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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Nietwerkzeug.
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Nietwerkzeuge
dieses Typs nach dem Stand der Technik, dazu bestimmt, Nieten mit
Sollbruchdorn jeder Art anzubringen, enthalten einen Handgriff oder
Griff und einen im wesentlichen zylindrischen Körper, angebracht an dem Handgriff
und quer zu letzterem, sowie ausgestattet an einem Ende mit einem
Kopf zum Greifen der Nieten und Abbrechen. Der Handgriff enthält eine
Gruppe aus Druckluftzylinder und Kolben, welche den Kolben eines
Hydraulikzylinders antreibt, der in dem Körper koaxial zu letzterem aufgenommen
ist.
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Der
Kolben des Hydraulikzylinders ist mit einer rohrförmigen,
koaxial zu dem Körper
verlaufenden Stange versehen, deren eines Ende dem Greifkopf für die Nieten
zugeordnet ist, wie in dem Dokument
GB
2 116 102 gezeigt wird. Die Nieten werden wir folgt angebracht.
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Die
Niete, gehalten durch den Greifkopf des Nietwerkzeugs, wird im Inneren
der Bohrung positioniert, die in die zu verbindenden Teile eingearbeitet worden
ist. Der Benutzer zieht dann den Abzug an dem Handgriff. Dieser öffnet ein
erstes Absperrventil, welches eine Druckluftquelle in Verbindung mit
einer Kammer des Druckluftzylinders bringt, welcher bewirkt, dass
der entsprechende Kolben seinen Vorwärtshub ausführt.
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Dieser
Kolben ist mit einer Stange versehen, welche während des Vorwärtshubs
durch eine mit Öl gefüllte Kammer
im Inneren des Handgriffs läuft,
die mit der Druckkammer des Kolbens des Hydraulikzylinders in Verbindung
steht.
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Sobald
sich der Kolben von dem Greifkopf der Nieten entgegen der Gegenwirkung
einer Rückhohlfeder
fort bewegt, übt
der Kolben über
die Zylinderstange und den Greifkopf eine Zugkraft aus, welche einen
Teil der Niete an den zu verbindenden Teilen anstaucht und gleichzeitig
den Stift oder Schaft der Niete abbricht.
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Man
hat jedoch herausgefunden, dass der Hydraulikmechanismus, welcher
die Nietwerkzeuge dieses Typs auslöst, einen unvermeidbaren Nachteil aufweist,
der mit den Ölverlusten
zusammenhängt. Diese
Verluste werden natürlich
stärker,
desto älter das
Werkzeug wird.
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Dies
bedeutet, dass das Öl
in regelmässigen Abständen erneuert
oder wenigstens nachgefüllt werden
muss.
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Die
Versuche, diesen Nachteil durch eine präzisere Bearbeitung der kritischen
Teile zu überwinden,
die für
die Verluste verantwortlich sind, und durch Hinzufügen von Öldichtungen,
haben die Produktionskosten erheblich erhöht, ohne das Problem vollkommen
zu lösen.
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Ebenfalls
sind nach dem Stand der Technik Nietwerkzeuge bekannt, versehen
mit Behältern
zum Sammeln des Abfalls, wobei dieser Abfall, wie bekannt ist, aus
den abgetrennten Stiften oder Schäften der Nieten bestehen.
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Spezifischer
ausgedrückt
wird der Schaft einer jeden Niete, nachdem er abgebrochen worden ist,
durch einen Ausstosskanal ausgeworfen, koaxial zu dem Kopf des Nietwerkzeugs
und sich von einem Einlass an dem Greifkopf bis zu einem Auslass
erstreckend, der zu dem Behälter
führt,
welcher an dem Körper
auf der entgegengesetzten Seite von dem Greifkopf befestigt ist.
Der Schaft wird durch einen Druckluftstrom durch den Ausstosskanal
gedrückt.
