EP1247599B1 - Antriebseinrichtung für ein Einpresswerkzeug - Google Patents

Antriebseinrichtung für ein Einpresswerkzeug Download PDF

Info

Publication number
EP1247599B1
EP1247599B1 EP02007588A EP02007588A EP1247599B1 EP 1247599 B1 EP1247599 B1 EP 1247599B1 EP 02007588 A EP02007588 A EP 02007588A EP 02007588 A EP02007588 A EP 02007588A EP 1247599 B1 EP1247599 B1 EP 1247599B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pressure
air
punch
drive system
housing
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.)
Expired - Fee Related
Application number
EP02007588A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1247599A1 (de
Inventor
Hans Jörg Lang
Werner Helmig
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.)
Boellhoff GmbH
Original Assignee
Boellhoff GmbH
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 Boellhoff GmbH filed Critical Boellhoff GmbH
Publication of EP1247599A1 publication Critical patent/EP1247599A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1247599B1 publication Critical patent/EP1247599B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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 press-in tool with a drive device, in particular a tool for joining workpieces made of ductile material, which has a punch for a press-fitting and a relative to the punch axially displaceable hold-down for holding down one or more workpieces during the press-fitting (see, eg EP-A-0893179 ).
  • a guiding and / or setting device for joining elements which has a punch for a press-in operation and a relative to the punch axially displaceable hold-down for holding down one or more workpieces during the press-fitting process.
  • the previously known device comprises a drive in the form of a conventional actuator, a stamp part and a hold-down part.
  • the stamp member and the hold-down member disposed adjacent to each other are axially displaced by the common drive.
  • a spring is arranged between the drive and the hold-down part, which transmits the force from the drive to the hold-down and by an axial relative movement between the punch and hold-down during the press-fitting operation for increasing the hold-down force is compressed.
  • the spring can also be replaced by other spring means such as gas pressure.
  • the present invention has for its object to provide a press-in tool with a drive device that works as possible trouble-free and wear-free with constructive simplicity.
  • the hold-down force should be changeable and adjustable.
  • the invention is defined in claim 1.
  • the force transfer means between the punch and the downholder consist of a variable volume air pressure chamber which is compressed by an axial relative movement between the punch and hold down during the press-in operation to increase the hold down force.
  • the pneumatic spring in the form of the compressed air chamber generates a predetermined hold-down force.
  • the drive has an electric motor and a spindle mechanism driven by the electric motor.
  • the invention offers the possibility to adjust the initial pressure in the compressed air chamber continuously.
  • the hold-down force can be set individually and quickly and adapted to specific applications.
  • the pressure in the compressed air chamber can also be arbitrarily controlled by a variable throttle point or a pressure control device.
  • the press-in tool shown in FIGS. 1 and 2 is designed as a rivet setting tool for setting punched rivets.
  • the invention can also be applied to other press-in tools, such as e.g. Use tools for clinching.
  • the drive device of the rivet setting tool shown has an electric motor 2, which on the outside of a tubular housing 4 of the proper rivet setting tool is attached.
  • the electric motor 2 is connected via a reduction gear 6 of two planetary gears 8 with a spindle mechanism 10 which is arranged in the housing 4 composed of a plurality of housing parts.
  • the two meshing planetary gears 8 are, as indicated schematically, rotatably mounted by means of ball bearings in associated housing sections, wherein the one planetary gear 8 with the output shaft of the electric motor 2 and the other planetary gear 8 with a spindle 12 of the spindle mechanism 10 is rotatably connected.
