EP0953388A2 - Nietsetzgerät - Google Patents

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Publication number
EP0953388A2
EP0953388A2 EP99101542A EP99101542A EP0953388A2 EP 0953388 A2 EP0953388 A2 EP 0953388A2 EP 99101542 A EP99101542 A EP 99101542A EP 99101542 A EP99101542 A EP 99101542A EP 0953388 A2 EP0953388 A2 EP 0953388A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rivet setting
rivet
circuit
drive motor
setting device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP99101542A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0953388A3 (de
Inventor
Michael Hayder Honsel
Andreas Nolte
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MH Honsel Beteiligungs GmbH
Sartam Industries Inc
Sartam Ind Inc
Original Assignee
MH Honsel Beteiligungs GmbH
Sartam Industries Inc
Sartam Ind Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MH Honsel Beteiligungs GmbH, Sartam Industries Inc, Sartam Ind Inc filed Critical MH Honsel Beteiligungs GmbH
Publication of EP0953388A2 publication Critical patent/EP0953388A2/de
Publication of EP0953388A3 publication Critical patent/EP0953388A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • B21J15/02—Riveting procedures
    • B21J15/04—Riveting hollow rivets mechanically
    • B21J15/043—Riveting hollow rivets mechanically by pulling a mandrel
    • 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
    • B21J15/105—Portable riveters
    • 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
    • B21J15/16—Drives for riveting machines; Transmission means therefor
    • B21J15/26—Drives for riveting machines; Transmission means therefor operated by rotary drive, e.g. by electric motor

Definitions

  • the invention relates to a rivet setting tool with an electric drive motor, at least one rivet setting device driven by the drive motor with at least one rechargeable battery to power the Drive motor and with a circuit for regulating the power supply to the drive motor.
  • Such rivet setting tools are generally known from the prior art. Thanks to the rechargeable batteries, these riveting tools can be used independently operated by a power grid. It turns out to be problematic that the power consumption of the rivet setting tools is quite high. The rechargeable Batteries therefore empty very quickly. It therefore often happens that the voltage of the rechargeable batteries during a rivet setting process has dropped so much that the rivet setting tool stops. Since it is in the middle is in the rivet setting process, this often led to jamming or Block the rivet setting tool. Usually the rivet is still in the Rivet setting tool and must be removed with great effort.
  • the object of the invention is therefore to develop a known rivet setting device in such a way that that jamming or blocking of the rivet setting tool due to too low voltage of the rechargeable batteries reliably prevented becomes.
  • the object is achieved in that the circuit one Voltage meter for determining a battery voltage value and one Comparator with which the battery voltage value with one in one Storage device of the circuit stored minimum value of the battery voltage is comparable and that with the circuit either when falling below the minimum value before carrying out a rivet setting process Rivet setting device the power supply to the drive motor interrupted or at The power supply falls below the minimum value during a rivet setting process after the rivet setting process has ended, can be interrupted.
  • the circuit can be a microcomputer and the memory device has a connected permanent memory exhibit. Components of this type make the rivet setting tool inexpensive realize.
  • the circuit has a Current flow limiter with which the current flow to a maximum Value can be limited.
  • This current flow limiter allows the power consumption to be reduced of the rivet setting tool drastically reduce.
  • the power consumption can be regulated to a maximum value. So this is maximum value for rivets with smaller diameters is lower than for rivets with larger diameters.
  • the maximum value depends on the maximum required pulling force for setting the rivet is adjustable.
  • the value for the tensile force to set the rivet is a reliable size to adjust of the maximum current flow. This maximum pulling force can e.g. Tables and the like can be removed.
  • the rivet setting tool has a switch to preselect the maximum value.
  • the ease of use increase.
  • a maximum value can be set in stages be. This makes the setting clearer and can also be faster be performed.
  • the circuit in the Start-up phase of the drive motor, the power supply to at least one preset Value can be limited. This also allows electricity consumption to be reduced lower the rivet setting tool further. This is particularly the case with rivet setting tools with rechargeable batteries is an advantage.
  • the riveting tool 1 shows the rivet setting device 1 according to the invention in a sectional view.
  • the riveting tool 1 has an electric motor 2, a transmission 3, a Crank drive 4 and a rivet setting device 5.
  • the electric motor 2, the transmission 3, the crank mechanism 4 and the rivet setting device 5 are in a housing 6 of the rivet setting device 1.
  • the electric motor 2 is an electric motor that faces the crank mechanism 4 Side has a drive pinion 7.
  • the electric motor 2 is one Screw connection 8 attached to the housing 6.
  • the drive pinion 7 is on the Motor shaft 9 of the electric motor rotatably attached to the crank mechanism facing side of the electric motor out of the electric motor 2.
  • flywheel 10 mounted in a rotationally fixed manner.
  • the gear 3 consists of a gear shaft 11, which in two bearing points 12 and 13 is rotatably supported in the housing 6.
  • the bearings 12 and 13 point each on ball bearings.
  • On the gear shaft 11 there is a non-rotatable gear 14 provided which meshes with the drive pinion 7, and a worm wheel 15
  • the worm wheel 15 meshes in a gear 16 of the crank mechanism 4 Crank drive 4 is formed by the gear 16, which is rotatable on a Axis 17 is mounted, which in turn is mounted in the housing 6.
