DE2312926C3 - Handgerät zum Nieten mittels einmaligen Schlags - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Handgerät zum Nieten mittels einmaligen Schlags mit in einem Gehäuse vorgesehenen Hohlzylinder, in dessen Hohlraum sich ein Schlagbolzen verschiebt und an dessen einer Stirnseite eine Vorrichtung zum Anstauchen der Nietköpfe eingesetzt ist, wobei der Zylinderinnenraum über in der Nähe der erwähnten Stirnseite ausgeführte Öffnungen zur Rückführung des Schlagbolzens in die Ausgangsstellung mit einer Druckgasquelle verbunden ist, mit einem den Schlag auslösenden Steuerventil, einem Schwimmkolben, der einen Flüssigkeitsraum vom Druckgasraum trennt, und mit einem die Bewegung des Schwimmkolbens begrenzenden Anschlag. Ein Gerät dieser Bauart, das allerdings kein Handgerät ist, ist aus der GB-PS II 61 904 bekannt.

Bei dieser bekannten Ausbildung dient als Schlagelement der Hohlzylinder, in dessen Innenraum sich der Schwimmkolben verschiebt, und zwar unter der Wirkung der vom offenen Ende des Hohlzylinders her eintretenden Arbeitsflüssigkeit. Dabei wird das vor dem Schwimmkolben liegende Gas zur Energiespeicherung gespannt. Bei der Ausführung des Schlags bewegt sich der Schwimmkolben im Hohlzylinder wieder relativ und entgegengesetzt zu dessen Bewegungsrichtung zurück.

Der Innenraum des Hohlzylinders muß bei dieser Ausbildung zur Speicherung einer ausreichenden Energiemenge ein gewisses Mindestvolumen haben, was zu beträchtlichen Abmessungen des Geräts sowohl in Längs- als auch in Querrichtung führt und ein ¹^ erhebliches Gewicht desselben nach sich zieht. Das höhere Gewicht des als Schlagelement wirkenden Hohlzylinders führt auch zu einer Erhöhung der im Betrieb auftretenden Rückstoßkraft Diese Konstruktion ist somit nicht geeignet, als Handapparat ausgebildet zu werden.

Hinzu kommt, daß bei der bekannten Ausbildung der Gas-Hochdruckraum sich im auf Schlag beanspruchten Hohlzylinder befindet Durch diese Beanspruchung kann ein Bruch oder ein Platzen nicht ausgeschlossen werden, was zu schwerwiegenden Unfällen führen kann.

Ein weiterer Umstand, der die Verwendung des bekannten Geräts als Handapparat erschweren würde, liegt darin, daß es an zwei Schlauchleitungen angeschlossen .werden muß.

Schließlich ist nachteilig, daß eine Änderung der Schlagenergie nur mit einigem Aufwand möglich ist nämlich durch jeweils geänderte Einstellung des Ladedrucks

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist demgegenüber die Schaffung eines leichten, sicheren, leicht handhabbaren und betriebszuverlässigen Handgeräts zum Nieten mittels einmaligen Schlags.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Schwimmkolben im als pneumohydraulischer Zylinder ausgeführten Gehäuse vorgesehen ist und der Hohlzylinder drehbar um seine Achse ausgebildet ist und Überströmöffnungen aufweist, die Öffnungen eines Deckels entsprechen, welcher starr im Gehäuse angeordnet ist und eine Vertiefung aufweist, in die der Schlagbolzen in seiner Ausgangsstellung eintritt, wobei das Steuerventil gebildet ist durch einen Vorsprung des Deckels mit einer Durchgangsöffnung in Zusammenwirkung mit einer konzentrisch im Schwimmkolben vorgesehenen Vertiefung, wobei im Deckel ein Rückschlagventil vorgesehen ist, über welches ein Durchtritt aus der Vertiefung in den Flüssigkeitstraum möglich ist.

