WO2014180777A1 - Hebelmechanismus zwischen vorspanneinrichtung und schwungrad zum einwirken auf stössel eines setzgeräts - Google Patents

Hebelmechanismus zwischen vorspanneinrichtung und schwungrad zum einwirken auf stössel eines setzgeräts Download PDF

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WO2014180777A1
WO2014180777A1 PCT/EP2014/059091 EP2014059091W WO2014180777A1 WO 2014180777 A1 WO2014180777 A1 WO 2014180777A1 EP 2014059091 W EP2014059091 W EP 2014059091W WO 2014180777 A1 WO2014180777 A1 WO 2014180777A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
flywheels
plunger
drive mechanism
setting
force
Prior art date
Application number
PCT/EP2014/059091
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Marco Bernegger
Original Assignee
Adolf Würth GmbH & Co. KG
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 Adolf Würth GmbH & Co. KG filed Critical Adolf Würth GmbH & Co. KG
Publication of WO2014180777A1 publication Critical patent/WO2014180777A1/de

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25C—HAND-HELD NAILING OR STAPLING TOOLS; MANUALLY OPERATED PORTABLE STAPLING TOOLS
    • B25C1/00—Hand-held nailing tools; Nail feeding devices
    • B25C1/06—Hand-held nailing tools; Nail feeding devices operated by electric power

Definitions

  • the invention relates to a drive mechanism for driving a fastener to be set by means of a setting device in a target object, a setting device, a setting arrangement and a method for setting a
  • fasteners such as nails, bolts or
  • Fastening element can transmit sufficient impulse, it should be accelerated on the one hand to a high speed and on the other hand provided with a sufficiently large mass or connected.
  • EP 2,429,768 discloses a setting device for the sudden setting of nails, bolts or the like, which has a striking body which engages via a plunger on the head of the bolt element to be set and this drives into the ground.
  • a drive is provided which consists of two a passage between them
  • US 7 059 423 Bl discloses a jackhammer.
  • the jackhammer has a housing and a push rod which can be displaced within a guide along a vertical direction.
  • a chisel At the lower end of the push rod is a chisel.
  • an elastic member is attached, by means of which the
  • Push rod (and the chisel) is pulled into an upper position.
  • two flywheels are provided, which can frictionally engage the push rod.
  • the two flywheels are each on a swivel
  • Retaining clip rotatably mounted.
  • the retaining clips can by means of an actuator, which in each case via a connecting rod with a
  • Retaining clip is coupled, so swung that the two
  • Flywheels are either frictionally coupled to the push rod or spaced from the push rod.
  • US 7 575 142 B2 discloses a coupling mechanism for an electric nail gun.
  • the electric nail gun has a housing in which a displaceable base (in the vertical direction) is slidably mounted. At the bottom of the sliding base a rod is mounted, by means of which a nail provided from a magazine can be driven into a workpiece. From a (single) flywheel, the sliding base
  • the flywheel is rotatably mounted on a pivot member which can be pivoted about a pivot axis. A corresponding pivoting movement is from a
  • JP 2006-130592 A discloses a motor-driven nailing machine incorporating a
  • Actuating element which is slidably mounted (in the vertical direction). At the bottom of the actuating element is mounted a drive-in part, by means of which a nail provided from a magazine can be driven into a workpiece.
  • the actuator is at its upper
  • an elastic element such as a rubber band or a spring connected, which biases the actuating element in the direction of an upper starting position.
  • the actuator can be frictionally engaged.
  • the flywheel is rotatably mounted on a pivotable frame, which is about a
  • Swivel axis can be swiveled.
  • a corresponding pivoting movement is on the one hand by a spring, which via a frame on the
  • a drive mechanism for driving a means of a setting device for
  • Example of a rivet setting device) in a target object for example, to each other fastening mechanism (for example, a rivet) to be set, the drive mechanism having a ram structure (for example an arrangement of a ram and a ram member rigidly coupled thereto) with a ram for applying a setting force to the fastener (by means of flywheels) accelerating is, flywheels, of which at least one selectively (ie., D) to the direct (ie without interposed other component) or indirect (ie by means of an interposed therebetween other component) coupling with the plunger to the plunger structure frictionally approached (ie is brought into contact with the plunger structure, that by means of friction of the
  • Biasing device which for exerting a directed in the direction of the plunger structure and acting on at least one of the flywheels
  • Biasing force is arranged, and a lever mechanism (in particular an arrangement of one or more rotatably mounted lever arms), which is adapted to transmit the biasing force from the biasing means on the at least one of the flywheels.
  • a lever mechanism in particular an arrangement of one or more rotatably mounted lever arms, which is adapted to transmit the biasing force from the biasing means on the at least one of the flywheels.
  • a setting device for setting a
  • the setting device comprises a drive mechanism having the features described above for driving the fastener.
  • a setting arrangement which comprises a setting device with the above-described features for setting a fastening element and the
  • Fastening element which can be mounted in particular settling on or in the setting tool.
  • a method is provided for setting a fastening element into a target object by means of a setting device which has a tappet structure with a tappet which can be accelerated for exerting a setting force on the fastening element, wherein a pretensioning device for exerting a direction in the direction of
  • Plunger structure directed and on at least one of the flywheels
  • the flywheels may be adjusted to a state decoupled from the plunger structure, in which the flywheels are moved away from (or spaced apart from) the plunger structure.
  • the flywheels can be adjusted to a state decoupled from the plunger structure, in which the flywheels are moved away from (or spaced apart from) the plunger structure.
  • the rotating flywheels may be transferred to a state coupled to the plunger or plunger structure by at least one of the flywheels being moved up to (or brought into contact with) the plunger structure to frictionally engage the plunger structure to apply the setting force to the fastener. d .h. By means of frictional engagement between the plunger structure and the rotating flywheels) to accelerate.
  • a “tappet structure” is understood as meaning a one-component or multi-component body which is used to drive in the body
  • Fastening element is accelerated by means of a flywheel drive to a setting force in the accelerated state on the fastener
  • the plunger structure can for example consist only of the plunger or be identical to this, the flywheels then act directly on the plunger.
  • the plunger structure may include the plunger and a striker which rigidly receives or holds the plunger loosely, with the flywheels then acting directly on the striker and thus indirectly acting on the plunger (by means of the striker).
  • the adjustment of an axial distance between two flywheels is made possible to either accelerate a plunger by the flywheels for setting a fastener (in particular for riveting) or not.
  • a bias of one or more flywheel against the plunger out in the case of interaction between plunger and
  • Biasing device and flywheels is a realization of the drive mechanism allows even under tight space conditions. Furthermore, by exploiting lever laws, a force direction conversion and / or a force amplitude conversion can also advantageously take place. The blocking of the
  • Released lever mechanism in particular a rocker can be done using or taking advantage of a frictional force.
  • the flywheel which may be slidable relative to the plunger structure for adjusting the center distance between the flywheels (i.e., being moveable away from the other flywheel or movable toward the other flywheel), may be the same flywheel as that used for the flywheel
  • Lever mechanism is coupled to the biasing means.
  • Another or the other flywheel may be mounted non-displaceable relative to the plunger structure and may be free of a coupling with the biasing means by means of the lever mechanism.
  • both flywheels should be able to be brought into rotation by means of a drive motor.
  • the effort to form the drive mechanism can be kept low by the one rotatable flywheel is biased and stored translationally movable and the other rotatable flywheel is mounted stationary and without bias with respect to the plunger structure without the functionality of Drive mechanism is impaired.
  • both flywheels may be movable and biased by a lever mechanism.
  • the biasing means may comprise a spring means.
  • a spring means is a simple and low-wear way to reproducibly apply the biasing force reliably and over many cycles. If such a spring device is coupled via the lever mechanism, in particular a rocker, with one or both of the flywheels, the spring device, which is transferred between a cocked and a relaxed state to perform its function and thus has a certain amount of space, even under cramped conditions ( as in a setting device designed as a hand-held device).
  • a small spring which indirectly exerts a force on the plunger structure via a rocker, by using a
  • the spring device a the spring device a
  • Disc springs are particularly advantageous as a spring device, in particular, because they can be implemented extremely space-saving and yet form a compact design with a strong design with a spring package.
  • Disc springs are particularly advantageous as a spring device, in particular, because they can be implemented extremely space-saving and yet form a compact design with a strong design with a spring package.
  • the lever mechanism may comprise a lever arm, which is fixedly and rotatably mounted at a first position, at a second position to the at least one of the flywheels
  • the biasing means is slidably and rotatably coupled.
  • the adjustment of the flywheel axes can be done via a movable rocker.
  • the lever arm At the first position, the lever arm can thus be rotatable but stationary, ie. relative to the housing of the setting device immovable, be stored. Consequently represents the first position, the pivot point of the lever arm.
  • the second position may be arranged between the first position and the third position.
  • the flywheel is thus between the fixed pivot bearing of the lever arm and the
  • the relative position of the three positions can be selected such that between the first and the second or between the second and third position lever sub-axes are formed, which define the force transmission characteristic of the lever arm.
  • Biasing device (opposite to the section of the pretensioning device which is coupled to the lever arm), in particular another end, to be coupled or provided with a bolt which is in a guide structure (for example designed as slide guide) (in particular in a guide structure with an angled guide recess) , so feasible is that with
  • the guide structure can be stationary (for example, with respect to a housing of the setting device)
  • the motion logic can be specified exactly during the shift.
  • the drive mechanism may be configured such that by exerting a delivery force on the
  • Biasing means (or on the bolt) of the bolts in the guide structure is moved and as a result, the biasing means is tilted, whereby by means of the lever mechanism, the flywheels are brought into a brought-up state.
  • the feed force can thus cause a rotation about the third pivot point, which in turn causes a rotation of the lever arm without translation about the stationary first pivot point.
  • the lever arm also rotates about the second pivot point, which is simultaneously displaced so as to reduce the axial distance between the flywheels. Reversing the feed force then inverts the described sequence of movements, which allows the system to be automatically reduced to a configuration in which the flywheels again in one another
  • the method of the bolt between two stable end positions in, for example, a substantially L-shaped angled guide recess allows easy control of the lever mechanism and at the same time precise predetermining the relative positions between the individual components of the drive mechanism.
  • bolt and link can also be exchanged so that the bolt is formed as a guide recess (more generally as a structure guiding the guided structure) and the guide recess as a bolt (more generally as a guided structure).
  • the drive mechanism may comprise a further biasing means which may be clamped between the third position and the bolt.
  • Biasing means a biasing force between the bolt and the
  • the further biasing means may be a torsion spring, in particular a leg spring.
  • the opening of the rocker can thus take place via a torsion spring, which is tensioned when closing the flywheels.
  • a torsion spring, in particular a leg spring has the ability to change its state of tension during a rotational movement.
  • the further biasing means may be mounted to transfer the at least one of the flywheels from the position in which the at least one of the flywheels of the
  • Tappet structure is moved away, to be stretched to the frictionally moved-up position (ie to be deflected from a rest position) and to be relaxed when transferring the at least one of the flywheels from the frictionally moved-up position to the moved away from the plunger structure position (d .h the idle position to be attributed). If the torsion spring is tensioned when closing the flywheels, it can be at a subsequent turn off the force, which closing the
  • the further biasing means may be designed such that a frictional force between the bolt and the
  • the lever mechanism can open promptly as soon as the plunger or the plunger structure has passed the flywheels, as the
  • the drive mechanism may be arranged in the approached condition of the flywheels a distance between the flywheels (ie, a smallest distance between opposite circumferential surfaces of the flywheels
  • Movement direction of the plunger structure) of a portion of the plunger structure which portion is arranged at the beginning of the setting process between the flywheels.
  • the flywheels exert a frictional pressure force on the plunger structure, which serves for an efficient frictional force transmission.
  • it can then be ensured that the kinetic energy from the rotating flywheels is effectively transmitted to the plunger when the
  • the drive mechanism may be configured to move the flywheels away from each other for a return movement of the plunger to an initial state after the setting operation and a distance between the in the state moved away from each other
  • the plunger structure translationally movable rotatably mounted flywheels the biasing force, wherein the at least one other flywheel can be mounted immovably translationally.
  • Fig. 1 shows a drive mechanism for a fastener of a setting tool for setting the fastener according to an exemplary embodiment of the invention.
  • Fig. 2 schematically shows a section through a setting tool according to an exemplary embodiment of the invention.
  • FIG. 3 to FIG. 8 show cross-sectional views of a setting tool according to an exemplary embodiment of the invention in different operating states.
  • Fig. 9 shows a spatial top-side view of the setting device according to FIG. 3 to FIG. 8 and a view of individual assemblies of this setting device.
  • Fig. 10 shows a spatial, underside view of the setting device 30 according to FIG. 3 to FIG. 9th
  • FIG. 11 to FIG. 21 show a triggering mechanism of a rivet setting apparatus according to an exemplary embodiment of the invention.
  • Fig. 22 to FIG. 38 show different views of one
  • FIG. 39 and FIG. 40 represent a problem that a
  • the drive mechanism according to the invention is based.
  • Fig. 41 to FIG. 43 show different views of one
  • Fig. 1 shows a drive system 94, which in a rivet setting
  • the drive system 94 is designed to have a in FIG. 1 not shown rivet to be fastened to one another in metal sheets (not shown in Fig. 1) or the like.
  • the rivet by means of
  • a ram 10, which is rigidly mounted on a striking body 9, can be moved back and forth, as indicated by a horizontal double arrow, and in particular according to FIG. 1 can be accelerated on the left side, so that one end 11 of the plunger 10 in the direction shown in FIG. 1 rivet, not shown, can be accelerated and act on it for setting the same.
  • the impactor 9 and the plunger 10 together form a rigid plunger structure.
  • FIG. 1 To accelerate the plunger 10 to act on the rivet, two as shown in FIG. 1 movably mounted flywheels 13 provided in the drive system 94. Their translational direction of movement is vertical
  • the flywheels 13 are in a respective
  • Two biasing springs 96 are mounted such that they generate a biasing force oriented in the direction of the plunger structure 9, 10 and acting on a respective one of the flywheels 13.
  • a respective lever arm 98 is provided which transmits the biasing force of the respective biasing spring 96 indirectly or converted to the respective flywheel 13.
  • Each lever arm 98 is fixedly and rotatably supported at a respective first position 100, slidably and rotatably coupled at a respective second position 102 to the associated flywheel 13 and slidably and rotatably coupled to a respective third position 104 at a respective end of the respective biasing spring 96.
  • Fig. 1 shows that the respective second position 102 is arranged between the respective first position 100 and the respective third position 104, so that two
  • Part lever arms are formed.
  • the other end of the respective biasing spring 96 is shown in FIG. 1 to a housing portion 158 of the setting device rotatably connected and stationary.
  • a drive motor 106 for example one or more electric motors, may act on the third position 104 of the respective lever arm 98 (or alternatively on the respective biasing spring 96 or a housing of the respective biasing spring 96) and exert, for example, a feed force about the respective lever arm 98 to turn.
  • Such an action is performed by the drive motor 106 when a corresponding control signal is provided by a control unit 108, for example a processor.
  • a control unit 108 for example a processor.
  • Drive motor 106 may also provide the energy, for example, under control of control unit 108, to cause flywheels 13 to rotate.
  • the direct or indirect exertion (or shutdown) of a respective force on the third position 104 of the respective lever arm 98 leads to a rotation of the respective lever arm 98 and thus to approaching (or driving away) the respective flywheel 13 to the striking body 9 of the tappet 10. It is against the biasing force of the respective biasing spring 96 to exert a force.
  • Biasing spring 96 which exerts force allows. This can be a space-saving Configuration can be achieved because the biasing spring 96 can be placed in virtually any free niche of the setting device.
  • the 2 shows schematically a setting device according to an exemplary embodiment of the invention, which has a housing 1.
  • the housing 1 has a front end 2, in which a holder 3 for a to be set
  • the housing 1 contains a handle 4, on which a user can attack.
  • a handle 4 On the handle 4 is a
  • Trigger button 5 or more shutter buttons 5 are arranged, with the help of which the user can trigger a setting process and thus perform.
  • a connecting piece 6 connected to the holder 3 protrudes, which is pressed against a base on which an attachment is to be made, in order thereby to overcome a triggering lock.
  • a receptacle 7 for a power supply unit for example, an accumulator, a battery or a power adapter
  • the in Fig. 2 setting tool contains two motors:
  • a first motor 8 serves to set two flywheels 13 in rotation. Actuate the rotated flywheels 13 on a
  • the first motor 8 can as
  • a second motor 18 serves to move the two flywheels 13 against each other such that they are delivered to the striker 9 out. This means that in the example shown, the upper of the two flywheels 13 is subjected to a translation in the direction of the impactor 9, so that subsequently the two flywheels 13 engage opposite surfaces of the impactor 9, which - when the first motor 8 the
  • the second motor 18 is also, in another operating state of the Setting tool, used to remove after driving a blind rivet in sheet metal plates or the like a residual mandrel of the blind rivet and withdraw it into the interior of the setting device.
  • the second motor 18 may have an electric motor and act on a spindle driven thereby as the actual drive.
  • the impactor 9 is under the influence of the flywheels 13 in the housing 1 along its own longitudinal direction movable and has at its front end to the plunger 10, the end 11 to hit the head of a Setzniets or bolt, which is attached to the bracket 3 and the nozzle 6 is mounted.
  • the impactor 9, whose rear end in Fig. 2 is still visible, is stored and guided in a guide 12, which determines its path.
  • the guide 12 passes between the two flywheels 13 therethrough.
  • the flywheels 13 are by means of parallel, perpendicular to the plane of the drawing of FIG. 2
  • Impactor 9 tuned that this, when it is arranged in a first position between the two flywheels 13, is touched by the surfaces of both flywheels 13. As a result, the flywheels 13 are capable of their rotational movement in a linear movement of the impactor. 9
  • the distance is further adapted to the impactor 9, that this, when it is arranged in a second position between the two flywheels 13, is spaced from the surfaces of the flywheels 13.