  • the gear 16 has an eccentric 18 on which a rotatable Crank rod 19 is mounted. Between eccentric 18 and an opening 20 in the Crank rod 19 is a ball bearing 21.
  • the crank rod 19 has a pin 22 which is pivotally connected to the rivet setting device 5. If the axes of rotation of the axis 17, the eccentric 18 and the pin 22 in are arranged in a line, the crank mechanism is in one of its dead centers. When the eccentric 18 is arranged between the axis 17 and the pin 22 is, the crank mechanism is at its front dead center; if the Axis 17 is arranged between the eccentric 18 and pin 22, the Crank mechanism in its rear dead center.
  • the rivet setting device is known from the prior art. On her front At the end, an opening 23 is provided, into which a blind rivet 24 with a Rivet pin 25 can be inserted in a known manner. Because the way such works Rivet setting device is generally known, this is only shown schematically. In principle, a setting process is carried out in which a linear movement a traction means 26 of the rivet setting device in the direction of the crank mechanism is carried out. This pulling movement is usually referred to as a setting stroke.
  • the rivet setting device is designed so that when the Crank drive from its rear dead center to its front dead center Idle stroke is carried out and only when the crank mechanism of its front dead center moved to its rear dead center, the setting stroke performed becomes.
  • the rivet setting tool 1 is attached to the housing 6 in a removable manner
  • Battery case 27 provided in the rechargeable batteries are arranged.
  • the battery case 27 has a peg-shaped projection 28, which is received in a receptacle 29 of the housing. like this in Fig. 1 is shown.
  • a switch 30 which is actuated by an actuator 31 can be actuated.
  • This actuator 31 acts it is an ordinary pusher that depresses the switch 30 actuated.
  • the housing 6 is in the area of the actuating device 31 and between Electric motor 2 and battery housing 27 designed as a handle 32.
  • the rivet setting tool 1 can be held on handle 32 by an operator, with the fingers the operator's hand can actuate the actuating device 31.
  • Contacts 33 protruding from the battery housing 27 are provided with contact tongues 34 in connection. These contact tongues 34 are in turn connected to switches 30 and the electric motor 2 with each other and with a cable Circuit 45, also not shown, in connection.
  • the circuit is an electronic circuit, the basic one Structure is explained in Fig. 2.
  • a microcontroller 35 with CPU, RAM and ROM used.
  • the motor is controlled via power MOS FET transistors 36.
  • the engine stops at a defined position via proximity switches and transistors.
  • an AD converter 37 integrated, the voltage of the rechargeable batteries 38 and measures the current drawn by the motor via a sensor 39.
  • the microcontroller 35 used is a Type of microprocessor circuit, which a CPU, an internal memory (RAM and EPROM) and internal drivers.
  • the clock signal is generated for external switching of the microcontroller and a reset circuit is required.
  • the AD converter consists on the one hand of a circuit for generating a Sawtooth signal and secondly from a comparator circuit of sawtooth signal and the output of the measuring amplifier.
  • the measuring amplifiers match the measuring signal to the level of the sawtooth signal of the AD converter.
  • the voltage of the rechargeable batteries is adjusted and with the measuring amplifier assigned to the MS transducer, more can Data such as Motor current, force applied to the rivet setting device, etc. become. It is necessary to evaluate the voltage of the rechargeable batteries to start the rivet setting tool when the residual capacity is too low prevent. This prevents the rivet setting tool from becoming blocked. If the residual voltage is reached, the motor is stopped at a defined position.
  • the motor is controlled via the power MOS FET transistor. About this Transistor, the motor current is limited in the starting phase of the motor. If in In an application, a low engine power is required, so can the motor control the power consumption of the motor by means of pulse width modulation be reduced.
  • a proximity switch Via which a predetermined position of the crank mechanism 4 can be detected.
  • the case is the position in which the crank mechanism is in its front Dead center is located.
  • the axes of rotation of the are in this position Gear 16 and the eccentric 18 and the pin 22 in a line, wherein the eccentric is offset towards the rivet setting device.
  • drivers 41 and 42 are provided with the microcontroller and the contact switches 43.X and a display 44 are connected.
  • the rivet setting tool can be put into operation and deactivated by pressing button 43.0 Operation.
  • the display 44 can be used to show the state of charge of rechargeable batteries.
  • maximum motor power consumption using these buttons 43.X to regulate.
  • a value can be shown in the display that for the maximum current consumption of the electric motor 2 is characteristic. Through the Buttons 43.X this value can be decreased or increased.
  • This value can e.g. are taken from a table in which the maximum current consumption of the Size of the rivets to be processed is compared. Such a table can also be integrated in the rivet setting tool and e.g. in the microcontroller 35 be filed.
  • z. B the diameter of the rivet pin the rivets to be processed are displayed.
  • pressing the 43.X can increase and increase the value of the diameter of the rivet pin accordingly be reduced so that the rivet setting tool is set accordingly and the maximum current consumption is limited accordingly.
  • An operator who intends to set rivets with the rivet setting device 1 according to the invention will first attach the battery housing 27 with the charged rechargeable batteries arranged therein to the rivet setting device 1 in a known manner.
