EP0067272A2 - Nietvorrichtung - Google Patents

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EP0067272A2
EP0067272A2 EP82101576A EP82101576A EP0067272A2 EP 0067272 A2 EP0067272 A2 EP 0067272A2 EP 82101576 A EP82101576 A EP 82101576A EP 82101576 A EP82101576 A EP 82101576A EP 0067272 A2 EP0067272 A2 EP 0067272A2
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hold
working
bore
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Karl Kinkel
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Cessione magra - Industrie
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Mannesmann AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J15/00—Riveting
    • B21J15/10—Riveting machines
    • B21J15/28—Control devices specially adapted to riveting machines not restricted to one of the preceding subgroups
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J15/00—Riveting
    • B21J15/10—Riveting machines

Definitions

  • the invention relates to a riveting device with a working cylinder and a working piston axially displaceable therein by a pressure medium with a ram guided in a hold-down device, the working piston being acted upon on both sides by changing the position of a control valve by a pressure medium and during riveting on the opposite side of the riveting device riveting parts on a counterholder with rivet feeder.
  • Such riveting devices are e.g. known from DE-OS 18 03 479 and have the disadvantage that they always have to be converted when using rivets of different lengths. This is particularly disadvantageous in aircraft construction, where the material thicknesses and thus the rivet lengths are already different in the area of certain assemblies.
  • the object of the invention is therefore to design a riveting device so that rivets of different lengths can be used with it without any special conversion measures.
  • This object is achieved in that a control piston is arranged parallel to the working piston in the riveting device and is guided axially displaceably with the holding-down device until it lies against the parts to be connected, and in that the control piston is connected via a measuring line to a rivet feed device for rivets of different lengths.
  • the control piston When working, the control piston is first acted on and pushes the hold-down device connected to it down to the parts to be riveted. With this displacement of the hold-down device from its rest position, the material thickness is measured and the length of the rivet to be used is determined. The determined dimension for the rivet length is communicated to the rivet feed device, which selects the necessary rivet and inserts it into the prepared bore, where it is then provided with a closing head by the plunger by pressurizing the control piston.
  • the features of claim 2 serve the actual riveting process, while the features of claim 3 for Retraction of the working piston are required, the features of claim 4 allowing the necessary retraction of the control piston.
  • Claim 5 relates to the appropriate arrangement of the hold-down and the measuring ruler connected to it to determine the rivet length.
  • Claims 6 and 7 relate to the fastening of the measuring ruler to the control piston and the measuring spring according to claim 8 ensures the faultless return of the measuring ruler to the starting position so that the following operation can be initiated to determine the rivet length.
  • the measures according to claim 9 relate to the known connections between the pressure chambers via valves to the pump or to the tank.
  • the working cylinder 1 is connected via a counter pressure bracket 14 to a rivet feed device 15 above the laminated core 11.
  • the pump 32 conveys the pressure medium from the tank 31 through the pressure medium line 30, the control valve 27 and through the return line 24 into the annular space 17, where it acts upon the annular surface 2d of the working piston 2 to hold it in the position shown on the piston stop le.
  • the control spring 9 presses the control piston 4 with its stop pin 4e against the bottom of the hole 1g and holds it in the position shown.
  • the pressure medium also flowed from the bottom of the hole 1g through the rivet measuring line 26 and the measuring valve 28 into the pressure medium line 29 leading to the tank 31.
  • the measuring valve 28 is switched over and the pressure medium is passed through the rivet measuring line 26 into the bore bottom 19.
  • the control piston 4 displaces the measuring ruler 7 against the pressure of the measuring spring 8 and the control spring 9 relative to the piston head 2a and causes the holding-down device 6, which is guided in a hold-down hole 1a of the working cylinder 1, to be applied to the lower lamination stack 11.
  • the path traveled, i.e. the thickness of the laminated core 11 is determined on the measuring ruler 7.
  • the corresponding rivet 10 is inserted into its prepared bore via the rivet feed device 15 and held there by the counter-holder 12 during the riveting.
  • the pressure medium delivered by the pump 32 passes through the rivet pressure line 25 into the annular space 18 and from there through the channel 23 into the annular space 20, which is enlarged and thus after the first movement of the working piston 2 through the annular space 20a has a large area for loading the working piston 2.
  • This causes the plunger 3 to be moved in a plunger bore 6a of the holding-down device 6 to the rivet 10 and thus forms the closing head 13.
  • the working piston 2 moves with the plunger 3 only as far as the control piston 4 has advanced with the holding-down device 6, i.e. The distance 34 is restored and thus determines the height of the closing head 33 of the rivet 20 regardless of the thickness of the laminated core 11.
  • the return of the working piston 2 is initiated by switching the measuring valve 28 into the switching position shown.
  • the pressure medium from the space below the annular piston 4d flows through the rivet measuring line 26 and the measuring valve 28 and through the pressure medium line 29 into the tank 31.
  • the control piston 4 is moved downward by the control spring 9.
  • the pressure oil from the space 20 / 20a flows through the channel 22 into the annular space 19 and the channel 21 into the annular space 17 and from this through the return line 24 and the changed-over control valve 27 through the pressure medium line 29 into the tank 31.
  • the return piston 2 then follows with its plunger 3 until the starting position shown is reached.
  • the control valve 27 is then switched back to the starting position.
  • the annular surfaces 4a of the control piston 4 are connected to one another via a shaft 4b.
  • the piston 4d provided on the shaft extension 4c is guided in a control piston bore 1f of the working cylinder 1 and bears against its bore lg with a stop pin 4e.
  • the measuring ruler 7 has a depression 7a and a through hole 7b for a head 5a and a shaft 5b of a cylinder screw for fastening on the control piston 4.