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Wenn
der Behälter
von dem Werkzeugkörper
abgenommen wird, um ihn, wenn er voll ist, zu leeren, verhindert
zum Beispiel eine Sicherheitsvorrichtung, dass die Schäfte ausgestossen
werden, bis der Behälter
nicht wieder an seiner Stelle angebracht worden ist.
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Die
Sicherheitsvorrichtung kann aus einem handbetriebenen Ventil bestehen,
um den Druckluftkreis abzusperren, oder auch aus mechanischen Ansperrschiebern
zum Schliessen des Ausstosskanals.
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Weder
der eine noch der andere dieser Typen von Vorrichtung bieten jedoch
eine ausreichende Sicherheitsgarantie. Tatsächlich betrifft erstere einen Handbetrieb
und letztere kann aufgrund des hohen Druckes in dem Druckluftkreis, und
da sie nicht den Luftumlauf in dem System absperrt, das Zurückstossen
des Schaftes durch den Einlass des Ausstosskanals bewirken.
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Demgemäss sieht
die vorliegende Erfindung ein Nietwerkzeug in Übereinstimmung mit dem Patentanspruch
1 vor. Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beiliegenden
Zeichnungen beschrieben, die eine vorgezogene Ausführung derselben
zeigen, und in welchen:
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1 und 2 Längsschnitte
eines Nietwerkzeuges nach der vorliegenden Erfindung in zwei Arbeitspositionen
zeigen;
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3 und 4 zeigen
einen Teil des Nietwerkzeuges aus
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1 in
zwei verschiedenen Betriebszuständen.
Unter Bezugnahme auf die 1 und 2 ist mit 1 in
seiner Gesamtheit ein Nietwerkzeug bezeichnet, insbesondere ein
druckluftbetriebenes, enthaltend einen länglichen Handgriff 2,
dessen Längsachse
mit 3 bezeichnet ist.
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Ein
Ende des Handgriffes 2 ist an einen im wesentlichen zylindrischen
Körper 4 angeschlossen, dessen
mit 5 bezeichnete Längsachse
im wesentlichen quer zu der Achse 3 des Handgriffes 2 verläuft.
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Ein
erstes Ende des Körpers 4 ist
mit einem Kopf 6 zum Greifen der Schäfte 7 der Nieten 8 versehen,
und das zweite Ende ist mit einem zylindrischen Behälter 9 ausgestattet,
koaxial zu dem Körper 4 und dazu
bestimmt, die abgebroche nen Schäfte 7 aufzunehmen,
die von dem Nietwerkzeug 1 nach dem Einschlagen der Nieten 8 ausgestossen
werden. Das freie Ende des Handgriffes 2, bezeichnet insgesamt mit 10,
ist im wesentlichen zylindrisch in der Form, ist durch eine untere
Wand 11 verschlossen und bildet im Inneren einen zylindrischen
Hohlraum 12, welcher durch einen Kolben 13 in
eine erste Kammer 14 zwischen dem Kolben 13 und
der unteren Wand 11 und eine zweite Kammer 15 geteilt
ist, die sich zwischen dem Kolben 13 und einer mit 16 bezeichneten
Endwand befindet, die im wesentlichen parallel zu der unteren Wand 11 verläuft.
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Genauer
gesagt bilden der zylindrische Hohlraum 12 und der Kolben 13 zusammen
erste Antriebsmittel, die dem Handgriff 2 zugeordnet sind.
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An
dem Ende des Handgriffes 2 dicht an dem Körper 4 befindet
sich schwenkbar montiert ein Abzug 17. Letzterer löst in Zusammenwirkung
mit einer Stange 18, parallel zu der Achse 3 und
in einer Richtung parallel zu der Achse 3 gleitend, ein
Verteilerventil aus, das schematisch als Block 19 dargestellt ist.
Das Ventil 19 ist über
ein Rohr 20 an eine Druckluftquelle 21 angeschlossen.