  • the battery housing 27 is inserted with its projection 29 into the receptacle 29 of the rivet setting device 1, the contacts 33 engaging with the contact tongues 34 and a power supply to the circuit 45 being possible.
  • the operator then takes the rivet setting tool 1 in the hand 32, a finger of the hand being able to operate the actuating device 31 in a known manner.
  • a blind rivet 24 is then inserted with its rivet pin 25 into the rivet setting device 5 in a known manner.
  • the switch 30 When the operator enters the actuator 31 into the housing 6 presses, the switch 30 is operated. This will be the power supply to the electric motor 2 via the circuit 45. The one charged with electricity The electric motor now transmits its torque via the gear 14 the gear shaft 11 and thereby also on the worm wheel 15. This meshes in a gear 16 and rotates the eccentric 18. In the starting position of the rivet setting tool 1 are the axes of rotation of the axis 17, the eccentric 18 and the pin 22 in a line, the crank mechanism is at its rear dead center.
  • the drive motor By applying current to the drive motor, it starts up, so that the crank mechanism moves from its rear dead center to its front dead center. Since the rivet setting device is designed such that it during this Initial movement of the crank mechanism performs an idle stroke, the drive motor start easily and can be brought up to speed without which is already subjected to tensile forces by the rivet setting device. If the crank mechanism has reached its front dead center, the drive motor begins a tensile force on the traction means 26 of the rivet setting device via the crank mechanism 4 5 apply. Due to this tensile force, a rivet setting process is now known Way performed. The rivet setting process is finished when the Crank drive again at its rear dead center, i.e. H. its starting position located. In Fig. 1 the rivet setting device is shown when the crank mechanism is at its front dead center, d. H. at the beginning of the setting stroke.
  • a sensor detects the starting position, that is when the Crank mechanism is in its rear dead center and automatically interrupts the Power supply - when the actuator is no longer actuated - so that the crank mechanism is stopped at its rear dead center.
  • the flywheel connected to the drive motor allows in particular a particularly large torque or a apply particularly great traction.
  • the force occurring greatest. Due to the idle stroke on the way from The flywheel can adjust the rear dead center to the front dead center accordingly be brought up to speed.
  • the flywheel's flywheel energy can Delay can be used to increase the forces at the beginning of the rivet setting stroke overcome.
  • the flywheel can be decoupled again and independently of the electric motor keep turning. This enables the swing energy to be stored. This is particularly favorable in the continuous operation of the rivet setting tool, since that Flywheel supports the start of the engine and the application of the riveting forces can be. This can significantly reduce power consumption.
  • the circuit 45 also ensures that before performing of each rivet setting process, the current tension of the rechargeable batteries compared with a predetermined minimum value becomes. As long as the voltage of the rechargeable batteries is above this minimum value it is still possible to carry out a complete rivet setting process. The voltage of the rechargeable batteries should be below these given If the value drops, no further riveting is carried out. This has the advantage that the voltage of the rechargeable batteries is not collapses during a rivet setting process and the rivet setting tool thereby is blocked. This constant comparison and monitoring of tension The rechargeable batteries are done automatically by the circuit. In this way, the capacity of the rechargeable batteries can be maximized use without the risk that it is during a rivet setting process to block the rivet setting tool due to insufficient voltage is coming.
  • buttons 43.X there is also the possibility of maximum current consumption limit depending on the purpose of the rivet setting tool 1.
  • display 44 e.g. an LCD display can be given a value that is characteristic of the specific application; e.g. B. this can be the diameter of the rivet pin 25.
  • the key 43.2 or the key 43.3 is as long actuated until the corresponding value appears on the display 44; e.g. B. the 43.2 key can be used to display the display value 44 increase, i.e. if larger diameters are to be processed, and button 43.3 can be used to decrease the display value.
  • the diameter sizes of the rivet pins are displayed in stages. So the next larger rivet pin diameter can be pressed by pressing button 43.1 once are displayed. Accordingly, by pressing the button 43.3 the next lower display value or rivet pin diameter is displayed become.
  • the rivet setting device 1 can also be based on the Display 44 reads the current state of charge of the rechargeable batteries become.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Portable Nailing Machines And Staplers (AREA)
  • Insertion Pins And Rivets (AREA)

Abstract

Nietsetzgerät mit einem elektrischen Antriebsmotor, wenigstens einer vom Antriebsmotor angetriebenen Nietsetzeinrichtung, wenigstens einer wiederaufladbaren Batterie zur Stromversorgung des Antriebsmotors und mit einer Schaltung zum Regeln der Stromzufuhr zum Antriebsmotor. Um bei derartigen Nietsetzgerät zu verhindern, daß das Nietsetzgerät aufgrund zu niedriger Batteriespannung blockiert, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Schaltung einen Spannungsmesser zum Ermitteln eines Batteriespannungswertes und einen Vergleich aufweist, mit dem der ermittelte Batteriespannungswert mit einem in einer Speichereinrichtung der Schaltung abgespeicherten Minimalwert der Batteriespannung vergleichbar ist, und daß mit der Schaltung entweder bei Unterschreiten des Minimalwertes vor dem Durchführen eines Nietsetzvorganges der Nietsetzeinrichtung oder bei Unterschreiten des Minimalwertes während eines Nietsetzvorganges die Stromzufuhr nach Beendigen des Nietsetzvorganges unterbrechbar ist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Nietsetzgerät mit einem elektrischen Antriebsmotor, wenigstens einer vom Antriebsmotor angetriebenen Nietsetzeinrichtung mit wenigstens einer wiederaufladbaren Batterie zur Stromversorgung des Antriebsmotors und mit einer Schaltung zum Regeln der Stromzufuhr zum Antriebsmotor.