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Abstract

Die Nietvorrichtung hat zum Ermitteln der Länge der in Abhängigkeit von den Materialdicken zu verwendenden Nieten 10 einen Steuerkolben 4, der vor dem eigentlichen Vernieten einen Niederhalter 6 gegen das Blechpaket 11 schiebt und über ein Meßlineal 7 die gemessene Materialdicke und damit Nietlänge ermittelt. Das Meßergebnis wird über eine Meßleitung einer Nietzufuhrvorrichtung 15 mitgeteilt, die den Niet 10 mit der erforderlichen Länge zum Bohrloch bringt. Durch den Arbeitskolben 2 und Steuerkolben 4 wird eine genaue Schließkopfhöhe erreicht.
Die Energiezufuhr zum Arbeitskolben 2 und Steuerkolben 4 der Nietvorrichtung erfolgt von eine Pumpe 32 aus über ein Steuerventil 27 und ein Meßventil 28.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Nietvorrichtung mit einem Arbeitszylinder und einem darin von einem Druckmittel axial verschiebbaren Arbeitskolben mit in einem Niederhalter geführten Stempel, wobei der Arbeitskolben beidseitig durch Änderung der Stellung eines Steuerventils von einem Druckmittel beaufschlagbar ist und beim Nieten auf der der Nietvorrichtung gegenüberliegenden Seite der zu vernietenden Teile an einem Gegenhalter mit Nietzuführer anliegt.
  • Solche Nietvorrichtungen sind z.B. durch die DE-OS 18 03 479 bekannt und haben den Nachteil, daß sie bei Verwendung unterschiedlich langer Nieten stets umgebaut werden müssen. Dies ist vor allem im Flugzeugbau nachteilig, wo die Materialdicken und somit auch die Nietlängen schon im Bereich bestimmter Baugruppen unterschiedlich sind.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Nietvorrichtung so zu gestalten, daß mit ihr ohne besondere Umbaumaßnahmen Nieten unterschiedlicher Länge verwendet werden können. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in der Nietvorrichtung parallel zum Arbeitskolben ein Steuerkolben angeordnet und mit dem Niederhalter bis zum Anliegen an die zu verbindenden Teile axial verschiebbar geführt ist und daß der Steuerkolben über eine Meßleitung mit einer Nietzuführvorrichtung für unterschiedlich lange Nieten verbunden ist.
  • Beim Arbeiten wird zunächst der Steuerkolben beaufschlagt und schiebt den mit ihm verbundenen Niederhalter bis auf die zu vernietenden Teile. Mit dieser Verschiebung des Niederhalters aus seiner Ruhelage heraus wird die Materialdicke gemessen und so die Länge des zu verwendenden Nietes ermittelt. Das ermittelte Maß für die Nietlänge wird der Nietzufuhrvorrichtung mitgeteilt, die den erforderlichen Niet auswählt und in die vorbereitete Bohrung einführt, wo er dann durch Druckmittelbeaufschlagung des Steuerkolbens vom Stempel mit einem Schließkopf versehen wird.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung dienen die Merkmale des Anspruches 2 dem eigentlichen Nietvorgang, während die Merkmale des Anspruches 3 zum Zurückziehen des Arbeitskolbens erforderlich sind, wobei die Merkmale des Anspruches 4 das dabei erforderliche Zurückziehen des Steuerkolbens ermöglichen. Anspruch 5 betrifft die zweckmäßige Anordnung des Niederhalters und des mit ihm verbundenen Meßlineals zum Ermitteln der Nietlänge.
  • Die Ansprüche 6 und 7 betreffen die Befestigung des Meßlineals am Steuerkolben und die Meßfeder nach Anspruch 8 gewährleistet das einwandfreie Zurückbringen des Meßlineals in die Ausgangsstellung, damit der folgende Arbeitsgang zum Ermitteln der Nietlänge eingeleitet werden kann.
  • Die Maßnahmen nach Anspruch 9 betreffen die an sich bekannten Verbindungen zwischen den Druckräumen über Ventile zur Pumpe bzw. zum Tank.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
  • Der Arbeitszylinder 1 ist über einen Gegendruckbügel 14 mit einer Nietzufuhrvorrichtung 15 oberhalb der Blechpaketes 11 verbunden.