  • the reduction gear 6 increases the torque transmitted from the electric motor 2 to the spindle mechanism 10 by a predetermined factor and reduces the drive speed by the same factor.
  • the concentrically arranged in the housing 4 spindle 12 of the spindle mechanism 10 is rotatably supported by a ball bearing 14 and axially immovable in the housing 4.
  • the spindle 12 meshes with a nut 16.
  • the nut 16 is fixedly connected to a stamp member 18 of a punch 20 for setting the punch rivet (not shown).
  • the nut 16 and the punch 20 with the stamp member 18 are rotatably relative to the housing 4 and guided axially displaceable. A rotation of the spindle 12 therefore causes a corresponding axial movement of the nut 16 and the punch 20th
  • the punch 20 with the stamp member 18 is coaxially surrounded by a hold-down member 22 of a blank holder 24.
  • the hold-down 24 with the hold-down member 22 is axially slidably mounted both relative to the punch 20 and relative to the housing 4 in order to exert on the riveted sheets (not shown) during the riveting a hold-down force, as will be explained in more detail.
  • the stamp member 18 is provided at the top with a lid 26 which secures the nut 16 inside the stamp member 18.
  • the hold-down part 22 is also provided on its upper side with a cover 28 with which the hold-down part 22 abuts in the basic position (FIG. 1) of the rivet setting tool on the underside of a housing part 4a.
  • the stamp member 18 and the hold-down member 22 each have two cylindrical portions 18a, 18b and 22a and 22b, which are sealingly arranged in each other so that opposing circumferential and shoulder surfaces of these sections define a compressed air chamber 30 between them. As indicated in the drawing, the sections 18a and 22a or 18b and 22b are sealed by seals against each other, so that the compressed air chamber 30 is sealed so far fluid tight.
  • the compressed air chamber 30 communicates via a flow connection 32 with a compressed air source (not shown).
  • the flow connection 32 consists of a compressed air connection 34 which is provided on the outside of the housing 4, an annular space 36 formed between the housing 4 and the hold-down part 22, which extends substantially over the entire length of the section 22a, and one in the hold-down part formed passage 38 which connects the annular space 36 with the compressed air chamber 30.
  • the actual joining part 40 of the punch 20 and the mouthpiece 42 of the blank holder 24 are of conventional design and can, for example, as in the DE 199 24 310 be formed so that they are not described in detail.
  • the operation of the rivet setting tool described is as follows. It is assumed that the rivet setting tool is in its basic position shown in FIG. 1. Now, if the electric motor 2 is actuated, it rotates about the reduction gear 6, the spindle 12 of the spindle mechanism 10. As a result, the nut 16 and the thus firmly connected stamp member 18 are moved axially downwards. In doing so, they take the hold-down device 24 with the hold-down part 22 via the compressed-air chamber 30, which acts as a pneumatic spring.
  • the compression ratio is in the order of 3.
  • the initial pressure in the compressed air chamber 30 can be set to a predetermined value.
  • the result is a maximum achievable hold-down force of 4 kN in the illustrated embodiment. If the initial pressure in the compressed air chamber 30 is set lower, correspondingly lower values for the holding force at the beginning and end of the riveting operation result.
  • a pilot-operated check valve (not shown) is expediently provided, which prevents the escape of pressure from the compressed air chamber 30.
  • a variable throttle point (not shown) are provided, through which the pressure in the compressed air chamber can be controlled arbitrarily. As a result, the hold-down force can also be influenced during the riveting process in the desired manner.
  • the pneumatic chamber acting as a pneumatic spring 30 thus ensures a fast and continuously adjustable hold-down force with minimal wear of the components involved.
  • the reversible electric motor 2 is rotated in the opposite direction.
  • the spindle mechanism 10 moves the nut 16 and thus the punch 20 upwards.
  • the punch 20 takes the hold-down 24 in its upward movement, until the punch 20 and the hold-down 24 have again reached their upper end position (basic position of FIG. 1).