Derartige Nietsetzgeräte sind aus dem Stand der Technik allgemein bekannt. Durch die wiederaufladbaren Batterien können diese Nietsetzgeräte unabhängig von einem Stromnetz betrieben werden. Als problematisch erweist es sich dabei, daß der Stromverbrauch der Nietsetzgeräte recht hoch ist. Die wiederaufladbaren Batterien leeren sich daher recht zügig. Häufig kommt es daher vor, daß während eines Nietsetzvorganges die Spannung der wiederaufladbaren Batterien derart abgesunken ist, daß das Nietsetzgerät stehen bleibt. Da es sich mitten im Nietsetzvorgang befindet, führte dies häufig zu einem Verklemmen oder Blockieren des Nietsetzgerätes. Zumeist befindet sich dann der Niet noch im Nietsetzgerät und muß aufwendig entfernt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein bekanntes Nietsetzgerät derart weiterzuentwickeln, daß ein Verklemmen bzw. Blockieren des Nietsetzgerätes aufgrund zu geringer Spannung der wiederaufladbaren Batterien zuverlässig verhindert wird.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schaltung einen Spannungsmesser zum Ermitteln eines Batteriespannungswertes und einen Vergleicher aufweist, mit dem der Batteriespannungswert mit einem in einer Speichereinrichtung der Schaltung abgespeicherten Minimalwert der Batteriespannung vergleichbar ist und daß mit der Schaltung entweder bei Unterschreitung des Minimalwertes vor dem Durchführen eines Nietsetzungsvorganges der Nietsetzeinrichtung die Stromzufuhr zum Antriebsmotor unterbrechbar oder bei Unterschreiten des Minimalwertes während eines Nietsetzvorganges die Stromzufuhr nach Beendigen des Nietsetzvorganges unterbrechbar ist.
Diese Lösung ist einfach und stellt sicher, daß das Nietsetzgerät nicht während eines Nietsetzvorganges stehen bleibt. Das Nietsetzgerät bleibt immer nur nach Durchführen eines vollständigen Nietsetzvorganges stehen. Sollte der Minimalwert der Batteriespannung während des Nietsetzvorganges unterschritten werden, so wird der gerade durchgeführte Nietsetzvorgang noch zu Ende ausgeführt. Das Nietsetzgerät bleibt erst dann stehen. Ist dieser Wert vor dem Durchführen des Nietsetzvorganges unterschritten worden, so wird ein Nietsetzvorgang erst gar nicht durchgeführt.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann die Schaltung einen Mikrocomputer und die Speichereinrichtung einen damit verbundenen Festspeicher aufweisen. Durch derartige Komponenten läßt sich das Nietsetzgerät kostengünstig verwirklichen.
Darüber hinaus kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß die Schaltung einen Stromflußbegrenzer aufweist, mit dem der Stromfluß auf einen maximalen Wert begrenzbar ist. Durch diesen Stromflußbegrenzer läßt sich der Stromverbrauch des Nietsetzgerätes drastisch reduzieren. Je nach Einsatzzweck kann der Stromverbrauch auf einem maximalen Wert geregelt werden. So ist dieser maximale Wert bei Nieten mit kleineren Durchmessern geringer als bei Nieten mit größeren Durchmessern.
Ein Vorteil kann es dabei sein, wenn der maximale Wert vorzugsweise durch den Bediener einstellbar ist. Der Bediener kann individuell das Nietsetzgerät einstellen und dadurch den Stromverbrauch reduzieren.
Ein Vorteil kann es dabei sein, wenn der maximale Wert in Abhängigkeit der maximal erforderlichen Zugkraft zum Setzen des Nietes einstellbar ist. Der Wert für die Zugkraft zum Setzten des Nietes ist eine zuverlässige Größe zum Einstellen des maximalen Stromflusses. Diese maximale Zugkraft kann z.B. Tabellen und dergleichen entnommen werden.
Zudem kann es sich als günstig erweisen, wenn das Nietsetzgerät einen Schalter zum Vorwählen des maximalen Wertes aufweist. Darüber läßt sich der Bedienungskomfort erhöhen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung kann ein maximaler Wert in Stufen einstellbar sein. Dadurch wird das Einstellen übersichtlicher und kann zudem schneller durchgeführt werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann mit der Schaltung in der Anlaufphase des Antriebsmotors die Stromzufuhr auf zumindest einen voreingestellten Wert begrenzbar sein. Auch dadurch läßt sich der Stromverbrauch des Nietsetzgerätes weiter herabsetzen. Dies ist insbesondere bei Nietsetzgeräten mit wiederaufladbaren Batterien von Vorteil.
Es zeigen:
Fig. 1
ein erfindungsgemäßes Nietsetzgerät in einer Schnittansicht;
Fig. 2
die Schaltung des Nietsetzgerätes aus Fig. 1 in einer schematischen Darstellung.