  • a transfer of the setting device between the two positions accomplished the motor 18th
  • a user presses the socket 6 with the bolt inserted against the target object and presses the release button (s) 5.
  • the impactor 9 and the flywheels 13 are brought into operative connection by means of the motor 18, whereby the plunger 10 is accelerated in the direction of the bolt. This exercises the Plunger 10 a Eintreibkraft on the bolt, which is thus driven into the target object.
  • a tension element 21 can serve, which is fastened, for example, at the rear end of the impactor 9 and, for reasons of saving space, is guided around the housing 1 by one and optionally a plurality of deflection rollers (s) 20. Again by means of the motor 18, the residual mandrel is pulled, which is then fully conveyed into the housing 1.
  • FIG. 3 to FIG. 8 cross-sectional views of the rivet setting device 30 in different operating states. Based on this, a rivet setting cycle will be described below.
  • Fig. 3 shows the rivet setting device 30 in a starting position.
  • Starting position corresponds to an operating state that is assumed after, in a preceding method, a blind rivet 66 (shown in Fig. 4) has been driven into two metal plates 62, 64 (shown in Fig. 4) to be fastened together.
  • a front Blindnietteil remains with a positive closing head in the metal plates now secured to each other 62, 64, by means of retraction of a residual mandrel 32 of the blind rivet 66 after its driving into the metal plates 62, 64 at a predetermined breaking point 34 of the remaining mandrel 32 is separated from the front Blindnietteil , whereby the blind rivet 66 is divided into two separate rivet parts.
  • the remaining mandrel 32 remains within the rivet setting device 30, as shown in FIG. 3 shown.
  • the predetermined breaking point 34 of the blind rivet 66 forms the transition between the in Fig. 3 shown residual mandrel 32 and the already driven front Blindnietteil.
  • the collet 36 points Clamping jaws 38 for engaging the residual mandrel 32, wherein corresponding profilings on abutting surfaces of the clamping jaws 38 on the one hand and the remaining mandrel 32 on the other hand ensure a secure mutual grip.
  • Safety sleeve 88 not completely pressed - there is a gap between a cover 90 and the safety sleeve 88.
  • Safety sleeve 88 is pressed into the recess of the lid 90. This is mechanically impossible without inserted blind rivet 66. A rivet setting can not be triggered in this state without inserted blind rivet 66, since a solenoid 40 (best seen in Fig. 4) locks the trigger mechanism until the contact between contact elements on the
  • FIG. 3 further shows a return spring 92 for
  • the plunger 10 is shown in FIG. 3 by means of a direction indicated by reference numeral 42 plunger lock, which may be formed as a latch mechanism, secured. Furthermore, according to FIG. 3, the flywheels 13 in an open state. The associated flywheel drive is switched off. A tappet feed 52 is designed to guide the tappet 10 or the impact body 9 interacting with the tappet 10. At the
  • Method of a spindle 50 can be stretched and relaxed during rivet driving to vorzubevanten the plunger 10 from engagement with the flywheels 13.
  • the spindle 50 can be driven by means of a motor 18 (in particular an electric motor) in order to carry out a linear spindle movement for triggering a riveting operation.
  • a speed selection switch 56 is user-operable to set a desired operating or target speed of the drive motor 8.
  • FIG. 3 also shows a V-belt 55 of the drive 8.
  • the rotational speed may be adjusted based on characteristics (for example, material, thickness, number) of the components to be connected to each other by a rivet connection, in the example shown, the metal plates 62, 64.
  • a riveting rivet 66 can be inserted into the riveting setting device 30.
  • FIG. 4 shows the rivet setting device 30 in an operating state in which the new blind rivet 66 has been inserted into socket 6, the remaining mandrel 32 has already been transferred into a collecting container and the rivet setting device 30 is attached to two metal plates 62 to be fastened together by forming a riveted connection. 64 is pressed as a target object for the blind rivet 66.
  • the remaining mandrel 32 is first transferred to a mandrel disposal unit 44, where it can be stored together with a variety of other residual thorns.
  • a new blind rivet 66 is pushed into the holder 3, whereby this blind rivet 66 the remaining mandrel 32 to a magnet holder of
  • Thorn removal unit 44 advances, which magnet holder holds magnets for supporting the mandrel disposal.
  • a in Fig. 4 trigger 5, not shown, is actuated (for example, tapped) by a user for a first time to start the rivet setting device 30, thereby causing the flywheels 13 to move.
  • the flywheels 13 are set to a user-side set speed in rotation. The displacement of the flywheels 13 in rotation thus takes place when the trigger 5 has been actuated for the first time, since this triggers the starting of the drive motor 8 for driving the flywheels 13.
  • Anpressdetektieriser 46 in operative connection with the safety sleeve 88 is closed, and the solenoid 40 is the lock or the
  • Trigger mechanism The actual settlement can now be triggered via the trigger 5.
  • Trigger actuation element 58 the safety actuator 60 and thereby unlocks a mechanical trigger lock, the previously full
  • a first phase of a spindle stroke of the spindle 50 is triggered forwards (that is, to the left according to FIG. 4), for which purpose the motor 18 Drive energy supplies.
  • This advancement of the spindle 50 causes, if by a previous Nachschieben a new blind rivet 66 of the remaining mandrel 32 has been advanced to the magnet holder, that the residual mandrel 32 is further pulled by magnets of the magnet holder into the magnet holder inside.
  • Trigger mechanism can be preloaded.
  • the release levers are pivotally mounted and cooperate with other levers when releasing the plunger 10 to trigger the setting process.
  • the spindle 50 If the spindle 50 has reached its foremost position, the remaining mandrel 32 is disposed of in the mandrel disposal unit 44 in a third phase of the spindle stroke.
  • the magnet holder during the spindle stroke, guided by a guided in turn in a slide guide 74 guide member 76 down and releases a Eintreibbahn along which then the plunger 10 can be moved to the newly inserted blind rivet 66 in the metal sheets 62, 64th collect.
  • the slotted guide 74 has a guide recess in which the
  • Guide element 76 can be used, which in turn acts on the magnet holder.
  • the guide member 76 is a body that can be guided in the slide guide 74 and thereby by controlling the magnetic holder on the one hand the
  • the plunger 10 is then pre-accelerated by relaxing the tension springs 54. If the plunger 10 or its impact body 9 in the
  • FIG. 5 shows the rivet setting device 30 in an operating state in which the blind rivet 66 inserted into the holder 3 is driven into the metal plates 62, 64 to be joined by the end 11 of the ram 10 coming back onto the blind rivet 66.
  • the rivet initiation is triggered by means of a triggering mechanism (see also Fig. 11) or trigger 70. Thereby the ram 10 is released and the driving-in operation is carried out. Immediately after the triggering mechanism (see also Fig. 11) or trigger 70. Thereby the ram 10 is released and the driving-in operation is carried out. Immediately after the triggering mechanism (see also Fig. 11) or trigger 70. Thereby the ram 10 is released and the driving-in operation is carried out. Immediately after the a triggering mechanism (see also Fig. 11) or trigger 70.
  • Riveting process are the flywheels 13 again in an open state, ie. they no longer act on the striker 9.
  • the plunger or the plunger feed 52 is then returned to the
  • FIG. 9 An associated impact repositioning system 72 is shown in FIG. 9 is designated by reference numeral 72.
  • the ram repeating system 72 provides for the return of the plunger 10 in the initial state, after a
  • the ram repeating system 72 includes the pulleys 20 and the tension member 21 which is attachable to the shock body 9 at one end and which is deflected over the pulleys 20 on the principle of a cable. By providing these pulleys 20, the ram repeating system 72 and consequently the entire
  • Fig. 6 shows the rivet setting device 30 in a state in which the plunger 10 is braked and the residual energy of the plunger 10 is dissipated. This over-energy of the plunger 10 is reduced by means of a plunger brake 48, which is formed in the described embodiment as an elastomeric brake.
  • the plunger brake 48 can when moving the plunger 10 for
  • the setting device 30 must now be attached to the metal sheets 62, 64 or be tracked to this, in order to carry out the drawing of the remaining mandrel 32.
  • Fig. 7 shows how the rivet setting device 30 is adjusted.
  • the tappet 10 and the impactor 9 have already been repeated by the tension member 21 formed as a string (for example, an inelastic nylon cord or an elastomeric cord), that is, a tension member 21. transported to the right as shown in FIG. 7, and secured at the respective starting position.
  • a Dornzugrind is triggered, the result of Fig. 8 shows.
  • Fig. 8 shows the rivet setting device 30 in forming a closing head.
  • the spindle 50 moves back.
  • the clamping jaws 38 are wedged in a profiled section of the blind rivet 66, so that the residual mandrel 32, ie. the rear portion of the blind rivet 66 is torn off by the reset movement from the remainder of the blind rivet 66 (remaining in the metal plates 62, 64).
  • the residual mandrel 32 is thus pulled and formed the closing head.
  • the mandrel break takes place at the predetermined breaking point 34.
  • the rivet setting device 30 thus exerts a function according to FIG.
  • FIG. 7 shows that in the final phase of the setting process, the guide element 76 is guided within a guide recess of the slide guide 74.
  • the spindle 50 moves after mandrel pulling back to the front to the starting position.
  • a driving unit 78 Shown is, inter alia, a driving unit 78, the driving of the
  • Trigger mechanism allows.
  • the plunger feed 52 and a rocker 80 with a spring assembly 82 are connected to the drive-in unit 78.
  • the rocker 80 with the spring assembly 82 serves as a lever mechanism for opening and closing the flywheels 13 for space-saving transfer of force to the storage of the flywheels 13 to move them toward each other or move away from each other.
  • the adjustment of a mutual axial distance between the flywheels 13 is made possible to accelerate the plunger 10 by the flywheels 13 either for rivet driving or not.
  • a bias of at least one of the flywheels 13 against the plunger 10 ensures the exercise of a sufficiently high frictional force of the flywheel or wheels 13 on the plunger 10 safely, wherein by adjusting the frictional force of the degree of
  • the mandrel removal unit 44 can be mounted on a mandrel tractor unit 84.
  • the mandrel removal unit 44 is used to dispose of a residual mandrel 32 of a blind rivet 66, which remaining mandrel 32 is demolished during the setting process of the blind rivet 66 and remains within the rivet setting device 30. In this case, an undesirable jamming or tilting of the remaining mandrel 32 in a channel between a mounting location (where the blind rivet 66 is mounted before or for setting) and a residual mandrel receptacle (which can accommodate many remaining mandrels 32, which are then disposed of batchwise or in groups can) avoided.
  • the channel is at least and preferably partially provided or lined with a frictional positive guide structure, in particular an elastomer hose, along which the residual mandrel 32 is moved by means of friction tight and without Ausweichlichkeit along.
  • a frictional positive guide structure in particular an elastomer hose
  • the drive-in unit 78 and the mandrel unit 84 are loosely inserted into each other.
  • After tilting the clamping lever the driving unit 78 is pulled over a housing in the direction Dornzugmaschine 84.
  • the mandrel unit 84 is thereby pressed against the housing.
  • the driving unit 78 and the mandrel unit 84 may alternatively be coupled together in other ways, for example by means of a screw connection.
  • a control unit 86 may include a processor including the
  • the control unit 86 is executed in the embodiment shown as a control board.
  • the ram repeating system 72 is based on an inelastic but flexible pulling element 21 (in particular a cord) in combination with a tensioning element 21 (not shown in FIG. 9 not shown and separate, the setting process clamping energy
  • the inelastic but flexible tension member 21 has favorable sliding friction properties, whereas the
  • Clamping element can effectively build a clamping force when the plunger 10 moves away during the setting process from its initial position. This allows the repetition of the mass of ram 10 and striker 9 over a large distance.
  • an unintentional and dangerous triggering a setting process can be excluded by ensuring that the setting process is triggered only if the user aware of the
  • Trigger mechanism actuated. The conscious triggering process takes place
  • the safety actuating element 60 is to be actuated so that the
  • Deduction actuator 58 is fully released to trigger the setting process, ie. a preferably mechanically acting release lock can be overcome. Separated from the trigger actuator 58 is a locking member which blocks the trigger actuator 58 until the backup actuator 60 is actuated. Will that be
  • Safety actuator 60 is not actuated, the user can start the drive motor by tapping the trigger actuation element 58. A release for starting the driving process takes place only when the
  • Trigger actuation element 58 is actuated a second time.
  • FIG. 10 shows a bottom view of the setting device 30 according to FIG. 3 to
  • a triggering or removal mechanism 232 of the setting device 30 described in more detail.
  • Fig. 11 shows first the portion of the setting device 30, the
  • Triggering mechanism 232 forms.
  • FIGS. 12 and 13 show the triggering mechanism 232 in a locked state.
  • the rear of the plunger 10 arranged impactor 9 is held by means of a locking pawl 214.
  • the locking pawl 214 engages in the locked state in a designated as a locking recess 212 groove in the striker 9 a.
  • the spring-loaded latch pawl 214 is operatively coupled to a ram lock lever 222 which performs the function of the trip lock.
  • Tappet locking lever 222 is as long as by a solenoid 40 as Unlocking lock locked until the setting device 30 muzzle side, d .h. at the location of the inserted blind rivet 66, is pressed against metal sheets 62, 64 and thus a safety circuit is closed.
  • the plunger locking lever 222 acts by means of a gate-guided lever mechanism with a release lever 208 on which a tension spring 228 is mounted, and with a tension lever 220 together.
  • Fig. FIG. 13 further shows that the locking pawl 214 is actuated by means of a helical spring
  • Pawl spring 234 in the direction of the locking recess 212
  • FIGS. 14 and 15 show the triggering mechanism 232 in a first embodiment
  • the trigger mechanism Prior to actuation of a trigger actuation element 58, the trigger mechanism is in the position shown in FIG. 14 and FIG. 15 position shown.
  • a plunger slide 236 is in a rearward position and is locked via the plunger locking lever 222, which also holds the plunger 10 and the striker 9 in the rearward position.
  • the solenoid 40 locks the
  • the release lever 208 is held with the tension spring 228 in the starting position.
  • the tensioning lever 220 is provided with a
  • FIGS. 16 and 17 show the triggering mechanism 232 in a second operating state. If the riveting tool 30 is pressed correctly against metal sheets 62, 64 and the actuators 58, 60 are actuated, the drive spindle 50 (not shown in Figs. 16 and 17) is moved forward. The solenoid 40 is actuated (when the setting tool is pressed with inserted blind rivet 66 against metal sheets 62, 64) and unlocks the
  • the spindle 50 additionally tows the
  • leg spring 224 is thus biased and pushes over the tensioning lever 220 the release lever 208 against the stop angle 238 upwards.
  • Figs. 18 and 19 show the triggering mechanism 232 in a third
  • the clamping lever 220 is biased to the maximum.
  • the trigger lever 208 was under the
  • FIGS. 20 and 21 show the triggering mechanism 232 in yet another mode of operation.
  • Tappet locking lever 222 is opened.
  • the impactor 9 has been pushed between the flywheels 13. Once a sled hook 242 the
  • Plunger carriage 236 disengages, this is pulled over the tension spring 228 to the right.
  • the trigger lever 208 is pulled up over the stop bracket 238 until it reaches the home position again.
  • a new blind rivet 66 is inserted into an opening of the rivet setting device 30, whereby this blind rivet 66 pushes a remaining mandrel 32 to a magnet holder of the mandrel removal unit 44. If no previous setting process has taken place, a first blind rivet 66 is inserted into the mouth of the rivet setting device 30. Then the trigger actuator 58 is actuated for the first time to activate the motor 8 and the flywheels 13 in rotation and on
  • the rivet setting device 30 is pressed with inserted blind rivet 66 to the metal sheets 62, 64 to control the solenoid 40 for releasing the locking of the plunger structure 9, 10 upon successful detection of pressing by the Anpressdetektiertechnik 46.
  • Rivet setting device 30 for biasing a force acting on the plunger 10
  • Biasing spring for closing the flywheels 13, for transferring the remaining mandrel 32 in a mandrel box, for pre-accelerating the plunger 10 and the impactor 9 by relaxing the previously biased biasing springs and finally accelerate the plunger 10 by interacting with the rotating, closed flywheels 13th
  • the setting process is initiated by the plunger 10 on the
  • the blind rivet 66 inserted on the mouth side impinges on this and drives it into the metal sheets 62, 64. Excess energy of the plunger 10 is from the
  • Plunger brake 48 received from an elastomeric material.
  • the flywheels 13 are returned to an open state.
  • the plunger structure 9, 10 is retracted by means of a ram repeating system 72 back to the starting position.
  • a Dornzugrea is triggered, ie. a retraction of the driven blind rivet 66 in the direction of the setting device 30, whereby a front piece of the blind rivet 66 under
  • Fig. 22 to FIG. 38 show different views of one
  • Drive mechanism for driving a means of the setting device of FIG. 3 to FIG. 21 to be set fastener according to an exemplary embodiment of the invention.
  • FIG. 22 As shown in FIG. 22, FIG. 23 and FIG.
  • Wheelsetting mechanism flywheels 13 (the upper in Fig. 22
  • Flywheel 13 is movable, which in Fig. 22 lower flywheel 13 is fixed) open and closed. This means that the center distance and thus also the distance between the lateral surfaces of the flywheels 13 can be changed. The center distance is changed by the according to FIG. 22 upper flywheel 13 is pivoted by means of a sliding guide 120.
  • Pivoting operation is triggered by a plunger slide 122 is pushed forward (here to the left) and thus pushes a movable yoke 124 forward.
  • a link axis 126 moves in the slotted guide 120 to the front position.
  • a torsion spring or leg spring 114 is biased.
