EP1247599A1 - Antriebseinrichtung für ein Einpresswerkzeug - Google Patents

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EP1247599A1
EP1247599A1 EP02007588A EP02007588A EP1247599A1 EP 1247599 A1 EP1247599 A1 EP 1247599A1 EP 02007588 A EP02007588 A EP 02007588A EP 02007588 A EP02007588 A EP 02007588A EP 1247599 A1 EP1247599 A1 EP 1247599A1
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EP
European Patent Office
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compressed air
hold
air chamber
drive device
pressure
Prior art date
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EP02007588A
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English (en)
French (fr)
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EP1247599B1 (de
Inventor
Hans Jörg Lang
Werner Helmig
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Boellhoff GmbH
Original Assignee
Boellhoff GmbH
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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
    • B21J15/16—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
    • 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
    • B21J15/025—Setting self-piercing rivets
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/53—Means to assemble or disassemble
    • Y10T29/53709—Overedge assembling means
    • Y10T29/5377—Riveter

Definitions

  • the present invention relates to a drive device for a press-in tool, in particular a tool for joining workpieces made of ductile Material that is a stamp for a press fit and a relative to the punch axially movable hold-down to hold down one or more Has workpieces during the pressing process.
  • press-in tools such as Tools for setting punch rivets are usually hydraulically operating drive devices intended.
  • the force for actuating the Stamp generated by means of a hydraulic cylinder, the transfers the hydraulic pressure directly or indirectly to the stamp, cf. e.g. DE 199 24 310.
  • the hold-down force exerted by the hold-down device on the workpieces can either be from an additional hydraulic cylinder or from the stamp be exerted by force transmission means in the form of a spring. If these drive devices have proven themselves in principle, they are not for everyone Suitable for applications.
  • the use of an additional Hydraulic cylinders require a corresponding design and control technology Effort.
  • a spring as a power transmission means the risk of spring breakage, which increases the lifespan and operational safety of the press tool reduced accordingly.
  • the hold-down force set by the spring and cannot be changed.
  • the present invention has for its object a drive device for a press-in tool of the type specified above, that they are as trouble-free and wear-free as possible with their structural simplicity is working.
  • the hold-down force should be changeable and adjustable.
  • the invention is defined in claim 1.
  • the power transmission means exist between the stamp and the hold-down made of a variable volume Compressed air chamber caused by an axial relative movement between the stamp and Hold-down device during the press-in process to increase the hold-down force is compressed.
  • the pneumatic spring is created in the form of the compressed air chamber a given hold-down force.
  • the invention offers the possibility of the initial pressure in the Infinitely adjustable air chamber. This allows the hold-down force set individually and quickly and adapt to special applications.
  • pressure in the compressed air chamber can also be varied Control throttle point or a pressure control device as desired.
  • Conventional actuators such as hydraulic actuators are used Cylinders in question that act directly or indirectly on the stamp.
  • the drive has an electric motor and one of the electric Motor driven spindle mechanism.
  • the press tool shown in FIGS. 1 and 2 is a rivet setting tool trained to set punch rivets.
  • the invention can also be for other press-in tools such as Clinching Tools use.
  • the drive device of the rivet setting tool shown has one electric motor 2 on the outside of a tubular housing 4 of the actual rivet setting tool is attached.
  • the electric motor 2 is over one Reduction gear 6 from two planet gears 8 with a spindle mechanism 10 connected, in the housing composed of several housing parts 4 is arranged.
  • the two intermeshing planet gears 8 are like schematically indicated, by means of ball bearings in the associated housing sections rotatably mounted, the one planet gear 8 with the output shaft of the electrical Motor 2 and the other planet gear 8 with a spindle 12 of the spindle mechanism 10 is rotatably connected.
  • the reduction gear 6 increases the electric motor 2 to the spindle mechanism 10 transmitted torque a predetermined factor and reduces the drive speed by the same factor.
  • the spindle 12 of the spindle mechanism arranged concentrically in the housing 4 10 is rotatable by means of a ball bearing 14 and axially immovable in the housing 4 stored.
  • the spindle 12 meshes with a nut 16.
  • the nut 16 is fixed connected to a stamp part 18 of a stamp 20 for setting the punch rivets (Not shown).