In Fig. 1 ist das erfindungsgemäße Nietsetzgerät 1 in einer Schnittansicht dargestellt. Das Nietsatzgerät 1 weist einen Elektromotor 2, ein Getriebe 3, einen Kurbeltrieb 4 und eine Nietsetzeinrichtung 5 auf. Der Elektromotor 2, das Getriebe 3, der Kurbeltrieb 4 und die Nietsetzeinrichtung 5 sind in einem Gehäuse 6 des Nietsetzgerätes 1 angeordnet.
Der Elektromotor 2 ist ein Elektromotor, der auf der dem Kurbeltrieb 4 zugewandten Seite ein Antriebsritzel 7 aufweist. Der Elektromotor 2 ist über eine Schraubverbindung 8 am Gehäuse 6 befestigt. Das Antriebsritzel 7 ist auf der Motorwelle 9 des Elektromotors drehfest befestigt, die auf der dem Kurbeltrieb zugewandten Seite des Elektromotors aus dem Elektromotor 2 herausgeführt ist.
Auf der Motorwelle 9 ist auf der dem Kurbeltrieb abgewandten Seite des Elektromotors 2 ein Schwungrad 10 drehfest montiert.
Das Getriebe 3 besteht aus einer Getriebewelle 11, die in zwei Lagerstellen 12 und 13 drehbar im Gehäuse 6 gelagert ist. Die Lagerstellen 12 und 13 weisen jeweils Kugellager auf. Auf der Getriebewelle 11 ist ein drehfestes Zahnrad 14 vorgesehen, welches mit dem Antriebsritzel 7 kämmt, sowie ein Schneckenrad 15 Das Schneckenrad 15 kämmt in einem Zahnrad 16 des Kurbeltriebes 4 Der Kurbeltrieb 4 wird gebildet durch das Zahnrad 16, welches drehbar auf einer Achse 17 gelagert ist, die wiederum im Gehäuse 6 gelagert ist. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, weist das Zahnrad 16 einen Exzenter 18 auf, auf dem drehbar eine Kurbelstange 19 gelagert ist. Zwischen Exzenter 18 und einer Öffnung 20 in der Kurbelstange 19 befindet sich eine Kugellagerung 21. Die Kurbelstange 19 weist einen Zapfen 22 auf, der mit der Nietsetzeinrichtung 5 gelenkig verbunden ist. Wenn die Drehachsen der Achse 17, des Exzenter 18 und des Zapfens 22 in einer Linie angeordnet sind, befindet sich der Kurbeltrieb in einem seiner Totpunkte. Wenn der Exzenter 18 zwischen der Achse 17 und dem Zapfen 22 angeordnet ist, befindet sich der Kurbeltrieb in seinem vorderen Totpunkt; wenn die Achse 17 zwischen Exzenter 18 und Zapfen 22 angeordnet ist, befindet sich der Kurbeltrieb in seinem hinteren Totpunkt.
Die Nietsetzeinrichtung ist aus dem Stand der Technik bekannt. An ihrem vorderen Ende ist eine Öffnung 23 vorgesehen, in die ein Blindniet 24 mit einem Nietstift 25 in bekannter Weise einsteckbar ist. Da die Funktionsweise einer solchen Nietsetzeinrichtung allgemein bekannt ist, ist diese nur schematisch dargestellt. Prinzipiell wird ein Setzvorgang durchgeführt, in dem eine Linearbewegung eines Zugmittels 26 der Nietsetzeinrichtung in Richtung zum Kurbeltrieb durchgeführt wird. Diese Zugbewegung wird üblicherweise als Setzhub bezeichnet. Die Nietsetzeinrichtung ist dabei so gestaltet, daß bei der Bewegung des Kurbeltriebs von seinem hinteren Totpunkt zu seinem vorderen Totpunkt ein Leerhub durchgeführt wird und erst dann, wenn sich der Kurbeltrieb von seinem vorderen Totpunkt zu seinem hinteren Totpunkt bewegt, der Setzhub durchgeführt wird.
Darüber hinaus ist das Nietsetzgerät 1 mit einem abnehmbar am Gehäuse 6 angebrachten Batteriegehäuse 27 versehen, in dem wiederaufladbare Batterien angeordnet sind. Das Batteriegehäuse 27 weist einen zapfenförmigen Vorsprung 28 auf, der in einer Aufnahme 29 des Gehäuses aufgenommen ist. wie dies in Fig. 1 dargestellt ist.
Im Inneren des Gehäuses 6 befindet sich ein Schalter 30, der durch eine Betätigungseinrichtung 31 betätigbar ist. Bei dieser Betätigungseinrichtung 31 handelt es sich um einen gewöhnlichen Drücker, der durch Niederdrücken den Schalter 30 betätigt.
Das Gehäuse 6 ist im Bereich der Betätigungseinrichtung 31 und zwischen Elektromotor 2 und Batteriegehäuse 27 als Griff 32 ausgebildet. Das Nietsetzgerät 1 kann an Griff 32 von einer Bedienperson gehalten werden, wobei die Finger der Hand der Bedienperson die Betätigungseinrichtung 31 betätigen können.
Aus dem Batteriegehäuse 27 ragende Kontakte 33 stehen mit Kontaktzungen 34 in Verbindung. Diese Kontaktzungen 34 stehen wiederum mit Schalter 30 und dem Elektromotor 2 über nicht dargestellte Kabel miteinander und mit einer ebenfalls nicht dargestellten Schaltung 45 in Verbindung.
