der Dorn den Dornfühler 50 passiert, wird das Dornauffangfenster zurückgesetzt. Die Nietenzuführvorrichtung 60 lädt einen neuen Niet in das Mundstück 124 des Werkzeugs, während das Werkzeug vollständig nach vorne zurückkehrt. Da aufgrund der hohen Setz- und Ladegeschwindigkeiten sich bis zu zwei Dorne gleichzeitig auf der Auffangbahn befinden können, sind auch zwei (oder manchmal mehr) getrennte Dornauffangfenster erforderlich. Bei zwei Dornauffangfenstern steht das erste Dornauffangfenster für einen dritten Niet zur Verfügung, sobald der erste Dorn den Dornfühler 50 passiert. Diese beiden Zeitgeber (oder Zeitfenster) werden während des gesamten Vorgangs ständig wieder verwendet. Sollten die Dorne aufgrund eines Staus nicht aufgefangen werden, würde dies dadurch festgestellt werden, dass das Dornauffangfenster abläuft, bevor der Dornfühler 50 die Passage eines Dorns feststellt. Bei zwei Dornauffangfenstern könnten sich bis zu zwei Dorne auf der Bahn befinden, jedoch keinesfalls mehr, da diese Störung bis zur Behebung und Rücksetzung sämtliche Nietsetzfunktionen außer Kraft setzt.
Das Nietsetzwerkzeug 12 verwendet keinen Sensor um festzustellen, ob ein Niet im Werkzeug geladen ist. Das Steuersystem geht davon aus, dass das Nietwerkzeug bei jedem Versuch geladen wird. Erst während des Setzvorgangs wird dies durch Überwachung der Drucksensoren 250, 252 bestätigt. Wenn die Sensoren 250, 252 innerhalb des Nietsetzfensters einen Druck erkennen, d. h. innerhalb einer Zeitspanne, in der der Ziehkopf 43 fast vollständig zurück fährt (z. B. 40 ms), weiß das System, dass ein Niet vorhanden ist, und fährt wie vorstehend beschrieben fort. Befindet sich bei Betätigung des Auslöseschalters 66 kein Niet im Mundstück 124, erkennen die Sensoren 250, 252 auch keinen Druckaufbau innerhalb des Nietsetzfensters und starten auch kein Dornauffangfenster, sondern leiten einen erneuten Ladevorgang der Nietenzuführvorrichtung 60 ein. Im Vergleich zu bekannten selbsttätigen Nietsetzsystemen, die ein Dornauffangsystem verwenden, wird durch den erfindungsgemäßen Steuerungsablauf die Arbeitsgeschwindigkeit des Nietsetzsystems erhöht. Bei früheren Systemen durfte das Nietsetzwerkzeug erst dann nachgeladen werden, wenn der zuvor abgetrennte Dorn hinter dem Dornfühler aufgenommen wurde. Mit der vorliegenden Erfindung ist es jedoch möglich, einen ersten Niet und nachfolgend einen zweiten Niet zu setzen, bevor der Dorn den dem Dornauffangsystem zugeordneten Dornfühler erreicht hat. Somit muß der Bediener nicht warten, bis der Fühler den Dorn erkannt hat, bevor er einen zweiten Niet anbringen kann.
Ferner kann mit dem erfindungsgemäßen Steuersystem die Versorgung des Ziehkopfes mit Hydraulikdruck unterbrochen werden, sobald ein Dornbruch erkannt ist, so dass der Ziehkopf sofort wieder in seine Ausgangsposition zurückgefahren werden kann und so für einen neuen Nietsetzvorgang zur Verfügung steht. Dies erhöht die Arbeitsgeschwindigkeit des erfindungsgemäßen Nietsetzwerkzeugs, da das System nicht länger als erforderlich warten muß, um sich nach Erkennen eines Dornbruchs wieder zurückzusetzen.
Aus der vorstehenden Beschreibung der Erfindung ist ersichtlich, dass diese auf vielerlei Weise abgewandelt werden kann. Diese Abwandlungen sind jedoch nicht so zu verstehen, dass damit der Umfang der Erfindung verlassen wird, und sämtliche derartigen Änderungen, die einem Durchschnittsfachmann nahe liegen würden, sind als in den Umfang der nachstehenden Ansprüche aufgenommen zu verstehen.

