DE2613789A1 - HYDROPNEUMATIC DEVICE FOR REGULATING THE SEQUENCE OF A RIVET WITH CLAMPING RING FASTENING - Google Patents
HYDROPNEUMATIC DEVICE FOR REGULATING THE SEQUENCE OF A RIVET WITH CLAMPING RING FASTENINGInfo
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Description
PATENTANWALT DlPL-ING. KLAUS-JÜRGEN SCHWARZPATENT Attorney DlPL-ING. KLAUS-JÜRGEN SCHWARZ
BONN 1 , 30. März 1976BONN 1, March 30, 1976
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Hydropneumatische Vorrichtung zum Regeln der Setzfolge eines Nietes mit Klemmringbefestigung Hydropneumatic device for regulating the setting sequence of a rivet with clamping ring fastening
Die Erfindung betrifft eine hydropneumatische Vorrichtung zum Regeln der Setzfolge eines Nietes mit Klemmringbefestigung und bezieht sich damit auf Einrichtungen zum Setzen von Nieten mit Klemmringbefestigung, insbesondere auf die hydropneumatischen Einrichtungen, die in explosionsgeschützten Anlagen, wie zum Beispiel in Bergwerken oder in der Petrochemie; eingesetzt werden.The invention relates to a hydropneumatic device for regulating the setting sequence of a rivet with clamping ring fastening and thus relates to devices for setting rivets with clamping ring fastening, in particular to the hydropneumatic devices that are used in explosion-proof systems, such as in mines or in the petrochemical industry ; can be used.
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ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED
In bestimmten Industrieanlagen ist bekanntlich der Einsatz jeglicher elektrischer Schaltkreise und Geräte verboten, da bei solchen Geräten stets die Möglichkeit einer Funkenbildung besteht mit der Folge, daß einzig und allein mit Druckluft oder hydraulisch betriebene Geräte und Einrichtungen zugelassen werden.It is known to be used in certain industrial plants All electrical circuits and devices are prohibited, as there is always the possibility of sparking with such devices exists with the result that only equipment and facilities operated with compressed air or hydraulically are permitted will.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine wirkungsvolle hydropneumatische Vorrichtung zum Regeln der Setzfolge insbesondere bei der Befestigung von Nieten mit Klemmringbefestigung zu schaffen, die zum Einsatz in explosionsgeschützten Anlagen geeignet ist.The invention is based on the object of an effective hydropneumatic device for regulating the setting sequence in particular in the fastening of rivets with clamping ring fastening to create those for use in explosion-proof Plants is suitable.
Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, eine derartige Vorrichtung so auszubilden, daß eine hydraulische Einrichtung die Antriebskraft zum Setzen des Nietes aufbringt und eine gesonderte pneumatische Anordnung zum Erzeugen des benötigten hydraulischen Druckes und zur zeitlichen Steuerung der Setzfolge und der Dauer der einzelnen Setzzyklen vorgesehen ist.The invention is based on the idea of such a device to train so that a hydraulic device applies the driving force for setting the rivet and a Separate pneumatic arrangement for generating the required hydraulic pressure and for timing the setting sequence and the duration of the individual setting cycles is provided.
Eine solche Steuerung wäre entsprechend dem Stande der Technik nur durch ein ziemlich umfangreiches System der Vorregelung mittels einer kontrollierten Gasausströmung zu verwirklichen, was die zeitliche Steuerung äußerst schwierig machen und einen ziemlich großen Verbrauch von Strömungsmittel verursachen würde. According to the state of the art, such a control would only be through a fairly extensive system of pre-regulation to be realized by means of a controlled gas flow, which would make timing extremely difficult and cause quite a large consumption of fluid.
Die Vorrichtung zum Setzen von Nieten gemäß der Erfindung umfaßt eine Setzpistole und einen Generator zum Erzeugen der benötigten Setzkraft, wobei die Steuerung für den Setzvorgang in der Hauptsache in die Setzpistole selbst integriert ist.The device for setting rivets according to the invention comprises a setting gun and a generator for generating the required Setting force, whereby the control for the setting process is mainly integrated into the setting gun itself.