Bei der Schaltung handelt es sich um eine elektronische Schaltung, deren prinzipieller Aufbau in Fig. 2 erläutert ist.
Zur Steuerung des Nietsetzgerätes wird ein Mikrocontroller 35 mit CPU, RAM und ROM verwendet. Das Ansteuern des Motors erfolgt über Power-MOS-FET-Transistoren 36. Das Stoppen des Motors erfolgt an einer definierten Position über Näherungsschalter und Transistoren. In der Schaltung 45 ist ein AD-Wandler 37 integriert, der die Spannung der wiederaufladbaren Batterien 38 und über einen Meßaufnehmer 39 den vom Motor aufgenommenen Strom mißt.
Zwischen dem Meßaufnehmer 39 und dem AD-Wandler sind jeweils Meßverstärker 40 vorgesehen.
Bei Unterschreitung einer Restspannung der wiederaufladbaren Batterien wird die Stromzuführung zum Motor unterbrochen und der Elektromotor in einer definierten Position angehalten.
Bei dem zur Anwendung kommenden Mikrocontroller 35 handelt es sich um eine Art Mikroprozessorenschaltung, welche eine CPU, einen internen Speicher (RAM und EPROM) sowie interne Treiber besitzt.
Zur externen Schaltung der Mikrosteuerung wird die Erzeugung des Taktsignals sowie eine Resetbeschaltung benötigt.
Der AD-Wandler besteht zum einen aus einer Schaltung zum Erzeugen eines Sägezahnsignals und zum zweiten aus einer Komperatorschaltung aus Sägezahnsignal und dem Ausgang der Meßverstärker.
Die Meßverstärker passen das Meßsignal auf den Pegel des Sägezahnsignals des AD-Wandlers an. Mit dem den wiederaufladbaren Batterien zugeordneten Meßverstärker wird die Spannung der wiederaufladbaren Batterien angepaßt und mit den dem MS-Aufnehmer zugeordneten Meßverstärker können weitere Daten wie z.B. Motorstrom, Kraft auf die Nietsetzeinrichtung usw. aufgenommen werden. Das Auswerten der Spannung der wiederaufladbaren Batterien ist erforderlich, um ein Anlaufen des Nietsetzgerätes bei zu geringer Restkapazität zu verhindern. Dadurch wird eine Blockade des Nietsetzgerätes vermieden. Wenn die Restspannung erreicht wird, wird der Motor an einer definierten Position angehalten.
Die Motoransteuerung erfolgt über den Power-MOS-FET-Transistor. Über diesen Transistor wird der Motorstrom in der Anlaufphase des Motors begrenzt. Wenn in einem Anwendungsfall eine geringe Motorleistung benötigt wird, so kann über die Motoransteuerung die Leistungsaufnahme des Motors mittels einer Pulsweitenmodulation reduziert werden.
Darüber hinaus ist ein nicht näher dargestellter Nährungsschalter vorhanden, über den eine vorbestimmte Stellung des Kurbeltriebes 4 erfaßbar ist. Im vorliegenden Fall ist das diejenige Stellung, in der sich der Kurbeltrieb in seinem vorderen Totpunkt befindet. In dieser Stellung befinden sich die Drehachsen des Zahnrades 16 und des Exzenters 18 und des Zapfens 22 in einer Linie, wobei der Exzenter in Richtung zur Nietsetzeinrichtung hin versetzt ist. Durch diese Steuerung ist es möglich, den Motor gezielt dann anzuhalten, wenn sich der Kurbeltrieb 4 in seinem vorderen Totpunkt befindet.
Darüber hinaus sind Treiber 41 und 42 vorgesehen, die mit dem Mikrocontroller und den Kontaktschaltern 43.X und einer Anzeige 44 in Verbindung stehen. Durch die Taste 43.0 kann das Nietsetzgerät in Betrieb genommen und außer Betrieb gesetzt werden. Die Anzeige 44 kann dazu verwendet werden, den Ladezustand der wiederaufladbaren Batterien anzuzeigen. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, die maximale Stromaufnahme des Motors mit Hilfe dieser Tasten 43.X zu regulieren. Dazu kann in der Anzeige ein Wert angezeigt werden, der für die maximale Stromaufnahme des Elektromotors 2 kennzeichnend ist. Durch die Tasten 43.X kann dieser Wert abgesenkt oder erhöht werden. Dieser Wert kann z.B. einer Tabelle entnommen werden, in der die maximale Stromaufnahme der Größe der zu verarbeitenden Niete gegenübergestellt ist. Eine solche Tabelle kann auch in das Nietsetzgerät integriert sein und z.B. in dem Mikrocontroller 35 abgelegt sein. Dann kann in der Anzeige z. B. der Durchmesser des Nietstiftes der zu verarbeitenden Niete angezeigt werden. Durch Betätigen der Tasten 43.X kann entsprechend der Wert des Durchmessers des Nietstiftes vergrößert und verkleinert werden, so daß das Nietsetzgerät entsprechend eingestellt ist und die maximale Stromaufnahme entsprechend begrenzt wird.