Die Wirkung der damit beanspruchten Maßnahmen besteht darin, daß der Schlagbolzen ein massives Bauelement ist, dessen schlagende Beanspruchung keine Gefährdung mit sich bringt. Sein Gewicht und seine Abmessungen können verhältnismäßig gering bleiben, da die notwendige Schlagenergie in der erreichbaren Beschleunigung und Endgeschwindigkeit liegt. Außerdem kann dadurch der vordere Teil des Geräts sehr kompakt ausgebildet sein, was seine Handhabbarkeit sehr erleichtert Es ist damit z. B. sehr gut geeignet zum Einsatz im Flugzeugbau, wo eine Vielzahl von Nieten auch an schwer zugänglichen Stellen zu setzen sind. Die Einstellung der jeweils erforderlichen Schlagenergie erfolgt auf äußerst einfache Weise durch Drehen des Hohlzylinders, wodurch der Durchtrittsquerschnitt der Überströmöffnungen geändert wird.

Die Erfindung wird nachfolgend durch die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen erläutert: Es zeigt

F i g. 1 den Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Handgerät zum Nieten mittels einmaligen Schlags,

F i g. 2 den Schnitt nach Linie S-Saus F i g. 1 und

F i g. 3 den Schnitt nach Linie S-Saus F i g. 1 bei einer anderen Drehstellung des Hohlzylinders.

Das Handgerät hat ein zylindrisches Gehäuse 1 in dem konzentrisch unter Belassung eines Ringkanalraums 9 ein Hohlzylinder 2 eingesetzt ist. Der Hohlzylinder 2 ist in Axialrichtung unverschieblich, jedoch drehbar im Gehäuse 1 gehalten.

Im Hohlraum 4 des Hohlzylinders 2 befindet sich ein Schlagbolzen 5, der zur Ausführung der Schläge nach vorn in Richtung zu einer Vorrichtung 6 /um Anstauchen der Nietköpfe beschleunigt werden kann. Diese Vorrichtung ist in dem vorderen Ende des

Hohlzylinders 2 eingesetzt

Der Ringkanalraum 9 ist mit Niederdruckgas gefüllt, welches zur Rückführung des Schlagbolzens 5 nach erfolgtem Schlag in seine Ausgangsstellung dient Zu diesem Zweck kann das Niederdruckgas durch Öffnungen 21 am vorderen Ende in den Hohlraum 4 des Hohlzylinders 2 überströmen. Der Ringkanalraum 9 wird nur bei der Vorbereitung des Geräts zum Einsatz einmalig mit dem Niederdruckgas gefüllt und braucht während des Betriebs nicht an eine Druckquelle angeschlossen zu bleiben.

Ein hinterer Abschnitt des Gehäuses 1 weist einen vergrößerten Durchmesser auf, und in diesem ist ein Flüssigkeitsraum 11 und ein Druckgasraum 10 ausgebildet, wobei diese beiden Räume durch einen Deckel 7 getrennt sind, der fest mit dem Gehäuse 1 verbunden oder einstückig mit diesem ausgeführt ist

Der Deckel 7 hat eine nach vorn offene Vertiefung 27, in die sich der Schlagbolzen 5 mit seinem hinteren Ende hineinsetzen kann. Nach hinten weist ein Vorsprung 73, in dem eine zentrale Durchgangsöffnung 28 verläuft.

Am Umfang weist der Deckel 7 mehrere Bohrungen auf, über die der Flüssigkeitsraum 11 Verbindung mit dem Druckgasraum 10 hat.

Die Trennung zwischen der Arbeitsflüssigkeit und dem Druckgas erfolgt durch einen Schwimmkolben 12, der im Druckgasraum 10 hin- und herbeweglich untergebracht ist. Dieser Schwimmkolben 12 hat in der Weise abgestufte Durchmesser, daß in seiner vorderen Endstellung der Vorsprung 73 des Deckels 7 in eine Vertiefung 74 des Schwimmkolbens 12 greift und bei dessen Bewegung nach hinten die Durchgangsöffnusg 28 zunächst noch verschlossen bleibt und erst nach Zurücklegung eines bestimmten Wegs freigegeben wird. Diese Anordnung wirkt in noch zu beschreibender Weise als Steuerventil, dessen Bereich mit dem Bezugszeichen 29 versehen ist.

