EP2390059A2 - Blindnietmuttern-Setzgerät - Google Patents

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EP2390059A2
EP2390059A2 EP11003481A EP11003481A EP2390059A2 EP 2390059 A2 EP2390059 A2 EP 2390059A2 EP 11003481 A EP11003481 A EP 11003481A EP 11003481 A EP11003481 A EP 11003481A EP 2390059 A2 EP2390059 A2 EP 2390059A2
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EP
European Patent Office
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valve
pressure
control
switching
blind rivet
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EP11003481A
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English (en)
French (fr)
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EP2390059B1 (de
EP2390059A3 (de
Inventor
Lothar Wille
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Gesipa Blindniettechnik GmbH
Original Assignee
Gesipa Blindniettechnik GmbH
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Publication date
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    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B27/00—Hand tools, specially adapted for fitting together or separating parts or objects whether or not involving some deformation, not otherwise provided for
    • B25B27/0007—Tools for fixing internally screw-threaded tubular fasteners
    • B25B27/0014—Tools for fixing internally screw-threaded tubular fasteners motor-driven
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    • Y10T29/49908—Joining by deforming
    • Y10T29/49938—Radially expanding part in cavity, aperture, or hollow body
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    • Y10T29/49956—Riveting
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    • Y10T29/53726—Annular work with second workpiece inside annular work one workpiece moved to shape the other
    • Y10T29/5373—Annular work with second workpiece inside annular work one workpiece moved to shape the other comprising driver for snap-off-mandrel fastener; e.g., Pop [TM] riveter
    • Y10T29/53739—Pneumatic- or fluid-actuated tool
    • Y10T29/53743—Liquid
    • Y10T29/53748—Liquid and gas

Definitions

  • the invention relates to a blind rivet nut setting tool having a housing in which a pull bolt is arranged rotatably and axially movably, which protrudes at least with a threaded portion of the housing, and with a pneumatic-hydraulic pressure booster, a pneumatic cylinder and a hydraulic Cylinder, wherein a pressure-controlled switching valve is provided, which connects the pneumatic cylinder with an outlet channel and in a second position, the pneumatic cylinder with a pressure supply in a first position.
  • Blind rivet nuts are fasteners that are to be arranged in an opening, for example in a borehole, of a more or less thin-walled sheet metal.
  • the blind rivet nuts provide an internal thread available and thus allow a screw on sheets whose wall thickness is not sufficient to form a thread.
  • a blind rivet nut setting tool is used to set the blind rivet nut.
  • the blind rivet nut which has a hollow cylindrical rivet shank in the undeformed state, at one end of a radially extending setting head is formed and at the other end an internal thread is formed, screwed with the setting head first on the threaded portion of the tension bolt.
  • the internal thread of the blind rivet nut and the external thread in the threaded area of the draw bolt must correspond to this.
  • the blind rivet nut is then inserted with the rivet shank in the opening until the setting head rests.
  • the tension bolt and thus the threaded portion is axially moved backwards from the blind rivet nut and the sheet, whereby a compression of the rivet shank takes place.
  • the blind rivet nut is then held captive in the opening.
  • the draw bolt is relieved and rotated in the direction of twisting.
  • the blind rivet nut setting tool is then available for a new setting process.
  • a pneumatic-hydraulic riveting device wherein a tension bolt with a threaded portion is moved axially by means of a pneumatic-hydraulic pressure booster.
  • the pneumatic-hydraulic pressure booster has a pressure supply to which a net air pressure can be applied.
  • the pneumatic-hydraulic pressure booster transfers the net air pressure several times to a hydraulic oil, which acts on the tension bolt in the axial direction.
  • actuating an actuating element the setting process is started. In this case, a valve is opened, whereby a piston is displaced, so that the required for the setting process air supply to the pneumatic-hydraulic pressure booster takes place.
  • the invention is based on the object to avoid these disadvantages.
  • this object is achieved in a blind rivet setting tool of the type mentioned above in that the switching valve switches upon actuation of an actuating element in the second position, wherein in the second position, a control line having a passage to the environment, via a throttle and the switching valve is connected to the pressure supply, wherein the control line is closed upon reaching a setting stroke and / or a setting force, wherein a pressure in a control chamber of a pressure-controlled control valve which is connected via a throttle to the pressure supply to a first control surface of the control valve in the direction of the first switching position acts and a pressure in the control line acts on a second control surface of the control valve in the direction of a second switching position, wherein the control chamber is depressurized upon actuation of the actuating element, wherein in the second switching position, a motor line and a switching channel of the S Chaltventils are connected to the pressure supply, whereby the switching valve switches to the first position.
  • the pneumatic-hydraulic pressure booster is depressurized via the switching valve at the same time and a motor line, which leads to a pneumatic motor and drives it in Abdrillides, connected to the pressure supply.
  • the actuator can remain actuated all the time.
  • the setting process which is continued on re-actuation of the actuator, wherein a twisting can only take place when the setting process is completed. A malfunction is therefore almost impossible.
  • the setting process is thus performed not only very quickly with this procedure, but also very safe. A loosening before complete setting of the fastening nut is almost impossible.
  • the pressure is supplied in particular by a pressure channel which is formed in the housing.
  • the pressure is always supplied with a net air pressure, the amount of which, however, is not sufficient to carry out the setting process. Therefore, the net air pressure in the pneumatic-hydraulic pressure booster is increasingly transmitted in a known manner to a hydraulic oil, which acts in the axial direction on the tension bolt.
  • the first control surface of the control valve is larger than the second control surface.
  • a bypass valve is arranged, which is in particular manually operable.
  • the motor line leading to the pneumatic motor also outside the usual setting process with the pressure supply connected, so that the tension bolt can be rotated in Abdrillides without previously a setting process is performed. This ensures that the blind rivet nut setting tool can be released from the blind rivet nut at any time.
  • a first relief valve and a second relief valve can be actuated simultaneously with the actuating element, wherein the first Relief valve of the control chamber and via the second discharge valve of the switching channel are pressure relieved, in particular between the second relief valve and the switching channel, a throttle point is arranged.
  • the switching valve When pressure relief of the switching channel, the switching valve is switched by the pressure of the pressure supply to the second position, so that the control line and the pneumatic-hydraulic pressure booster are connected via the switching valve to the pressure supply.
  • the control line is closable with a valve device which is loaded in the opening direction by a spring and in the closing direction by an oil pressure.
  • a bias of the spring is adjustable. This configuration ensures that upon reaching a desired oil pressure, which is a measure of the setting force achieved, the control line is closed by the valve device. This then leads to an increase in the pressure in the control line, whereby a pressure load of the second control surface of the control valve, which thereby switches to the second switching position.
  • the oil pressure at which the control line is closed by the valve means can be specified. As a result, the maximum setting force with which the blind rivet nut setting device loads the blind nut can be set.
  • control line can be closed by the draw bolt when the setting stroke is completed. This ensures that an increase in pressure in the control line and thus a switching of the control valve in the second switching position after passing through the setting stroke also takes place when the maximum setting force is not reached. It is also conceivable to design the blind rivet nut setting device from the outset to a specific setting stroke, which then represents the criterion for terminating the setting process.
  • the setting stroke is adjustable, in particular in a range of 0 to 10 mm. This allows blind rivet nuts to be placed in components of different thicknesses using the blind rivet nut setting tool.
  • the blind rivet setting tool is adapted to the respective material thickness, so that a safe setting of blind rivet nuts is possible even with different material thicknesses.
  • a movable stop is provided for setting the setting stroke, wherein the control line runs along the stop and the tie bolt abuts the stop with completion of the setting stroke.
  • This is a relatively easy way to close the control line, as the control line between the tie bolt and stop is performed and is closed when touching the tie bolt and stop. A complete seal is not required, the achievable pressure increase must only be sufficient for the control valve switches to the second switching position.
  • the tension bolt has an increase in diameter, for example a circumferential flange, for abutment against the stop.
  • This is a relatively easy way to realize a relatively large contact area between the tie bolt and the stop, so that a sufficient seal between the tie bolt and stop is achieved.
  • this training is relatively stable, so that the stop or the draw bolt are not deformed even at high tensile forces.
  • the stop is arranged in a tubular sleeve which is screwed into the housing, wherein the tension bolt extends through the sleeve.
  • the screw-in sleeve, the position of the stop within the housing can be relatively accurately determined and easily adjusted. This makes it easy to set the setting stroke.
  • the stop extends doing so inside the sleeve radially inwards.
  • a locking means is provided, with which a rotational movement of the sleeve is inhibited.