Nachfolgend wird die Wirkungs- und Funktionsweise der Erfindung näher erläutert:
Eine Bedienperson, die beabsichtigt, mit dem erfindungsgemäßen Nietsetzgerät 1 Nieten zu setzen, wird zunächst das Batteriegehäuse 27 mit den darin angeordneten, aufgeladenen wiederaufladbaren Batterien in bekannter Weise am Nietsetzgerät 1 anbringen. Dazu wird das Batterliegehäuse 27 mit seinem Vorsprung 29 in die Aufnahme 29 des Nietsetzgerätes 1 eingesteckt, wobei die Kontakte 33 mit den Kontaktzungen 34 in Eingriff gelangen und eine Stromversorgung der Schaltung 45 möglich ist. Die Bedienperson nimmt dann das Nietsetzgerät 1 an Griff 32 in die Hand, wobei ein Finger der Hand die Betätigungseinrichtung 31 in bekannter Weise bedienen kann. Anschließend wird ein Blindniet 24 mit seinem Nietstift 25 in die Nietsetzeinrichtung 5 in bekannter Weise eingesetzt.
Wenn die Bedienperson die Betätigungseinrichtung 31 in das Gehäuse 6 hinein drückt, wird der Schalter 30 betätigt. Hierdurch wird die die Stromversorgung zum Elektromotor 2 über die Schaltung 45 hergestellt. Der mit Strom beaufschlagte Elektromotor überträgt sein Drehmoment nun über das Zahnrad 14 auf die Getriebewelle 11 und dadurch gleichzeitig auch auf das Schneckenrad 15. Dieses kämmt in einem Zahnrad 16 und dreht den Exzenter 18. In der Ausgangsstellung des Nietsetzgerätes 1 befinden sich die Drehachsen der Achse 17, des Exzenters 18 und des Zapfens 22 in einer Linie, wobei sich der Kurbeltrieb in seinem hinteren Totpunkt befindet.
Durch Beaufschlagen des Antriebsmotors mit Strom läuft dieser an, so daß sich der Kurbeltrieb von seinem hinteren Totpunkt zu seinem vorderen Totpunkt bewegt. Da die Nietsetzeinrichtung derart gestaltet ist, daß sie während dieser Anfangsbewegung des Kurbeltriebes einen Leerhub durchführt, kann der Antriebsmotor problemlos anlaufen und auf Drehzahl gebracht werden, ohne daß der bereits mit Zugkräften durch die Nietsetzeinrichtung beaufschlagt wird. Wenn der Kurbeltrieb seinen vorderen Totpunkt erreicht hat, beginnt der Antriebsmotor über den Kurbeltrieb 4 eine Zugkraft auf das Zugmittel 26 der Nietsetzeinrichtung 5 aufzubringen. Durch diese Zugkraft wird nun ein Nietsetzvorgang in bekannter Weise durchgeführt. Der Nietsetzvorgang ist beendet, wenn sich der Kurbeltrieb wieder in seinem hinteren Totpunkt, d. h. seiner Ausgangsstellung befindet. In Fig. 1 ist die Nietsetzvorrichtung dargestellt, wenn sich der Kurbeltrieb in seinem vorderen Totpunkt befindet, d. h. bei Beginn des Setzhubs.
Ein nicht dargestellter Sensor erfaßt die Ausgangsstellung, also wenn sich der Kurbeltrieb in seinem hinteren Totpunkt befindet und unterbricht automatisch die Stromzufuhr - wenn die Betätigungseinrichtungnicht mehr betätigt ist - so daß der Kurbeltrieb in seinem hinteren Totpunkt angehalten wird.
Durch das mit dem Antriebsmotor verbundene Schwungrad läßt sich insbesondere bei Beginn des Setzhubes ein besonders großes Drehmoment, bzw. eine besonders große Zugkraft aufbringen. Beim Beginn des Nietsetzvorganges ist die auftretende Kraft am größten. Aufgrund des Leerhubes auf dem Weg vom hinteren Totpunkt zum vorderen Totpunkt kann das Schwungrad entsprechend auf Drehzahl gebracht werden. Bei einer alternativen Ausführungsform kann das sich drehende Schwungrad zudem über eine nicht dargestellte elektromagnetische Kupplung mit dem Antriebsmotor verbunden sein. Dann läßt sich die Kupplung derart steuern, daß zu Beginn eines Nietsetzvorganges das sich drehende Schwungrad zugeschaltet wird. Dadurch wird der Motor schneller auf Drehzahl gebracht. Zusätzlich kann die Schwungenergie des Schwungrades mit Verzug verwendet werden, um die Kräfte am Anfang des Nietsetzhubes zu überwinden. Sobald sich der Kurbeltrieb in seinen hinteren Totpunkt befindet, kann das Schwungrad wieder entkoppelt werden, und unabhängig vom Elektromotor sich weiter drehen. Dadurch läßt sich die Schwungenergie speichern. Dies ist insbesondere günstig beim Dauerbetrieb des Nietsetzgerätes, da das Schwungrad das Anlaufen des Motors und das Aufbringen der Nietkräfte unterstützt werden kann. Dadurch läßt sich der Stromverbrauch erheblich reduzieren.