  • the nut 16 and the stamp 20 with the stamp part 18 are relative to the housing 4 rotatably and axially displaceably. A rotation of the spindle 12 therefore causes a corresponding axial movement of the nut 16 and Stamp 20
  • the stamp 20 with the stamp part 18 is coaxial with a hold-down part 22 surrounded a hold-down 24.
  • the hold-down 24 with the hold-down part 22 is axial both relative to the punch 20 and relative to the housing 4 slidably mounted on the sheet to be riveted (not shown) during to be able to exert a hold-down force during the riveting process, as explained in more detail becomes.
  • the stamp part 18 is at the top provided with a cover 26, which the nut 16 inside the stamp part 18th guaranteed.
  • the hold-down part 22 is also on its top with a lid 28 provided with which the hold-down part 22 in the basic position (Fig. 1) of the rivet setting tool abuts on the underside of a housing part 4a.
  • the stamp part 18 and the hold-down part 22 each have two cylindrical Sections 18a, 18b or 22a or 22b, which are arranged in sealed manner one inside the other are that opposite circumferential and shoulder surfaces of this Sections delimit a compressed air chamber 30 between them.
  • the sections 18a and 22a or 18b and 22b by seals sealed against each other, so that the compressed air chamber 30 is fluid-tight is completed.
  • the compressed air chamber 30 is, however, in the illustrated embodiment via a flow connection 32 to a compressed air source (not shown) in connection.
  • the flow connection 32 consists of a compressed air connection 34, which is provided on the outside of the housing 4, one between the housing 4 and the hold-down part 22 formed annular space 36, which is essentially extends over the entire length of section 22a, and one in the Hold-down part formed passage 38, the annular space 36 with the compressed air chamber 30 connects.
  • the actual joining part 40 of the stamp 20 and the mouthpiece 42 of the Hold-down devices 24 are of conventional design and can, for example, as in FIG of DE 199 24 310, so that they are not described in detail.
  • the compression ratio is in the order of 3.
  • Via the flow connection 32 can set the initial pressure in the compressed air chamber 30 to a predetermined value.
  • an unlockable check valve (not shown) is provided, which prevents pressure from escaping from the compressed air chamber 30.
  • a variable throttle point (not shown) be provided by which the pressure in the compressed air chamber is arbitrary can be controlled. As a result, the hold-down force can still be during the Influence the riveting process in the desired way.
  • the compressed air chamber 30 acting as a pneumatic spring thus ensures a fast and continuously adjustable hold-down force with minimal wear of the components involved.
  • FIG. 3 shows a schematic sketch of a pressure control device 46 which serves to control the pressure in the compressed air chamber 30.
  • the pressure control device 46 has a pressure regulator 48 on its inlet side with a compressed air source 44 and on its outlet side via a line 50, a check valve 52 and a line 54 with the compressed air connection 34 of the Compressed air chamber 30 is connected.
  • the pressure control device 46 also has one Pressure intensifier 56 in the form of a two-stage air cylinder with a two-stage Piston assembly consisting of a piston 58 of smaller cross section and there is a piston 60 of larger cross section.
  • the pressure intensifier 56 is on the Side of the smaller piston 58 via the line 54 with the compressed air connection 34 connected to the air chamber 30 while on the larger piston side 60 can be connected to the pressure regulator 48 via a directional valve 62.
  • the pressure translator 56 is also in its area between the small piston 56 and large Piston 60 connected to the atmosphere via a filter (indicated schematically).
  • the operation of the pressure control device is as follows. At the beginning of a The rivet setting process becomes the compressed air chamber 30 from the compressed air source 44 via the pressure regulator 48 and the lines 50, 54 with a predetermined initial pressure applied. With the help of the pressure intensifier 46 is now during the Compression of the compressed air chamber 30 the pressure prevailing therein in the desired Controlled way.
  • the pressurization of the pressure intensifier 56 control with the help of the directional control valve 62 so that the piston arrangement 58, 60 closes Start of the rivet setting process is in its (in Fig. 3) upper position.
  • the smaller piston 58 is connected via line 54 to that from the compressed air chamber 30 displaced compressed air volume, so that the piston assembly 58, 60 goes down.
  • the ratio of pressurized Surfaces of the pistons 56 and 60 can be a relatively flat pressure rise in this way or achieve a constant pressure in the compressed air chamber 30.