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Wenn
der Abzug 17 betätigt
wird, verbindet das Ventil 19 in bekannter Weise die Quelle 21 direkt mit
der ersten Kammer 14, so dass der Kolben 13 aus
der in 1 gezeigten Ruheposition in die in 2 gezeigte
Betriebsposition gedrückt
wird. Alternativ kann das Ventil 19 die Quelle 21 auch
in bekannter Weise direkt mit der zweiten Kammer 15 verbinden,
so dass der Kolben 13 aus der in 2 gezeigten
Betriebsposition in die in 1 gezeigte
Ruheposition gedrückt
wird.
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Ebenfalls
in bekannter Weise und aus den nachstehend beschriebenen Gründen speist
das Ventil 19 ununterbrochen eine Kammer 23 im
Inneren des Körpers 4 durch
eine Leitung, die schematisch in den 1 und 2 durch
eine durchgehende und mit 22 bezeichnete Linie dargestellt
wird, und die sich zum Teil im Inneren des Handgriffes 2 und
zum Teil im Inneren des Körpers 4 erstreckt.
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Wie
in den 1 und 2 gezeigt, ist der Kolben 13 an
eine Stange 24 angeschlossen, die koaxial zu der Achse 3 des
Handgriffes 2 verläuft
und in einer in den Handgriff 2 selbst eingearbeiteten
Führungsbuchse 25 gleitet.
Befestigt an dem Ende der Stange 24, das dem Körper 4 zugewandt
ist, befindet sich ein Keil 26, dessen eine Fläche 27 parallel
zu der Achse 3 ist, und eine andere, von der Fläche 27 entgegengesetzte
Fläche 28 einen
vorgegebenen Winkel zu der Achse 3 aufweist und den aktiven
Schubabschnitt eines Nockenelementes 29 bildet, enthaltend
eine Nockenstösselrolle 30 und
eine Kontakt- und Führungsrolle 31.
Insbesondere ist der Nockenstössel 30,
der mit der angewinkelten Fläche 28 des Keils 26 zusammenarbeitet,
drehbar an einer Welle 32 montiert, deren Achse quer zu
der Achse 5 verläuft,
und welche wiederum an einem Schlitten 33 montiert ist,
angeordnet in dem Körper 4 und
in der Richtung der Achse 5 laufend. Spezifischer ausgedrückt, bilden
der Keil 26, die Rolle 30 und der Schlitten 33 zweite
Antriebsmittel, die über
die Stange 24 mit den ersten Antriebsmitteln verbunden
sind.
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Wie
in den 1 und 2 gezeigt, ist der Schlitten 33 mit
Hilfe einer rohrförmigen
Stange 34 an den Greifkopf 6 angeschlossen, während auf
der Seite des Schlittens 33 entgegengesetzt von dem Greifkopf 6 ein
schalenförmiges
Element 35 vorhanden ist, welches einen Sitz 35a zur
Aufnahme eines Endabschnittes einer gegenwirkenden Schraubenfeder 36 beschreibt,
vorgesehen zwischen der Endwand 37 des Sitzes 35a und
einer Wand 38 quer zu der Achse 5, parallel zu
der Endwand 37 und fest verbunden mit dem äusseren,
den Körper 4 beschreibenden Gehäuse 39.
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Mehr
im Detail gesehen, unter Bezugnahme auch auf die 3 und 4,
bilden der durch das vorgenannte schalenförmige Element 35 beschriebene
Sitz 35a und die Wand 38 die Kammer 23,
in welche die Leitung 22 führt.
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Der
Greifkopf 6 enthält
eine Nietendüse 40, aufgeschraubt
auf das vordere Ende 41 des Gehäuses 39 des Körpers 4,
sowie zwei Klemmbacken 42, aufgenommen in einem jeweiligen
Spannfutter 43, das an das Ende einer rohrförmigen Stange 34 angeschlossen
ist, und zwar entgegengesetzt von dem an den Schlitten 33 angeschlossenen
Ende.