  • the locking means it is ensured that the sleeve is not moved unintentionally within the housing, which would lead to an adjustment of the set stroke setting. Since only relatively small rotational forces act on the sleeve during the normal setting process, complete latching of the sleeve by the latching means is not absolutely necessary. Inhibition is sufficient in many cases. Of course, a complete locking can be done.
  • the tension bolt protrudes through a mouthpiece out of the housing, which is arranged on the housing, in particular screwed to the housing.
  • the mouthpiece is so interchangeable and can for example be adapted to different tension bolts.
  • the tension bolt is designed in several parts, wherein in particular the threaded portion is exchangeable.
  • the blind rivet nut setting tool can be adapted to different diameters of blind rivet nuts. It is possible, for example, the threaded area by commercial To form screws to DIN 912, which are connected via a corresponding hexagonal connection with the rest of the draw bolt. As a result, the blind rivet setting tool can be inexpensively adapted to different diameters of blind rivet nuts.
  • the pneumatic motor is supplied with air in the setting stroke direction on the tension bolt, whereby the tension bolt is rotated in Aufdrillides.
  • the tension bolt is rotated in Aufdrillides.
  • the tension bolt is movable in the setting stroke direction by an oil piston.
  • the oil piston is acted upon in the setting stroke by the pneumatic-hydraulic pressure booster with oil pressure.
  • the oil piston can be loaded by the net air pressure, for example by connection to the pressure supply.
  • the tension bolt in Setzhubides from the oil piston is entrained by positive engagement and counter to the Setzhubides by the pressure of the pressure supply with a contact surface on the oil piston is pressable.
  • the tension bolt is thus pressed from the outside, where it is released from the oil piston.
  • This movement of the pull bolt can be used to switch a valve, so that the Aufdrillvorgang is performed automatically.
  • the net air pressure it is ensured on release of the external load on the tie bolt that the system of the tie bolt rests again on the oil piston.
  • control valve has a tubular valve element, wherein the pressure supply to the control chamber through the valve element takes place and the throttle is arranged in the interior of the valve element.
  • the valve element assumes a double function. On the one hand, it serves to supply pressure to the control chamber and absorbs the throttle, on the other hand, it takes over the usual switching functions of a control valve, so in each case provides the appropriate connections per switching position available.
  • control line is replaced by a channel through which a pressure is supplied to a third control surface of the control valve, which acts in the same direction with the second control surface.
  • the control valve is thus also moved in the direction of the second switching position. This increases the safety with which the control valve switches from the first switching position to the second switching position.
  • the control valve is switched to the second switching position and thus an end of the setting process.
  • the switching channel is connected in parallel to the control valve via a throttle with the pressure supply. This ensures that, even with prolonged non-operation of the blind rivet nut setting device sufficient pressure prevails in the switching channel, which holds the switching valve in the first position. The switching valve can then only switch from the first position to the second position when the actuating element is actuated. This always ensures a defined position of the switching valve.
  • the throttle is arranged in an inner space of a tubular valve element of the switching valve, wherein the throttle has a smaller opening cross-section than the throttle point.
  • the opening cross section of this throttle should also be smaller than the opening cross sections of the other throttles.
  • Fig. 1 schematically a blind rivet nut setting tool 1 is shown in sectional view.
  • the Blindnietmuttern-setting tool 1 has a housing 2 in which a tie bolt 3 axially displaceable and rotatable is stored. Axial means in the longitudinal direction of the tie bolt. 3
  • the tension bolt 3 passes out of the housing 2 through a mouthpiece 4, which is screwed into the housing 2.
  • the draw bolt 3 has a threaded portion 5, wherein in the illustrated situation, a blind rivet nut 6 is already twisted onto the threaded portion 5 of the draw bolt 3.
  • the Aufdrillen can for example take place in that the blind rivet nut 6 is pressed in the axial direction against the tie bolt 3, so that it is slightly displaced axially, thereby a non-illustrated valve device is actuated such that a not shown pneumatic motor is supplied with pressure, so that this sets the tension bolt 3 with its threaded portion 5 in the winding direction in rotation.
  • the blind rivet nut 6 is then automatically wound on, so to speak, until it rests with a setting head 7 on the mouthpiece 4.
  • the blind rivet setting tool 1 has a pneumatic-hydraulic pressure booster 8, which has a pneumatic cylinder 9 and a hydraulic cylinder 10.
  • a shaft 11 of a pneumatic piston 12 forms a piston of the hydraulic cylinder 10. Since the surface of a pneumatic piston 12 is much larger than that of the shaft or the hydraulic piston 11, there is a large power gain.
  • the hydraulic cylinder 10 is connected via an oil pressure line 13 with an oil pressure chamber 14 in communication, which forms a piston chamber for an oil piston 15.
  • the oil pressure piston 15 is moved by the pressure in the oil pressure passage 13, which is generated by the pressure booster 8, in the setting stroke direction (in FIG Fig. 1 to the right) is pressed when the pneumatic cylinder 9 is connected to a pressure supply 16, so that the pneumatic piston 12 is acted upon by a net air pressure of the pressure supply 16.
  • the pneumatic cylinder 9 of the pressure booster 8 is connected via a pressure-controlled switching valve 17 with an outlet channel 18 which is open to the environment.
  • the pneumatic cylinder 9 is depressurized.
  • the switching valve 17 is in a first position, in which not only the pneumatic cylinder 9 but also a control line 19 is connected via the switching valve 17 to the outlet channel 18. For this one has tubular valve element 20 of the switching valve 17 an annular space 21.
  • the switching valve 17 is loaded in the direction of a second switching position by the net air pressure of the pressure supply 16, which acts on a first control surface 22.
  • a second control surface 23 which is larger than the first control surface 22, in the initial state is also the net air pressure, which is included on the one hand due to previous setting operations in a switching channel 24, but also by a throttle 25 formed in the interior of the tubular valve member 20 is and the pressure supply 16 connects to the switching channel 24, is constructed.
  • a first venting valve 27 and a second venting valve 28 are simultaneously opened.
  • the switching channel 24 is relieved of pressure via a throttle point 29, so that a greater pressure acts on the first control surface 22 of the switching valve 17 than on the second control surface 23.
  • switching of the switching valve 17 takes place upon actuation of the actuating element.
  • the switching valve 17 thus switches to the second position, the in Fig. 2 is shown.
  • the pneumatic cylinder 9 of the pressure booster 8 is connected via the switching valve 17 to the pressure supply 16.
  • the control line 19 with the pressure supply 16 wherein between the switching valve 17 and the control line 19, a throttle 30 is arranged.
  • the control line 19 is guided along a valve device 31 and along the tie bolt 3 to the outside, wherein in the mouthpiece 4 vent openings 32 are provided.
  • control line 19 is unlocked, so that initially no pressure build-up in the control line 19 takes place even when connecting the control line 19 to the pressure supply 16.
  • the pressure in the control line 19 acts on a second control surface 36 of a control valve 37.
  • a pressure acts in a control chamber 39.
  • the control chamber 39 is via a throttle 40th always connected to the pressure supply 16 and can be relieved of pressure via the first relief valve 27.
  • the control chamber 39 is depressurized.
  • a bypass valve 49 is provided, via which the motor line 41 can be connected to the pressure supply 16 independently of the position of the other valves.
  • the bypass valve 49 is for simplicity only in Fig. 1 illustrated, but also provided in the other examples.
  • the setting process for setting a blind rivet nut 6 by means of the blind rivet nut setting device 1 now proceeds as follows. Starting from the in Fig. 1 illustrated initial situation in which the blind rivet nut 6 is screwed or threaded onto the threaded portion 5 of the tension bolt 3 and inserted into a workpiece opening, an actuation of the actuator 26 takes place. This is done via the first relief valve 27, a pressure relief of the control chamber 39 and by simultaneous opening of the second relief valve 28, a pressure relief of the switching channel 24. By the pressure relief of the switching channel 24, the switching valve 17 switches from the in Fig. 1 shown first position in the in Fig. 2 shown second position.
  • the hydraulic pressure booster 8 In the second position of the switching valve 17, the hydraulic pressure booster 8 is connected to the pressure supply, so that a force is exerted on the pneumatic piston 9, which is transmitted via the hydraulic piston 11, the oil pressure passage 13 and the oil pressure chamber 14 to an oil piston 15.
  • the oil piston 15 is thereby moved axially and causes a pulling movement on the tension bolt 3. This leads to a deformation of the blind rivet nut 6, as in Fig. 2 is shown.
  • the oil pressure in the oil pressure line 13 acts in the closing direction on a valve element 33 of the valve device 31, wherein the valve element 33 is acted upon in the opening direction by a spring 34.
  • a bias of the spring 34 can be changed by screwing in an abutment 35.