Bei der Bewegung des Schwimmkolbens 12 nach hinten wird das hochgespannte Druckgas im Druckgasraum 10 auf einen noch höheren Druck verdichtet. Im übrigen ist der Druckgasraum 10 verschlossen und wird lediglich durch eine nicht mit Bezugszeichen versehene Anschlußöffnung vor dem Einsatz des Geräts an eine Hochdruckquelle zur Aufladung angeschlossen. Während des Betriebs braucht der Druckgasraum 10 nicht mit einer Hochdruckquelle verbunden zu bleiben.

In den Flüssigkeitsraum 11 mündet ein Flüssigkeitskanal 61, an den eine Flüssigkeitsdruckleitung 46 angeschlossen ist. Diese Leitung ist von einem nicht gezeigten Steuerventil beherrscht, das durch einen Auslösehebel 15 über ein Übertragungskabel 16 betätigt wird. Der Auslösehebel 15 ist im Handgriff 14 des Geräts angelenkt, welcher seinerseits am hinteren Ende des Gehäuses 1 ausgebildet ist.

Eine Betätigung des Auslösehebels 15 bewirkt, daß die Leitung 46 und damit der Flüssigkeitsrauni 11 mit Druckflüssigkeit beaufschlagt werden, und beim Loslassen des Auslösehebels 15 wird die Leitung 46 wieder entlüftet, d. h. mit dem Rücklauf verbunden.

Im Deckel 7 ist noch in einem Raum 75 ein Rückschlagventil 78 mit Feder 79 eingebaut, welches der Flüssigkeit gestattet, aus einer in die Vertiefung 27 mündenden Öffnung 76 in eine öffnung 77 überzutreten, welche in den Druckgasraum 10 vor dem Schwimmkolbun 12 mündet. Eine Durchströmung in umgekehrter Richtung ist ausgeschlossen.

Der Flüssigkeitsraum 11 hat über fensterartige Überströmöffnungen 26 Verbindung mil dem Hohlraum 4 des Hohlzylinders 2, die sowohl im die Vertiefung 27 berandenden Teil des Deckels 7 als auch im Hohlzylinder 2 derart ausgeführt sind, daß diese ineinandergreifen, wobei — wie in F i g. 2 und 3 ersichtlich — durch Drehen des Hohlzylinders 2 die Überströmöffnungen 26 mehr oder weniger überdeckt und ihr Durchtrittsquerschnitt eingestellt werden kann.

F i g. 2 zeigt die Drehstellung des Hohlzylinders 2, in der die Überströmöffnungen 26 maximal offen sind, was der Einstellung maximaler Schlagenergie entspricht. F i g. 3 zeigt eine Drehstellung des Hohlzylinders 2, bei der der Durchtrittsquerschnitt der Überströmöf fnur.gen 26 verkleinert ist, so daß bei der Durchströmung derselben mit der Arbeitsflüssigkeit eine Drosselwirkung auftritt und die Schlagenergie reduziert ist.

In der in den Zeichnungen gezeigten hinteren Ausgangsstellung des Schlagbolzens 5 sind die Überströmöffnungen 26 durch diesen überdeckt und werden erst frei, wenn der Schlagbolzen 5 sich einen kurzen Weg nach vorn bewegt hat.

Die Arbeitsweise des beschriebenen Geräts ist folgende:

Nach dem Aufsetzen des Geräts mit seiner Stauchvorrichtung 6 auf den Niet wird der Auslösehebel 15 betätigt, was bewirkt, daß die Flüssigkeitsdruckleitung 46 unter Druck gesetzt wird. Der Druck beaufschlagt über den Kanal 61 den Flüssigkeitsraum 11 und beginnt, den Schwimmkolben 12 nach hinten zu schieben. Dabei wird das im Druckgasraum 10 befindliche hochgespann-

jo te Druckgas auf einen noch höheren Druck verdichtet.

Der Solldruck im Druckgasraum 10 ist erreicht, wenn der Vorsprung 73 des Deckels 7 von der Vertiefung 74 des Schwimmkolbens 12 freigegeben wird.

Wenn dies geschieht, kommt der Flüssigkeitsraum 11 über den vor dem Schwimmkolben 12 gelegenen Raum und über die zentrale Durchgangsöffnung 28 in Verbindung mit der Vertiefung 27 des Deckels 7, in welcher das hintere Ende des Schlagbolzens 5 sitzt. Der Schlagbolzen wird nach vorne getrieben.