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Im einzelnen ist dabei vorgesehen, daß die Vorrichtung eine Setzspistole umfaßt mit einer Zugkammer und mit einer Rückführkammer, daß ein mit der umgebenden freien Luft verbundenes Ventil oder ein Drücker vorgesehen ist mit einer Ventilnadel und einer Gegendruckfeder, daß ein Verteiler mit einem Dreiwegeschieber, mit einer Druckfeder, mit einem zwei Kammern trennenden Kolben, eine Düse und ein pneumatisches Nadelventil sowie eine austarierte Gegendruckfeder, ein hydropneumatxsches Ventil mit einer Ventilnadel, einer Gegendruckfeder und einem Kolben, ein Trennventil mit einem Doppelkolben, der drei Kammern bildet, ein Sicherheitsventil mit einer Ventilnadel und einer Gegendruckfeder, ein Rücklaufventil, das mit dem Vorratsbehälter für die Hydraulikflüssigkeit verbunden ist und eine Ventilnadel umfaßt, die mit einem Durchlaß zusammenwirkt und eine Kammer bildet, die ihrerseits mit dem Vorratsbehälter durch eine Öffnung verbunden ist, und eine Anordnung mit einer Hydraulikpumpe, die durch einen Druckluftmotor angetrieben wird, vorgesehen sind, daß diese verschiedenen Elemente derart angeordnet sind, daß einerseits der Beginn der Zugperiode durch Öffnen des Ventils, durch die Bedienungsperson ausgelöst wird und der entsprechend der Kalibrierung der Düse auf die eine der Flächen des Kolbens des Verteilers wirkende Druck die Verlagerung des Dreiwegeventil-Schiebers bewirkt unter gleichzeitiger Zufuhr von Hydraulikflüssigkeit zu der Kammer und unter gleichzeitiger Verbindung der Kammer mit dem Vorratsbehälter, wobei auch die Kammer des Ventils entleert wird und der auf den Kolben des Ventils wirkende Druck absinkt, so daß die Feder durch die Ventilnadel die Verbindung der Kammer des Ventils mit der umgebenden freien Luft unterbricht, das eine Ventil sodann die Kammer des anderen Ventils beaufschlagt und aufgrund der Tatsache, daß der Querschnitt der einen Kammer wesentlich größer als die Differenz zwischen den QuerschnittenSpecifically, it is provided that the device comprises a set pistol with a pulling chamber and a return chamber, that a valve connected to the surrounding free air or a pusher is provided with a valve needle and a counter-pressure spring, that a distributor with a three-way slide with a Compression spring, with a piston separating two chambers, a nozzle and a pneumatic needle valve as well as a balanced counter pressure spring, a hydropneumatic valve with a valve needle, a counter pressure spring and a piston, a separating valve with a double piston that forms three chambers, a safety valve with a valve needle and a counter-pressure spring, a return valve which is connected to the reservoir for the hydraulic fluid and comprises a valve needle which cooperates with a passage and forms a chamber which in turn is connected to the reservoir through an opening, and an arrangement with a hydraulic pump, which through a compressed air motor is driven, are provided that these various elements are arranged such that on the one hand the start of the pulling period is triggered by opening the valve by the operator and the pressure acting on one of the surfaces of the piston of the distributor according to the calibration of the nozzle the displacement of the three-way valve slide causes the simultaneous supply of hydraulic fluid to the chamber and the simultaneous connection of the chamber with the storage container, the chamber of the valve is also emptied and the pressure acting on the piston of the valve drops, so that the spring through the Valve needle interrupts the connection of the chamber of the valve with the surrounding free air, the one valve then acts on the chamber of the other valve and due to the fact that the cross section of one chamber is substantially larger than the difference between the cross sections