  • the axial movement of the pull bolt 3 takes place until a set stroke or a desired setting force is reached.
  • the setting of the setting stroke ie the distance by which the tension bolt 3 can be displaced, is effected by means of a movable stop 42 which is arranged in a tubular sleeve 43 which is screwed into the housing 2.
  • a movable stop 42 which is arranged in a tubular sleeve 43 which is screwed into the housing 2.
  • the position of the stop 42 is changed and thus set the setting stroke.
  • the tension bolt 3 has an increase in diameter 44, with which the tension bolt 3 rests against the stop 42 when the set stroke is reached.
  • control line 19 Since the control line 19 is guided outwardly between the stop 42 and the draw bolt 3, the control line 19 is closed when the diameter enlargement 43 of the draw bolt 3 against the stop 42 is applied.
  • the control line 19 is connected via the switching valve 17 and the throttle 30 to the pressure supply 16, so that upon closure of the control line 19, a pressure in the control line 19 increases until finally the net air pressure in the control line 19 prevails.
  • the beginning the pressure rise in the control line 19 by conditioning the tension bolt 3 on the stop 42 on reaching the set stroke Setz is in Fig. 2 shown. However, the pressure build-up in the control line 19 has just begun and is not enough to press the control valve 37 in the second switching position.
  • Fig. 3 the situation at the completion of the setting operation and the beginning of the Abdrillvorgangs is shown, in which the motor line 41 is connected via the control valve 37 to the pressure supply 16, so that an unillustrated pneumatic motor rotates the tension bolt in Abdrill puzzle.
  • the control valve 37 has been switched to the second switching position by the pressure in the control line 19, which acts on the second control surface 36.
  • the switching channel 24 is connected via the control valve 37 to the pressure supply 16, so that the switching valve 17 switches back to the first position, in which the pneumatic cylinder 9 with the outlet channel 18 is connected and thus relieved of pressure.
  • the venting of the switching channel 24 via the second vent valve 28 is due to the throttle point 29 is not sufficient to prevent pressure build-up in the switching channel 24 by the pressure supply 16.
  • the switching valve 17 thus also switches back to the first position when the actuator 26 remains actuated.
  • FIG. 2 and 3 shows how the setting process is terminated by reaching the desired setting stroke.
  • the setting stroke has been adjusted by the corresponding positioning of the stop 42.
  • the valve device 31 has not entered into function. Rather, the spring 34 was biased by means of the adjustable abutment 35 maximum, so that even a large increase in the oil pressure in the oil pressure line 13 can not lead to a closure of the valve device 31.
  • Fig. 4 is now the Blindnietmuttern-setting tool 1 set such that it does not stop the setting process when the desired setting stroke, but upon reaching the desired setting force.
  • the tubular sleeve 43 has been screwed completely into the housing 2, so that the stop 42 is in a position in which it is spaced as far as possible from the diameter enlargement 44 of the tension bolt 3. So it is set the maximum setting stroke, which is for example 10 mm.
  • the setting stroke is variable depending on the length of the blind rivet nut and the material thickness between 0 and 10 mm.
  • a measure of the setting force is the oil pressure in the oil pressure line 13, which acts in the closing direction on the valve element 33 of the valve device 31.
  • This results in a pressure increase in the control line 19, which is still connected via the switching valve 17 and the throttle point 30 to the pressure supply 16 at this time.
  • the Blindnietmuttern-setting tool 1 thus works very fast.
  • the setting process can be interrupted at any time during the setting process by releasing the actuating element 26, wherein the setting process is continued upon renewed actuation of the actuating element. If the setting process so For example, was carried out incorrectly by releasing the actuator too early, the Abdrillvorgang is not started. So you always have a control over whether the set stroke or the set setting force, depending on the selected mode, has actually been achieved.
  • the pneumatic motor can be operated with a high torque, wherein the Abdrillvorgang runs as long as the actuator is held. If too early release of the actuator occurs, e.g. via an additional bypass valve, which is not shown in the drawings, the pressure supply, bypassing the control valve are passed directly into the motor line, so that even then another Abdrillen is possible.
  • the oil piston By using the net air pressure of the pressure supply to return the oil piston can be dispensed with an additional return element, such as a spring. This simplifies the overall structure.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Blindnietmuttern-Setzgerät (1) mit einem Gehäuse (2), in dem ein Zugbolzen (3) drehbar und axial beweglich gelagert ist. Der Zugbolzen (3) ist über eine pneumatisch-hydraulischen Druckverstärker (8) ansteuerbar, der über ein druckgesteuertes Schaltventil (17) entweder mit einem Auslasskanal (18) oder einer Druckzufuhr (16) verbunden wird. Bei Erreichen eines Setzhubes und/oder einer Setzkraft wird eine Steuerleitung (19) verschlossen, wobei der dadurch folgende Druckanstieg in der Steuerleitung (19) zum Schalten eines Steuerventils (37) genutzt wird, wodurch das Schaltventil (17) zurückgeschaltet wird und der Setzvorgang beendet wird. Gleichzeitig erfolgt eine Verbindung der Motorleitung (41) mit der Druckzufuhr, so dass mithilfe des pneumatischen Motors ein Abdrillvorgang startet.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein-Blindnietmuttern-Setzgerät mit einem Gehäuse, in dem ein Zugbolzen drehbar und axial beweglich angeordnet ist, der zumindest mit einem Gewindebereich aus dem Gehäuse herausragt, und mit einem pneumatisch-hydraulischen Druckverstärker, der einen Pneumatik-Zylinder und einen Hydraulik-Zylinder aufweist, wobei ein druckgesteuertes Schaltventil vorgesehen ist, das in einer ersten Stellung den Pneumatik-Zylinder mit einem Auslasskanal und in einer zweiten Stellung den Pneumatik-Zylinder mit einer Druckzufuhr verbindet.
  • Blindnietmuttern sind Befestigungselemente, die in einer Öffnung, beispielsweise in einem Bohrloch, eines mehr oder weniger dünnwandigen Blechs angeordnet werden sollen. Die Blindnietmuttern stellen dabei ein Innengewinde zur Verfügung und ermöglichen so eine Schraubverbindung an Blechen, deren Wandstärke nicht zur Ausbildung eines Gewindes ausreicht. Ein Blindnietmuttern-Setzgerät dient zum Setzen der Blindnietmutter. Dabei wird die Blindnietmutter, die im unverformten Zustand einen hohlzylindrischen Nietschaft aufweist, an dessen einem Ende ein sich radial erstreckender Setzkopf ausgebildet ist und an dessen anderem Ende ein Innengewinde eingeformt ist, mit dem Setzkopf voran auf den Gewindebereich des Zugbolzens aufgeschraubt. Das Innengewinde der Blindnietmutter und das Außengewinde im Gewindebereich des Zugbolzens müssen sich dabei entsprechen.
  • Anschließend wird die Blindnietmutter mit dem Nietschaft voran in die Öffnung eingeschoben, bis der Setzkopf aufliegt. Durch Inbetriebnahme des Blindnietmuttern-Setzgeräts wird dann der Zugbolzen und damit der Gewindebereich axial von der Blindnietmutter und dem Blech nach rückwärts bewegt, wodurch eine Stauchung des Nietschafts erfolgt. Die Blindnietmutter ist dann unverlierbar in der Öffnung gehalten.
  • Zum Entfernen des Blindnietmuttern-Setzgeräts von der gesetzten Blindnietmutter wird der Zugbolzen entlastet und in Abdrillrichtung rotiert. Das Blindnietmuttern-Setzgerät steht dann für einen neuen Setzvorgang zur Verfügung.
  • Aus DE 698 06 161 T2 ist ein pneumatisch-hydraulisches Nietgerät bekannt, wobei ein Zugbolzen mit einem Gewindebereich mithilfe eines pneumatisch-hydraulischen Druckverstärkers axial bewegt wird. Der pneumatisch-hydraulische Druckverstärker weist eine Druckzufuhr auf, an die ein Netzluftdruck anlegbar ist. Durch den pneumatisch-hydraulischen Druckverstärker wird der Netzluftdruck mehrfach verstärkt auf ein Hydraulik-Öl übertragen, das in Axialrichtung auf den Zugbolzen wirkt. Durch Betätigen eines Betätigungselements wird der Setzvorgang gestartet. Dabei wird ein Ventil geöffnet, wodurch ein Kolben verschoben wird, so dass die für den Setzvorgang erforderliche Luftzufuhr zu dem pneumatisch-hydraulischen Druckverstärker erfolgt. Wenn ein vorgegebener Setzhub durchgeführt wurde oder eine maximale Setzkraft erreicht wird, wird Luft abgelassen, so dass eine erneute Verschiebung des Kolbens erfolgt. Der pneumatisch-hydraulische Druckverstärker wird von der Druckzufuhr getrennt. Die in dem Pneumatikzylinder enthaltene, durch den Öldruck komprimierte Luft wird derart zu einem pneumatischen Motor geleitet, dass dieser den Zugbolzen in Abdrillrichtung rotiert.