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Unter
Bezugnahme auf die 1 und 2 ist mit
der Nummer 44 ein Ausstosskanal für die Schäfte 7 der Nieten 8 bezeichnet.
Dieser Kanal verläuft
koaxial zu der Achse 5 und weist einen Einlass an der Düse 40 auf
und einen Auslass, der in den Behälter 9 führt und
sich weiter durch den Greifkopf 6, die rohrförmige Stange 34,
den Schlitten 33 und die Wände 37 und 38 erstreckend.
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Wie
mehr im Detail in den 2 und 3 gezeigt
ist, ist die Kammer 23 über
eine in die Wand 38 eingearbeitete Bohrung 45 mit
einer ringförmigen Kammer 46 verbunden,
die sich rund um eine Muffe 47 erstreckt, welche koaxial
zu der Achse 5 verläuft und
die Wand 38 mit einer Endwand 48 des Gehäuses 39 des
Körpers 4 verbindet.
Mit ihrer äusseren zylindrischen
Oberfläche
bildet die Endwand 48 ein Verbindungselement für ein offenes
Ende 9a des Behälters 9.
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Die
vorgenannte ringförmige
Kammer 46 ist über
einen Durchlass 46a an eine Bohrung 49 angeschlossen,
welche die Muffe 47 in einem Winkel zu dem Auslass des
Ausstosskanals 44 hin gerichtet durchläuft, und zwar auf solche Weise,
dass die durch eine Druckluftquelle 21 zugeführte und
durch die Leitung 22 strömende Luft einen Venturi-Effekt bewirkt,
der ein Vakuum im Inneren des Ausstosskanals 44 erzeugt,
in der Lage, eine zu dem Auslass des Ausstosskanals 44 hin
gerichtete Ansaugwirkung zu erzeugen.
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Die
Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf den Betrieb des Nietwerkzeuges
beschrieben, ausgehend von dem in 1 gezeigten
Zustand, in welchem eine den zu verbindenden Teilen (nicht gezeigt)
zugeordnete Niete 8 mit ihrem Schaft 7 in die Düse 40 des
Greifkopfes 6 eingesetzt worden ist. Wenn der Abzug 17 betätigt wird,
befähigt
das durch die Stange 18 aktivierte Ventil 19 die
unter Druck von der Quelle 21 zugeführte Luft, in die erste Kammer 14 zu
strömen
und den Kolben 13 entlang dem zylindrischen Hohlraum 12 zu
verschieben, und zwar aus der in 1 gezeigten
Ruheposition in die Betriebsposition, gezeigt in 2.
Daraus ergibt sich, dass die Stange 24 im Inneren der Muffe 25 gleitet
und den Keil 26 in die Lage versetzt, den Schlitten 33 entlang der
Richtung der Achse 5 zu dem Behälter 9 hin zu bewegen,
wie durch den Pfeil F1 angezeigt ist. Spezifischer ausgedrückt, läuft die
Fläche 27 parallel
zu der Achse 3 an der Kontakt- und Führungsrolle 31, während die
angewinkelte Fläche 28 des
Keils 26 mit der Nockenstösselrolle 30 auf solche
Weise zusammenarbeitet und zusammenwirkt, dass der Schlitten 33 und
somit die rohrförmige
Stange 34, der Greifkopf 6 und das Spannfutter 43 entlang
dem Körper 4 verschoben
werden. Als Ergebnis dieser Bewegung und entgegen der Gegenwirkung
der Feder 36 schliessen sich die Klemmbacken 42 rund
um den Schaft 7, ziehen ihn und brechen ihn ab, während gleichzeitig
die Niete 8 in die zu ver bindenden Teile eingeschlagen
wird.