  • the compressed air supply to the pressure booster 56 is at the beginning a rivet setting process is controlled so that the piston assembly 58, 60 initially is in its lower position (in Fig. 3) and then during compression the compressed air chamber 30 is adjusted upwards, there is a corresponding steeper pressure increase in the compressed air chamber.
  • the pressure in the compressed air chamber 30 can be via the Control pressure control device 46 as desired, if the pressure intensifier 56 via the Directional control valve 62 is connected to a separate compressed air regulator, the regulated one Pressure independent of the pressure supplied to the compressed air chamber 30 is.

Abstract

Beschrieben wird eine Antriebseinrichtung für ein Einpresswerkzeug, insbesondere ein Nietsetzwerkzeug, das einen Stempel (20) für einen Einpressvorgang und einen relativ zu dem Stempel axial verschiebbaren Niederhalter (24) zum Niederhalten der Werkstücke während des Einpressvorganges aufweist. Der Stempel (20) wird von einem Antrieb (2,6,10) axial verstellt. Hierbei wird die auf den Stempel (20) ausgeübte Kraft durch Kraftübertragungsmittel in Form einer volumenveränderlichen Druckluftkammer (30) auf den Niederhalter (24) übertragen. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung für ein Einpresswerkzeug, insbesondere ein Werkzeug zum Fügen von Werkstücken aus duktilem Material, das einen Stempel für einen Einpressvorgang und einen relativ zu dem Stempel axial verschiebbaren Niederhalter zum Niederhalten eines oder mehrerer Werkstücke während des Einpressvorganges aufweist.
Bei vorbekannten Einpresswerkzeugen wie z.B. Werkzeugen zum Setzen von Stanznieten sind üblicherweise hydraulisch arbeitende Antriebseinrichtungen vorgesehen. Bei derartigen Antriebseinrichtungen wird die Kraft zum Betätigen des Stempels (Einpress- bzw. Fügekraft) mittels eines Hydraulikzylinders erzeugt, der den Hydraulikdruck direkt oder auch indirekt auf den Stempel überträgt, vgl. z.B. DE 199 24 310. Die vom Niederhalter auf die Werkstücke ausgeübte Niederhaltekraft kann entweder von einem zusätzlichen Hydraulikzylinder oder von dem Stempel durch Kraftübertragungsmittel in Form einer Feder ausgeübt werden. Wenn sich auch diese Antriebseinrichtungen im Prinzip bewährt haben, sind sie nicht für alle Anwendungszwecke gleichermaßen geeignet. Die Verwendung eines zusätzlichen Hydraulikzylinders erfordert einen entsprechenden konstruktiven und steuerungstechnischen Aufwand.Bei Verwendung einer Feder als Kraftübertragungsmittel besteht die Gefahr eines Federbruchs, was die Lebensdauer und die Betriebssicherheit des Einpresswerkzeuges entsprechend verringert. Außerdem ist die Niederhaltekraft durch die Feder vorgegeben und kann nicht verändert werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebseinrichtung für ein Einpresswerkzeug der oben angegebenen Gattung so weiter zu bilden, dass sie bei konstruktiver Einfachheit möglichst störungs- und verschleißfrei arbeitet. Außerdem soll die Niederhalterkraft veränderbar und einstellbar sein.
Die Erfindung ist in Anspruch 1 definiert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung bestehen die Kraftübertragungsmittel zwischen dem Stempel und dem Niederhalter aus einer volumenveränderlichen Druckluftkammer, die durch eine axiale Relativbewegung zwischen Stempel und Niederhalter während des Einpressvorganges zum Erhöhen der Niederhalterkraft komprimiert wird. Die pneumatische Feder in Form der Druckluftkammer erzeugt hierbei eine vorgegebene Niederhalterkraft.
Da bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Antriebseinrichtung keine Feder zur Übertragung der Kraft zwischen Stempel und Niederhalter benötigt wird, hat sie eine hohe Betriebssicherheit, einen geringen Verschleiß und eine hohe Lebensdauer. Darüber hinaus bietet die Erfindung die Möglichkeit, den Anfangsdruck in der Druckluftkammer stufenlos einzustellen. Hierdurch lässt sich die Niederhalterkraft individuell und schnell einstellen und an spezielle Anwendungen anpassen. Der Druck in der Druckluftkammer lässt sich im übrigen auch durch eine veränderliche Drosselstelle oder eine Drucksteuereinrichtung beliebig steuern.