  • Bei dieser Lösung läuft der komplette Setzvorgang automatisch ab und kann nicht unterbrochen werden. Dabei ist es erforderlich, dass das Betätigungselement nach kurzem Drücken wieder losgelassen wird, was durch eine aufwändige Konstruktion des Betätigungselements sichergestellt ist. Da die Steuerung der Abdrillbewegung des pneumatischen Motors mit der im Pneumatikzylinder enthaltenen Luft erfolgt, ist zunächst ein teilweises Ablassen der Luft zur Druckentlastung des Zugbolzens erforderlich, bevor der pneumatische Motor den Zugbolzen drehen kann. Dadurch entsteht bei jedem Setzvorgang vor dem Abdrehen eine relativ lange Pause, die häufig als störend empfunden wird.
  • Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Blindnietmuttern-Setzgerät der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das Schaltventil bei Betätigung eines Betätigungselements in die zweite Stellung schaltet, wobei in der zweiten Stellung eine Steuerleitung, die einen Durchgang zur Umgebung aufweist, über eine Drossel und das Schaltventil mit der Druckzufuhr verbunden ist, wobei die Steuerleitung bei Erreichen eines Setzhubs und/oder einer Setzkraft verschlossen wird, wobei ein Druck in einem Steuerraum eines druckgesteuerten Steuerventils, der über eine Drossel mit der Druckzufuhr verbunden ist, auf eine erste Steuerfläche des Steuerventils in Richtung einer ersten Schaltposition wirkt und ein Druck in der Steuerleitung auf eine zweite Steuerfläche des Steuerventils in Richtung einer zweiten Schaltposition wirkt, wobei der Steuerraum bei Betätigung des Betätigungselements druckentlastet wird, wobei in der zweiten Schaltposition eine Motorleitung und ein Schaltkanal des Schaltventils mit der Druckzufuhr verbunden sind, wodurch das Schaltventil in die erste Stellung schaltet.
  • Durch die Betätigung des Betätigungselements schaltet also das Schaltventil in die zweite Stellung, in der der Pneumatikzylinder mit der Druckzufuhr verbunden ist, so dass der Setzvorgang gestartet wird. Das Betätigungselement kann dabei gedrückt bleiben. Gleichzeitig wird dadurch, dass das Schaltventil in die zweite Stellung geschaltet wird, eine Steuerleitung mit der Druckzufuhr verbunden, wobei die Steuerleitung verschlossen wird, wenn der Setzhub und/oder eine Setzkraft erreicht ist. Ein absolut dichter Verschluss der Steuerleitung ist dabei nicht unbedingt erforderlich. Dies führt zu einem Druckanstieg in der Steuerleitung bei Erreichen des Setzhubs und/oder der Setzkraft, wodurch automatisch das druckgesteuerte Steuerventil in die zweite Schaltposition geschaltet wird. Dadurch wird gleichzeitig der pneumatisch-hydraulische Druckverstärker über das Schaltventil druckentlastet und eine Motorleitung, die zu einem pneumatischen Motor führt und diesen in Abdrillrichtung antreibt, mit der Druckzufuhr verbunden. Zwischen dem Ende des Setzvorgangs und dem Beginn des Abdrillvorgangs vergeht also kaum Zeit, wobei das Betätigungselement die ganze Zeit betätigt bleiben kann. Bei einem Lösen des Betätigungselements stoppt der Setzvorgang, der bei erneuter Betätigung des Betätigungselements fortgeführt wird, wobei ein Abdrillen erst dann erfolgen kann, wenn der Setzvorgang vollständig abgeschlossen ist. Eine Fehlbedienung ist daher nahezu ausgeschlossen. Der Setzvorgang wird mit dieser Vorgehensweise also nicht nur sehr schnell durchgeführt, sondern auch sehr sicher. Ein Ausdrillen vor vollständigem Setzen der Befestigungsmutter ist nahezu ausgeschlossen.
  • Die Druckzufuhr erfolgt insbesondere durch einen Druckkanal, der im Gehäuse ausgebildet ist. Die Druckzufuhr erfolgt dabei immer mit einem Netzluftdruck, dessen Höhe allerdings nicht zum Durchführen des Setzvorgangs ausreichend ist. Daher wird der Netzluftdruck im pneumatisch-hydraulischen Druckverstärker in bekannter Weise verstärkt auf ein Hydrauliköl übertragen, das in Axialrichtung auf den Zugbolzen wirkt.
  • Vorzugsweise ist die erste Steuerfläche des Steuerventils größer als die zweite Steuerfläche. Dadurch ist ein sicheres Schalten des Steuerventils in die erste Schaltposition gewährleistet, wenn das Betätigungselement nicht mehr gehalten ist und das erste Entlüftungsventil schließt.
  • Dabei ist besonders bevorzugt, dass zwischen der Motorleitung und der Druckzufuhr ein Bypassventil angeordnet ist, das insbesondere manuell betätigbar ist. Mit Hilfe dieses Bypassventils ist die Motorleitung, die zum pneumatischen Motor führt, auch außerhalb des üblichen Setzvorgangs mit der Druckzufuhr verbindbar, so dass der Zugbolzen in Abdrillrichtung rotiert werden kann, ohne dass vorher ein Setzvorgang durchgeführt wird. Dadurch wird gewährleistet, dass das Blindnietmuttern-Setzgerät zu jeder Zeit von der Blindnietmutter gelöst werden kann.
  • Vorteilhafterweise sind mit dem Betätigungselement gleichzeitig ein erstes Entlastungsventil und ein zweites Entlastungsventil betätigbar, wobei über das erste Entlastungsventil der Steuerraum und über das zweite Entlastungsventil der Schaltkanal druckentlastbar sind, wobei insbesondere zwischen dem zweiten Entlastungsventil und dem Schaltkanal eine Drosselstelle angeordnet ist. Durch das Betätigen des Betätigungselements wird also der Steuerraum des Steuerventils druckentlastet, so dass auch eine Entlastung der ersten Steuerfläche des Steuerventils erfolgt. Bei einem Druckanstieg in der Steuerleitung, der zu einer Druckbelastung der zweiten Steuerfläche des Steuerventils führt, ist daher ein relativ geringer Druckanstieg für ein Schalten des Steuerventils in die zweite Schaltposition ausreichend. Bei Druckentlastung des Schaltkanals wird das Schaltventil durch den Druck der Druckzufuhr in die zweite Stellung geschaltet, so dass die Steuerleitung und der pneumatisch-hydraulische Druckverstärker über das Schaltventil mit der Druckzufuhr verbunden sind. Durch die Verwendung zweier Entlastungsventile ist dabei eine reine Druckbetätigung des Schaltventils und des Steuerventils möglich.
  • Vorzugsweise ist die Steuerleitung mit einer Ventileinrichtung verschließbar, die in Öffnungsrichtung von einer Feder und in Schließrichtung von einem Öldruck belastet ist. Dabei ist bevorzugt, dass eine Vorspannung der Feder einstellbar ist. Durch diese Ausgestaltung ist gewährleistet, dass bei Erreichen eines gewünschten Öldrucks, der ein Maß für die erreichte Setzkraft ist, die Steuerleitung durch die Ventileinrichtung geschlossen wird. Dies führt dann zu einem Anstieg des Drucks in der Steuerleitung, wodurch eine Druckbelastung der zweiten Steuerfläche des Steuerventils erfolgt, das dadurch in die zweite Schaltposition schaltet. Durch das Vorsehen einer Feder, deren Vorspannung einstellbar ist, kann der Öldruck, bei dem die Steuerleitung durch die Ventileinrichtung verschlossen wird, vorgegeben werden. Dadurch kann die maximale Setzkraft, mit der das Blindnietmuttern-Setzgerät die Blindmutter belastet, eingestellt werden.
  • Vorzugsweise ist alternativ oder zusätzlich die Steuerleitung durch den Zugbolzen verschließbar, wenn der Setzhub abgeschlossen ist. Dadurch wird sichergestellt, dass ein Druckanstieg in der Steuerleitung und damit ein Schalten des Steuerventils in die zweite Schaltposition nach Durchlaufen des Setzhubs auch dann erfolgt, wenn die maximale Setzkraft nicht erreicht ist. Es ist auch denkbar, das Blindnietmuttern-Setzgerät von vorneherein auf einen bestimmten Setzhub auszulegen, der dann das Kriterium zum Beenden des Setzvorgangs darstellt.