Aufgrund dessen, daß das Nietsetzgerät in der definierten Stellung angehalten wird, und von dort aus betrieben wird, ergeben sich besonders günstige Kraftverhältnisse beim Einsatz des Kurbeltriebes 4. Aufgrund dessen, daß die Ausgangsstellung elektronisch erfaßt wird, sind gegenüber herkömmlichen Lösungen keinerlei aufwendige Kupplungsmechanismen notwendig. Der Elektromotor 2 kann sich ständig mit dem Kurbeltrieb 4 und dem Getriebe 3 in Eingriff befinden.
Durch die Schaltung 45 wird darüber hinaus sichergestellt, daß vor dem Durchführen eines jeden Nietsetzvorganges zunächst die derzeitige Spannung der wiederaufladbaren Batterien mit einem vorgegebenen Mindestwert verglichen wird. Solange die Spannung der wiederaufladbaren Batterien über diesem Mindestwert liegt, ist es noch möglich, einen vollständigen Nietsetzvorgang durchzuführen. Sollte die Spannung der wiederaufladbaren Batterien unter diesen vorgegebenen Wert absinken, so wird kein weiterer Nietsetzvorgang durchgeführt. Dies hat den Vorteil, daß die Spannung der wiederaufladbaren Batterien nicht während eines Nietsetzvorganges zusammenbricht und das Nietsetzgerät dadurch blockiert wird. Dieses ständige Vergleichen und Überwachen der Spannung der wiederaufladbaren Batterien erfolgt automatisch durch die Schaltung. Auf diese Weise läßt sich die Kapazität der wiederaufladbaren Batterien maximal nutzen, ohne daß die Gefahr besteht, daß es während eines Nietsetzvorganges zu einem Blockieren des Nietsetzgerätes aufgrund zu geringer Spannung kommt.
Durch Tasten 43.X besteht darüber hinaus die Möglichkeit, die maximale Stromaufnahme je nach Einsatzzweck des Nietsetzgerätes 1 zu begrenzen. Dazu wird in der Anzeige 44, die z.B. ein LCD-Display sein kann, ein Wert angegeben, der für die spezielle Anwendung kennzeichnend ist; z. B. kann dies der Durchmesser des Nietstiftes 25 sein. Sollen Blindnieten mit einem vorgegebenen Nietstiftdurchmesser verarbeitet werden, so wird die Taste 43.2 bzw. die Taste 43.3 solange betätigt, bis der entsprechende Wert in der Anzeige 44 erscheint; z. B. kann die Taste 43.2 dazu verwendet werden, den Anzeigewert in der Anzeige 44 zu erhöhen, d.h., wenn größere Durchmesser verarbeitet werden sollen, und kann die Taste 43.3 dazu verwendet werden, den Anzeigewert zu erniedrigen. Die Durchmessergrößen der Nietstifte werden dabei stufenweise angezeigt. So kann durch einmaliges Drücken der Taste 43.1 der nächst größere Nietstiftdurchmesser angezeigt werden. Entsprechend kann durch Drücken der Taste 43.3 der nächst niedrigere Anzeigewert, bzw. Nietstiftdurchmesser angezeigt werden.
Während des Betriebes des Nietsetzgerates 1 kann darüber hinaus anhand der Anzeige 44 der momentane Ladezustand der wiederaufladbaren Batterien abgelesen werden.

Claims (8)

  1. Nietsetzgerät mit einem elektrischen Antriebsmotor (2), wenigstens einer vom Antriebsmotor angetriebenen Nietsetzeinrichtung (5), mit wenigstens einer wiederaufladbaren Batterie zur Stromversorgung des Antriebsmotors und mit einer Schaltung (45) zum Regeln der Stromzufuhr zum Antriebsmotor, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung einen Spannungsmesser zum Ermitteln eines Batteriespannungswertes und einen Vergleicher aufweist, mit dem der ermittelte Batteriespannungswert mit einem in einer Speichereinrichtung der Schaltung abgespeicherten Minimalwert der Batteriespannung vergleichbar ist, daß mit der Schaltung entweder bei Unterschreiten des Minimalwertes vor dem Durchführen eines Nietsetzvorganges der Nietsetzeinrichtung die Stromzufuhr zum Antriebsmotor unterbrechbar ist oder bei Unterschreiten des Minimalwertes während eines Nietsetzvorganges die Stromzufuhr zum Antriebsmotor nach Beendigen des Nietsetzvorganges unterbrechbar ist.
  2. Nietsetzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung einen Mikrocomputer und die Speichereinrichtung einen damit verbundenen Festspeicher aufweist.
  3. Nietsetzgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung einen Stromflußbegrenzer aufweist, mit dem der Stromfluß auf einen minimalen Wert begrenzbar ist.
  4. Nietsetzgerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der maximale Wert vorzugsweise durch den Bediener einstellbar ist.
  5. Nietsetzgerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der maximale Wert in Abhängigkeit der maximal erforderlichen Zugkraft zum Setzen des Nietes einstellbar ist.
  6. Nietsetzgerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Nietsetzgerät einen Schalter zum Vorwählen des maximalen Wertes aufweist.
  7. Nietsetzgerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß maximale Wert in Stufen einstellbar ist.
  8. Nietsetzgerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Schaltung in der Anlaufphase des Antriebsmotors die Stromzufuhr auf zumindest einen voreingestellten Wert begrenzbar ist.
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