  • Die Pumpe 32 fördert das Druckmittel aus dem Tank 31 durch die Druckmittelleitung 30, das Steuerventil 27 sowie durch die Rückholleitung 24 in den Ringraum 17, wo es durch Beaufschlagung der Ringfläche 2d des Arbeitskolbens 2, diesen in der gezeichneten Lage auf dem Kolbenanschlag le hält. Die Steuerfeder 9 drückt den Steuerkolben 4 mit seinen Anschlagzapfen 4e gegen den Bohrungsboden lg und hält ihn in der dargestellten Lage. Das im Ringraum 20a am Boden des Arbeitskolbens 2 vorhandene Druckmittel strömte, solange der Steuerkolben 4 die gezeichnete Stellung noch nicht eingenommen hatte, durch den Kanal 23 in den Ringraum 18 und gelangte durch die Nietdruckleitung 25 sowie das Steuerventil 27 und die Druckmittelleitung 29 in den Tank 31. Auch strömte das Druckmittel aus dem Bohrungsboden lg durch die Nietmeßleitung 26 und das Meßventil 28 in die zum Tank 31 führende Druckmittelleitung 29.
  • Zum Nieten wird das Meßventil 28 umgeschaltet und das Druckmittel durch die Nietmeßleitung 26 in den Bohrungsboden 19 geleitet. Der Steuerkolben 4 verschiebt das Meßlineal 7 entgegen dem Druck der Meßfeder 8 und der Steuerfeder 9 gegenüber dem Kolbenboden 2a und bewirkt das Anlegen des in einer Niederhalterbohrung 1a des Arbeitszylinders 1 geführten Niederhalters 6 an das untere Blechpaket 11. Der gefahrene Weg, d.h. die Dicke des Blechpaketes 11 wird am Meßlineal 7 ermittelt. Nun wird über die Nietzuführvorrichtung 15 der entsprechende Niet 10 in seine vorbereitete Bohrung eingeführt und dort vom Gegenhalter 12 während des Nietens gehalten.
  • Durch Umschalten des Steuerventils 27 gelangt das von der Pumpe 32 geförderte Druckmittel durch die Nietdruckleitung 25 in den Ringraum 18 und von diesem durch den Kanal 23 in den Ringraum 20, der schon nach der ersten Bewegung des Arbeitskolbens 2 durch den Ringraum 20a vergrößert wird und somit eine große Fläche zum Beaufschlagen des Arbeitskolbens 2 hat. Dieser bewirkt das Verschieben des Stempels 3 in einer Stempel bohrung 6a des Niederhalters 6 zum Niet 10 und bildet so den Schließkopf 13. Dabei fährt der Arbeitskolben 2 mit dem Stempel 3 nur soweit vor, wie der Steuerkolben 4 mit dem Niederhalter 6 vorgefahren ist, d.h. der Abstand 34 wird wieder hergestellt und bestimmt so die Schließkopfhöhe 33 des Nietes 20 unabhängig von der Dicke des Blechpaketes 11.
  • Der Rücklauf des Arbeitskolbens 2 wird eingeleitet durch Umschalten des Meßventils 28 in die dargestellte Schaltstellung. Das Druckmittel aus dem Raum unterhalb des Ringkolbens 4d strömt durch die Nietmeßleitung 26 und das Meßventil 28 sowie durch die Druckmittelleitung 29 in den Tank 31. Der Steuerkolben 4 wird durch die Steuerfeder 9 nach unten bewegt. Ebenso folgt der Niederhalter 6 und das durch einen Schlitz lb des Arbeitszylinders 1 reichende Meßlineal 7 mittels der im Federschlitz 2b geführten Meßfeder 8. Das Drucköl aus dem Raum 20/20a strömt durch den Kanal 22 in den Ringraum 19 und den Kanal 21 in den Ringraum 17 und von diesem durch die Rückholleitung 24 und das umgestellte Steuerventil 27 durch die Druckmittelleitung 29 in den Tank 31. Im Rücklauf folgt dann der Arbeitskolben 2 mit seinem Stempel 3 bis die dargestellte Ausgangslage erreicht ist. Das Steuerventil 27 wird dann wieder in die Ausgangslage umgestellt.
  • Die Ringflächen 4a des Steuerkolbens 4 sind über einen Schaft 4b miteinander verbunden. Der am Schaftansatz 4c vorhandene Kolben 4d ist in einer Steuerkolbenbohrung 1f des Arbeitszylinders 1 geführt und liegt mit einem Anschlagzapfen 4e an dessen Bohrung lg an.
  • Das Meßlineal 7 hat eine Einsenkung 7a und eine Durchgangsbohrung 7b für einen Kopf 5a und einen Schaft 5b einer Zylinderschraube zur Befestigung auf dem Steuerkolben 4.