  • the plunger slide 122 can be moved over a spindle stroke of the spindle 50.
  • the spindle 50 has at the end a screwed connection piece 130.
  • At this towing hooks 132 are attached.
  • the towing hooks 132 are suspended in a carriage hook 134.
  • the carriage hook 134 is in turn attached via a pivot point 136 on the slide slide 122. If the spindle 50 is moved forward (here to the left), the plunger slide 122 is pulled forward. The movement of the plunger slide 122 is used for the delivery of the flywheels 13.
  • a tappet feed can be understood.
  • the plunger 10 (or its impact body 9) is inserted in a plunger holder 144.
  • Plunger 10 and plunger holder 144 are locked by means of a trigger lock 140 in the rear position.
  • two compression springs 138 are tensioned (in Fig. 26 only one is shown in Fig. 4 both).
  • Trigger lock 140 the plunger 10 free, the compression springs 138 will relax.
  • the plunger holder 144 is accelerated forward with the plunger 10 (here to the left) and pushed between the closed flywheels 13. Between the flywheels 13, the plunger 10 is then accelerated to the desired speed.
  • FIGS. 28, 29 and 30 show how an opening of the
  • the flywheels 13 are opened by the plunger slide 122 is suddenly moved backwards (here to the right).
  • Leg spring 114 can relax and presses the movable yoke 124 with the link axis 126 in the counterclockwise direction along the link guide 120 in the gate start position. In this case, the movable flywheel 13 is raised, whereby the flywheels 13 open relative to each other, d .h. the center distance gets bigger.
  • the spindle 50 is in the forward position, the
  • Push slide 122 has been moved relative to the plunger holder 144 relative.
  • the compression springs 138 are tensioned between plunger slides 122 and plunger holders 144.
  • a tension spring 142 is tensioned, which later retracts the ram slide 122 next to the compression springs 138.
  • the plunger slide 122 is retained against the spring force via the plunger structure 9, 10 by a holding tongue 148 (also called a locking pawl).
  • a holding tongue 148 also called a locking pawl
  • Under the carriage hook 134 is a release plate 146, which projects slightly into the setting axis. If the holding tongue 148 is pulled out of the depression (also called locking recess) via the trigger mechanism in the impactor 9, the plunger holder or the plunger holder 144 jumps through the previously tensioned
  • Compression springs 138 forward.
  • the plunger 10 is characterized between the
  • the plunger 10 is accelerated by working together with his
  • Impactor 9 is pushed between the two flywheels 13, which are biased by means serving as biasing springs 96 disc springs.
  • Impactor 9 which is rigidly coupled to the plunger 10, is wider than the distance of the lateral surfaces of the flywheels 13 and thus has in the closed state excess. This excess causes the striker 9 the
  • Flywheels 13 presses apart.
  • the biasing springs 96 clamp and generate a force that presses the flywheel 13 onto the striker 9.
  • the spring force is translated via lever arm 98. This has the advantage that the biasing springs 96 need only be half as large or strong as without translation (at a
  • the tappet guide will be described below with reference to FIGS. 37 and 38.
  • the movable flywheel 13 is offset from the fixed flywheel 13 (to the right in FIG. 37). This misalignment (of, for example, 1-10% of the diameter of the flywheels 13) causes the resting on the lower flywheel 13 striker 9 of the plunger 10 a torque 154 (clockwise) learns when the upper flywheel 13 with a
  • Pressure force 152 is pressed down.
  • the torque 154 presses the impactor 9 on the right side on a support bearing 156.
  • the plunger 10 together with impactor 9 is thus defined in this plane in its position.
  • the rotation of the plunger 9 in the other plane is prevented by a guide 150, for example made of plastic. Due to the misalignment, it is possible to
  • a drive-in device of a riveting tool has a drive which accelerates a mass or ram structure (ram 10 and ram 9).
  • the plunger 10 is speeded together with impactor 9 by the plunger structure 9, 10 is pushed between them counter-rotating flywheels 13.
  • the accelerated mass hits the rivet at the end of 11 and drives it like a nail into the application.
  • a frictional force between the plunger structure 9, 10 and the lateral surface of the flywheels 13 is to be applied. This is achieved by a feathering in the form of the biasing spring 96 of one or both flywheels 13.
  • the plunger structure 9, 10, more precisely, the impactor body 9, 13 over-measure compared to a distance A of the lateral surfaces of the two flywheels so that the biasing spring 96 is compressed and the frictional force arises.
  • the distance A has to be smaller than one
  • Plunger thickness S more precisely as an outer diameter of the impactor 9.
  • the distance A is to be greater during the acceleration phase only by excess (S-A). The excess determines the travel and thus the frictional force on the plunger structure 9, 10th
  • the distance A has to be greater than the dimension S.
  • FIG. 39 and FIG. 40 thus illustrate that in together
  • a distance A between the flywheels 13 is set smaller than a thickness or a diameter S of a striking body 9 of the plunger 10, which impactor 9 is arranged at the beginning of the setting process between the flywheels 13.
  • the flywheels 13 are moved away from each other.
  • a distance A between the flywheels 13 is to be set greater than a diameter S of the impactor 9 of the plunger 10, which impactor 9 passes the area between the flywheels 13 during the return travel.
  • Fig. 41 to FIG. 43 show different views of one
  • Drive system 94 for driving a means of a setting in a
  • Target object to be set fastener according to another
  • the frictional force is applied by a biased plate spring package of a pretensioner 96.
  • the pretensioning device 96 is not attached directly to the movable flywheel 13, but indirectly by means of a lever arm 98.
  • the force is transmitted via the rocker
  • Lever arm 98 translated.
  • F_2 F_1 * L_1 / L_2
  • L_l is a distance between positions 100 and 102 and L_2
  • the feed force 160 may disappear on the bracket 118 without the rocker opens. In this state, the rocker is braced because the plunger structure 9, 10 has excess and compresses the cup springs.
  • the leg spring 114 should be designed so that the frictional force between the pin 110 and the link 112 (during the tensioning) is greater than the force of the leg spring 114.
  • Fig. 41 to FIG. 43 show that the lever arm 98 a seesaw as
  • Lever mechanism provides. Due to this arrangement, more space is provided for the many disc springs of the pretensioner 96. Forces acting on the axes and components are reduced due to the interposition of the lever arm 98 with respect to an embodiment in which the
  • Biasing device 96 would act directly on the axes and components.
  • Fig. 41 to FIG. 43 also show that the end of the biasing means 96 opposite the third position 104 is coupled to the bolt 110. This is the guideway 112 so feasible that when transferring the bolt 110 between two positions in the link 112, the lever arm 98 is moved so that thereby the movable flywheel 13 is transferred between the frictionally moved-up position and the weggehfahrenen from the striking body 9 position ,
  • Fig. 41 to FIG. 43 also show the leg spring 114 as a further biasing means, which is clamped between the third position 104 and the bolt 110.
  • the leg spring 114 is mounted to be tensioned when transferring the movable flywheel 13 from the position moved away from the impactor 9 position to the frictionally moved-up position and relaxed when transferring the movable flywheel 13 from the frictionally moved-up position to the position away from the impactor 9 position again to become .

Landscapes

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

Abstract

Antriebsmechanismus (94) zum Antreiben eines mittels eines Setzgeräts (30) in ein Zielobjekt (62, 64) zu setzenden Befestigungselements (66), wobei der Antriebsmechanismus (94) aufweist: eine Stösselstruktur (9, 10) mit einem Stössel (10), der zum Ausüben einer Setzkraft auf das Befestigungselement (66) beschleunigbar ist; Schwungräder (13), von denen zumindest eines selektiv zum direkten oder indirekten Koppeln mit dem Stössel (10) an die Stösselstruktur (9, 10) reibschlüssig heranfahrbar oder zum Entkoppeln von dem Stössel (10) von der Stösselstruktur (9, 10) wegfahrbar ausgebildet ist und die zum reibschlüssigen Beschleunigen der Stösselstruktur (9, 10) in Rotation versetzbar sind; eine Vorspanneinrichtung (96), die zum Ausüben einer in Richtung der Stösselstruktur (9, 10) gerichteten und auf zumindest eines der Schwungräder (13) einwirkenden Vorspannkraft eingerichtet ist; einen Hebelmechanismus (98), der eingerichtet ist, die Vorspannkraft von der Vorspanneinrichtung (96) auf das zumindest eine der Schwungräder (13) zu übertragen; wobei der Antriebsmechanismus (94) eingerichtet ist, im aneinander herangefahrenen Zustand einen Abstand (A) zwischen den Schwungrädern (13) kleiner einzustellen als ein Durchmesser (S) eines Abschnitts (9) der Stösselstruktur (9, 10), welcher Abschnitt (9) zu Beginn des Setzvorgangs zwischen den Schwungrädern (13) angeordnet ist.

Description

Hebelmechanismus zwischen Vorspanneinrichtuna und Schwungrad zum Einwirken auf Stößel eines Setzqeräts
Die Erfindung betrifft einen Antriebsmechanismus zum Antreiben eines mittels eines Setzgeräts in ein Zielobjekt zu setzenden Befestigungselements, ein Setzgerät, eine Setzanordnung und ein Verfahren zum Setzen eines
Befestigungselements mittels eines Setzgeräts.
Zum Setzen von Befestigungselementen wie Nägel, Bolzen oder
dergleichen ist es bekannt, Geräte zu verwenden, in denen ein Stößel ruckartig vorwärtsgetrieben wird, der an dem Befestigungselement angreift und dieses in den Untergrund eintreibt. Damit der Stößel einen für das Eintreiben des
Befestigungselements ausreichenden Impuls übertragen kann, soll er einerseits auf eine hohe Geschwindigkeit beschleunigt werden und andererseits mit einer ausreichend großen Masse versehen oder verbunden sein. Um die hohe
Geschwindigkeit zu erreichen, sind unterschiedliche Antriebsarten bekannt, beispielsweise explosionsbetriebene Geräte, in denen eine Treibladung gezündet wird .
Ebenfalls bekannt sind Geräte, bei denen eine rotierende Schwungmasse mit dem Stößel über eine Kupplung verbunden ist. Es kann schwierig sein, die Schwungmasse und den Stößel zuverlässig zu koppeln bzw. zu entkoppeln.
EP 2,429,768 offenbart ein Setzgerät zum schlagartigen Setzen von Nägeln, Bolzen oder dergleichen, das einen Schlagkörper aufweist, der über einen Stößel an dem Kopf des zu setzenden Bolzenelements angreift und dieses in den Untergrund eintreibt. Zum Antreiben des Schlagkörpers ist ein Antrieb vorgesehen, der aus zwei einen Durchgang zwischen sich bildenden
Schwungrädern besteht, die gegenläufig um zwei parallele Drehachsen rotieren. Der zwischen diese Schwungräder eingeschobene Schlagkörper ist in
Querrichtung etwas größer als der Abstand der Schwungräder voneinander, so dass diese mit großer Kraft an der Oberfläche des Schlagkörpers angreifen und ihn in Richtung auf den zu setzenden Bolzen beschleunigen. Nach dem Verlassen der Schwungräder schlägt der Stößel auf den Bolzen. Um den Schlagkörper zwischen den beiden Schwungrädern hindurch wieder zurückkehren zu lassen, ohne diese voneinander zu entfernen, wird der Schlagkörper um seine
Längsachse gedreht, bis in eine Position, in der seine Quererstreckung kleiner ist als der Abstand zwischen den beiden Schwungrädern . Dadurch lässt er sieh mit geringem Aufwand durch ein Gummiband in seine Ausgangsposition
zurückziehen, wo er wieder in die ursprüngliche Winkelposition zurückgedreht wird .
US 7 059 423 Bl offenbart einen Presslufthammer. Der Presslufthammer weist ein Gehäuse und eine Druckstange auf, welche innerhalb einer Führung entlang einer vertikalen Richtung verschoben werden kann . An einem unteren Ende der Druckstange befindet sich ein Meißel . An einem oberen Ende der Druckstange ist ein elastisches Element angebracht, mittels welchem die
Druckstange (und der Meißel) in eine obere Ausgangsposition gezogen wird . Um die Druckstange (zusammen mit dem Meißel) nach unten zu bewegen, sind zwei Schwungräder vorgesehen, welche reibschlüssig an der Druckstange angreifen können . Die beiden Schwungräder sind jeweils an einer schwenkbaren
Halteklammer drehbar angebracht. Die Halteklammern können mittels eines Stellantriebs, welcher über jeweils eine Verbindungsstange mit einer
Halteklammer gekoppelt ist, so geschwenkt werden, dass die beiden
Schwungräder entweder reibschlüssig mit der Druckstange gekoppelt sind oder von der Druckstange beabstandet sind .
US 7 575 142 B2 offenbart einen Kuppelmechanismus für eine elektrische Nagelpistole. Die elektrische Nagelpistole weist ein Gehäuse auf, in welchem eine verschiebbare Basis (in vertikaler Richtung) verschiebbar gelagert ist. An der verschiebbaren Basis ist unten eine Stange angebracht, mittels welcher ein aus einem Magazin bereitgestellter Nagel in ein Werkstück eingetrieben werden kann . Von einem (einzigen) Schwungrad kann die verschiebbare Basis
reibschlüssig in Eingriff genommen werden . Das Schwungrad ist drehbar an einem Schwenkelement befestigt, welches um eine Schwenkachse geschwenkt werden kann . Eine entsprechende Schwenkbewegung wird von einem
elektrischen Stellantrieb veranlasst, welcher an einer Platte angreift, die an dem Schwenkelement angeformt ist. Bei einer ersten Stellung des Stellantriebs befindet sich das Schwungrad in einem reibschlüssigen Eingriff mit der
verschiebbaren Basis. Bei einer zweiten Stellung des Stellantriebs sind
Schwungrad und verschiebbare Basis nicht miteinander gekoppelt.
JP 2006- 130592 A offenbart eine motorbetriebene Nagelmaschine, die ein
Betätigungselement aufweist, welches (in vertikaler Richtung) verschiebbar gelagert ist. An dem Betätigungselement ist unten ein Eintreibteil angebracht, mittels welchem ein aus einem Magazin bereitgestellter Nagel in ein Werkstück eingetrieben werden kann . Das Betätigungselement ist an seiner oberen
Stirnseite mit einem elastischen Element, beispielsweise einem Gummiband oder einer Feder, verbunden, welches das Betätigungselement in Richtung einer oberen Ausgangsposition vorspannt. Von einem (einzigen) Schwungrad kann das Betätigungselement reibschlüssig in Eingriff genommen werden . Das Schwungrad ist drehbar an einem schwenkbaren Rahmen befestigt, welcher um eine
Schwenkachse geschwenkt werden kann . Eine entsprechende Schwenkbewegung wird zum einen von einer Feder, welche über einen Rahmen an dem
schwenkbaren Rahmen angreift, und zum anderen von einem magnetischen Stellantrieb bestimmt. Bei ausgeschaltetem Stellantrieb wirkt nur die Feder auf den schwenkbaren Rahmen und Schwungrad und Betätigungselement sind voneinander entkoppelt. Bei eingeschaltetem Stellantrieb wird die Federkraft der Feder überkompensiert und das Schwungrad befindet sich in einem
reibschlüssigen Eingriff mit dem Betätigungselement.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein weiter verbessertes System zum Setzen eines Befestigungselements bereitzustellen .
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände mit den Merkmalen gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Weitere Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen gezeigt.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Antriebsmechanismus zum Antreiben eines mittels eines Setzgeräts (zum
Beispiel eines Nietsetzgeräts) in ein Zielobjekt (zum Beispiel aneinander zu befestigende Metallbleche) zu setzenden Befestigungselements (zum Beispiel eines Niets) geschaffen, wobei der Antriebsmechanismus eine Stößelstruktur (zum Beispiel eine Anordnung aus einem Stößel und einem damit starr gekoppelten Schlagkörper) mit einem Stößel, der zum Ausüben einer Setzkraft auf das Befestigungselement (mittels Schwungrädern) beschleunigbar ist, Schwungräder, von denen zumindest eines selektiv (d .h. wahlweise) zum direkten (d.h. ohne dazwischen angeordnetes anderes Bauteil) oder indirekten (d.h. mittels eines dazwischen angeordneten anderen Bauteils) Koppeln mit dem Stößel an die Stößelstruktur reibschlüssig heranfahrbar ist (d.h. so mit der Stößelstruktur in Kontakt bringbar ist, dass mittels Reibung von den
Schwungrädern Bewegungsenergie auf die Stößelstruktur übertragbar ist) oder zum Entkoppeln von dem Stößel von der Stößelstruktur wegfahrbar
(insbesondere kontaktfrei) ausgebildet ist und die zum reibschlüssigen
Beschleunigen der Stößelstruktur in Rotation versetzbar sind, eine
Vorspanneinrichtung, die zum Ausüben einer in Richtung der Stößelstruktur gerichteten und auf zumindest eines der Schwungräder einwirkenden
Vorspannkraft eingerichtet ist, und einen Hebelmechanismus (insbesondere eine Anordnung aus einem oder mehreren drehfähig gelagerten Hebelarmen) aufweist, der eingerichtet ist, die Vorspannkraft von der Vorspanneinrichtung auf das zumindest eine der Schwungräder zu übertragen.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Setzgerät, insbesondere Nietsetzgerät, zum Setzen eines
Befestigungselements in ein Zielobjekt bereitgestellt, wobei das Setzgerät einen Antriebsmechanismus mit den oben beschriebenen Merkmalen zum Antreiben des Befestigungselements aufweist.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist eine Setzanordnung bereitgestellt, die ein Setzgerät mit den oben beschriebenen Merkmalen zum Setzen eines Befestigungselements und das
Befestigungselement aufweist, das insbesondere setzbereit an oder in dem Setzgerät montiert sein kann. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Setzen eines Befestigungselements in ein Zielobjekt mittels eines Setzgeräts geschaffen, das eine Stößelstruktur mit einem Stößel aufweist, der zum Ausüben einer Setzkraft auf das Befestigungselement beschleunigbar ist, wobei eine Vorspanneinrichtung zum Ausüben einer in Richtung der
Stößelstruktur gerichteten und auf zumindest eines der Schwungräder
einwirkenden Vorspannkraft vorgesehen ist und ein Hebelmechanismus vorgesehen ist, um die Vorspannkraft von der Vorspanneinrichtung auf das zumindest eine der Schwungräder zu übertragen. Bei dem Verfahren können die Schwungräder in einen von dem Stößel bzw. der Stößelstruktur entkoppelten Zustand eingestellt werden, in dem die Schwungräder von der Stößelstruktur weggefahren (oder davon beabstandet) sind . Die Schwungräder können
(insbesondere vor oder nach dem Aktivieren des Antriebs) in Rotation versetzt werden. Die rotierenden Schwungräder können in einen mit dem Stößel bzw. der Stößelstruktur gekoppelten Zustand überführt werden, indem zumindest eines der Schwungräder an die Stößelstruktur herangefahren wird (oder mit dieser in Berührkontakt gebracht wird), um die Stößelstruktur zum Ausüben der Setzkraft auf das Befestigungselement reibschlüssig (d .h. mittels Reibschlusses zwischen der Stößelstruktur und den rotierenden Schwungrädern) zu beschleunigen.