  • the rivet setting tool is then ready for the next riveting operation.
  • Fig. 3 is a schematic diagram of a pressure control device 46 is shown, which serves to control the pressure in the compressed air chamber 30.
  • the pressure control device 46 has a pressure regulator 48, which is connected 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 to the compressed air port 34 of the compressed air chamber 30.
  • the pressure control device 46 further has a pressure booster 56 in the form of a two-stage air cylinder with a two-stage piston assembly, which consists of a piston 58 of smaller cross-section and a piston 60 of larger cross-section.
  • the pressure booster 56 is connected on the side of the smaller piston 58 via the line 54 to the compressed air connection 34 of the compressed air chamber 30, while on the side of the larger piston 60 via a directional control valve 62 to the pressure regulator 48 is connectable.
  • the pressure intensifier 56 is further connected in its area between the small piston 56 and large piston 60 via a (schematically indicated) filter with the atmosphere.
  • the operation of the pressure control device is as follows. At the beginning of a Nietsetzvorganges the compressed air chamber 30 is acted upon by the compressed air source 44 via the pressure regulator 48 and the lines 50, 54 with a predetermined initial pressure. With the help of the pressure intensifier 46, the pressure prevailing therein is now controlled in the desired manner during the compression of the compressed air chamber 30.
  • the pressurization of the pressure booster 56 can be controlled by means of the directional valve 62 so that the piston assembly 58, 60 at the beginning of Nietsetzvorganges in its (in Fig. 3) upper position. If the compressed air chamber 30 is then compressed when a rivet setting operation is carried out, the smaller piston 58 is acted upon by the line 54 with the compressed air volume displaced from the compressed air chamber 30, so that the piston arrangement 58, 60 moves down. Depending on the ratio of the pressurized surfaces of the piston 56 and 60 can be achieved in this way, a relatively flat increase in pressure or a constant pressure in the compressed air chamber 30.
  • the pressure in the compressed air chamber 30 can be arbitrarily controlled via the pressure control device 46 when the pressure booster 56 is connected via the directional control valve 62 to a separate compressed air regulator whose regulated pressure is independent of the pressure supplied to the compressed air chamber 30.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Einpresswerkzeug mit einer Antriebseinrichtung 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 (siehe z.B. EP-A-0893179 ).
  • 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.
  • Aus EP 0 755 749 A1 ist eine Führungs- und/oder Setzeinrichtung für Fügeelemente bekannt, die einen Stempel für einen Einpressvorgang und einen relativ zu dem Stempel axial verschiebbaren Niederhalter zum Niederhalten eines oder mehrerer Werkstücke während des Einpressvorganges aufweist. Die vorbekannte Einrichtung umfasst einen Antrieb in Form eines herkömmlichen Aktuators, ein Stempelteil und einen Niederhalterteil. Das Stempelteil und das Niederhalterteil, die benachbart zueinander angeordnet sind, werden von dem gemeinsamen Antrieb axial verstellt. Hierbei ist zwischen dem Antrieb und dem Niederhalterteil eine Feder angeordnet, die die Kraft vom Antrieb auf den Niederhalter überträgt und die durch eine axiale Relativbewegung zwischen dem Stempel und Niederhalter während des Einpressvorganges zum Erhöhen der Niederhalterkraft komprimiert wird. In der Druckschrift wird erwähnt, dass die Feder auch durch andere Federmittel wie beispielsweise Gasdruck ersetzt werden kann.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Einpresswerkzeug mit einer Antriebseinrichtung zu schaffen, das bei konstruktiver Einfachheit möglichst störungs- und verschleißfrei arbeitet. Außerdem soll gemäß einer bevorzugten Ausführungsform 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. Der Antrieb weist einen elektrischen Motor und einen von dem elektrischen Motor angetriebenen Spindelmechanismus auf.
  • 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.
  • 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 (14)