Als Antrieb kommen herkömmliche Stellvorrichtungen wie hydraulische Zylinder in Frage, die direkt oder indirekt auf den Stempel einwirken. Vorzugsweise weist der Antrieb jedoch einen elektrischen Motor und einen von dem elektrischen Motor angetriebenen Spindelmechanismus auf.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.
Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt:
  • Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Nietsetzwerkzeug in seiner Grundstellung,
  • Fig. 2 einen der Fig. 1 entsprechenden Längsschnitt durch das Nietsetzwerkzeug in seiner Nietstellung, und
  • Fig. 3 eine Schemaskizze einer Drucksteuereinrichtung für das Nietsetzwerkzeug.
    • Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Einpresswerkzeug ist als Nietsetzwerkzeug zum Setzen von Stanznieten ausgebildet. Die Erfindung lässt sich jedoch auch bei anderen Einpresswerkzeugen wie z.B. Werkzeugen zum Durchsetzfügen (Clinchen) verwenden.
    Die Antriebseinrichtung des dargestellten Nietsetzwerkzeuges weist einen elektrischen Motor 2 auf, der an der Außenseite eines rohrförmigen Gehäuses 4 des eigentlichen Nietsetzwerkzeuges angebracht ist. Der elektrische Motor 2 ist über ein Untersetzungsgetriebe 6 aus zwei Planetenrädern 8 mit einem Spindelmechanismus 10 verbunden, der in dem aus mehreren Gehäuseteilen zusammengesetzten Gehäuse 4 angeordnet ist. Die beiden miteinander kämmenden Planetenräder 8 sind, wie schematisch angedeutet, mittels Kugellager in zugehörigen Gehäuseabschnitten drehbar gelagert, wobei das eine Planetenrad 8 mit der Abtriebswelle des elektrischen Motors 2 und das andere Planetenrad 8 mit einer Spindel 12 des Spindelmechanismus 10 drehfest verbunden ist. Das Untersetzungsgetriebe 6 erhöht das vom elektrischen Motor 2 auf den Spindelmechanismus 10 übertragene Drehmoment um einen vorgegebenen Faktor und reduziert die Antriebsdrehzahl um denselben Faktor.
    Die im Gehäuse 4 konzentrisch angeordnete Spindel 12 des Spindelmechanismus 10 ist mittels eines Kugellagers 14 drehbar und axial unverschiebbar im Gehäuse 4 gelagert. Die Spindel 12 kämmt mit einer Mutter 16. Die Mutter 16 ist fest verbunden mit einem Stempelteil 18 eines Stempels 20 zum Setzen der Stanzniete (nicht gezeigt). Die Mutter 16 und der Stempel 20 mit dem Stempelteil 18 sind relativ zum Gehäuse 4 drehfest und axial verschiebbar geführt. Eine Drehung der Spindel 12 bewirkt daher eine entsprechende Axialbewegung der Mutter 16 und des Stempels 20.
    Der Stempel 20 mit dem Stempelteil 18 ist koaxial von einem Niederhalterteil 22 eines Niederhalters 24 umgeben. Der Niederhalter 24 mit dem Niederhalterteil 22 ist sowohl relativ zu dem Stempel 20 wie auch relativ zu dem Gehäuse 4 axial verschiebbar gelagert, um auf die zu vernietenden Bleche (nicht gezeigt) während des Nietvorganges eine Niederhalterkraft ausüben zu können, wie noch genauer erläutert wird.
    Wie in den Figuren zu sehen ist, ist das Stempelteil 18 an der Oberseite mit einem Deckel 26 versehen, der die Mutter 16 im Inneren des Stempelteils 18 sichert. Das Niederhalterteil 22 ist an seiner Oberseite ebenfalls mit einem Deckel 28 versehen, mit dem das Niederhalterteil 22 in der Grundstellung (Fig. 1) des Nietsetzwerkzeuges an der Unterseite eines Gehäuseteils 4a anliegt.
    Das Stempelteil 18 und das Niederhalterteil 22 haben jeweils zwei zylindrische Abschnitte 18a, 18b bzw. 22a bzw. 22b, die abgedichtet ineinander so angeordnet sind, dass einander gegenüberliegende Umfangs- und Schulterflächen dieser Abschnitte eine Druckluftkammer 30 zwischen sich begrenzen. Wie in der Zeichnung angedeutet, sind die Abschnitte 18a und 22a bzw. 18b und 22b durch Dichtungen gegeneinander abgedichtet, so dass die Druckluftkammer 30 insoweit strömungsmitteldicht abgeschlossen ist.