Unter einer„Stößelstruktur" wird im Rahmen dieser Anmeldung ein ein- oder mehrkomponentiger Körper verstanden, der zum Eintreiben des
Befestigungselements mittels eines Schwungradantriebes beschleunigt wird, um im beschleunigten Zustand auf das Befestigungselement eine Setzkraft
auszuüben. Die Stößelstruktur kann zum Beispiel nur aus dem Stößel bestehen bzw. mit diesem identisch sein, wobei die Schwungräder dann direkt auf den Stößel einwirken. Die Stößelstruktur kann in einem anderen Beispiel den Stößel und einen Schlagkörper aufweisen, der den Stößel starr aufnimmt oder lose bzw. gelenkig hält, wobei auf den Schlagkörper die Schwungräder dann direkt einwirken und auf den Stößel (mittels des Schlagkörpers) somit indirekt einwirken. Erfindungsgemäß ist die Verstellung eines Achsabstandes zwischen zwei Schwungrädern ermöglicht, um einen Stößel durch die Schwungräder wahlweise zum Setzen eines Befestigungselements (insbesondere zum Nietsetzen) zu beschleunigen oder nicht. Eine Vorspannung eines oder mehrerer Schwungräder gegen den Stößel hin stellt (im Wechselwirkungsfall zwischen Stößel und
Schwungrädern) die Ausübung einer ausreichend hohen Reibungs- und somit Beschleunigungskraft der Schwungräder auf den Stößel sicher, wobei durch Einstellung der Reibungskraft der Grad der Wechselwirkung eingestellt werden kann. Durch das Zwischenschalten eines Hebelmechanismus zwischen
Vorspanneinrichtung und Schwungräder ist auch unter engen Platzbedingungen eine Realisierung des Antriebsmechanismus ermöglicht. Ferner können durch das Ausnützen von Hebelgesetzen vorteilhaft auch eine Kraftrichtungswandlung und/oder eine Kraftamplitudenwandlung erfolgen. Die Blockierung des
zugestellten Hebelmechanismus, insbesondere einer Wippe, kann unter Einsatz oder Ausnutzen einer Reibungskraft erfolgen.
Im Weiteren werden zusätzliche exemplarische Ausführungsbeispiele des Antriebsmechanismus, des Setzgeräts, der Setzanordnung und des Verfahrens beschrieben.
Dasjenige Schwungrad, das gegenüber der Stößelstruktur zum Einstellen des Achsabstands zwischen den Schwungrädern verschiebbar (d.h. von dem anderen Schwungrad wegfahrbar oder zu dem anderen Schwungrad hinfahrbar) gelagert sein kann, kann dasselbe Schwungrad sein, das mittels des
Hebelmechanismus mit der Vorspanneinrichtung gekoppelt ist. Ein anderes bzw. das andere Schwungrad kann gegenüber der Stößelstruktur unverschiebbar gelagert sein und kann von einer Kopplung mit der Vorspanneinrichtung mittels des Hebelmechanismus frei sein. Beide Schwungräder sollten allerdings mittels eines Antriebsmotors in Rotation bringbar sein. Somit kann der Aufwand zum Ausbilden des Antriebsmechanismus dadurch gering gehalten werden, dass das eine rotierfähige Schwungrad vorgespannt und translatorisch beweglich gelagert wird und das andere rotierfähige Schwungrad ortsfest und ohne Vorspannung bezüglich der Stößelstruktur gelagert ist, ohne dass die Funktionalität des Antriebsmechanismus beeinträchtigt wird . Alternativ können aber auch beide Schwungräder beweglich und über einen Hebelmechanismus vorgespannt sein.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Vorspanneinrichtung eine Federeinrichtung aufweisen. Eine Federeinrichtung ist eine einfache und verschleißarme Möglichkeit, die Vorspannkraft zuverlässig und über viele Zyklen hinweg reproduzierbar aufzubringen. Ist eine solche Federeinrichtung über den Hebelmechanismus, insbesondere eine Wippe, mit einem oder beiden der Schwungräder gekoppelt, kann die Federeinrichtung, die zum Wahrnehmen ihrer Funktion zwischen einem gespannten und einem entspannten Zustand überführt wird und somit einen gewissen Platzbedarf hat, auch unter beengten Umständen (wie in einem als Handgerät ausgebildeten Setzgerät) implementiert werden. Außerdem kann bei Einsatz einer selbst kleinen Feder, die über eine Wippe indirekt eine Kraft auf die Stößelstruktur ausübt, durch Einsatz einer
Hebelwirkung eine ausreichend große Kraft auf die Stößelstruktur aufgebracht wird, dass Letztere durch die Schwungräder effizient beschleunigt werden kann.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Federeinrichtung ein
Tellerfederpaket aufweisen. Tellerfedern sind als Federeinrichtung insbesondere deshalb besonders vorteilhaft, weil sie sich äußerst platzsparend realisieren lassen und dennoch mit einem Federpaket eine kompakte Form mit einer kraftstarken Ausgestaltung bilden. Außerdem kann mittels Auswählens der
Anzahl seriell gekoppelter Tellerfedern auch bei engen Platzverhältnissen flexibel die Größe der Vorspannkraft justiert werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Hebelmechanismus einen Hebelarm aufweisen, der an einer ersten Position ortsfest und drehbar gelagert ist, an einer zweiten Position an das zumindest eine der Schwungräder
(insbesondere dasjenige, das verfahrbar ist) verschiebbar und drehbar
angekoppelt ist und an einer dritten Position an einen Abschnitt, insbesondere an ein Ende, der Vorspanneinrichtung verschiebbar und drehbar angekoppelt ist. Die Verstellung der Schwungradachsen kann über eine bewegliche Wippe erfolgen. An der ersten Position kann der Hebelarm somit drehfähig aber ortsfest, d .h. gegenüber dem Gehäuse des Setzgeräts unverschiebbar, gelagert sein. Somit stellt die erste Position den Drehpunkt des Hebelarms dar. An der zweiten
Position ist der Hebelarm mit dem an die Stößelstruktur heranfahrbaren
Schwungrad gekoppelt, so dass ein Drehen um die erste Position herum auch eine Drehung um die zweite Position und eine Längsverschiebung des
Schwungrads an der zweiten Position bewirkt. An der dritten Position, die der Ankopplung der Vorspanneinrichtung dient, kann ebenfalls sowohl eine Drehung als auch eine Verschiebung stattfinden. Ein solcher Hebelmechanismus ist kompakt ausbildbar und erlaubt eine platzsparende Kraftübertragung zwischen den einzelnen Komponenten bei wirksamer Ausnutzung von Hebelkräften .
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die zweite Position zwischen der ersten Position und der dritten Position angeordnet sein. Das Schwungrad ist somit zwischen der ortsfesten Drehlagerung des Hebelarms und der
Vorspanneinrichtung zwischengeordnet. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann die Relativposition der drei Positionen so gewählt sein, dass zwischen der ersten und der zweiten bzw. zwischen der zweiten und dritten Position Hebelteilachsen gebildet werden, welche die Kraftübertragungscharakteristik des Hebelarms festlegen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann ein anderer Abschnitt der
Vorspanneinrichtung (gegenüber dem Abschnitt der Vorspanneinrichtung, der mit dem Hebelarm gekoppelt ist), insbesondere ein anderes Ende, mit einem Bolzen gekoppelt oder versehen sein, der in einer (zum Beispiel als Kulissenführung ausgebildeten) Führungsstruktur (insbesondere in einer Führungsstruktur mit einer abgewinkelten Führungsaussparung), derart führbar ist, dass mit
Überführen des Bolzens zwischen zwei Positionen (insbesondere zwischen zwei Endpositionen) in der Führungsstruktur der Hebelarm so bewegt wird, dass dadurch das mindestens eine der Schwungräder zwischen der an die
Stößelstruktur reibschlüssig herangefahrenen Stellung und der von der
Stößelstruktur weggefahrenen Stellung überführt wird . Die Führungsstruktur kann ortsfest (zum Beispiel gegenüber einem Gehäuse des Setzgeräts)
ausgebildet sein. Mit einem kooperierenden System aus einem beweglichen
Bolzen (allgemeiner einer geführten Struktur) und Führungsstruktur (allgemeiner einer die geführte Struktur führenden Struktur) kann die Bewegungslogik bei der Verschiebung genau vorgegeben werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Antriebsmechanismus eingerichtet sein, dass mittels Ausübens einer Zustellkraft auf die
Vorspanneinrichtung (oder auf den Bolzen) der Bolzen in der Führungsstruktur bewegt und infolgedessen die Vorspanneinrichtung verkippt wird, womit mittels des Hebelmechanismus die Schwungräder in einen aneinander herangefahrenen Zustand überführt werden. Die Zustellkraft kann also eine Drehung um den dritten Drehpunkt bewirken, was wiederum eine translationsfreie Drehung des Hebelarms um den ortsfesten ersten Drehpunkt bewirkt. Damit dreht sich der Hebelarm auch um den zweiten Drehpunkt, der gleichzeitig derart verschoben wird, dass sich der Achsabstand zwischen den Schwungrädern verringert. Ein Umkehren der Zustellkraft invertiert dann die beschriebene Bewegungsabfolge, womit das System selbstständig in eine Konfiguration zurückgefahren werden kann, in der die Schwungräder wieder in einen voneinander weiter
beabstandeten Zustand (Ausgangszustand) rücküberführt werden. Dieser
Mechanismus ist gleichermaßen einfach, zuverlässig und fehlerrobust.
Das Verfahren des Bolzens zwischen zwei stabilen Endstellungen in einer zum Beispiel im Wesentlichen L-förmig abgewinkelten Führungsaussparung ermöglicht eine einfache Steuerung des Hebelmechanismus und gleichzeitig ein präzises Vorgeben der Relativpositionen zwischen den einzelnen Komponenten des Antriebsmechanismus.
Die Funktionen von Bolzen und Kulisse können auch ausgetauscht werden, so dass der Bolzen als Führungsaussparung (allgemeiner als eine die geführte Struktur führende Struktur) und die Führungsaussparung als Bolzen (allgemeiner als eine geführte Struktur) ausgebildet ist.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Antriebsmechanismus eine weitere Vorspanneinrichtung aufweisen, die zwischen der dritten Position und dem Bolzen verspannt sein kann . Mit anderen Worten kann die weitere
Vorspanneinrichtung eine Vorspannkraft zwischen dem Bolzen und dem
Hebelarm vermitteln. Somit kann bei Überführen des Antriebsmechanismus zwischen Zuständen der Schwungräder mit Stößelstrukturkontakt und ohne Stößelstrukturkontakt ein Spannungszustand der weiteren Vorspanneinrichtung verändert werden, um das System in seine gewünschte Ausgangsstellung zurückzutreiben.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die weitere Vorspanneinrichtung eine Drehfeder, insbesondere eine Schenkelfeder, sein. Das Öffnen der Wippe kann somit über eine Drehfeder erfolgen, die beim Schließen der Schwungräder gespannt wird . Eine Drehfeder, insbesondere eine Schenkelfeder, weist die Fähigkeit auf, bei einer Drehbewegung ihren Spannungszustand zu ändern.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die weitere Vorspanneinrichtung derart montiert sein, um bei Überführen des mindestens einen der Schwungräder von der Stellung, in der das mindestens eine der Schwungräder von der
Stößelstruktur weggefahren ist, zu der reibschlüssig herangefahrenen Stellung gespannt zu werden (d.h. aus einer Ruhestellung ausgelenkt zu werden) und bei Überführen des mindestens einen der Schwungräder von der reibschlüssig herangefahrenen Stellung zu der von der Stößelstruktur weggefahrenen Stellung entspannt zu werden (d .h. in die Ruhestellung zurückgeführt zu werden). Wenn beim Schließen der Schwungräder die Drehfeder gespannt wird, so kann bei einem nachfolgenden Ausschalten der Kraft, welche das Schließen der
Schwungräder bewirkt, der Antriebsmechanismus selbsttätig in seinen
Ausgangszustand zurückgeführt werden, in dem die Schwungräder von der Stößelstruktur beabstandet sind .
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die weitere Vorspanneinrichtung derart ausgelegt sein, dass eine Reibkraft zwischen dem Bolzen und der
Führungsstruktur (insbesondere einer Kulisse) größer ist als eine Vorspannkraft der weiteren Vorspanneinrichtung in einem gespannten Zustand. Bei dieser Ausgestaltung kann sich der Hebelmechanismus zeitnah öffnen, sobald der Stößel bzw. die Stößelstruktur die Schwungräder passiert hat, da die
Schenkelfeder nun keine große Reibkraft zu überwinden hat.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Antriebsmechanismus eingerichtet sein, im aneinander herangefahrenen Zustand der Schwungräder einen Abstand zwischen den Schwungrädern (d.h. einen geringsten Abstand zwischen einander gegenüberliegenden umfänglichen Oberflächen der
Schwungräder) kleiner einzustellen als ein Durchmesser (orthogonal zur
Bewegungsrichtung der Stößelstruktur) eines Abschnitts der Stößelstruktur, welcher Abschnitt zu Beginn des Setzvorgangs zwischen den Schwungrädern angeordnet ist. Bei dieser Ausgestaltung kann sichergestellt werden, dass die Schwungräder eine reibende Druckkraft auf die Stößelstruktur ausüben, die einer effizienten reibschlüssigen Kraftübertragung dient. Mit anderen Worten kann dann sichergestellt werden, dass die kinetische Energie von den rotierenden Schwungrädern wirksam auf den Stößel übertragen wird, wenn die
Schwungräder beim Kraftübertragen ausreichend fest und reibschlüssig auf die Stößelstruktur einwirken.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Antriebsmechanismus eingerichtet sein, für ein Zurückfahren des Stößels in einen Ausgangszustand nach dem Setzvorgang die Schwungräder voneinander wegzufahren und im voneinander weggefahrenen Zustand einen Abstand zwischen den
Schwungrädern (d .h. einen geringsten Abstand zwischen einander
gegenüberliegenden umfänglichen Oberflächen der Schwungräder) größer einzustellen als einen Durchmesser (orthogonal zur Bewegungsrichtung der Stößelstruktur) eines Abschnitts der Stößelstruktur, welcher Abschnitt während des Zurückfahrens den Bereich zwischen den Schwungrädern passiert. Dann ist sichergestellt, dass beim Zurückfahren des Stößels in eine Ausgangsposition keine weitere reibende Kraftübertragung von den Schwungrädern auf die
Stößelstruktur oder vice versa erfolgt, was zu einer unerwünschten
Wechselwirkung zwischen Schwungrädern und Stößelstruktur führen würde, nachdem der Setzvorgang abgeschlossen ist.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Vorspanneinrichtung
eingerichtet sein, auf genau ein translatorisch (insbesondere senkrecht zur Bewegungsrichtung der Stößelstruktur translatorisch) bewegliches der rotierfähig gelagerten Schwungräder die Vorspannkraft auszuüben, wobei das mindestens eine andere Schwungrad translatorisch unbeweglich gelagert sein kann. Bei diesem Ausführungsbeispiel reicht es, ein einziges Schwungrad beweglich vorzusehen, wohingegen das andere bzw. die anderen Schwungräder ortsfest ausgebildet werden kann bzw. können . Die Anzahl der beweglichen Teile kann dadurch gering gehalten werden .
Im Folgenden werden exemplarische Ausführungsbeispiele der
vorliegenden Erfindung mit Verweis auf die folgenden Figuren detailliert beschrieben .
Fig . 1 zeigt einen Antriebsmechanismus für ein Befestigungselement eines Setzgeräts zum Setzen des Befestigungselements gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung .
Fig . 2 zeigt schematisch einen Schnitt durch ein Setzgerät gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung .
Fig . 3 bis Fig . 8 zeigen Querschnittsansichten eines Setzgeräts gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung in unterschiedlichen Betriebszuständen .
Fig . 9 zeigt eine räumliche oberseitige Ansicht des Setzgeräts gemäß Fig . 3 bis Fig . 8 und eine Ansicht von einzelnen Baugruppen dieses Setzgeräts.
Fig . 10 zeigt eine räumliche, unterseitige Ansicht des Setzgeräts 30 gemäß Fig . 3 bis Fig . 9.
Fig . 11 bis Fig . 21 zeigen einen Auslösemechanismus eines Nietsetzgeräts gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung .
Fig . 22 bis Fig . 38 zeigen unterschiedliche Ansichten eines
Antriebsmechanismus zum Antreiben eines mittels des Setzgeräts aus Fig . 3 bis Fig . 21 zu setzenden Befestigungselements gemäß einem exemplarischen
Ausführungsbeispiel der Erfindung .
Fig . 39 und Fig . 40 stellen eine Problemstellung dar, die einem
erfindungsgemäßen Antriebsmechanismus zugrunde liegt.
Fig . 41 bis Fig . 43 zeigen unterschiedliche Ansichten eines
Antriebsmechanismus zum Antreiben eines mittels eines Setzgeräts in ein Zielobjekt zu setzenden Befestigungselements gemäß einem anderen
exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung . Gleiche oder ähnliche Komponenten in unterschiedlichen Figuren sind mit gleichen Bezugsziffern versehen .
Fig. 1 zeigt ein Antriebssystem 94, das in einem Nietsetzgerät
implementiert sein kann . Das Antriebssystem 94 ist ausgebildet, einen in Fig . 1 nicht gezeigten Niet in aneinander zu befestigende Metallbleche (in Fig . 1 nicht gezeigt) oder dergleichen einzutreiben . Hierbei wird der Niet mittels des
Antriebssystems 94 eingetrieben .
Ein an einem Schlagkörper 9 starr montierter Stößel 10 ist, wie mit einem horizontalen Doppelpfeil angedeutet, hin und her bewegbar und insbesondere gemäß Fig . 1 linksseitig hin beschleunigbar, so dass ein Ende 11 des Stößels 10 auf den in Fig . 1 nicht gezeigten Niet beschleunigt werden kann und auf diesen zum Setzen desselben einwirken kann . Der Schlagkörper 9 und der Stößel 10 bilden gemeinsam eine starre Stößelstruktur.
Um den Stößel 10 zum Einwirken auf den Niet zu beschleunigen, sind zwei gemäß Fig . 1 beweglich gelagerte Schwungräder 13 in dem Antriebssystem 94 vorgesehen . Deren translatorische Bewegungsrichtung ist mit vertikalen
Doppelpfeilen angedeutet. Die Schwungräder 13 sind in einer jeweiligen
Drehrichtung, die mit Pfeilen 14 angezeigt wird, gegenläufig rotierbar, so dass dann, wenn die Schwungräder 13 entlang ihrer Mantelfläche rein reibschlüssig auf den Schlagkörper 9 und damit indirekt auf den Stößel 10 einwirken, die Rotationsenergie der Schwungräder 13 in eine longitudinale, gemäß Fig . 1 horizontale Bewegung des Schlagkörpers 9 umgewandelt wird . Damit wird der Stößel 10 in Richtung des Niets mitgenommen und beschleunigt. Somit sind die Schwungräder 13 selektiv zum Koppeln mit der Stößelstruktur 9, 10 daran reibschlüssig heranfahrbar oder zum Entkoppeln von der Stößelstruktur 9, 10 davon wegfahrbar ausgebildet. Die Schwungräder 13 sind zum reibschlüssigen Kraftübertragen auf die Stößelstruktur 9, 10 und zum Beschleunigen des Stößels 10 in Rotation versetzbar.
Zwei Vorspannfedern 96 sind derart gelagert, dass d iese eine in Richtung der Stößelstruktur 9, 10 orientierte und auf ein jeweiliges der Schwungräder 13 einwirkende Vorspannkraft generieren . Zu diesem Zweck ist für jedes der Schwungräder 13 ein jeweiliger Hebelarm 98 vorgesehen, der die Vorspannkraft von der jeweiligen Vorspannfeder 96 indirekt bzw. gewandelt auf das jeweilige Schwungrad 13 überträgt. Jeder Hebelarm 98 ist an einer jeweiligen ersten Position 100 ortsfest und drehbar gelagert, an einer jeweiligen zweiten Position 102 an das zugehörige Schwungrad 13 verschiebbar und drehbar angekoppelt und an einer jeweiligen dritten Position 104 an einem jeweiligen Ende der jeweiligen Vorspannfeder 96 verschiebbar und drehbar angekoppelt. Fig . 1 zeigt, dass die jeweilige zweite Position 102 zwischen der jeweiligen ersten Position 100 und der jeweiligen dritten Position 104 angeordnet ist, so dass zwei
Teilhebelarme gebildet sind . Das andere Ende der jeweiligen Vorspannfeder 96 ist gemäß Fig . 1 an einen Gehäuseabschnitt 158 des Setzgeräts drehfest und ortsfest angeschlossen . Ein Antriebsmotor 106, zum Beispiel ein oder mehrere Elektromotoren, kann auf die dritte Position 104 des jeweiligen Hebelarms 98 (oder alternativ auf die jeweilige Vorspannfeder 96 oder ein Gehäuse der jeweiligen Vorspannfeder 96) einwirken und zum Beispiel eine Zustellkraft ausüben, um den jeweiligen Hebelarm 98 zu drehen . Eine solche Einwirkung führt der Antriebsmotor 106 durch, wenn ein entsprechendes Steuersignal von einer Steuereinheit 108, zum Beispiel ein Prozessor, bereitgestellt ist. Der
Antriebsmotor 106 kann, zum Beispiel gesteuert durch die Steuereinheit 108, auch die Energie bereitstellen, um die Schwungräder 13 in Rotation zu versetzen . Das direkte oder indirekte Ausüben (oder Abschalten) einer jeweiligen Kraft auf die dritte Position 104 des jeweiligen Hebelarms 98 führt zu einer Rotation des jeweiligen Hebelarms 98 und damit zu einem Heranfahren (oder Wegfahren) des jeweiligen Schwungrads 13 an den Schlagkörper 9 des Stößels 10. Dabei ist gegen die Vorspannkraft der jeweiligen Vorspannfeder 96 eine Kraft auszuüben .
Indem die Vorspannkraft der jeweiligen Vorspannfeder 96 zum Drücken des jeweiligen Schwungrads 13 gegen den Schlagkörper 9 und infolgedessen zum Übertragen einer reibschlüssigen Kraft auf den Stößel 10 über einen jeweiligen Hebelarm 98 übertragen werden kann, ist eine Wandlung der
Amplitude der Kraft und eine Wandlung der Richtung, in der die jeweilige
Vorspannfeder 96 die Kraft ausübt, ermöglicht. Dadurch kann eine platzsparende Konfiguration erreicht werden, da die Vorspannfeder 96 praktisch in jeder freien Nische des Setzgeräts angeordnet werden kann .
Fig. 2 zeigt schematisch ein Setzgerät gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung, das ein Gehäuse 1 aufweist. Das Gehäuse 1 weist ein Vorderende 2 auf, in dem eine Halterung 3 für einen zu setzenden
Bolzen bzw. einen zu setzenden Blindniet angeordnet ist. Das Gehäuse 1 enthält einen Griff 4, an dem ein Benutzer angreifen kann . Am Griff 4 ist eine
Auslösetaste 5 bzw. sind mehrere Auslösetasten 5 angeordnet, mit deren Hilfe der Benutzer einen Setzvorgang auslösen und damit durchführen kann . Aus dem Vorderende 2 des Gehäuses 1 ragt ein mit der Halterung 3 verbundener Stutzen 6 heraus, der gegen einen Untergrund, an dem eine Befestigung erfolgen soll, angedrückt wird, um dadurch eine Auslösesperre zu überwinden . Am Fuß des Griffs 4 bzw. an einer Unterseite des Gehäuses 1 ist eine Aufnahme 7 für eine Energieversorgungseinheit (zum Beispiel einen Akkumulator, eine Batterie oder einen Netzadapter) angebracht.
Das in Fig . 2 gezeigte Setzgerät enthält zwei Motoren :
Ein erster Motor 8 dient dazu, zwei Schwungräder 13 in Rotation zu versetzen . Wirken die in Rotation versetzten Schwungräder 13 auf einen
Schlagkörper 9 und nachfolgend auf einen Stößel 10 ein, so wird der eigentliche Beschleunigungsvorgang des Stößels 10 auf einen in die Halterung 3 bzw. den Stutzen 6 eingesetzten Blindniet ausgelöst. Der erste Motor 8 kann als
Elektromotorausgebildet sein, der über einen Keilriemen (nicht gezeigt in Fig . 2) die Schwungräder 13 in Rotation versetzt.
Ein zweiter Motor 18 dient dazu, die zwei Schwungräder 13 gegeneinander derart zu bewegen, dass sie auf den Schlagkörper 9 hin zugestellt werden . Dies bedeutet, dass im gezeigten Beispiel das obere der beiden Schwungräder 13 einer Translation in Richtung des Schlagkörpers 9 unterzogen wird, so dass nachfolgend die beiden Schwungräder 13 gegenüberliegende Oberflächen des Schlagkörpers 9 in Eingriff nehmen, was - wenn der erste Motor 8 den
Schwungrädern 13 Rotationsenergie bereitstellt - den Setzvorgang auslöst. Der zweite Motor 18 wird ebenfalls, und zwar in einem anderen Betriebszustand des Setzgeräts, dazu verwendet, nach dem Eintreiben eines Blindniets in Blechplatten oder dergleichen einen Restdorn von dem Blindniet abzuziehen und ins Innere des Setzgeräts zurückzuziehen . Der zweite Motor 18 kann einen Elektromotor aufweisen und auf eine dadurch angetriebene Spindel als eigentlichen Antrieb einwirken .
Der Schlagkörper 9 ist unter dem Einfluss der Schwungräder 13 in dem Gehäuse 1 entlang seiner eigenen Längsrichtung bewegbar und weist an seinem vorderen Ende den Stößel 10 auf, dessen Ende 11 auf den Kopf eines Setzniets oder Bolzens treffen soll, der an der Halterung 3 bzw. dem Stutzen 6 montiert ist.
Der Schlagkörper 9, dessen hinteres Ende in Fig . 2 noch sichtbar ist, ist in einer Führung 12 gelagert und geführt, die seinen Weg bestimmt. Die Führung 12 führt zwischen den zwei Schwungrädern 13 hindurch . Die Schwungräder 13 sind mit Hilfe von parallelen, senkrecht zur Zeichnungsebene der Fig . 2
verlaufenden Achsen gelagert und werden in Richtung von Pfeilen 14 von dem Motor 8 gegenläufig angetrieben . Ihr Abstand voneinander ist so auf den
Schlagkörper 9 abgestimmt, dass dieser, wenn er in einer ersten Position zwischen den beiden Schwungrädern 13 angeordnet ist, von den Oberflächen beider Schwungräder 13 berührt wird . Dadurch sind die Schwungräder 13 in der Lage, ihre Drehbewegung in eine Linearbewegung des Schlagkörpers 9
umzusetzen . Der Abstand ist ferner so auf den Schlagkörper 9 abgestimmt, dass dieser, wenn er in einer zweiten Position zwischen den beiden Schwungrädern 13 angeordnet ist, von den Oberflächen der Schwungräder 13 beabstandet ist. Eine Überführung des Setzgeräts zwischen den beiden Positionen bewerkstelligt der Motor 18.
Zum Setzen eines in der Halterung 3 bzw. dem Stutzen 6 montierten Bolzens in ein Zielobjekt presst ein Benutzer den Stutzen 6 mit eingesetztem Bolzen gegen das Zielobjekt und drückt die Auslösetaste(n) 5. Der Motor 8, siehe auch Fig . 10, treibt nun die Schwungräder 13 an . Der Schlagkörper 9 und die Schwungräder 13 werden mittels des Motors 18 in Wirkverbindung gebracht, womit der Stößel 10 in Richtung des Bolzens beschleunigt wird . Dadurch übt der Stößel 10 eine Eintreibkraft auf den Bolzen aus, der folglich in das Zielobjekt eingetrieben wird .
Nach dem Eintreiben des Bolzens, wofür der Stößel 10 mit seinem Ende 11 auf den Kopf des Bolzens befördert wird, der in dem Stutzen 6 untergebracht ist, kann der Schlagkörper 9 wieder zurückgeschoben bzw. zurückgezogen werden . Hierzu kann ein Zugelement 21 dienen, das beispielsweise am hinteren Ende des Schlagkörpers 9 befestigt und aus Gründen der Platzersparnis innerhalb des Gehäuses 1 um eine und optional mehrere Umlenkrolle(n) 20 herumgeführt ist. Wiederum mittels des Motors 18 wird der Restdorn gezogen, der dann vollständig in das Gehäuse 1 befördert wird .
Im Weiteren wird bezugnehmend auf Fig . 3 bis Fig . 21 ein
vollautomatisches Nietsetzgerät 30 zur Direktmontage von Blindnieten gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben .
Zunächst zeigen Fig . 3 bis Fig . 8 Querschnittsansichten des Nietsetzgeräts 30 in unterschiedlichen Betriebszuständen . Basierend darauf wird im Weiteren ein Nietsetzzyklus beschrieben .
Fig. 3 zeigt das Nietsetzgerät 30 in einer Ausgangsstellung . Diese
Ausgangsstellung entspricht einem Betriebszustand, der eingenommen wird, nachdem in einem vorangehenden Verfahren ein Blindniet 66 (gezeigt in Fig . 4) in zwei aneinander zu befestigende Metallplatten 62, 64 (gezeigt in Fig . 4) eingetrieben worden ist. Dabei verbleibt ein vorderes Blindnietteil mit einem formschlüssigen Schließkopf in den nun aneinander befestigten Metallplatten 62, 64, wobei mittels Zurückziehens eines Restdorns 32 des Blindniets 66 nach dessen Eintreiben in die Metallplatten 62, 64 an einer Sollbruchstelle 34 der Restdorn 32 von dem vorderen Blindnietteil abgetrennt wird, womit der Blindniet 66 in zwei separate Nietteile aufgeteilt wird . Der Restdorn 32 verbleibt innerhalb des Nietsetzgeräts 30, wie in Fig . 3 gezeigt. Die Sollbruchstelle 34 des Blindniets 66 bildet den Übergang zwischen dem in Fig . 3 dargestellten Restdorn 32 und dem bereits eingetriebenen vorderen Blindnietteil .
Gemäß Fig . 3 steckt von einem vorherigen Setzvorgang noch der Restdorn
32 gesichert in einer Spannzange 36 der Halterung 3. Die Spannzange 36 weist Spannbacken 38 zum Ineingriffnehmen des Restdorns 32 auf, wobei korrespondierende Profilierungen an aneinander anliegenden Oberflächen der Spannbacken 38 einerseits und des Restdorns 32 andererseits für einen sicheren gegenseitigen Halt sorgen .
In dem in Fig . 3 gezeigten Betriebszustand ist eine weitere Auslösung einer Nietsetzung unterbunden . Mittels einer Anpressdetektiereinheit 46 ist detektierbar, ob ein in die Halterung 3 eingesetzter Blindniet 66 von einem Benutzer gegen ein Zielobjekt, insbesondere eine Metallplatte 62, 64, gepresst wird oder nicht. Aus Sicherheitsgründen wird nur bei erfolgreichem Detektieren eines solchen Anpressens mittels der Anpressdetektiereinheit 46 ein
nachfolgender Setzvorgang ermöglicht. Wird das Nietsetzgerät 30 ohne eingesetzten Blindniet 66 an ein Zielobjekt angepresst, wird eine
Sicherheitshülse 88 nicht ganz angepresst - es befindet sich ein Spalt zwischen einem Deckel 90 und der Sicherheitshülse 88. Anpresskontakte der
Anpressdetektiereinheit 46 werden aber nur geschlossen, wenn die
Sicherheitshülse 88 in die Vertiefung des Deckels 90 gedrückt wird . Dies ist ohne eingesetzten Blindniet 66 mechanisch verunmöglicht. Eine Nietsetzung kann in diesem Zustand ohne eingesetzten Blindniet 66 nicht ausgelöst werden, da ein Hubmagnet 40 (am besten zu erkennen in Fig . 4) den Auslösemechanismus solange sperrt, bis der Kontakt zwischen Kontaktelementen an der
Anpressdetektiereinheit 46, die mit der Sicherheitshülse 88 wirkgekoppelt sind, geschlossen wird . Fig . 3 zeigt des Weiteren eine Rückstellfeder 92 zur
Rückstellung der Sicherheitshülse 88 in eine Ausgangsposition, wenn ein
Anpressen beendet wird . Gemäß Fig . 3 ist aber ein Kontakt an der
Sicherheitshülse 88 unterbrochen, der Hubmagnet 40 befindet sich in einer Sperrstellung .
Der Stößel 10 ist gemäß Fig . 3 mittels einer mit Bezugszeichen 42 angedeuteten Stößelverrastung, die als Klinkenmechanismus ausgebildet sein kann, gesichert. Ferner sind gemäß Fig . 3 die Schwungräder 13 in einem geöffneten Zustand . Der zugehörige Schwungradantrieb ist ausgeschaltet. Eine Stößelzuführung 52 ist zum Führen des Stößels 10 bzw. des mit dem Stößel 10 zusammenwirkenden Schlagkörpers 9 ausgebildet. An der
Stößelzuführung 52 sind Spannfedern 54 vorgesehen, die beim späteren
Verfahren einer Spindel 50 gespannt und beim Nieteintreiben entspannt werden können, um den Stößel 10 vor einem Eingriff mit den Schwungrädern 13 vorzubeschleunigen. Die Spindel 50 ist mittels Motor 18 (insbesondere ein Elektromotor) antreibbar, um für das Auslösen eines Nietsetzvorgangs eine lineare Spindelbewegung zu vollführen.
Ein Drehzahlauswahlschalter 56 ist benutzerseitig betätigbar, um eine gewünschte Betriebs- oder Solldrehzahl des Antriebsmotors 8 einzustellen. Fig . 3 zeigt im Übrigen auch einen Keilriemen 55 des Antriebs 8. Die Drehzahl kann basierend auf Eigenschaften (zum Beispiel Material, Dicke, Anzahl) der miteinander durch eine Nietverbindung zu verbindenden Komponenten, im gezeigten Beispiel die Metallplatten 62, 64, eingestellt werden.