  1. Einpresswerkzeug mit einer Antriebseinrichtung insbesondere ein Werkzeug zum Fügen von Werkstücken aus duktilem Material, das einen Stempel (20) für einen Einpressvorgang und einen relativ zu dem Stempel axial verschiebbaren Niederhalter (24) zum Niederhalten eines oder mehrerer Werkstücke während des Einpressvorganges aufweist, mit
    einem Antrieb (2, 6, 10), der einen elektrischen Motor (2) und einen durch den elektrischen Motor (2) angetriebenen Spindelmechanismus (10) aufweist,
    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 das Stempelteil (18), das Niederhalterteil (22) und der Spindelmechanismus (10) in einem rohrförmigen Gehäuse (4) des Einpresswerkzeuges angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß
    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 am Gehäuse (4) 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 Niederhalterteil (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 Stempel (20) mit dem Stempelteil (18) koaxial von dem Niederhalterteil (22) des Niederhalters (24) umgeben ist und das Niederhalterteil (22) im Gehäuse (4) axial verschiebbar geführt ist.
  10. Antriebseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (12) des Spindelmechanismus (10) drehbar und axial unverschiebbar bezüglich des Gehäuses (4) gelagert ist und sich axial in das Stempelteil (18) erstreckt.
  11. Antriebseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Stempelteil (18) drehfest und axial verschiebbar bezüglich des Gehäuses (4) gelagert ist und die Mutter (16) des Spindelmechanismus (10) im Stempelteil (18) festgelegt ist.
  12. Antriebseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Motor (2) hinsichtlich seiner Drehrichtung umkehrbar ist.
  13. Antriebseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Motor (2) mit dem Spindelmechanismus (10) über ein Untersetzungsgetriebe (6) verbunden ist.
  14. Antriebseinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Motor (2) außerhalb des Gehäuses (4) angeordnet ist und das Untersetzungsgetriebe (6) als Planetengetriebe mit zwei Planetenrädern (8) ausgebildet ist.
EP02007588A 2001-04-09 2002-04-03 Antriebseinrichtung für ein Einpresswerkzeug Expired - Fee Related EP1247599B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE20106207U DE20106207U1 (de) 2001-04-09 2001-04-09 Antriebseinrichtung für ein Einpresswerkzeug
DE20106207U 2001-04-09