Claims (9)

1. Nietvorrichtung mit einem Arbeitszylinder und einem darin von einem Druckmittel axial verschiebbaren Arbeitskolben mit in einem Niederhalter geführten Stempel, wobei der Arbeitskolben beidseitig durch Änderung der Stellung eines Steuerventils von einem Druckmittel beaufschlagbar ist und bei Nieten auf der der Nietvorrichtung gegenüberliegenden Seite der zu vernietenden Teile an einen Gegenhalter mit Nietzuführer anliegt,
dadurch gekennchnet,
daß in der Nietvorrichtung parallel zum Arbeitskolben (2) ein Steuerkolben (4) angeordnet und mit dem Niederhalter (6) bis zum Anliegen an die zu verbindenden Teile axial verschiebbar geführt ist und daß der Steuerkolben (4) über eine Meßleitung mit einer Nietzufuhrvorrichtung (15) für unterschiedlich lange Nieten (10) verbunden ist.
2. Nietvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Steuerkolben (4) in einer Steuerbohrung (2e) des Arbeitskolbens (2) geführt ist und zwischen zwei Ringflächen (4a) einen Schaft (4b) hat, und daß der den Schaft (4b) umgebende Ringraum (19) eine Verbindung von einer den Arbeitskolben (2) über einen Kanal (22) in Preßrichtung beaufschlagenden Druckraum (20) einerseits zu einer eine Ringfläche (2d) des Arbeitskolbens (2) in Rückholrichtung beaufschlagten Ringraum (17) über einen Kanal (21) und eine Rückholleitung (24) andererseits mit einem Steuerventil (27) bildet.
3. Nietvorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Steuerkolben (4) an seinem dem Niederhalter (6) entgegengerichteten Ende einen Schaftansatz (4c) hat und mit diesem in der Steuerkolbenbohrung (2e) des Arbeitskolbens (2) und eine weitere Steuerbohrung (lf) des Arbeitszylinders (1) hineinragt und daß von dem Ringraum (20) zwischen dem Schaftansatz (4c) und den Steuerkolbenbohrungen (lf bzw. 2e) ein Kanal (23) in einen den Arbeitskolben (2) im Arbeitszylinder (1) umgebenden Ringraum (18) führt, der über eine Nietdruckleitung (25) mit dem Steuerventil (27) verbunden ist.
4. Nietvorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß vom Ende der den Schaftansatz (4c) umgebenden Steuerkolbenbohrung (lf) eine Nietmeßleitung (26) zu einem Meßventil (28) führt und daß der Schaftansatz (4c) vor seinem Ende einen Ringkolben (4d) mit einem sich am Bohrungsboden (lg) abstützenden Anschlagzapfen (4e) hat.
5. Nietvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Niederhalter (6) ein in einer Niederhalterbohrung (la) des Arbeitszylinders (1) axial verschiebbarer Hohlzylinder ist und den Arbeitskolben (2) umfaßt, und daß der Steuerkolben (4) eine Ringnut hat, an der ein an dem Niederhalter (6) angebrachtes und durch einen Schlitz (lb) des Arbeitszylinders (1) reichendes Meßlineal (7) befestigt ist.
6. Nietvorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Ringnut von einer in das Ende des Steuerkolbens (4) eingeschraubten Zylinderschraube (5) gebildet ist, deren zylindrischer Schaft (5b) länger ist als eine für diesen durch das Meßlineal (7) führende Durchgangsbohrung (7b).
7. Nietvorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kopf (5a) der Zylinderschraube (5) in einer die Durchgangsbohrung (7b) umgebende Einsenkung (7a) so tief eingelassen ist, daß sie eine Führung für eine sich am Kolbenboden (2a) abstützende und auf den Steuerkolben (4) wirkende Steuerfeder (9) ist.
8. Nietvorrichtung nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß neben der Steuerfeder (9) eine sich am Kolbenboden (2a) abstützende und auf das Meßlineal (7) wirkende Meßfeder (8) angeordnet ist.
9. Nietvorrichtung nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Steuerventil (27) und das Meßventil (28) über Druckmittelleitungen (29, 30) mit einer Pumpe (32) bzw. einem Tank (31) verbunden sind.
EP19820101576 1981-06-13 1982-03-02 Nietvorrichtung Expired EP0067272B1 (de)

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