Um nach einem vorherigen Setzvorgang einen nachfolgenden Setzvorgang vorzubereiten, kann in das Nietsetzgerät 30 ein Folgeniet (Blindniet 66) eingesetzt werden.
Fig. 4 zeigt das Nietsetzgerät 30 in einem Betriebszustand, in dem der neue Blindniet 66 in Stutzen 6 eingesetzt worden ist, der Restdorn 32 bereits in einen Sammelbehälter überführt worden ist und das Nietsetzgerät 30 an zwei durch Ausbilden einer Nietverbindung aneinander zu befestigende Metallplatten 62, 64 als Zielobjekt für den Blindniet 66 angepresst wird .
Wie das Nietsetzgerät 30 in den in Fig . 4 gezeigten Betriebszustand überführt wird, wird im Weiteren beschrieben :
Bevor ein nachfolgender Nietsetzvorgang begonnen werden kann, wird zunächst der Restdorn 32 in eine Dornentsorgungseinheit 44 überführt, wo er gemeinsam mit einer Vielzahl von anderen Restdornen gelagert werden kann. Hierfür wird ein neuer Blindniet 66 in die Halterung 3 nachgeschoben, womit dieser Blindniet 66 den Restdorn 32 zu einem Magnethalter der
Dornentsorgungseinheit 44 vorschiebt, welcher Magnethalter Magneten zum Unterstützen der Dornentsorgung hält. Nun wird ein in Fig . 4 nicht gezeigter Abzug 5 durch einen Benutzer ein erstes Mal betätigt (zum Beispiel angetippt), um das Nietsetzgerät 30 zu starten, wodurch die Schwungräder 13 in Bewegung versetzt werden . Dabei werden die Schwungräder 13 auf eine benutzerseitig eingestellte Drehzahl in Rotation versetzt. Das Versetzen der Schwungräder 13 in Rotation erfolgt also, wenn der Abzug 5 erstmals betätigt worden ist, da dies das Starten des Antriebsmotors 8 zum Antreiben der Schwungräder 13 auslöst. Der Abzug 5, der ein
Abzugsbetätigungselement 58 und ein Sicherungsbetätigungselement 60 aufweist, die zum Auslösen eines Nietsetzvorgangs aus Gründen der
Betriebssicherheit beide betätigt werden müssen, ist in Fig . 9 und Fig . 10 gezeigt.
Indem das Nietsetzgerät 30 an die Metallbleche 62, 64 mit einer
ausreichenden Kraft angepresst wird, wird der Kontakt in der
Anpressdetektiereinheit 46 in Wirkverbindung mit der Sicherheitshülse 88 geschlossen, und der Hubmagnet 40 gibt die Verriegelung bzw. den
Auslösemechanismus 232 (Fig . 15) frei. Ist ein Blindniet 66 in das Nietsetzgerät 30 eingesetzt, wird beim Anpressen des Nietsetzgeräts 30 auf die Metallplatten 62, 64 die Sicherheitshülse 88 in die Vertiefung im Deckel 90 gedrückt. Der Anpresskontakt wird geschlossen und der Hubmagnet 40 entriegelt den
Auslösemechanismus. Die eigentliche Setzung kann nun über den Abzug 5 ausgelöst werden .
Hierfür betätigt der Benutzer nach dem erstmaligen Betätigen des
Abzugsbetätigungselements 58 das Sicherungsbetätigungselement 60 und entsperrt dadurch eine mechanische Auslösesperre, die zuvor das volle
Durchdrücken des Abzugsbetätigungselements 58 verhindert hat. Erst nach diesem Entsperren ist ein nochmaliges bzw. weiteres Betätigen des
Abzugsbetätigungselements 58 mechanisch ermöglicht, wodurch es zum
Auslösen eines Nietsetzvorgangs kommt.
Infolge des nochmaligen Betätigens des Abzugsbetätigungselements 58 nach der Entsperrung wird eine erste Phase eines Spindelhubs der Spindel 50 nach vorne (d . h . gemäß Fig . 4 nach links hin) ausgelöst, wofür der Motor 18 Antriebsenergie liefert. Dieses Vorschieben der Spindel 50 bewirkt, sofern durch ein vorheriges Nachschieben eines neuen Blindniets 66 der Restdorn 32 zu dem Magnethalter vorgeschoben wurde, dass der Restdorn 32 durch Magnete des Magnethalters weiter in den Magnethalter hinein gezogen wird .
In einer nachfolgenden zweiten Phase des Spindelhubs der Spindel 50 nach vorne wird der Restdorn 32 in dem Magnethalter festgehalten . Ferner wird ein Stößelschlitten nach vorne gezogen und werden die Spannfedern 54 vorgespannt. Mit Energie aus dieser Vorspannung kann der Stößel 10 später durch Entspannung der Spannfedern 54 vorbeschleunigt werden, bevor der Stößel 10 mittels der Schwungräder 13 einer Hauptbeschleunigung unterzogen wird . Die Schwungräder 13 können mit bzw. über Spindelhub geschlossen werden, d .h . aufeinander zu bewegt werden, um nachfolgend auf den
Schlagkörper 9 des Stößels 10 einwirken zu können . Auslösehebel des
Auslösemechanismus können vorgespannt werden . Die Auslösehebel sind schwenkbar gelagert und kooperieren mit anderen Hebeln beim Freigeben des Stößels 10 zum Auslösen des Setzvorgangs.
Hat die Spindel 50 ihre vorderste Position erreicht, wird in einer dritten Phase des Spindelhubs der Restdorn 32 in die Dornentsorgungseinheit 44 entsorgt. Der Magnethalter fährt, während des Spindelhubs, geführt durch ein wiederum in einer Kulissenführung 74 geführtes Führelement 76, nach unten und gibt eine Eintreibbahn frei, entlang der dann der Stößel 10 bewegt werden kann, um den neu eingesetzten Blindniet 66 in die Metallbleche 62, 64 einzutreiben . Die Kulissenführung 74 weist eine Führungsaussparung auf, in der das
Führelement 76 einsetzbar ist, das wiederum auf den Magnethalter einwirkt. Somit ist das Führelement 76 ein Körper, der in der Kulissenführung 74 geführt werden kann und dabei durch Steuern des Magnethalters einerseits das
Vorwärtsbewegen des Stößels 10 aktiviert oder deaktiviert und andererseits zu der Restdornentsorgung beiträgt.
Der Stößel 10 wird dann durch Entspannung der Spannfedern 54 vorbeschleunigt. Kommt der Stößel 10 bzw. dessen Schlagkörper 9 in den
Einflussbereich der zusammengefahrenen Schwungräder 13, so beschleunigen diese den vorbeschleunigten Stößel 10 auf eine solche Geschwindigkeit, dass der Stößel 10 den neuen Blindniet 66 in die Metallbleche 62, 64 eintreibt.
Fig. 5 zeigt das Nietsetzgerät 30 in einem Betriebszustand, in dem der in die Halterung 3 eingesetzte Blindniet 66 in die miteinander zu verbindenden Metallplatten 62, 64 eingetrieben wird, indem das Ende 11 des Stößels 10 rückseitig auf den Blindniet 66 auftritt.
Wenn die Spindel 50 ausreichend weit nach vorne verfahren worden ist, erfolgt die Auslösung der Nieteintreibung mittels eines Auslösemechanismus (siehe auch Fig . 11) oder Auslösers 70. Dadurch wird der Stößel 10 freigegeben, und der Eintreibvorgang wird ausgeführt. Unmittelbar nach dem
Nieteintreibprozess sind die Schwungräder 13 wieder in einem offenen Zustand, d .h . sie wirken nicht mehr auf den Schlagkörper 9 ein .
Der Stößel bzw. die Stößelzuführung 52 wird dann wieder in die
Ausgangslage zurückgezogen . Das Zurückziehen des Stößels 10 in die
Ausgangslage wird mittels der Feder 54 (und mittels Federn 228, 224, siehe zum Beispiel Fig . 15), durchgeführt. Ein zugehöriges Stöße Irepetiersystem 72 ist in Fig . 9 mit Bezugszeichen 72 bezeichnet. Das Stößelrepetiersystem 72 sorgt für das Rückführen des Stößels 10 in den Ausgangszustand, nachdem ein
Nieteintreibvorgang durchgeführt worden ist. Das Stößelrepetiersystem 72 beinhaltet die Umlenkrollen 20 und das Zugelement 21, das an einem Ende an dem Schlagkörper 9 befestigbar ist und das über die Umlenkrollen 20 nach dem Prinzip eines Seilzugs umgelenkt wird . Durch das Vorsehen dieser Umlenkrollen 20 können das Stößel repetiersystem 72 und infolgedessen das gesamte
Nietsetzgerät 30 kompakt ausgebildet werden .
Fig. 6 zeigt das Nietsetzgerät 30 in einem Zustand, in dem der Stößel 10 abgebremst wird und die Restenergie des Stößels 10 dissipiert wird . Diese Überenergie des Stößels 10 wird mittels einer Stößelbremse 48, die in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel als Elastomerbremse ausgebildet ist, abgebaut. Die Stößelbremse 48 kann beim Bewegen des Stößels 10 zum
Eintreiben des Blindniets 66 kinetische Energie des Stößels 10 aufnehmen und somit als Dämpfungsglied wirken . Durch den sich beim Eintreiben des Blindniets 66 ergebenden Eintreibweg, den das Setzgerät 30 in Richtung der Metallbleche 62, 64 und an diese
zurücklegt, muss das Setzgerät 30 nun an den Metallblechen 62, 64 angesetzt werden bzw. an diese nachgeführt werden, um das Ziehen des Restdorns 32 durchzuführen.
Fig. 7 zeigt, wie das Nietsetzgerät 30 nachgesetzt wird . Durch das erneute Nachsetzen wird der Kontakt an der Sicherheitshülse 88 wieder geschlossen. Mittlerweile wurden der Stößel 10 und der Schlagkörper 9 bereits von dem als Schnur (zum Beispiel eine inelastische Nylonkordel oder eine Elastomerschnur) ausgebildeten Zugelement 21 repetiert, d .h. gemäß Fig. 7 nach rechts befördert, und an der jeweiligen Ausgangsposition gesichert. Nun wird ein Dornzugprozess ausgelöst, dessen Resultat Fig. 8 zeigt.
Fig. 8 zeigt das Nietsetzgerät 30 beim Bilden eines Schließkopfs. Die Spindel 50 fährt zurück. Die Spannbacken 38 verkeilen sich in einem profilierten Abschnitt des Blindniets 66, so dass der Restdorn 32, d .h. der hintere Abschnitt des Blindniets 66, durch die Rücksetzbewegung vom Rest des Blindniets 66 (der in den Metallplatten 62, 64 verbleibt) abgerissen wird . Der Restdorn 32 wird somit gezogen und der Schließkopf gebildet. Der Dornbruch erfolgt an der Sollbruchstelle 34. Bei dem Dornzugprozess übt das Nietsetzgerät 30 also eine gemäß Fig . 8 nach rechts wirkende Kraft auf den eingetriebenen Blindniet 66 aus, um an der Sollbruchstelle 34 ein Abbrechen des Blindniets 66 derart zu bewirken, dass nur der Restdorn 32 im Inneren des Nietsetzgeräts 30 verbleibt, wohingegen das vordere Blindnietteil, das die eigentliche Befestigungsfunktion bewirkt, innerhalb der zu verbindenden Metallplatten 62, 64 verbleibt. Bei dem beschriebenen Nietsetzprozess wird ein Schließkopf an dem innerhalb der Metallplatten 62, 64 verbleibenden Teil des Blindniets 66 und somit eine formschlüssige Verbindung erzeugt, welche die Metallplatten 62, 64
zusammenhält.
Ein Vergleich zwischen Fig . 7 und Fig. 8 zeigt, dass in der Endphase des Setzvorgangs das Führelement 76 innerhalb einer Führungsaussparung der Kulissenführung 74 geführt wird . Die Spindel 50 fährt nach dem Dornziehen wieder bis nach vorne zur Ausgangsstellung . Nach diesem Prozess ist das
Nietsetzgerät 30 wieder in der in Fig. 3 gezeigten Ausgangsstellung.
Fig. 9 zeigt eine räumliche Ansicht sowie einzelne Baugruppen des
Nietsetzgeräts 30.
Gezeigt ist unter anderem eine Eintreibeinheit 78, die das Eintreiben des
Blindniets 66 in die miteinander zu verbindenden Komponenten durch Aktivieren des oben angesprochenen und unten noch näher beschriebenen
Auslösemechanismus ermöglicht.
An die Eintreibeinheit 78 sind die Stößelzuführung 52 und eine Wippe 80 mit einem Federpaket 82 angeschlossen. Die Wippe 80 mit dem Federpaket 82 dient als Hebelmechanismus zum Öffnen und Schließen der Schwungräder 13 zum platzsparenden Übertragen einer Kraft auf die Lagerung der Schwungräder 13, um diese aufeinander zu zu bewegen oder voneinander wegzubewegen. Dadurch ist die Verstellung eines gegenseitigen Achsabstandes zwischen den Schwungrädern 13 ermöglicht, um den Stößel 10 durch die Schwungräder 13 wahlweise zum Nieteintreiben zu beschleunigen oder nicht. Eine Vorspannung zumindest eines der Schwungräder 13 gegen den Stößel 10 stellt die Ausübung einer ausreichend hohen Reibungskraft des oder der Schwungräder 13 auf den Stößel 10 sicher, wobei durch Einstellung der Reibungskraft der Grad der
Wechselwirkung eingestellt werden kann. Durch das Zwischenschalten eines Hebelmechanismus in Form der Wippe 80 zwischen dem als Vorspannfeder fungierenden Federpaket 82 und den Schwungrädern 13 ist auch unter engen Platzbedingungen eine Realisierung des Antriebsmechanismus ermöglicht.
Die Dornentsorgungseinheit 44 ist an einer Dornzugeinheit 84 montierbar. Die Dornentsorgungseinheit 44 dient der Entsorgung eines Restdorns 32 eines Blindniets 66, welcher Restdorn 32 beim Setzprozess von dem Blindniet 66 abgerissen wird und innerhalb des Nietsetzgeräts 30 verbleibt. Dabei wird ein unerwünschtes Verklemmen oder Verkanten des Restdorns 32 in einem Kanal zwischen einer Montagestelle (an dem der Blindniet 66 vor dem bzw. zum Setzen montiert wird) und einem Restdornaufnahmebehälter (der viele Restdorne 32 aufnehmen kann, die dann batchartig bzw. gruppenweise entsorgt werden können) vermieden . Dies erfolgt dadurch, dass der Kanal mindestens und vorzugsweise teilweise mit einer reibschlüssigen Zwangsführungsstruktur, insbesondere einem Elastomerschlauch, versehen oder ausgekleidet ist, entlang welcher der Restdorn 32 mittels Reibschluss straff und ohne Ausweichmöglichkeit entlang bewegt wird . Damit wird die freie Beweglichkeit bzw. die Zahl der
Bewegungsfreiheitsgrade des Restdorns 32 gezielt eingeschränkt, mithin eine ein Verklemmen oder Verkippen fördernde Seitwärts- und/oder Rutschbewegung des Restdorns 32 unterbunden .
Die Eintreibeinheit 78 und die Dornzugeinheit 84 sind lose ineinander gesteckt. An der Eintreibeinheit 78 befinden sich Exzenterspannhebel 79, die zum Verspannen von Eintreibeinheit 78 und Dornzugeinheit 84 umlegbar sind . Nach dem Kippen der Spannhebel wird die Eintreibeinheit 78 über ein Gehäuse in Richtung Dornzugeinheit 84 gezogen . Die Dornzugeinheit 84 wird dadurch gegen das Gehäuse gedrückt. Die Eintreibeinheit 78 und die Dornzugeinheit 84 können alternativ auf andere Weise miteinander gekoppelt sein, zum Beispiel mittels einer Schraubverbindung .
Eine Steuereinheit 86 kann einen Prozessor aufweisen, der den
Nietsetzvorgang des Nietsetzgeräts 30 steuert. Die Steuereinheit 86 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel als Controlboard ausgeführt.
Das Stößelrepetiersystem 72 basiert auf einem unelastischen aber flexiblen Zugelement 21 (insbesondere einer Kordel) in Kombination mit einem in Fig . 9 nicht gezeigten und separaten, beim Setzvorgang Spannenergie
aufnehmenden Spannelement (insbesondere einer Zugfeder) . Damit ist ein verschleißarmes Stößelrepetiersystem 72 zum Rückholen des Stößels 10 nach einem Setzvorgang in eine Ausgangsposition zum Vorbereiten eines
nachfolgenden weiteren Setzvorgangs geschaffen . Das unelastische aber flexible Zugelement 21 hat günstige Gleitreibungseigenschaften, wohingegen das
Spannelement wirksam eine Spannkraft aufbauen kann, wenn sich der Stößel 10 beim Setzvorgang aus seiner Ausgangsposition wegbewegt. Dies erlaubt das Repetieren der Masse aus Stößel 10 und Schlagkörper 9 über eine große Strecke. Mit dem Abzug 5 kann ein unbeabsichtigtes und gefährliches Auslösen eines Setzprozesses ausgeschlossen werden, indem sichergestellt wird, dass der Setzvorgang nur ausgelöst wird, wenn der Anwender bewusst die
Abzugsmechanik betätigt. Der bewusste Auslösevorgang erfolgt
erfindungsgemäß über zwei unabhängige Betätigungselemente 58, 60. Dabei ist das Sicherungsbetätigungselement 60 zu betätigen, damit das
Abzugsbetätigungselement 58 vollständig zum Auslösen des Setzprozesses freigegeben wird, d .h . eine vorzugsweise mechanisch wirkende Auslösesperre überwunden werden kann . Getrennt vom Abzugsbetätigungselement 58 befindet sich ein Sperrglied, welches das Abzugsbetätigungselement 58 solange blockiert, bis das Sicherungsbetätigungselement 60 betätigt wird . Wird das
Sicherungsbetätigungselement 60 nicht betätigt, kann der Anwender durch Antippen des Abzugsbetätigungselements 58 den Antriebsmotor starten . Eine Freigabe zum Starten des Eintreibprozesses erfolgt erst, wenn das
Sicherungsbetätigungselement 60 betätigt wurde und anschließend das
Abzugsbetätigungselement 58 ein weiteres Mal betätigt wird .