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP1247599A1 EP1247599A1 (de) 2002-10-09
EP1247599B1 true EP1247599B1 (de) 2007-08-08

Family

ID=7955542

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP02007588A Expired - Fee Related EP1247599B1 (de) 2001-04-09 2002-04-03 Antriebseinrichtung für ein Einpresswerkzeug

Country Status (3)

Country Link
US (1) US6676000B2 (de)
EP (1) EP1247599B1 (de)
DE (2) DE20106207U1 (de)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10031073B4 (de) * 2000-06-30 2016-11-24 Gustav Klauke Gmbh Verfahren zum Vernieten
JP4071634B2 (ja) * 2001-03-09 2008-04-02 ニューフレイ リミテッド ライアビリティ カンパニー 自動穿孔リベット、リベット要素を取り付ける方法及び装置、並びにその使用
US20060251495A1 (en) * 2001-03-09 2006-11-09 Reinhold Opper Self-piercing rivet, process and device for setting a rivet element, and employment thereof
GB0111265D0 (en) * 2001-05-05 2001-06-27 Henrob Ltd Fastener insertion apparatus and method
US6910263B2 (en) * 2001-12-25 2005-06-28 Newfrey Llc Self-piercing rivet setting apparatus and system
US6971159B2 (en) * 2002-02-12 2005-12-06 Illinois Tool Works Inc Tool for inserting electrical wires into an electrical connector
JP4465581B2 (ja) * 2002-11-29 2010-05-19 日立オートモティブシステムズ株式会社 重合板、重合管および重合管の張出かしめ方法、工具
DE10309249A1 (de) * 2003-03-03 2004-09-23 Siemens Ag Elektrischer Antrieb eines Formstempels
DE102004005884B4 (de) 2004-02-05 2012-03-29 Newfrey Llc Fügeeinrichtung mit einem Stempelwerkzeug und einem Gegenwerkzeug und einem Halter
DE102005031917A1 (de) * 2004-09-24 2006-04-13 Böllhoff Verbindungstechnik GmbH Verfahren zum Fügen und Vorrichtung zum Betätigen eines Fügewerkzeuges
DE102005041534A1 (de) * 2005-08-31 2007-03-01 Newfrey Llc, Newark Verfahren und Vorrichtung zum Zuführen von Verbindungselementen zu einem Verarbeitungsgerät
DE102006013652B4 (de) * 2005-10-14 2010-12-16 Richard Bergner Verbindungstechnik Gmbh & Co. Kg Bearbeitungswerkzeug sowie Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks
ATE465829T1 (de) * 2007-02-13 2010-05-15 Inventio Ag Verfahren und werkzeug zum clinchen von dickblechen, sowie verwendung des werkzeugs
US8276425B2 (en) * 2007-10-02 2012-10-02 Mestek Machinery, Inc. Ductmaking apparatus
US8499604B2 (en) * 2008-10-01 2013-08-06 Mestek Machinery, Inc. Duct making apparatus and method
KR101075805B1 (ko) 2008-12-30 2011-10-25 주식회사 성우하이텍 셀프 피어싱 리벳장치용 모듈 실린더
DE102009040126A1 (de) * 2009-09-04 2011-03-17 Böllhoff Verbindungstechnik GmbH Elektromotorischer Hydraulikantrieb und Verfahren zum Bereitstellen eines definierten Hydraulikdrucks und/oder -volumens
DE202011052312U1 (de) * 2011-12-15 2013-03-18 Hartmut Flaig Schraube, Schraubenmutter, Verbindung sowie Schraubwerkzeug
JP6687537B2 (ja) * 2014-01-16 2020-04-22 アトラス コプコ アイエイエス ユーケー リミテッド リベッティング方法
DE102015205995A1 (de) * 2015-04-02 2016-10-06 Ribe Anlagentechnik Gmbh Antriebseinheit für eine Setzvorrichtung, insbesondere ein Nietsetzgerät
DE102017106449A1 (de) 2017-03-24 2018-09-27 Böllhoff Verbindungstechnik GmbH Mehrstufige Fügevorrichtung und Fügeverfahren dafür
DE102017125749A1 (de) 2017-11-03 2019-05-09 Böllhoff Verbindungstechnik GmbH Elektrohydraulisches Linearstellglied
CN109454194A (zh) * 2018-07-27 2019-03-12 宾科精密部件(中国)有限公司 流体压力驱动的压铆装置
US10898943B2 (en) 2018-09-25 2021-01-26 Ford Global Technologies, Llc Self-piercing rivet device and method of operating a self-piercing rivet device to inhibit incorrect die usage
DE102019122276A1 (de) * 2019-08-20 2021-02-25 Voith Patent Gmbh Die Erfindung betrifft einen Niederhalter für einen Prozess bei Stanzen und/oder Nieten
JP2021142552A (ja) * 2020-03-13 2021-09-24 ポップリベット・ファスナー株式会社 自己穿孔型リベットの締結方法及び締結装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE420103C (de) 1924-10-26 1925-10-16 Eulenberg Fa Wasserdruckstiftnietmaschine
US4010630A (en) 1976-04-08 1977-03-08 Textron, Inc. Hydraulic actuated power tool
US4259858A (en) * 1979-05-31 1981-04-07 Freeman Richard B Vacuum-pneumatic power tool
US4515302A (en) * 1981-12-21 1985-05-07 Gemcor Engineering Corp. Riveting machine
US5156313A (en) * 1990-08-08 1992-10-20 Emhart Industries, Inc. Rivet setting tool
US5199624A (en) * 1990-12-20 1993-04-06 Emhart Inc. Table top rivet setting assembly
US5323946A (en) * 1992-10-19 1994-06-28 Emhart Inc. Blind rivet setting tool
EP0755749B2 (de) * 1995-06-07 2006-06-07 PROFIL-Verbindungstechnik GmbH & Co. KG Führungs- und/oder Setzeinrichtung für Elemente, insbesondere Fügeelemente
DE29716441U1 (de) 1997-09-12 1997-12-04 Eibes Kerb Konus Gmbh Stanz-Prägewerkzeug
DE19924310B4 (de) * 1999-05-27 2007-11-22 Böllhoff GmbH Hydraulische Antriebseinrichtung für ein Fügewerkzeug