  • Dabei ist besonders bevorzugt, dass der Setzhub einstellbar ist, insbesondere in einem Bereich von 0 bis 10 mm. Dadurch können mithilfe des Blindnietmuttern-Setzgeräts Blindnietmuttern in Bauteile verschiedener Stärke gesetzt werden. Durch die Einstellung des Setzhubs wird das Blindnietmuttern-Setzgerät an die jeweilige Materialstärke angepasst, so dass ein sicheres Setzen von Blindnietmuttern auch bei unterschiedlichen Materialstärken möglich ist.
  • Vorzugsweise ist für eine Einstellung des Setzhubs ein beweglicher Anschlag vorgesehen, wobei die Steuerleitung entlang des Anschlags verläuft und der Zugbolzen mit Abschluss des Setzhubs am Anschlag anliegt. Dies stellt eine relativ einfache Möglichkeit dar, die Steuerleitung zu verschließen, da die Steuerleitung zwischen Zugbolzen und Anschlag durchgeführt ist und bei Berührung von Zugbolzen und Anschlag verschlossen wird. Eine vollständige Abdichtung ist dabei nicht erforderlich, der erreichbare Druckanstieg muss nur dafür ausreichen, dass das Steuerventil in die zweite Schaltposition schaltet.
  • Vorzugsweise weist der Zugbolzen eine Durchmesservergrößerung, zum Beispiel einen umlaufenden Flansch, zur Anlage am Anschlag auf. Dies stellt eine relativ einfache Möglichkeit dar, eine relativ große Berührungsfläche zwischen dem Zugbolzen und dem Anschlag zu verwirklichen, so dass eine ausreichende Abdichtung zwischen Zugbolzen und Anschlag erreicht wird. Gleichzeitig ist diese Ausbildung relativ stabil, so dass der Anschlag bzw. der Zugbolzen auch bei hohen Zugkräften nicht verformt werden.
  • Vorzugsweise ist der Anschlag in einer rohrförmigen Hülse angeordnet, die in das Gehäuse einschraubbar ist, wobei sich der Zugbolzen durch die Hülse erstreckt. Durch die einschraubbare Hülse kann die Lage des Anschlags innerhalb des Gehäuses relativ genau festgelegt und einfach verstellt werden. Dadurch ist eine einfache Einstellung des Setzhubs möglich. Der Anschlag erstreckt sich dabei innerhalb der Hülse radial nach innen.
  • Vorzugsweise ist ein Rastmittel vorgesehen, mit dem eine Drehbewegung der Hülse hemmbar ist. Mithilfe des Rastmittels wird gewährleistet, dass die Hülse innerhalb des Gehäuses nicht ungewollt bewegt wird, was zu einer Verstellung des eingestellten Setzhubs führen würde. Da beim normalen Setzvorgang nur relativ geringe Rotationskräfte auf die Hülse wirken, ist eine vollständige Verrastung der Hülse durch das Rastmittel nicht unbedingt erforderlich. Eine Hemmung ist in vielen Fällen ausreichend. Natürlich kann auch eine vollständige Verrastung erfolgen.
  • Vorteilhafterweise ragt der Zugbolzen durch ein Mundstück aus dem Gehäuse heraus, das an dem Gehäuse angeordnet ist, insbesondere mit dem Gehäuse verschraubt ist. Das Mundstück ist also austauschbar und kann beispielsweise an unterschiedliche Zugbolzen angepasst werden. Durch Entfernen des Mundstücks ist auch ein relativ einfacher Austausch bzw. Einbau des Zugbolzens und der rohrförmigen Hülse möglich. Der Aufbau des Blindnietmuttern-Setzgeräts vereinfacht sich dadurch.
  • Vorzugsweise ist der Zugbolzen mehrteilig ausgebildet, wobei insbesondere der Gewindebereich austauschbar ist. Durch den Austausch des Gewindebereichs kann das Blindnietmuttern-Setzgerät an unterschiedliche Durchmesser von Blindnietmuttern angepasst werden. Es ist beispielsweise möglich, den Gewindebereich durch handelsübliche Schrauben nach DIN 912 zu bilden, die über eine entsprechende Sechskantverbindung mit dem übrigen Zugbolzen verbunden werden. Dadurch kann das Blindnietmuttern-Setzgerät preisgünstig an verschiedene Durchmesser von Blindnietmuttern angepasst werden.
  • Vorzugsweise wird bei Druck in Setzhubrichtung auf den Zugbolzen der pneumatische Motor mit Luft versorgt, wodurch der Zugbolzen in Aufdrillrichtung rotiert wird. Dadurch ist ein relativ einfaches und schnelles Einschrauben des Gewindebereichs in eine Blindnietmutter möglich, die ohne Betätigung eines zusätzlichen Betätigungselements erfolgt. Das Aufdrillen durch Druck auf den Zugbolzen von außen ist beispielsweise in DE 3 215 468 C2 beschrieben.
  • Vorteilhafterweise ist der Zugbolzen in Setzhubrichtung von einem Ölkolben bewegbar. Der Ölkolben wird dabei in Setzhubrichtung durch den pneumatisch-hydraulischen Druckverstärker mit Öldruck beaufschlagt. Entgegen der Setzhubrichtung kann der Ölkolben durch den Netzluftdruck, beispielsweise durch Verbindung mit der Druckzufuhr belastet sein. Dadurch folgt bei fehlender Druckbeaufschlagung durch den pneumatisch-hydraulischen Druckverstärker ein automatisches Zurückstellen des Ölkolbens und damit eine Rückstellung des Setzhubs.
  • Dabei ist besonders bevorzugt, dass der Zugbolzen in Setzhubrichtung vom Ölkolben durch Formschluss mitnehmbar ist und entgegen der Setzhubrichtung durch den Druck der Druckzufuhr mit einer Anlagefläche an den Ölkolben andrückbar ist. In Setzhubrichtung, also in das Gehäuse des Blindnietmuttern-Setzgeräts hinein, ist der Zugbolzen also von außen eindrückbar, wobei er sich von dem Ölkolben löst. Diese Bewegung des Zugbolzens kann zum Schalten eines Ventils verwendet werden, so dass der Aufdrillvorgang automatisch durchgeführt wird. Durch den Netzluftdruck wird aber bei Nachlassen der äußeren Belastung auf den Zugbolzen sichergestellt, dass die Anlage des Zugbolzens wieder am Ölkolben anliegt. Wird nun der Ölkolben durch den pneumatisch-hydraulischen Druckverstärker mit einem Öldruck beaufschlagt, bewegt sich der Ölkolben in Setzhubrichtung, also in das Gehäuse hinein, und nimmt den Zugbolzen durch Formschluss mit. Der Formschluss wird dadurch erzeugt, dass der Zugbolzen mit seiner Anlagefläche am Ölkolben anliegt. Dabei sind relativ hohe Kräfte übertragbar.
  • Vorteilhafterweise weist das Steuerventil ein rohrförmiges Ventilelement auf, wobei die Druckzufuhr zum Steuerraum durch das Ventilelement hindurch erfolgt und die Drossel im Innenraum des Ventilelements angeordnet ist. Durch eine derartige Ausbildung ist eine sehr platzsparende Bauweise möglich. Das Ventilelement übernimmt dabei eine Doppelfunktion. Zum einen dient es zur Druckzufuhr zum Steuerraum und nimmt die Drossel auf, zum anderen übernimmt es die üblichen Schaltfunktionen eines Steuerventils, stellt also jeweils die entsprechenden Verbindungen je Schaltposition zur Verfügung.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform geht von der Steuerleitung ein Kanal ab, durch den eine Druckzufuhr auf eine dritte Steuerfläche des Steuerventils erfolgt, die gleichsinnig mit der zweiten Steuerfläche wirkt. Durch Druck auf die dritte Steuerfläche wird das Steuerventil also ebenfalls in Richtung der zweiten Schaltposition bewegt. Dadurch wird die Sicherheit erhöht, mit der das Steuerventil von der ersten Schaltposition in die zweite Schaltposition schaltet. Bereits bei einer relativ geringen Druckerhöhung in der Steuerleitung oder auch, wenn im Steuerraum noch ein Restdruck herrscht, erfolgt ein Schalten des Steuerventils in die zweite Schaltposition und damit ein Beenden des Setzvorgangs.