Fig. 10 zeigt eine unterseitige Ansicht des Setzgeräts 30 gemäß Fig . 3 bis
Fig . 9.
Im Weiteren wird bezugnehmend auf Fig . 11 bis Fig . 21 ein Auslöse- bzw. Abzugsmechanismus 232 des Setzgeräts 30 näher beschrieben .
Fig. 11 zeigt zunächst den Abschnitt des Setzgeräts 30, der den
Auslösemechanismus 232 bildet.
Fig. 12 und Fig. 13 zeigen den Auslösemechanismus 232 in einem verriegelten Zustand . Der rückseitig an dem Stößel 10 angeordnete Schlagkörper 9 wird mittels einer Verriegelungsklinke 214 gehalten. Die Verriegelungsklinke 214 greift im verriegelten Zustand in eine als Verriegelungsaussparung 212 bezeichnete Nut in dem Schlagkörper 9 ein . Somit ist im gezeigten verriegelten Zustand der Stößel 10 noch nicht verfahrbar. Die befederte Verriegelungsklinke 214 ist mit einem Stößelverriegelungshebel 222 verbunden bzw. wirkgekoppelt, der die Funktion der Auslöseverriegelung bewerkstelligt. Der
Stößelverriegelungshebel 222 ist solange durch einen Hubmagneten 40 als Entriegelungsblockade verriegelt, bis das Setzgerät 30 mündungsseitig, d .h . an der Stelle des eingesetzten Blindniets 66, an Metallbleche 62, 64 angepresst ist und somit ein Sicherheitskreis geschlossen ist. Wie ferner in Fig . 12 zu erkennen ist, wirkt der Stößelverriegelungshebel 222 mittels eines kulissengeführten Hebelmechanismus mit einem Auslösehebel 208, an dem eine Zugfeder 228 montiert ist, und mit einem Spannhebel 220 zusammen . Fig . 13 zeigt ferner, dass die Verriegelungsklinke 214 mittels einer Schraubenfeder als
Klinkenbefederung 234 in Richtung der Verriegelungsaussparung 212
vorgespannt wird .
Fig. 14 und Fig. 15 zeigen den Auslösemechanismus 232 in einem ersten
Betriebszustand . Vor der Betätigung eines Abzugsbetätigungselements 58 befindet sich der Auslösemechanismus in der in Fig . 14 und Fig . 15 gezeigten Position . Ein Stößelschlitten 236 ist in einer hinteren Position und wird über den Stößelverriegelungshebel 222, der auch den Stößel 10 und den Schlagkörper 9 in der hinteren Position hält, arretiert. Der Hubmagnet 40 verriegelt den
Stößelverriegelungshebel 222 und verhindert somit ein Ausklinken des Stößels 10 bzw. des Schlagkörpers 9. Der Auslösehebel 208 wird mit der Zugfeder 228 in der Ausgangsposition gehalten . Der Spannhebel 220 wird mit einer
Schenkelfeder als Drehfeder 224 im Uhrzeigersinn befedert und wird gegen einen Anschlag 240 gedrückt. Ein Anschlagwinkel ist in Fig . 15 mit Bezugszeichen 238 gekennzeichnet.
Fig. 16 und Fig. 17 zeigen den Auslösemechanismus 232 in einem zweiten Betriebszustand . Falls das Nietsetzgerät 30 korrekt gegen Metallbleche 62, 64 angepresst wird und die Betätigungselemente 58, 60 betätigt sind, wird die Antriebsspindel 50 (nicht gezeigt in Fig . 16 und Fig . 17) nach vorne bewegt. Der Hubmagnet 40 wird betätigt (wenn das Setzgerät mit eingesetztem Blindniet 66 gegen Metallbleche 62, 64 angepresst ist) und entriegelt den
Stößelverriegelungshebel 222. Die Spindel 50 schleppt zusätzlich den
Stößelschlitten 236 mit. Dadurch werden die Druckfedern 54 komprimiert, wodurch sich Vorspannung aufbaut. Der Auslösehebel 208, der an diesem drehbar gelagert ist, wird unter den Anschlagwinkel 238 entlang gezogen . Dabei wird über eine Kurve am Auslösehebel 208 der Spannhebel 220 im
Gegenuhrzeigersinn nach unten weg gedreht. Die Schenkelfeder 224 wird somit vorgespannt und drückt über den Spannhebel 220 den Auslösehebel 208 gegen den Anschlagwinkel 238 nach oben .
Fig. 18 und Fig. 19 zeigen den Auslösemechanismus 232 in einem dritten
Betriebszustand .
Hat die Spindel 50 die vordere Position erreicht, ist der Spannhebel 220 bis zum Maximum vorgespannt. Der Auslösehebel 208 wurde unter dem
Anschlagwinkel 238 hervorgezogen . Die Schenkelfeder 224 kann sich nun entspannen und den Auslösehebel 208 im Gegenuhrzeigersinn nach oben gegen den Stößelverriegelungshebel 222 drücken . Falls bis zu diesem Zeitpunkt das Setzgerät 30 immer noch angepresst ist, wird der Stößelverriegelungshebel 222 nicht durch den Hubmagneten 40 gesperrt und kann somit geschwenkt werden, was den Stößel 10 bzw. den Schlagkörper 9 freigibt.
Fig. 20 und Fig. 21 zeigen den Auslösemechanismus 232 in noch einem anderen Betriebszustand .
In diesem Betriebszustand ist der Auslösehebel 208 durch die Drehfeder 224 über den Spannhebel 220 gedreht worden und hat den
Stößelverriegelungshebel 222 geöffnet. Der Schlagkörper 9 ist zwischen die Schwungräder 13 geschoben worden . Sobald ein Schlittenhaken 242 den
Stößelschlitten 236 ausklinkt, wird dieser über die Zugfeder 228 nach rechts gezogen . Der Auslösehebel 208 wird oben über den Anschlagwinkel 238 gezogen, bis er die Ausgangsposition wieder erreicht.
Mittels des in Fig . 3 bis Fig . 21 gezeigten Nietsetzgeräts 30 kann folgendes Betriebsverfahren durchgeführt werden :
Zunächst wird nach einem vorherigen Setzvorgang ein neuer Blindniet 66 in eine Mündung des Nietsetzgeräts 30 eingesetzt, womit dieser Blindniet 66 einen Restdorn 32 zu einem Magnethalter der Dornentsorgungseinheit 44 schiebt. Sollte kein vorheriger Setzvorgang stattgefunden haben, wird ein erster Blindniet 66 in die Mündung des Nietsetzgeräts 30 eingesetzt. Dann wird das Abzugsbetätigungselement 58 zum ersten Mal betätigt, um den Motor 8 zu aktivieren und die Schwungräder 13 in Rotation und auf
Betriebsdrehzahl zu bringen .
Nun wird das Nietsetzgerät 30 mit eingesetzem Blindniet 66 an die Metallbleche 62, 64 angepresst, um bei erfolgreicher Detektion des Anpressens mittels der Anpressdetektiereinheit 46 den Hubmagnet 40 zum Freigeben der Verriegelung der Stößelstruktur 9, 10 anzusteuern .
Dann betätigt der Benutzer das Sicherungsbetätigungselement 60, entsperrt dadurch eine mechanische Auslösesperre, und ermöglicht daher ein nochmaliges Betätigen des Abzugsbetätigungselements 58 zum Auslösen des Nietsetzvorgangs.
Dadurch kommt es, durch eine Spindelbewegung und einen
Hebelmechanismus, zum Hineinbewegen des Restdorns 32 weiter in das
Nietsetzgerät 30, zum Vorspannen einer auf den Stößel 10 einwirkenden
Vorspannfeder, zum Schließen der Schwungräder 13, zum Überführen des Restdorns 32 in eine Dornbox, zum Vorbeschleunigen des Stößels 10 und des Schlagkörpers 9 mittels Entspannens der zuvor gespannten Vorspannfedern und schließlich zum Weiterbeschleunigen des Stößels 10 durch Interagieren mit den rotierenden, geschlossenen Schwungrädern 13.
Der Setzvorgang wird eingeleitet, indem der Stößel 10 auf den
mündungsseitig eingesetzten Blindniet 66 auftrifft und diesen in die Metallbleche 62, 64 eintreibt. Überschüssige Energie des Stößels 10 wird von der
Stößelbremse 48 aus einem Elastomermaterial aufgenommen .
Gleich nach dem Nieteintreibprozess werden die Schwungräder 13 wieder in einen offenen Zustand überführt.
Die Stößelstruktur 9, 10 wird mittels eines Stößelrepetiersystems 72 wieder in die Ausgangslage zurückgezogen .
Nach erneutem Anpressen des Nietsetzgeräts 30 wird ein Dornzugprozess ausgelöst, d .h . ein Zurückziehen des eingetriebenen Blindniets 66 in Richtung des Setzgeräts 30, wodurch ein vorderes Stück des Blindniets 66 unter
Ausbildung eines Schließkopfs in den Metallplatten 62, 64 verbleibt und diese formschlüssig zusammenhält, wohingegen ein Restdorn 32 von dem vorderen Stück an der Sollbruchstelle 34 abgerissen wird und in dem Nietsetzgeräts 30 verbleibt.
Nun kann der beschriebene Prozess zyklisch wiederholt werden .
Fig . 22 bis Fig . 38 zeigen unterschiedliche Ansichten eines
Antriebsmechanismus zum Antreiben eines mittels des Setzgeräts aus Fig . 3 bis Fig . 21 zu setzenden Befestigungselements gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung .
Wie in Fig. 22, Fig. 23 und Fig. 24 gezeigt, können mit einem
Räderzustellungsmechanismus Schwungräder 13 (das in Fig . 22 obere
Schwungrad 13 ist beweglich, das in Fig . 22 untere Schwungrad 13 ist fix) geöffnet und geschlossen werden . Das heißt, dass der Achsabstand und somit auch der Abstand zwischen den Mantelflächen der Schwungräder 13 verändert werden kann . Der Achsabstand wird verändert, indem das gemäß Fig . 22 obere Schwungrad 13 mittels einer Kulissenführung 120 geschwenkt wird . Der
Schwenkvorgang wird ausgelöst, indem ein Stößelschlitten 122 nach vorne (hier nach links) geschoben wird und somit ein bewegliches Joch 124 nach vorne schiebt. Eine Kulissenachse 126 bewegt sich in der Kulissenführung 120 auf die vordere Position . Bei diesem Vorgang wird eine Dreh- oder Schenkelfeder 114 vorgespannt.
Wie in Fig. 25 und Fig. 26 gezeigt, kann der Stößelschlitten 122 über einen Spindelhub der Spindel 50 bewegt werden . Die Spindel 50 weist am Ende ein aufgeschraubtes Verbindungsstück 130 auf. An diesem sind Schlepphaken 132 befestigt. Die Schlepphaken 132 sind in einem Schlittenhaken 134 eingehängt. Der Schlittenhaken 134 ist wiederum über einen Drehpunkt 136 am Stößelschlitten 122 befestigt. Wird die Spindel 50 nach vorne bewegt (hier nach links), wird der Stößelschlitten 122 nach vorne gezogen . Die Bewegung des Stößelschlittens 122 wird für die Zustellung der Schwungräder 13 eingesetzt.
Anhand Fig . 26 und Fig. 27 kann eine Stößelzuführung nachvollzogen werden . Der Stößel 10 (bzw. dessen Schlagkörper 9) steckt in einem Stößelhalter 144. Stößel 10 und Stößelhalter 144 werden mittels einer Abzugverriegelung 140 in der hinteren Position arretiert. Durch eine Relativverschiebung zwischen Stößelhalter 144 und dem Stößelschlitten 122 werden zwei Druckfedern 138 gespannt (in Fig . 26 ist nur eine gezeigt, in Fig . 4 beide) . Gibt die
Abzugverriegelung 140 den Stößel 10 frei, werden sich die Druckfedern 138 entspannen . Somit wird der Stößelhalter 144 mit dem Stößel 10 nach vorne (hier nach links) beschleunigt und zwischen die geschlossenen Schwungräder 13 geschoben . Zwischen den Schwungrädern 13 wird der Stößel 10 dann auf die gewünschte Geschwindigkeit beschleunigt.
In Fig. 28, Fig. 29 und Fig. 30 ist gezeigt, wie eine Öffnung der
Schwungräder 13 bewerkstelligt werden kann .
Die Schwungräder 13 werden geöffnet, indem der Stößelschlitten 122 schlagartig nach hinten bewegt wird (hier nach rechts) . Die Dreh- oder
Schenkelfeder 114 kann sich entspannen und drückt das bewegliche Joch 124 mit der Kulissenachse 126 im Gegenuhrzeigersinn entlang der Kulissenführung 120 in die Kulissenanfangsposition . Dabei wird das bewegliche Schwungrad 13 angehoben, womit sich die Schwungräder 13 relativ zueinander öffnen, d .h . der Achsabstand wird größer.
Die Rückstellung des Stößelschlittens 122 wird im Weiteren bezugnehmend auf Fig. 31, Fig. 32 und Fig. 33 beschrieben .
Befindet sich die Spindel 50 in der vorderen Position, ist der
Stößelschlitten 122 zum Stößelhalter 144 relativ verschoben worden . Durch die Relativverschiebung werden die Druckfedern 138 zwischen Stößelschlitten 122 und Stößelhalter 144 gespannt. Gleichzeitig wird auch eine Zugfeder 142 gespannt, die später neben den Druckfedern 138 den Stößelschlitten 122 zurückzieht. Der Stößelschlitten 122 wird über die Stößelstruktur 9, 10 durch eine Haltezunge 148 (auch Verriegelungsklinke genannt) gegen die Federkraft zurückgehalten . Unter dem Schlittenhaken 134 befindet sich ein Auslöseblech 146, das etwas in die Setzachse ragt. Wird die Haltezunge 148 über die Abzugmechanik aus der Vertiefung (auch Verriegelungsaussparung genannt) im Schlagkörper 9 gezogen, schnellt die Stößelhalterung bzw. der Stößelhalter 144 durch die vorher gespannten
Druckfedern 138 nach vorne. Der Stößel 10 wird dadurch zwischen die
Schwungräder 13 geschoben und wird nach vorne (hier links) beschleunigt. Der Stößelhalter 144 drückt in der vorderen Position das Auslöseblech 146 nach oben, welches wiederum den Schlittenhaken 134 nach oben drückt. Dadurch wird der Stößelschlitten 122 vom Schlepphaken 132 getrennt. Sobald der
Schlittenhaken 134 ausgehängt ist, wird der Stößelschlitten 122 durch Federkraft wieder in die Ausgangsposition gebracht (d . h . nach rechts verschoben) . Beim Zurückziehen des Stößelschlittens 122 öffnen sich auch die Schwungräder 13, damit der Stößel 10 wieder repetiert werden kann .
Die Stößelbeschleunigung wird im Weiteren bezugnehmend auf Fig. 34, Fig. 35 und Fig. 36 beschrieben.
Der Stößel 10 wird beschleunigt, indem er gemeinsam mit seinem
Schlagkörper 9 zwischen die zwei Schwungräder 13 geschoben wird, die mittels als Vorspannfedern 96 dienenden Tellerfedern vorgespannt sind . Der
Schlagkörper 9, der mit dem Stößel 10 starr gekoppelt ist, ist breiter als der Abstand der Mantelflächen der Schwungräder 13 und hat somit im geschlossenen Zustand Übermaß. Dieses Übermaß bewirkt, dass der Schlagkörper 9 die
Schwungräder 13 auseinander drückt. Wird das bewegliche Schwungrad 13 nach außen gedrückt, spannen sich die Vorspannfedern 96 und erzeugen eine Kraft, die das Schwungrad 13 auf den Schlagkörper 9 presst. Die Federkraft wird über Hebelarm 98 übersetzt. Dies hat den Vorteil, dass die Vorspannfedern 96 nur halb so groß bzw. stark sein müssen wie ohne Übersetzung (bei einer
Übersetzung von 1 : 2) . Auch die Kraft am Hebeldrehpunkt (d . h . an der ersten Position 100) ist nur halb so groß (bei einer Hebelübersetzung 1 : 2) . Andere Werte der Hebelübersetzungen sind natürlich möglich . Diese Reduktion der Federstärke bzw. der Kraftamplituden erlaubt es, die ganzen Halterungen der Schwungräder 13 leichter zu gestalten (zum Beispiel als Blechteile), da die Flächenpressungen an den Lagerstellen nicht so groß sind wie ohne die hebelbasierte Übersetzung .
Die Stößelführung wird im Weiteren bezugnehmend auf Fig. 37 und Fig. 38 beschrieben.