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An
diesem Punkt bewirkt das durch den Venturi-Effekt erzeugte Vakuum
im Inneren des Ausstosskanals 44 eine Saugkraft, welche
den abgebrochenen Schaft 7 durch den Ausstosskanal 44 in
den Behälter 9 zieht.
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Wenn
der Abzug 17 losgelassen wird, sperrt das Ventil 19 den
Strom der Druckluft in die erste Kammer 14 ab und bewirkt,
dass diese in die zweite Kammer 15 strömt, um den Kolben 13 zurück in die Ruheposition
wie in 1 zu schieben, so dass sich das Nockenelement 29 in
die abgesenkte Position bewegt, wobei bewirkt wird, dass sich der
Schlitten 33 unter der Wirkung der Feder 36 in
der Richtung entgegengesetzt zu der durch den Pfeil F1 angezeigten
verschiebt. Dieser Zyklus wird für
jede Niete 8 wiederholt.
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Wie
mehr im Detail in den 3 und 4 gezeigt
wird, erreicht die Bohrung 45 die ringförmige Kammer 46 durch
Absperrmittel 50, bestehend aus einem Ventil 51,
das eine Leitung 52 öffnet
und schliesst, welche pneumatisch die Bohrung 45 mit der
ringförmigen
Kammer 46 verbindet.
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Genauer
gesagt bilden die Kammer 23, die Bohrung 45, die
Leitung 52, die ringförmige
Kammer 46, der Durchlass 46a und die angewinkelte
Bohrung 49 zusammen einen Kreis, der pneumatisch die Leitung 22 mit
dem Ausstosskanal 44 verbindet.
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Das
Ventil 51 ist im Inneren eines radialen Sitzes 53 ange ordnet,
eingearbeitet in das äussere Gehäuse 39 mit
einem offenen Ende zu dem Aussenbereich hin, und kann sich zwischen
zwei stabilen Positionen bewegen. In der ersten dieser Positionen, dargestellt
in 4, ist die Leitung 52 geschlossen, wenn
der Behälter 9 abgenommen
wird, und zwar durch die Druckwirkung der im Inneren des Druckluftkreises
vorhandenen Luft, die zwischen dem Kopf 55 des Ventils 51 und
der Endwand der ringförmigen Kammer 46 wirkt.
In dieser Position wird das Ventil 51 durch eine Blockierschraube 56 im
Inneren seines Sitzes 53 gehalten.
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Das
Ventil 51 bewegt sich in die zweite stabile Position, dargestellt
in 3, und in welcher die Leitung 52 geöffnet ist,
wenn der Behälter 9 an
der Rückseite
der Endwand 48 des Gehäuses 39 des Körpers 4 angebracht
worden ist. Insbesondere wird der Behälter 9 an der Endwand 48 durch
eine solche axiale Bewegung angebracht, dass das offene Ende 9a des
Behälters 9 über der äusseren
Oberfläche
der Endwand 48 sitzt. Danach trifft der Behälter 9 dank der
beiden Gewindeabschnitte 57 an der inneren Oberfläche seines
offenen Endes 9a durch eine Schraubbewegung um die Achse 5 auf
eine Kappe 58 an der Aussenseite des Ventils 51,
wodurch bewirkt wird, dass sich letzteres allmählich radial in der Richtung
der Achse 5 selbst verschiebt und dabei den Widerstand
der Druckluft überwindet
und somit die Verbindungsleitung 52 wieder öffnet.
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Aus
der obigen Beschreibung geht klar hervor, dass, wenn der Behälter 9 nicht
befestigt ist, das Ventil 51 sich in der Position befindet,
in welcher es die Luftleitung 52 verschliesst, wodurch
der vorgenannte Druckluftkreis verschlossen und der Luftstrom durch
den Ausstosskanal 44 unterbrochen wird, so dass jedes Risiko,
dass die Schäfte 7 der Nieten 8 unkontrolliert
durch den Auslass des Kanals 44 selbst ausgestossen werden
könnten,
verhindert wird.