  • Vorzugsweise ist der Schaltkanal parallel zum Steuerventil über eine Drossel mit der Druckzufuhr verbunden. Dadurch ist gewährleistet, dass auch bei längerem Nichtbetrieb des Blindnietmuttern-Setzgeräts ein ausreichender Druck im Schaltkanal herrscht, der das Schaltventil in der ersten Stellung hält. Das Schaltventil kann dann nur von der ersten Stellung in die zweite Stellung schalten, wenn das Betätigungselement betätigt wird. Damit ist immer eine definierte Lage des Schaltventils gewährleistet.
  • Vorteilhafterweise ist die Drossel in einem Innenraum eines rohrförmigen Ventilelements des Schaltventils angeordnet, wobei die Drossel einen kleineren Öffnungsquerschnitt aufweist als die Drosselstelle. Der Öffnungsquerschnitt dieser Drossel sollte auch kleiner sein als die Öffnungsquerschnitte der übrigen Drosseln. Durch diese Ausbildung kann der Raum, der für die Bewegung des Ventilelements ohnehin erforderlich ist, für die Ausbildung der Drossel und die gedrosselte Verbindung zwischen der Druckzufuhr und dem Schaltkanal genutzt werden. Dadurch wird der Bauraumbedarf sehr gering gehalten.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:
    • Fig. 1
    einen Querschnitt durch ein Blindnietmuttern-Setzgerät mit aufgedrillter Blindnietmutter vor Beginn des Setzhubs,
    Fig. 2
    das Blindnietmuttern-Setzgerät nach Fig. 1 im Moment des Erreichens des eingestellten Setzhubs,
    Fig. 3
    das Blindnietmuttern-Setzgerät nach den Fig. 1 und 2 kurz nach Erreichen des eingestellten Setzhubs und
    Fig. 4
    ein Blindnietmuttern-Setzgerät entsprechend Fig. 1 bei Erreichen der maximalen Setzkraft.
  • In Fig. 1 ist schematisch ein Blindnietmuttern-Setzgerät 1 in Schnittansicht dargestellt. Das Blindnietmuttern-Setzgerät 1 weist ein Gehäuse 2 auf, in dem ein Zugbolzen 3 axial verschiebbar und drehbeweglich gelagert ist. Axial bedeutet dabei in Längsrichtung des Zugbolzens 3.
  • Der Zugbolzen 3 tritt durch ein Mundstück 4, das in das Gehäuse 2 eingeschraubt ist, aus dem Gehäuse 2 heraus. An einem Ende, das aus dem Gehäuse 2 herausragt, weist der Zugbolzen 3 einen Gewindebereich 5 auf, wobei in der dargestellten Situation bereits eine Blindnietmutter 6 auf den Gewindebereich 5 des Zugbolzens 3 aufgedrillt ist.
  • Das Aufdrillen kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Blindnietmutter 6 in Axialrichtung gegen den Zugbolzen 3 gedrückt wird, so dass dieser leicht axial verschoben wird, wobei dadurch eine nicht dargestellte Ventileinrichtung derartig betätigt wird, dass ein nicht dargestellter pneumatischer Motor mit Druck versorgt wird, so dass dieser den Zugbolzen 3 mit seinem Gewindebereich 5 in Aufdrillrichtung in Rotation versetzt. Die Blindnietmutter 6 wird dann sozusagen automatisch aufgedrillt, bis sie mit einem Setzkopf 7 am Mundstück 4 anliegt.
  • Zum Setzen der Blindnietmutter 6 muss diese durch eine Öffnung in einem Werkstück geführt werden und anschließend verformt werden, wobei die Verformung durch eine axiale Zugbewegung durch den Zugbolzen 3 erfolgt. Dafür weist das Blindnietmuttern-Setzgerät 1 einen pneumatisch-hydraulischen Druckverstärker 8 auf, der einen Pneumatikzylinder 9 und einen Hydraulikzylinder 10 aufweist. Ein Schaft 11 eines Pneumatikkolbens 12 bildet einen Kolben des Hydraulikzylinders 10. Da die Fläche eines Pneumatikkolbens 12 viel größer als die des Schafts bzw. des Hydraulikkolbens 11 ist, erfolgt eine große Kraftverstärkung. Der Hydraulikzylinder 10 steht über eine Öldruckleitung 13 mit einer Öldruckkammer 14 in Verbindung, die einen Kolbenraum für einen Ölkolben 15 bildet. Der Öldruckkolben 15 wird durch den Druck in der Öldruckleitung 13, der durch den Druckverstärker 8 erzeugt wird, in Setzhubrichtung (in Fig. 1 nach rechts) gedrückt, wenn der Pneumatikzylinder 9 mit einer Druckzufuhr 16 verbunden ist, so dass der Pneumatikkolben 12 mit einem Netzluftdruck der Druckzufuhr 16 beaufschlagt wird.
  • Auf einer von der Öldruckkammer 14 abgewandten Seite wird der Öldruckkolben 15 mit dem Netzluftdruck der Druckzufuhr beaufschlagt, so dass bei Nichtbetätigung des Druckverstärkers 8 der Öldruckkolben in die dargestellte Ruhelage gedrückt wird.
  • In der in Fig. 1 gezeigten Ausgangsposition vor Beginn eines Setzvorgangs ist der Pneumatikzylinder 9 des Druckverstärkers 8 über ein druckgesteuertes Schaltventil 17 mit einem Auslasskanal 18 verbunden, der zur Umgebung geöffnet ist. Damit ist der Pneumatikzylinder 9 drucklos.
  • Das Schaltventil 17 befindet sich in einer ersten Stellung, in der nicht nur der Pneumatikzylinder 9 sondern auch eine Steuerleitung 19 über das Schaltventil 17 mit dem Auslasskanal 18 verbunden ist. Dafür weist ein rohrförmiges Ventilelement 20 des Schaltventils 17 einen Ringraum 21 auf.
  • Das Schaltventil 17 wird in Richtung einer zweiten Schaltposition durch den Netzluftdruck der Druckzufuhr 16 belastet, der auf eine erste Steuerfläche 22 wirkt. Auf eine zweite Steuerfläche 23, die größer als die erste Steuerfläche 22 ist, wird im Ausgangszustand ebenfalls der Netzluftdruck, der zum einen aufgrund vorheriger Setzvorgänge in einem Schaltkanal 24 eingeschlossen ist, aber auch durch eine Drossel 25, die im Inneren des rohrförmigen Ventilelements 20 ausgebildet ist und die Druckzufuhr 16 mit dem Schaltkanal 24 verbindet, aufgebaut wird.
  • Durch Betätigung eines Betätigungselements 26 werden gleichzeitig ein erstes Entlüftungsventil 27 und ein zweites Entlüftungsventil 28 geöffnet. Bei Öffnen des zweiten Entlüftungsventils 28 wird der Schaltkanal 24 über eine Drosselstelle 29 druckentlastet, so dass auf die erste Steuerfläche 22 des Schaltventils 17 ein größerer Druck wirkt als auf die zweite Steuerfläche 23. Dadurch erfolgt bei Betätigung des Betätigungselements 26 ein Schalten des Schaltventils 17. Das Schaltventil 17 schaltet damit in die zweite Stellung, die in Fig. 2 dargestellt ist.
  • In der zweiten Stellung des Schaltventils 17 ist der Pneumatikzylinder 9 des Druckverstärkers 8 über das Schaltventil 17 mit der Druckzufuhr 16 verbunden. Gleichzeitig ist die Steuerleitung 19 mit der Druckzufuhr 16 verbunden, wobei zwischen dem Schaltventil 17 und der Steuerleitung 19 eine Drossel 30 angeordnet ist. Die Steuerleitung 19 ist entlang einer Ventileinrichtung 31 und entlang des Zugbolzens 3 nach außen geführt, wobei im Mundstück 4 Entlüftungsöffnungen 32 vorgesehen sind.
  • In der in Fig. 1 dargestellten Ausgangssituation ist die Steuerleitung 19 unverschlossen, so dass zunächst auch bei Verbindung der Steuerleitung 19 mit der Druckzufuhr 16 kein Druckaufbau in der Steuerleitung 19 erfolgt.
  • Der Druck in der Steuerleitung 19 wirkt auf eine zweite Steuerfläche 36 eines Steuerventils 37. Auf eine erste Steuerfläche 38 des Steuerventils 37, die größer als die zweite Steuerfläche 36 ist, wirkt ein Druck in einem Steuerraum 39. Der Steuerraum 39 ist über eine Drossel 40 immer mit der Druckzufuhr 16 verbunden und kann über das erste Entlastungsventil 27 druckentlastet werden. Bei Betätigung des Betätigungselements 26 wird der Steuerraum 39 drucklos.