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None *

Also Published As

Publication number Publication date
US20020144386A1 (en) 2002-10-10
US6676000B2 (en) 2004-01-13
DE50210619D1 (de) 2007-09-20
EP1247599A1 (de) 2002-10-09
DE20106207U1 (de) 2001-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1247599B1 (de) Antriebseinrichtung für ein Einpresswerkzeug
EP1640081B2 (de) Verfahren zum Fügen und Vorrichtung zum Betätigen eines Fügewerkzeuges
DE602005003696T2 (de) Hydraulikzylinder zur Verwendung in einem hydraulischen Werkzeug
DE10206630B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Hochgeschwindigkeitspressen von Werkstücken
DE1924457C3 (de) Mechanische Lösevorrichtung für einen kombinierten Betriebs- und Federspeicherbremszylinder
CH649129A5 (de) Hydraulische bohrvorrichtung mit einem gemeinsamen betaetigungselement fuer den schlag- und den drehkreis des antriebs.
EP3731997A1 (de) Hydraulikwerkzeug für eine zug- und/oder pressvorrichtung
EP0972631A1 (de) Hydraulischer Antrieb für eine Presse
WO2006056256A2 (de) Hydraulikaggregat sowie verfahren zur bereitstellung einer unter druck stehenden hydraulikflüssigkeit
WO2011026944A1 (de) Elektromotorischer hydraulikantrieb und verfahren zum bereitstellen eines definierten hvdraulikdrucks und/oder -volumens
EP1055466B1 (de) Hydraulische Antriebseinrichtung für ein Fügewerkzeug
DE3720266C2 (de)
EP3880975B1 (de) Elektrohydrostatisches aktuatorsystem
EP2229537A1 (de) Hydraulische antriebsvorrichtung mit zwei druckräumen und verfahren zum betreiben einer hydraulischen antriebsvorrichtung mit zwei druckräumen
EP3360647B1 (de) Niet- oder stanzwerkzeug
DE202007007144U1 (de) Exzenterpresse
DE102006007995A1 (de) Vorrichtung zur Positionierung einer Schweisszange
DE10021781B4 (de) Werkzeug zum mechanischen Fügen mindestens zweier Werkstücke aus duktilem Material
DE10359879B4 (de) Hydraulische Bearbeitungszange
EP3360648B1 (de) Druckerzeuger mit zwei pneumatikkolben
DE102009034542A1 (de) Bearbeitungseinheit sowie Verfahren für die Bearbeitung eines Werkstücks mit einem Bearbeitungswerkzeug
EP1984132B1 (de) Hydraulische bearbeitungszange
DE3228321A1 (de) Verbesserte nietmaschine
DE2336195C3 (de) Servolenkung für Kraftfahrzeuge
DE102022123098B3 (de) Pneumohydraulischer Druckübersetzer

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE TR

AX Request for extension of the european patent

Free format text: AL;LT;LV;MK;RO;SI

17P Request for examination filed

Effective date: 20030404

AKX Designation fees paid

Designated state(s): DE FR GB IT SE

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): DE FR GB IT SE

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REF Corresponds to:

Ref document number: 50210619

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20070920

Kind code of ref document: P

GBT Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977)

Effective date: 20070903

ET Fr: translation filed
PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20071108

26N No opposition filed

Effective date: 20080509

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20080430

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 15

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 20160422

Year of fee payment: 15

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 20160422

Year of fee payment: 15

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20170628

Year of fee payment: 16

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20170403

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

Effective date: 20171229

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20170502

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20170403

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R119

Ref document number: 50210619

Country of ref document: DE

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20181101