Das bewegliche Schwungrad 13 ist gegenüber dem fixen Schwungrad 13 versetzt (in Fig . 37 nach rechts) . Dieser Achsversatz (von zum Beispiel 1- 10% des Durchmessers der Schwungräder 13) bewirkt, dass der auf dem unteren Schwungrad 13 aufliegende Schlagkörper 9 des Stößels 10 ein Drehmoment 154 (im Uhrzeigersinn) erfährt, wenn das obere Schwungrad 13 mit einer
Andruckkraft 152 nach unten gedrückt wird . Das Drehmoment 154 drückt den Schlagkörper 9 auf der rechten Seite auf ein Stützlager 156. Der Stößel 10 samt Schlagkörper 9 ist somit in dieser Ebene in seiner Lage definiert. Die Verdrehung des Stößels 9 in der anderen Ebene wird durch eine Führung 150, zum Beispiel aus Kunststoff, verhindert. Durch den Achsversatz ist es möglich, die
Führungskräfte gezielt auf massive Elemente (Schwungrad 13 und Stützlager 156) zu lenken und die restliche Führungsaufgabe der Führung 150 aus
Kunststoff zu überlassen, da dort keine großen Kräfte wirken .
Bevor ein anderes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Antriebssystems 94 bezugnehmend auf Fig . 41 bis Fig . 43 näher erläutert wird, soll basierend auf Fig. 39 und Fig. 40 eine dem Antriebssystem 94 zugrunde liegende Problemstellung erläutert werden .
Eine Eintreibvorrichtung eines Nietsetzgeräts verfügt über einen Antrieb, der eine Masse bzw. Stößelstruktur (Stößel 10 und Schlagkörper 9) beschleunigt. Der Stößel 10 wird samt Schlagkörper 9 beschleunigt, indem die Stößelstruktur 9, 10 zwischen sich gegenläufig drehende Schwungräder 13 geschoben wird . Die beschleunigte Masse trifft mit Ende 11 auf den Niet und treibt diesen wie ein Nagel in die Anwendung ein .
Damit eine Beschleunigung stattfindet, soll eine Reibkraft zwischen der Stößelstruktur 9, 10 und der Mantelfläche der Schwungräder 13 aufgebracht werden . Dies wird durch eine Befederung in Form der Vorspannfeder 96 von einem oder beiden Schwungrädern 13 erreicht. Zusätzlich hat die Stößelstruktur 9, 10, genauer gesagt der Schlagkörper 9, gegenüber einem Abstand A der Mantelflächen der beiden Schwungräder 13 Übermaß aufzuweisen, damit die Vorspannfeder 96 zusammengedrückt wird und die Reibkraft entsteht.
Für die Beschleunigungsphase hat der Abstand A kleiner zu sein als eine
Stößeldicke S, genauer gesagt als ein Außendurchmesser des Schlagkörpers 9. Der Abstand A soll während der Beschleunigungsphase nur um Übermaß (S-A) größer werden . Das Übermaß bestimmt dabei den Federweg und somit die Reibkraft auf die Stößelstruktur 9, 10.
Damit die Stößelstruktur 9, 10 nach der Beschleunigungsphase wieder in die Anfangsposition (hier rechts von den Schwungrädern 13) bewegt werden kann, hat der Abstand A größer als das Maß S zu sein .
Fig . 39 und Fig . 40 veranschaulichen somit, dass im aneinander
herangefahrenen Zustand ein Abstand A zwischen den Schwungrädern 13 kleiner eingestellt wird als eine Dicke bzw. ein Durchmesser S eines Schlagkörpers 9 des Stößels 10, welcher Schlagkörper 9 zu Beginn des Setzvorgangs zwischen den Schwungrädern 13 angeordnet ist. Für ein Zurückfahren des Stößels 10 samt Schlagkörper 9 in einen Ausgangszustand nach dem Setzvorgang werden die Schwungräder 13 voneinander weggefahren . Im voneinander weggefahrenen Zustand ist ein Abstand A zwischen den Schwungrädern 13 größer einzustellen als ein Durchmesser S des Schlagkörpers 9 des Stößels 10, welcher Schlagkörper 9 während des Zurückfahrens den Bereich zwischen den Schwungrädern 13 passiert.
Ausgehend von diesen Vorüberlegungen basierend auf Fig . 40 und Fig . 41 sollen die Achsen zweier Schwungräder 13 blockierbar/verstellbar gestaltet werden . Fig . 41 bis Fig . 43 zeigen unterschiedliche Ansichten eines
Antriebssystems 94 zum Antreiben eines mittels eines Setzgeräts in ein
Zielobjekt zu setzenden Befestigungselements gemäß einem anderen
exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung, das die genannten
Anforderungen erfüllt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird, wie in Fig. 41 gezeigt, die Reibkraft durch ein vorgespanntes Tellerfederpaket einer Vorspanneinrichtung 96 aufgebracht. Die Vorspanneinrichtung 96 wird aber anders als in Fig. 40 nicht direkt an das bewegliche Schwungrad 13 angebracht, sondern indirekt mittels eines Hebelarms 98. Damit die Federdimensionen trotz großer erforderlicher Kraft F_l klein bleiben, wird die Kraft über den als Wippe ausgestalteten
Hebelarm 98 übersetzt.
Für die an der Vorspanneinrichtung 96 wirkende Kraft F_2 gilt:
F_2 = F_1*L_1/L_2
wobei L_l ein Abstand zwischen den Positionen 100 und 102 und L_2 ein
Abstand zwischen den Positionen 102 und 104 ist, welche Positionen 100, 102, 104 Drehlagern des Hebelarms 98 entsprechen.
Die Verstellung des Achsabstandes zwischen einander gegenüberliegenden Abschnitten der Mantelflächen der Schwungräder 13 erfolgt über eine Kulisse 112, wie in Fig. 42 gezeigt. Eine Zustellkraft 160, die auf einen Bügel 118 der Vorspanneinrichtung 96 einwirkt, bewegt einen Bolzen 110 am Ende des Bügels 118 in einer abgewinkelten Führungsöffnung 116 der Kulisse 112 nach unten, wie in Fig. 43. Die Wippe in Form des Hebelarms 98 dreht sich um die erste Position 100 als Wippendrehpunkt, eine Schenkelfeder 114 wird gespannt, und die Achsen der Schwungräder 13 rücken näher zusammen.
Verschwindet die Zustellkraft 160, wird die Wippe über die sich nun entspannende, zuvor gespannte Schenkelfeder 114 und die Kulisse 112 geöffnet. Das hat zur Folge, dass der Achsabstand zwischen den Schwungrädern 13 wieder größer ist. Der Stößel 10 kann sofort zurückgezogen werden.
Während der Stößel 10 sich samt Schlagkörper 9 zwischen den
Schwungrädern 13 befindet, kann die Zustellkraft 160 auf den Bügel 118 verschwinden, ohne dass sich die Wippe öffnet. In diesem Zustand ist die Wippe verspannt, da die Stößelstruktur 9, 10 Übermaß aufweist und die Tellerfedern zusammendrückt. Die Schenkelfeder 114 soll so ausgelegt sein, dass die Reibkraft zwischen Bolzen 110 und Kulisse 112 (während der Verspannung) größer ist als die Kraft der Schenkelfeder 114.
Sobald die Stößelstruktur 9, 10 die Schwungräder 13 passiert hat, öffnet sich die Wippe augenblicklich, da die Schenkelfeder 114 nun keine große
Reibkraft zu überwinden hat.
Fig . 41 bis Fig . 43 zeigen, dass der Hebelarm 98 eine Wippe als
Hebelmechanismus bereitstellt. Aufgrund dieser Anordnung ist mehr Platz für die vielen Tellerfedern der Vorspanneinrichtung 96 bereitgestellt. Auf die Achsen und Komponenten wirkende Kräfte verringern sich aufgrund des Zwischenschaltens des Hebelarms 98 gegenüber einer Ausführungsform, bei der die
Vorspanneinrichtung 96 direkt auf die Achsen und Komponenten einwirken würde. Fig . 41 bis Fig . 43 zeigen ferner, dass das Ende der Vorspanneinrichtung 96, das der dritten Position 104 gegenüberliegt, an den Bolzen 110 angekoppelt ist. Dieser ist von der Kulisse 112 derart führbar, dass mit Überführen des Bolzens 110 zwischen zwei Positionen in der Kulisse 112 der Hebelarm 98 so bewegt wird, dass dadurch das bewegliche Schwungrad 13 zwischen der reibschlüssigen herangefahrenen Stellung und der von dem Schlagkörper 9 weggefahrenen Stellung überführt wird . Fig . 41 bis Fig . 43 zeigen darüber hinaus die Schenkelfeder 114 als weitere Vorspanneinrichtung, die zwischen der dritten Position 104 und dem Bolzen 110 verspannt ist. Die Schenkelfeder 114 ist montiert, bei Überführen des beweglichen Schwungrads 13 von der von dem Schlagkörper 9 weggefahrenen Stellung zu der reibschlüssig herangefahrenen Stellung gespannt zu werden und bei Überführen des beweglichen Schwungrads 13 von der reibschlüssig herangefahrenen Stellung zu der von dem Schlagkörper 9 weggefahrenen Stellung wieder entspannt zu werden .
Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass„aufweisend" keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und„eine" oder„ein" keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Antriebsmechanismus (94) zum Antreiben eines mittels eines Setzgeräts (30) in ein Zielobjekt (62, 64) zu setzenden Befestigungselements (66), wobei der Antriebsmechanismus (94) aufweist:
eine Stößelstruktur (9, 10) mit einem Stößel (10), der zum Ausüben einer Setzkraft auf das Befestigungselement (66) beschleunigbar ist;
Schwungräder (13), von denen zumindest eines selektiv zum direkten oder indirekten Koppeln mit dem Stößel (10) an die Stößelstruktur (9, 10)
reibschlüssig heranfahrbar oder zum Entkoppeln von dem Stößel (10) von der Stößelstruktur (9, 10) wegfahrbar ausgebildet ist und die zum reibschlüssigen Beschleunigen der Stößelstruktur (9, 10) in Rotation versetzbar sind;
eine Vorspanneinrichtung (96), die zum Ausüben einer in Richtung der Stößelstruktur (9, 10) gerichteten und auf zumindest eines der Schwungräder (13) einwirkenden Vorspannkraft eingerichtet ist;
einen Hebelmechanismus (98), der eingerichtet ist, die Vorspannkraft von der Vorspanneinrichtung (96) auf das zumindest eine der Schwungräder (13) zu übertragen;
wobei der Antriebsmechanismus (94) eingerichtet ist, im aneinander herangefahrenen Zustand einen Abstand (A) zwischen den Schwungrädern (13) kleiner einzustellen als ein Durchmesser (S) eines Abschnitts (9) der
Stößelstruktur (9, 10), welcher Abschnitt (9) zu Beginn des Setzvorgangs zwischen den Schwungrädern (13) angeordnet ist.
2. Antriebsmechanismus (94) gemäß Anspruch 1, wobei die
Vorspanneinrichtung (96) eine Federeinrichtung aufweist.
3. Antriebsmechanismus (94) gemäß Anspruch 2, wobei die Federeinrichtung ein Tellerfederpaket aufweist.
4. Antriebsmechanismus (94) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Hebelmechanismus (98) einen Hebelarm aufweist, der an einer ersten Position ( 100) ortsfest und drehbar gelagert ist, an einer zweiten Position ( 102) an das zumindest eine der Schwungräder ( 13) verschiebbar und drehbar angekoppelt ist und an einer dritten Position ( 104) an einen Abschnitt, insbesondere an ein Ende, der Vorspanneinrichtung (96) verschiebbar und drehbar angekoppelt ist.
5. Antriebsmechanismus (94) gemäß Anspruch 4, wobei die zweite Position ( 102) zwischen der ersten Position ( 100) und der dritten Position ( 104)
angeordnet ist.
6. Antriebsmechanismus (94) gemäß Anspruch 4 oder 5, wobei ein anderer Abschnitt, insbesondere ein anderes Ende, der Vorspanneinrichtung (96) mit einer geführten Struktur, insbesondere einem Bolzen ( 110), gekoppelt ist, die bzw. der in einer Führungsstruktur ( 112), insbesondere in einer Führungsstruktur ( 112) mit einer abgewinkelten Führungsaussparung, derart führbar ist, dass mit Überführen der geführten Struktur, insbesondere des Bolzens ( 110), zwischen zwei Positionen, insbesondere zwischen zwei Endpositionen, in der
Führungsstruktur ( 112) der Hebelarm (98) so bewegt wird, dass dadurch das mindestens eine der Schwungräder ( 13) zwischen der an die Stößelstruktur (9, 10) reibschlüssig herangefahrenen Stellung und der von der Stößelstruktur (9, 10) weggefahrenen Stellung überführt wird .
7. Antriebsmechanismus (94) gemäß Anspruch 6, wobei der
Antriebsmechanismus (94) eingerichtet ist, dass mittels Ausübens einer
Zustellkraft auf die Vorspanneinrichtung (96) oder die geführte Struktur, insbesondere den Bolzen ( 110), die geführte Struktur, insbesondere der Bolzen ( 110), in der Führungsstruktur ( 112) bewegt und infolgedessen die
Vorspanneinrichtung (96) verkippt wird, womit mittels des Hebelmechanismus (98) die Schwungräder ( 13) in einen aneinander herangefahrenen Zustand überführt werden .
8. Antriebsmechanismus (94) gemäß Anspruch 6 oder 7, aufweisend eine weitere Vorspanneinrichtung ( 114), die zwischen der dritten Position ( 104) des Hebelarms (98) und der geführten Struktur, insbesondere dem Bolzen ( 110), verspannt ist.
9. Antriebsmechanismus (94) gemäß Anspruch 8, wobei die weitere
Vorspanneinrichtung ( 114) eine Drehfeder, insbesondere eine Schenkelfeder, ist.
10. Antriebsmechanismus (94) gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei die weitere Vorspanneinrichtung ( 114) montiert ist, bei Überführen des mindestens einen der Schwungräder ( 13) von der von der Stößelstruktur (9, 10) weggefahrenen Stellung zu der reibschlüssig herangefahrenen Stellung gespannt zu werden und bei Überführen des mindestens einen der Schwungräder ( 13) von der
reibschlüssig herangefahrenen Stellung zu der von der Stößelstruktur (9, 10) weggefahrenen Stellung entspannt zu werden .
11. Antriebsmechanismus (94) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die weitere Vorspanneinrichtung ( 114) derart eingerichtet ist, dass eine Reibkraft zwischen der geführten Struktur, insbesondere dem Bolzen ( 110), und der Führungsstruktur ( 112) größer ist als eine Vorspannkraft der weiteren
Vorspanneinrichtung ( 114) in einem gespannten Zustand .
12. Antriebsmechanismus (94) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 , der eingerichtet ist, im aneinander herangefahrenen Zustand einen Abstand (A) zwischen den Schwungrädern ( 13) kleiner einzustellen als ein Durchmesser (S) eines Abschnitts (9) der Stößelstruktur (9, 10), welcher Abschnitt (9) zu Beginn des Setzvorgangs zwischen den Schwungrädern ( 13) angeordnet ist.
13. Antriebsmechanismus (94) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, der eingerichtet ist, für ein Zurückfahren des Stößels ( 10) in einen Ausgangszustand nach dem Setzvorgang die Schwungräder ( 13) voneinander wegzufahren und voneinander weggefahrenen Zustand einen Abstand (A) zwischen den
Schwungrädern ( 13) größer einzustellen als ein Durchmesser (S) eines
Abschnitts (9) der Stößelstruktur (9, 10), welcher Abschnitt (9) während des Zurückfahrens den Bereich zwischen den Schwungrädern ( 13) passiert.
14. Antriebsmechanismus (94) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Vorspanneinrichtung (96) eingerichtet ist, auf genau ein translatorisch bewegliches, der rotierfähig gelagerten Schwungräder ( 13) die Vorspannkraft auszuüben, wobei mindestens ein anderes Schwungrad ( 13) translatorisch unbeweglich gelagert ist.
15. Setzgerät (30), insbesondere Nietsetzgerät (30), zum Setzen eines Befestigungselements (66) in ein Zielobjekt (62, 64), wobei das Setzgerät (30) einen Antriebsmechanismus (94) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 zum Antreiben des Befestigungselements (66) aufweist.
16. Setzanordnung, aufweisend :
ein Setzgerät (30) gemäß Anspruch 15 zum Setzen eines
Befestigungselements (66);
das Befestigungselement (66), insbesondere setzbereit an oder in dem Setzgerät (30) montiert.
17. Verfahren zum Setzen eines Befestigungselements (66) in ein Zielobjekt (62, 64) mittels eines Setzgeräts (30), das eine Stößelstruktur (9, 10) mit einem Stößel ( 10) aufweist, der zum Ausüben einer Setzkraft auf das
Befestigungselement (66) beschleunigbar ist, wobei eine Vorspanneinrichtung (96) zum Ausüben einer in Richtung der Stößelstruktur (9, 10) gerichteten und auf zumindest eines von Schwungrädern ( 13) einwirkenden Vorspannkraft vorgesehen ist und ein Hebelmechanismus (98) vorgesehen ist, um die Vorspannkraft von der Vorspanneinrichtung (96) auf das zumindest eine der Schwungräder (13) zu übertragen, wobei das Verfahren aufweist:
Einstellen der Schwungräder (13) in einen von dem Stößel (10)
entkoppelten Zustand, in dem die Schwungräder (13) von der Stößelstruktur (9, 10) weggefahren sind;
Versetzen der Schwungräder (13) in Rotation;
Überführen der rotierenden Schwungräder (13) in einen mit der
Stößelstruktur (9, 10) gekoppelten Zustand, indem zumindest eines der
Schwungräder (13) an die Stößelstruktur (9, 10) herangefahren wird, um die Stößelstruktur (9, 10) zum Ausüben der Setzkraft auf das Befestigungselement (66) reibschlüssig zu beschleunigen;
wobei im aneinander herangefahrenen Zustand ein Abstand (A) zwischen den Schwungrädern (13) kleiner eingestellt wird als ein Durchmesser (S) eines Abschnitts (9) der Stößelstruktur (9, 10), welcher Abschnitt (9) zu Beginn des Setzvorgangs zwischen den Schwungrädern (13) angeordnet ist.
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