  • In der in Fig. 1 gezeigten Ausgangsstellung ist das erste Entlastungsventil 27 geschlossen, so dass im Steuerraum 39 der Netzluftdruck herrscht und die Steuerleitung 19 drucklos ist, so dass sich das Steuerventil 37 in der gezeigten ersten Schaltposition befindet. In der ersten Schaltposition verhindert das Steuerventil 37 eine Verbindung zwischen einer Motorleitung 41 und der Druckzufuhr 16.
  • Zur manuellen Verbindung ist ein Bypassventil 49 vorgesehen, über das die Motorleitung 41 unabhängig von der Stellung der übrigen Ventile mit der Druckzufuhr 16 verbindbar ist. Das Bypassventil 49 ist aus Einfachheitsgründen nur in Fig. 1 dargestellt, in den übrigen Beispielen aber ebenso vorgesehen.
  • Der Setzvorgang zum Setzen einer Blindnietmutter 6 mithilfe des Blindnietmuttern-Setzgeräts 1 läuft nun folgendermaßen ab. Ausgehend von der in Fig. 1 dargestellten Ausgangssituation, in der die Blindnietmutter 6 auf den Gewindebereich 5 des Zugbolzens 3 aufgeschraubt bzw. aufgedrillt ist und in eine Werkstücköffnung eingeführt ist, erfolgt eine Betätigung des Betätigungselements 26. Dadurch erfolgt über das erste Entlastungsventil 27 eine Druckentlastung des Steuerraums 39 und durch gleichzeitiges Öffnen des zweiten Entlastungsventils 28 eine Druckentlastung des Schaltkanals 24. Durch die Druckentlastung des Schaltkanals 24 schaltet das Schaltventil 17 von der in Fig. 1 gezeigten ersten Stellung in die in Fig. 2 gezeigte zweite Stellung. In der zweiten Stellung des Schaltventils 17 ist der hydraulische Druckverstärker 8 mit der Druckzufuhr verbunden, so dass auf den Pneumatikkolben 9 eine Kraft ausgeübt wird, die über den Hydraulikkolben 11, den Öldruckkanal 13 und den Öldruckraum 14 auf einen Ölkolben 15 übertragen wird. Der Ölkolben 15 wird dadurch axial bewegt und bewirkt eine Zugbewegung auf den Zugbolzen 3. Dies führt zu einer Verformung der Blindnietmutter 6, wie es in Fig. 2 gezeigt ist.
  • Der Öldruck in der Öldruckleitung 13 wirkt in Schließrichtung auf ein Ventilelement 33 der Ventileinrichtung 31, wobei das Ventilelement 33 in Öffnungsrichtung von einer Feder 34 beaufschlagt wird. Eine Vorspannung der Feder 34 kann durch Einschrauben eines Widerlagers 35 verändert werden.
  • Die axiale Bewegung des Zugbolzens 3 erfolgt solange, bis ein eingestellter Setzhub oder eine gewünschte Setzkraft erreicht ist. Die Einstellung des Setzhubs, also der Strecke, um die der Zugbolzen 3 verschoben werden kann, erfolgt mithilfe eines beweglichen Anschlags 42, der in einer rohrförmigen Hülse 43 angeordnet ist, die in das Gehäuse 2 eingeschraubt ist. Je nach dem, wie weit die rohrförmige Hülse 43 in das Gehäuse 2 eingeschraubt ist, wird die Lage des Anschlags 42 verändert und damit der Setzhub eingestellt. Der Zugbolzen 3 weist eine Durchmesservergrößerung 44 auf, mit der der Zugbolzen 3 bei Erreichen des Setzhubs an den Anschlag 42 anliegt.
  • Da die Steuerleitung 19 zwischen Anschlag 42 und Zugbolzen 3 nach außen geführt ist, wird die Steuerleitung 19 bei Anliegen der Durchmesservergrößerung 43 des Zugbolzens 3 am Anschlag 42 verschlossen. Die Steuerleitung 19 ist dabei über das Schaltventil 17 und die Drossel 30 mit der Druckzufuhr 16 verbunden, so dass bei Verschließen der Steuerleitung 19 ein Druck in der Steuerleitung 19 ansteigt, bis schließlich der Netzluftdruck in der Steuerleitung 19 herrscht. Der Beginn des Druckanstiegs in der Steuerleitung 19 durch Anlage des Zugbolzens 3 am Anschlag 42 bei Erreichen des eingestellten Setzhubs ist in Fig. 2 dargestellt. Der Druckaufbau in der Steuerleitung 19 hat jedoch gerade erst begonnen und reicht noch nicht aus, das Steuerventil 37 in die zweite Schaltposition zu drücken.
  • In Fig. 3 ist die Situation bei Beendigung des Setzvorgangs und Beginn des Abdrillvorgangs gezeigt, bei der die Motorleitung 41 über das Steuerventil 37 mit der Druckzufuhr 16 verbunden ist, so dass ein nicht dargestellter pneumatischer Motor den Zugbolzen in Abdrillrichtung rotiert.
  • Das Steuerventil 37 ist durch den Druck in der Steuerleitung 19, der auf die zweite Steuerfläche 36 wirkt, in die zweite Schaltposition geschaltet worden. Dadurch erfolgt zum einen die Verbindung der Motorleitung 41 mit der Druckzufuhr 16. Zum anderen wird der Schaltkanal 24 über das Steuerventil 37 mit der Druckzufuhr 16 verbunden, so dass das Schaltventil 17 wieder in die erste Stellung schaltet, in der der Pneumatikzylinder 9 mit dem Auslasskanal 18 verbunden ist und damit druckentlastet wird. Die Entlüftung des Schaltkanals 24 über das zweite Entlüftungsventil 28 ist aufgrund der Drosselstelle 29 nicht ausreichend, um einen Druckaufbau in dem Schaltkanal 24 durch die Druckzufuhr 16 zu verhindern. Das Schaltventil 17 schaltet also auch dann zurück in die erste Position, wenn das Betätigungselement 26 weiter betätigt bleibt.
  • Unmittelbar nachdem das Steuerventil 37 bzw. sein rohrförmiges Ventilelement 45 in die zweite Schaltposition geschaltet ist, wird also das Schaltventil 17 zurück in die erste Stellung geschaltet und der pneumatisch-hydraulische Druckverstärker 8 entlastet, so dass auch der Zugbolzen 3 entlastet wird. Gleichzeitig beginnt durch die Verbindung der Motorleitung 41 mit der Druckzufuhr 16 der Abdrillvorgang. Zwischen Beendigung des Setzhubs und Beginn des Abdrillvorgangs entsteht also nur eine kaum wahrnehmbare Pause. Das Blindnietmuttern-Setzgerät 1 arbeitet also sehr schnell.
  • Sobald nach Beendigung des Abdrillvorgangs das Betätigungselement 26 losgelassen wird, schließen die Entlüftungsventile 27, 28, wodurch im Steuerraum 39 des Steuerventils 37 der Netzluftdruck aufgebaut wird, da der Steuerraum 39 über die Drossel 40 mit der Druckzufuhr 16 verbunden ist. Dadurch schaltet das Steuerventil 37 zurück in seine erste Schaltposition. Die Steuerleitung 19 ist zu diesem Zeitpunkt bereits über das Schaltventil 17 mit dem Auslasskanal 18 verbunden und dementsprechend druckentlastet. Das Blindnietmuttern-Setzgerät 1 befindet sich dann wieder in dem in Fig. 1 gezeigten Zustand.
  • Um ein sicheres und schnelleres Schalten des Steuerventils 37 von der ersten Schaltposition in die zweite Schaltposition bereits bei einem geringen Druckaufbau in der Steuerleitung 19 zu erreichen, geht von der Steuerleitung 19 ein Kanal 46 ab, der zu einer dritten Steuerfläche 47 des Steuerventils 37 führt, die gleichsinnig mit der zweiten Steuerfläche 36 wirkt.
  • In den Fig. 2 und 3 ist dargestellt, wie der Setzvorgang durch Erreichen des gewünschten Setzhubs beendet wird. Dabei ist der Setzhub durch die entsprechende Positionierung des Anschlags 42 eingestellt worden. Die Ventileinrichtung 31 ist dabei nicht in Funktion getreten. Vielmehr wurde die Feder 34 mithilfe des verstellbaren Widerlagers 35 maximal vorgespannt, so dass auch eine starke Erhöhung des Öldrucks in der Öldruckleitung 13 nicht zu einem Verschließen der Ventileinrichtung 31 führen kann.