Wenn der Schlagbolzen kurz nach Beginn seiner Vorwärtsbewegung die Überströmöffnungen 26 freigibt, so strömt die Arbeitsflüssigkeit sowohl durch diese öffnungen als auch weiterhin durch die Durchgangsöffnung 28 in den Hohlraun; 4 des Hohlzylinders 2 und beschleunigt den Schlagbolzen 5 kräftig nach vorne in Richtung zur Stauchvorrichtung 6, wo er beim Auftreffen einen Schlag ausführt. Bei dieser Bewegung wird das vor dem Schlagbolzen befindliche Gas durch die Öffnungen 21 in den Ringkanalraum 9 verdrängt.

so Wenn der Schlagbolzen in seiner vorderen Endlage angekommen ist, ist auch der Schwimmkolben 12 unter dem Druck des im Druckgasraum befindlichen Gases wieder in seine vordere Endstellung zurückgekehrt, in der er den Vorsprung 73 des Deckels 7 übergreift.

Nach Ausführung des Schlags wird der Auslösehebel 15 wieder freigegeben, wodurch die Flüssigkeitsdruckleitung 46, der Kanal 61 und der Flüssigkeitsraum 11 wieder drucklos gemacht und mit dem Rücklauf verbunden werden. Der Schlagbolzen 5 wird dadurch in

bo seine Ausgangsstellung zurückbewegt, daß das im Ringkanalraum befindliche Niederdruckgas über die öffnungen 21 wieder zurückströmt. Dabei fließt die Flüssigkeit aus dem Hohlraum 4 durch die Überströmöffnungen 26 in den Kanal 61 ab.

n"i Wenn der Schlagbolzen 5 mit seinem hinteren Ende wieder in die Vertiefung 27 eintritt, wird die hier befindliche Flüssigkeit unter Zusammendrückung der Feder 79 durch das Rückschlagventil 78 in den Raum

vor dem Schwimmkolben 12 und von hier ebenfalls über den Flüssigkeitsraum 11 in den Kanal 61 verdrängt. Wenn das hintere Ende des Schlagbolzens den Boden der Vertiefung 27 erreicht hat, schließt sich das Rückschlagventil wieder, und das Gerät ist zur Ausführung eines nächsten Schlags bereit.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Handgerät zum Nieten mittels einmaligen Schlags mit in einem Gehäuse vorgesehenen Hohlzylinder, in dessen Hohlraum sich ein Schlagbolzen verschiebt und an dessen einer Stirnseite eine Vorrichtung zum Anstauchen der Nietköpfe eingesetzt ist, viObei der Zylinderinnenraum über in der Nähe der erwähnten Stirnseite ausgeführte Öffnungen zur Rückführung des Schlagbolzens in die Ausgangsstellung mit einer ι ο Druckgasquelle verbunden ist, mit einem den Schlag auslösenden Steuerventil, einem Schwimmkolben, der einen Flüssigkeitsraum vom Druckgasraum trennt, und mit einem die Bewegung des Schwimmkolbens begrenzenden Anschlag, dadurch ge- is kennzeichnet, daß der Schwimmkolben (12) im als pneumohydraulischer Zylinder ausgeführten Gehäuse (1) vorgesehen ist und der Hohlzylinder (2) drehbar uin seine Achse ausgebildet ist und Überströmöffnungen (26) aufweist, die öffnungen eines Deckels (7) entsprechen, welcher starr im Gehäuse (1) angeordnet ist und eine Vertiefung (27) aufweist, in die der Schlagbolzen (5) in seiner Ausgangsstellung eintritt, wobei das Steuerventil (29) gebildet ist durch einen Vorsprung (73) des Deckels (7) mit einer Durchgangsöffnung (28) in Zusammenwirkung mit einer konzentrisch im Schwimmkolben (12) vorgesehenen Vertiefung (74), wobei im Deckel (7) ein Rückschlagventil (78) vorgesehen ist, über welches ein Durchtritt aus der Vertiefung (27) in den Flüssigkeitsraum (II) möglich ist.