Claims

Nietsetzwerkzeug (12), das umfasst: einen Ziehkopf (43), der einen in einem Gehäuse (43b) angeordneten Hydraulikkolben (43a) aufweist, wobei der Kolben mit einem Futtergehäuse (44) so verbunden ist, dass das Futtergehäuse bei Betätigung des Ziehkopfs einen Nietdorn umgreift, wobei der Hydraulikkolben auf seinem weiteren Weg eine Kraft zum wirksamen Setzen des Niets ausübt; und eine Hydraulikdruckquelle (40), die mit dem Gehäuse über einen Hydraulikkanal (212) verbunden ist; und einen Mechanismus (250, 252) zum Erkennen eines Drucks in dem Hydraulikkanal; und eine Steuereinrichtung (34) zur Steuerung der Hydraulikdruckquelle in Abhängigkeit von dem Mechanismus zum Erkennen eines Hydraulikdrucks, wobei der Mechanismus zum Erkennen eines Hydraulikdrucks der Steuereinrichtung ein Signal liefert, das einen eine vorbestimmten Höhe überschreitenden Hydraulikdruck anzeigt, sowie ein weiteres Signal, das einen Druckabfall in dem Hydraulikkanal unter eine vorbestimmte Höhe anzeigt, was einen Dornbruch signalisiert, worauf die Steuereinrichtung ein Signal abgibt, das die Hydraulikdruckquelle veranlasst, den Ziehkopf nicht weiter mit Hydraulikdruck zu beaufschlagen.
Nietsetzwerkzeug nach Anspruch 1, wobei nach Erkennen eines Dornbruchs die Steuereinrichtung (34) ein Zeitfenster setzt, durch das das Nietsetzwerkzeug von der Steuereinrichtung abgeschaltet wird, wenn vor Ablauf des Zeitfensters von einem Dornfühler (50) kein das Passieren eines Dorns anzeigendes Signal empfangen wird.
Nietsetzwerkzeug nach Anspruch 2, wobei die Steuereinrichtung (34) das Laden und Setzen eines zweiten Niets zulässt, bevor das Passieren eines vorherigen Dorns am Dornfühler (50) erkannt wurde.
Nietsetzwerkzeug nach Anspruch 1, wobei der Mechanismus (250, 252) zum Erkennen eines Hydraulikdrucks einen Drucksensor aufweist, der der Steuereinrichtung (34) ein Signal liefert, wenn der Hydraulikdruck eine vorbestimmte Höhe überschreitet, sowie ein zweites Signal, wenn der Hydraulikdruck unter eine vorbestimmte Höhe fällt, worauf die Steuereinrichtung davon ausgeht, dass der Niet gesetzt ist.
Nietsetzwerkzeug nach Anspruch 1, wobei der Mechanismus (250, 252) zum Erkennen eines Hydraulikdrucks einen Drucksensor aufweist, der der Steuereinrichtung (34) ein Hydraulikdrucksignal liefert, mit dem die Steuereinrichtung den Hydraulikdruck überwacht und die Beaufschlagung des Ziehkopfes mit Hydraulikdruck unterbindet, wenn der Druck eine erste vorbestimmte Höhe erreicht und danach unter eine zweite vorbestimmte Höhe fällt.
Nietsetzwerkzeug nach Anspruch 1, mit einer Nietenzuführvorrichtung (60) zur Beschickung des Futtergehäuses mit Nieten, wobei nach Betätigung der Hydraulikdruckquelle die Steuereinrichtung ein Zeitfenster setzt, anhand dessen die Steuereinrichtung davon ausgeht, dass ein Niet nicht ordnungsgemäß von dem Futtergehäuse aufgenommen wurde, wenn der Druck vor Ablauf des Zeitfensters keine vorbestimmte Höhe überschreitet, worauf die Steuereinrichtung den Nietenzuführmechanismus betätigt, der dem Futtergehäuse dann einen Niet zuführt.
Verfahren zur Steuerung eines Nietsetzvorgangs eines Nietsetzsystems mit selbsttätiger Zuführung, das einen Ziehkopf (43) mit einem mit dem Ziehkopf verbundenen Futtergehäuse (44) aufweist, sowie eine Hydraulikdruckquelle (40), die mit dem Ziehkopf über einen Hydraulikkanal (212) verbunden ist, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Erkennen eines Drucks in dem Hydraulikkanal während einer Nietsetzfolge; und Unterbrechen der Hydraulikdruckquelle, nachdem eine Drucküberschreitung über eine erste vorbestimmte Höhe und darauffolgend eine Druckunterschreitung unter eine zweite vorbestimmte Höhe festgestellt wurde.
Verfahren nach Anspruch 7, das weiterhin das Setzen eines Zeitfensters umfasst, nachdem eine Unterschreitung des Hydraulikdrucks unter die zweite vorbestimmte Höhe erkannt wurde; und Erkennen der Rückführung eines Dorns an ein Dornsammelsystem (47) und Abbruch des Nietsetzvorgangs, wenn das Zeitfenster vor der Erkennung einer Dornrückführung abgelaufen ist.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei ein Fehlersignal abgegeben wird, wenn ein Dorn vor Ablauf des Zeitfensters keinen Dornfühler (50) passiert hat.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Hydraulikdruckquelle unterbrochen wird, wenn der Druck innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne nach Beginn der Nietsetzfolge keine vorbestimmte Höhe überschreitet, und ein Signal erzeugt wird, um die Nietenzuführvorrichtung (60) zur Übergabe eines weiteren Niets an das Futtergehäuse (44) zu aktivieren.