  • In Fig. 4 ist nun das Blindnietmuttern-Setzgerät 1 derart eingestellt, dass es nicht bei Erreichen des gewünschten Setzhubs den Setzvorgang beendet, sondern bei Erreichen der gewünschten Setzkraft. Die rohrförmige Hülse 43 ist vollständig in das Gehäuse 2 eingeschraubt worden, so dass der Anschlag 42 in einer Position ist, in der er möglichst weit von der Durchmesservergrößerung 44 des Zugbolzens 3 beabstandet ist. Es ist also der maximale Setzhub eingestellt, der beispielsweise 10 mm beträgt. Der Setzhub ergibt sich in Abhängigkeit von der Länge der Blindnietmutter und der Materialstärke zwischen 0 und 10 mm variabel.
  • Ausgehend von der in Fig. 1 gezeigten Situation ist die Blindnietmutter 6 in eine Öffnung eines Bauteils 48 eingeführt worden und das Betätigungselement 26 betätigt. In zuvor beschriebener Weise ist dann der Zugvorgang gestartet, wobei in Fig. 3 nun dargestellt ist, dass die gewünschte Setzkraft erreicht ist. Ein Maß für die Setzkraft ist dabei der Öldruck in der Öldruckleitung 13, der in Schließrichtung auf das Ventilelement 33 der Ventileinrichtung 31 wirkt. Dadurch wird das Ventilelement 33 von der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Position in die in Fig. 4 gezeigte Position verschoben, wobei die Steuerleitung 19 durch das Ventilelement 33 bzw. die Ventileinrichtung 31 verschlossen ist. Dadurch erfolgt wiederum ein Druckanstieg in der Steuerleitung 19, die zu diesem Zeitpunkt noch über das Schaltventil 17 und die Drosselstelle 30 mit der Druckzufuhr 16 verbunden ist. Dieser Druckanstieg führt zum Schalten des Steuerventils 37 in die zweite Schaltposition, was ein Schalten des Schaltventils 17 zurück in eine erste Stellung bewirkt. Während über das Steuerventil 37 der pneumatische Motor bzw. die Motorleitung 41 mit der Druckzufuhr 16 verbunden sind, erfolgt über das Schaltventil 17 eine Druckentlastung des Druckverstärkers 18 und damit eine Entlastung des Zugbolzens 3.
  • Der Abdrillvorgang, also das Herausschrauben des Zugbolzens 3 aus der Blindnietmutter 6 erfolgt damit unmittelbar nach Erreichen der gewünschten Setzkraft.
  • Das erfindungsgemäße Blindnietmuttern-Setzgerät 1 arbeitet also sehr schnell. Dabei kann während des Setzvorgangs durch Loslassen des Betätigungselements 26 der Setzvorgang jederzeit unterbrochen werden, wobei bei erneuter Betätigung des Betätigungselements der Setzvorgang fortgeführt wird. Wenn der Setzvorgang also beispielsweise durch zu frühes Loslassen des Betätigungselements nicht korrekt ausgeführt wurde, wird der Abdrillvorgang nicht gestartet. Man hat also immer eine Kontrolle darüber, ob der eingestellte Setzhub oder die eingestellte Setzkraft, je nach gewählter Betriebsart, auch tatsächlich erreicht wurde.
  • Durch das Nutzen des Netzluftdrucks bzw. durch Verbinden der Motorleitung mit der Druckzufuhr zum Abdrillen, kann der pneumatische Motor mit einem hohen Drehmoment betrieben werden, wobei der Abdrillvorgang solange läuft, wie das Betätigungselement gehalten wird. Falls ein zu frühes Loslassen des Betätigungselements erfolgt, kann z.B. über ein zusätzliches Bypassventil, das in den Zeichnungen nicht dargestellt ist, die Druckzufuhr unter Umgehung des Steuerventils direkt in die Motorleitung geleitet werden, so dass auch dann ein weiteres Abdrillen möglich ist.
  • Es ist auch denkbar, den Luftmotor beispielsweise manuell zu drehen und den Zugdorn so aus der Blindnietmutter herauszuschrauben. Dies ist allerdings in der Regel zeitaufwändig.
  • Bei einer Verstellung des Anschlags bzw. der Lage der rohrförmigen Hülse innerhalb des Gehäuses 2 erfolgt keine Veränderung der Länge des Zugdorns. Dabei kann die Verstellung des Anschlags werkzeuglos erfolgen, wobei eine Skala vorgesehen werden kann, so dass der eingestellte Setzhub von außen ablesbar ist.
  • Durch die Verwendung des Netzluftdrucks der Druckzufuhr zur Rückstellung des Ölkolbens kann auf ein zusätzliches Rückstellelement, beispielsweise eine Feder, verzichtet werden. Dadurch vereinfacht sich der Gesamtaufbau.

Claims (10)

  1. Blindnietmuttern-Setzgerät mit einem Gehäuse, in dem ein Zugbolzen drehbar und axial beweglich angeordnet ist, der zumindest mit einem Gewindebereich aus dem Gehäuse herausragt, und mit einem pneumatisch-hydraulischen Druckverstärker, der einen Pneumatikzylinder und einen Hydraulikzylinder aufweist, wobei ein druckgesteuertes Schaltventil vorgesehen ist, das in einer ersten Stellung den Pneumatikzylinder mit einem Auslasskanal und in einer zweiten Stellung den Pneumatikzylinder mit einer Druckzufuhr verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltventil (17) bei Betätigung eines Betätigungselements (26) in die zweite Stellung schaltet, wobei in der zweiten Stellung eine Steuerleitung (19), die einen Durchgang zur Umgebung aufweist, über eine Drossel (30) und das Schaltventil (17) mit der Druckzufuhr (16) verbunden ist, wobei die Steuerleitung (19) bei Erreichen eines Setzhubes und/oder einer Setzkraft verschlossen wird, wobei ein Druck in einem Steuerraum (39) eines druckgesteuerten Steuerventils (37), das über eine Drossel (40) mit der Druckzufuhr (16) verbunden ist, auf eine erste Steuerfläche (38) des Steuerventils (37) in Richtung einer ersten Schaltposition wirkt und ein Druck in der Steuerleitung (19) auf eine zweite Steuerfläche (36) des Steuerventils (37) in Richtung einer zweiten Schaltposition wirkt, wobei der Steuerraum (39) bei Betätigung des Betätigungselements (26) druckentlastet wird, wobei in der zweiten Schaltposition eine Motorleitung (41) und ein Schaltkanal (24) des Schaltventils (17) mit der Druckzufuhr (16) verbunden sind, wodurch das Schaltventil (17) in die erste Stellung schaltet.
  2. Blindnietmuttern-Setzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Betätigungselement (26) gleichzeitig ein erstes Entlastungsventil (27) und ein zweites Entlastungsventil (28) betätigbar sind, wobei über das erste Entlastungsventil (27) der Steuerraum (39) und über das zweite Entlastungsventil (28) der Schaltkanal (24) druckentlastbar sind, wobei insbesondere zwischen dem zweiten Entlastungsventil (28) und dem Schaltkanal (24) eine Drosselstelle (29) angeordnet ist.
  3. Blindnietmuttern-Setzgerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerleitung (19) mit einer Ventileinrichtung (31) verschließbar ist, die in Öffnungsrichtung von einer Feder (34) und in Schließrichtung von einem Öldruck belastet ist.
  4. Blindnietmuttern-Setzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerleitung (19) durch den Zugbolzen (3) verschließbar ist, wenn der Setzhub abgeschlossen ist.
  5. Blindnietmuttern-Setzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass für eine Einstellung des Setzhubs ein beweglicher Anschlag (42) vorgesehen ist, wobei die Steuerleitung (19) entlang des Anschlags (42) verläuft und der Zugbolzen (3) mit Abschluss des Setzhubs am Anschlag (42) anliegt.
  6. Blindnietmuttern-Setzgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (42) in einer rohrförmigen Hülse (43) angeordnet ist, die in das Gehäuse (2) einschraubbar ist, wobei sich der Zugbolzen (3) durch die Hülse (43) erstreckt.
  7. Blindnietmuttern-Setzgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rastmittel vorgesehen ist, mit dem eine Drehbewegung der Hülse hemmbar ist.
  8. Blindnietmuttern-Setzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (37) ein rohrförmiges Ventilelement (45) aufweist, wobei die Druckzufuhr (16) zum Steuerraum (39) durch das Ventilelement (45) hindurch erfolgt und die Drossel (40) im Innenraum des Ventilelements (45) angeordnet ist.
  9. Blindnietmuttern-Setzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass von der Steuerleitung (19) ein Kanal (46) abgeht, durch den eine Druckzufuhr auf eine dritte Steuerfläche (47) des Steuerventils (37) erfolgt, die gleichsinnig mit der zweiten Steuerfläche (36) wirkt.
  10. Blindnietmuttern-Setzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltkanal (24) über eine Drossel (25) mit der Druckzufuhr (16) verbunden ist.
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