    Die Druckluftkammer 30 steht jedoch in dem dargestellten Ausführungsbeispiel über eine Strömungsverbindung 32 mit einer (nicht gezeigten) Druckluftquelle in Verbindung. Die Strömungsverbindung 32 besteht aus einem Druckluftanschluss 34, der an der Außenseite des Gehäuses 4 vorgesehen ist, einem zwischen dem Gehäuse 4 und dem Niederhalterteil 22 gebildeten Ringraum 36, der sich im wesentlichen über die gesamte Länge des Abschnittes 22a erstreckt, sowie einem in dem Niederhalterteil gebildeten Durchlass 38, der den Ringraum 36 mit der Druckluftkammer 30 verbindet.
    Das eigentliche Fügeteil 40 des Stempels 20 sowie das Mundstück 42 des Niederhalters 24 sind von herkömmlicher Bauart und können beispielsweise wie in der DE 199 24 310 ausgebildet sein, so dass sie nicht näher beschrieben werden.
    Die Funktionsweise des beschriebenen Nietsetzwerkzeuges ist wie folgt. Es sei angenommen, dass sich das Nietsetzwerkzeug in seiner in Fig. 1 gezeigten Grundstellung befindet. Wird nun der elektrische Motor 2 betätigt, so dreht er über das Untersetzungsgetriebe 6 die Spindel 12 des Spindelmechanismus 10. Hierdurch werden die Mutter 16 und das damit fest verbundene Stempelteil 18 axial nach unten bewegt. Hierbei nehmen sie über die als pneumatische Feder wirkende Druckluftkammer 30 den Niederhalter 24 mit dem Niederhalterteil 22 mit.
    Wenn das Mundstück 42 des Niederhalters 24 auf der Oberseite der zu vernietenden Bleche (nicht gezeigt) aufsetzt, bleibt er stehen. Der Stempel 20 mit dem Stempelteil 18 wird jedoch über den Spindelmechanismus 10 weiter nach unten bewegt, bis das Fügeteil 40 des Stempels 20 den Niet in die Bleche eingedrückt hat (Fig. 2).
    Hierbei kommt es zu einer Kompression der Druckluftkammer 30, so dass sich der Druck in der Druckluftkammer 30 entsprechend erhöht. Dies führt zu einer entsprechenden Erhöhung der von dem Niederhalter 24 auf die Bleche ausgeübten Niederhalterkraft. Im dargestellten Ausführungsbeispiel liegt das Verdichtungsverhältnis in der Größenordnung von 3. Über die Strömungsverbindung 32 lässt sich der Anfangsdruck in der Druckluftkammer 30 auf einen vorgegebenen Wert einstellen. Somit lässt sich mit Hilfe der Druckluftkammer 30 ein beliebiger Wert der Niederhalterkraft erzeugen, so dass sich die Niederhalterkraft individuell und schnell dem jeweiligen Anwendungsfall anpassen lässt.
    Liegt beispielsweise der in der Druckluftkammer 30 eingestellte Anfangsdruck bei 6 bar und das Verdichtungsverhältnis der Druckluftkammer 30 bei 3, so ergibt sich im dargestellten Ausführungsbeispiel eine maximal erreichbare Niederhalterkraft von 4 kN. Wird der Anfangsdruck in der Druckluftkammer 30 niedriger eingestellt, so ergeben sich entsprechend niedrigere Werte für die Niederhalterkraft am Anfang und Ende des Nietvorganges.
    Damit der durch die Kompression erhöhte Druck in der Druckluftkammer 30 nicht über die Strömungsverbindung 32 zur Druckluftquelle zurückschlägt, wird zweckmäßigerweise ein entsperrbares Rückschlagventil (nicht gezeigt) vorgesehen, das ein Entweichen von Druck aus der Druckluftkammer 30 verhindert. Außerdem kann in der Strömungsverbindung 32 eine veränderliche Drosselstelle (nicht gezeigt) vorgesehen werden, durch die sich der Druck in der Druckluftkammer beliebig steuern lässt. Hierdurch lässt sich die Niederhalterkraft auch noch während des Nietvorganges in gewünschter Weise beeinflussen.
    Die als pneumatische Feder wirkende Druckluftkammer 30 sorgt somit für eine schnelle und stufenlos einstellbare Niederhalterkraft bei minimalem Verschleiß der beteiligten Bauteile.
    Um das Nietsetzwerkzeug aus der in der Fig. 2 gezeigten Nietstellung wieder in die in Fig. 1 gezeigte Grundstellung zurückzubewegen, wird der hinsichtlich seiner Drehrichtung reversible elektrische Motor 2 in der entgegengesetzten Richtung gedreht. Hierdurch bewegt der Spindelmechanismus 10 die Mutter 16 und damit den Stempel 20 nach oben. Sobald sich der Deckel 26 des Stempelteils 18 an den Deckel 28 des Niederhalterteils 22 anlegt, nimmt der Stempel 20 den Niederhalter 24 bei seiner Aufwärtsbewegung mit, bis der Stempel 20 und der Niederhalter 24 wieder ihre obere Endstellung (Grundstellung der Fig. 1) erreicht haben. Das Nietsetzwerkzeug ist dann für den nächsten Nietvorgang bereit.
    In Fig. 3 ist eine Schemaskizze einer Drucksteuereinrichtung 46 gezeigt, die zum Steuern des Drucks in der Druckluftkammer 30 dient.
    Die Drucksteuereinrichtung 46 hat einen Druckregler 48, der auf seiner Einlassseite mit einer Druckluftquelle 44 und auf seiner Auslassseite über eine Leitung 50, ein Rückschlagventil 52 und eine Leitung 54 mit dem Druckluftanschluss 34 der Druckluftkammer 30 verbunden ist. Die Drucksteuereinrichtung 46 hat ferner einen Druckübersetzer 56 in Form eines zweistufigen Druckluftzylinders mit einer zweistufigen Kolbenanordnung, die aus einem Kolben 58 kleineren Querschnitts und einem Kolben 60 größeren Querschnitts besteht. Der Druckübersetzer 56 ist auf der Seite des kleineren Kolbens 58 über die Leitung 54 mit dem Druckluftanschluss 34 der Druckluftkammer 30 verbunden, während er auf der Seite des größeren Kolbens 60 über ein Wegeventil 62 mit dem Druckregler 48 verbindbar ist. Der Druckübersetzer 56 ist ferner in seinem Bereich zwischen dem kleinen Kolben 56 und großen Kolben 60 über ein (schematisch angedeutetes) Filter mit der Atmosphäre verbunden.
    Die Funktionsweise der Drucksteuereinrichtung ist wie folgt. Zu Beginn eines Nietsetzvorganges wird die Druckluftkammer 30 von der Druckluftquelle 44 über den Druckregler 48 und die Leitungen 50, 54 mit einem vorgegebenen Anfangsdruck beaufschlagt. Mit Hilfe des Druckübersetzers 46 wird nun während der Komprimierung der Druckluftkammer 30 der darin herrschende Druck in gewünschter Weise gesteuert.
    Beispielsweise lässt sich die Druckbeaufschlagung des Druckübersetzers 56 mit Hilfe des Wegeventils 62 so steuern, dass sich die Kolbenanordnung 58, 60 zu Beginn des Nietsetzvorganges in ihrer (in Fig. 3) oberen Stellung befindet. Wird dann beim Ausführen eines Nietsetzvorganges die Druckluftkammer 30 komprimiert, so wird der kleinere Kolben 58 über die Leitung 54 mit dem aus der Druckluftkammer 30 verdrängten Druckluftvolumen beaufschlagt, so dass die Kolbenanordnung 58, 60 nach unten fährt. Je nach dem Verhältnis der druckbeaufschlagten Flächen der Kolben 56 und 60 lässt sich auf diese Weise ein relativ flacher Druckanstieg oder auch ein konstanter Druck in der Druckluftkammer 30 erzielen.
    Wird dagegen die Druckluftbeaufschlagung des Druckübersetzers 56 zu Beginn eines Nietsetzvorganges so gesteuert, dass die Kolbenanordnung 58, 60 zunächst in ihrer (in Fig. 3) unteren Stellung ist und dann während der Komprimierung der Druckluftkammer 30 nach oben verstellt wird, so ergibt sich ein entsprechend steilerer Druckanstieg in der Druckluftkammer.
    Grundsätzlich lässt sich der Druck in der Druckluftkammer 30 über die Drucksteuereinrichtung 46 beliebig steuern, wenn der Druckübersetzer 56 über das Wegeventil 62 mit einem gesonderten Druckluftregler verbunden wird, dessen geregelter Druck unabhängig von dem der Druckluftkammer 30 zugeführten Druck ist.

    Claims (13)

    1. Antriebseinrichtung für ein Einpresswerkzeug, insbesondere ein Werkzeug zum Fügen von Werkstücken aus duktilem Material, das einen Stempel für einen Einpressvorgang und einen relativ zu dem Stempel axial verschiebbaren Niederhalter zum Niederhalten eines oder mehrerer Werkstücke während des Einpressvorganges aufweist, mit
         einem Antrieb (2, 6, 10),
         einem Stempelteil (18), das durch den Antrieb (2, 6, 10) zum Betätigen des Stempels (20) axial verstellbar ist, und
         einem Niederhalterteil (22), das durch das Stempelteil (18) über Kraftübertragungsmittel (30) zum Betätigen des Niederhalters (24) axial verstellbar ist, wobei die Kraftübertragungsmittel eine volumenveränderliche Druckluftkammer (30) zwischen dem Niederhalterteil (22) und dem Stempelteil (18) aufweisen, die durch eine axiale Relativbewegung zwischen Stempel (20) und Niederhalter (24) während des Einpressvorganges zum Erhöhen der Niederhalterkraft komprimiert wird.
    2. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckluftkammer (30) über eine Strömungsverbindung (32) mit einer Druckluftquelle zum Einstellen eines vorgegebenen Anfangsdrucks verbindbar ist.
    3. Antriebseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsverbindung (32) einen an einem Gehäuse (4) des Einpresswerkzeuges vorgesehenen Druckluftanschluss (34), einen zwischen Niederhalterteil (22) und Gehäuse (4) vorgesehenen Ringraum (36) und einen den Ringraum (36) mit der Druckluftkammer (30) verbindenden Durchlass (38) im Niederhalterteil (22) aufweist.
    4. Antriebseinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsverbindung (32) ein entsperrbares Rückschlagventil zum Verhindern des Entweichens von Druckluft aus der Druckluftkammer (30) aufweist.
    5. Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsverbindung (32) eine veränderliche Drosselstelle zum Steuern des durch die Kompression der Druckluftkammer (30) erzeugten Luftdrucks aufweist.
    6. Antriebseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckluftkammer (30) mit einer Druckluftquelle (44) über eine Drucksteuereinrichtung (46) verbunden ist, durch die der Druck in der Druckluftkammer (30) während des Einpressvorganges beliebig steuerbar ist.
    7. Antriebseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Drucksteuereinrichtung (46) einen mit der Druckluftkammer (30) verbundenen Druckübersetzer (56) und einen an der Druckluftquelle (44) angeschlossenen Druckregler (48) aufweist, die über ein Wegeventil (62) miteinander verbindbar sind.
    8. Antriebseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stempelteil (18) und das Niederhalteteil (22) jeweils zwei rohrförmige Abschnitte (18a, b, 22a, b) unterschiedlichen Durchmessers aufweisen, die koaxial ineinander so angeordnet sind, dass die Druckluftkammer (30) von einander gegenüberliegenden Umfangs- und Schulterflächen der rohrförmigen Abschnitte begrenzt wird.
    9. Antriebseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (2, 6, 10) einen elektrischen Motor (2) und einen durch den elektrischen Motor (2) angetriebenen, in einem Gehäuse (4) angeordneten Spindelmechanismus (10) aufweist.
    10. Antriebseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (12) des Spindelmechanismus (10) drehbar und axial unverschiebbar bezüglich des Gehäuses (4) gelagert ist und dass die Mutter (16) des Spindelmechanismus (10) zusammen mit dem Stempelteil (18) drehfest und axial verschiebbar bezüglich des Gehäuses (4) gelagert ist.
    11. Antriebseinrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Motor (2) hinsichtlich seiner Drehrichtung umkehrbar ist.
    12. Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Motor (2) mit dem Spindelmechanismus (10) über ein Untersetzungsgetriebe (6) verbunden ist.
    13. Antriebseinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Motor (2) außerhalb des rohrförmig ausgebildeten Gehäuses (4) angeordnet ist und das Untersetzungsgetriebe (6) als Planetengetriebe mit zwei Planetenrädern (8) ausgebildet ist.
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