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der beiden anderen Kammern ist, der Doppelkolben sich derart verlagert, daß der Druckluftmotor mit Druckluft beaufschlagt wird und den Hydraulikkreislauf unter Druck setzt, und daß andererseits der Beginn der Rücklaufperiode durch Schließen des an die umgebende freie Luft angeschlossenen Steuerventils durch Betätigen des Druckknopfes durch die Bedienungsperson ausgelöst wird mit der Folge, daß der Druck in den Kammern sich ausgleicht, daß die Feder den Dreiwegeventil-Schieber des Verteilers zurückdrückt, der gleichzeitig die Versorgung der einen Kammer bewirkt und die Verbindung der anderen Kammer mit dem Vorratsbehälter herstellt, wobei die weitere Kammer nicht mehr an den Vorratsbehälter angeschlossen ist, ebenso wie das Ventil nicht mehr die damit verbundene Kammer versorgt, daß der Hydraulikdruck in der einen Kammer wächst, um am Ende einen durch die damit verbundene Kammer und die Feder bestimmten Wert zu erreichen, bei dem auch die Ventilnadel angehoben wird, und dieser Druck durch Verbindung mit dem Vorratsbehälter über die Öffnung abfällt unter einen reduzierten Druck, der durch eine weitere Kammer und eine Feder bestimmt wird, daß sich dieser verringerte Druck in der Kammer hält und das Ausstoßen des Endstückes des Nietes sowie die Einführung des folgenden Nietes erlaubt, daß dieser Druck ebenfalls auf den Kolben des Ventils, der dann die Feder zusammendrückt, einwirkt und daß der Kolben aufgrund der Tatsache, daß der Querschnitt der Kammer wesentlich größer als der Querschnitt der anderen Kammer ist, während das Ventil die Kammer mit der umgebenden freien Luft verbindet, sich verlagert und die Druckluftversorgung der Anordnung unterbricht.the other two chambers, the double piston is so relocated that the air motor is supplied with compressed air and that the hydraulic circuit is pressurized, and that on the other hand, the start of the return period by closing of the control valve connected to the surrounding free air by pressing the push button by the operator is triggered with the result that the pressure in the chambers equalizes, that the spring, the three-way valve slide of the distributor pushes back, which simultaneously causes the supply of one chamber and the connection of the produces another chamber with the storage container, wherein the further chamber is no longer connected to the storage container is, just as the valve no longer supplies the chamber connected to it, that the hydraulic pressure in one chamber grows in order to at the end reach a value determined by the chamber and the spring connected to it, at which also the valve needle is raised, and this pressure drops below the connection to the reservoir via the opening a reduced pressure, which is determined by a further chamber and a spring, that this decreased Maintains pressure in the chamber and allows the end piece of the rivet to be ejected and the following rivet to be inserted, that this pressure also acts on the piston of the valve, which then compresses the spring, and that the piston due to the fact that the cross-section of the chamber is substantially larger than the cross-section of the other chamber is, while the valve connects the chamber with the surrounding open air, shifts and the compressed air supply interrupts the order.
Allgemeiner ausgedrückt, besteht der Vorgang des Setzens eines Nietes mit Klemmringbefestigung im Aufschrumpfen eines RingesIn more general terms, the process of setting a rivet with a clamping ring fastener is shrink-fitting a ring
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aus verformbarem Material mittels eines an der Setzpistole ausgebildeten Zieheisens auf eine Stange oder einen ?-iietkörper mit Nuten oder Einkerbungen, die die gegenseitige Verankerung der Anordnung sicherstellen.made of deformable material by means of one on the setting gun trained drawing iron on a rod or a? -rietkörper with grooves or notches that are mutual Ensure anchoring of the arrangement.
Die die Anordnung durchsetzende Stange hat einen derart gestalteten Kopf, daß er sich auf einer der Stirnflächen der Anordnung abstützt und umfaßt, andererseits ein geriffeltes Endstück, das derart ausgebildet ist, daß es von einer Klemmeinrichtung erfaßt werden kann, die eine axiale Verriegelungskraft auf die Anordnung ausübt. The rod passing through the arrangement has one which is designed in this way Head that it is supported and embraced on one of the end faces of the arrangement, on the other hand a corrugated one End piece which is designed such that it can be gripped by a clamping device which exerts an axial locking force on the arrangement.
Der verformbare Klemmring ist zugleich auf die Nuten oder Kerben stramm aufgezogen und stützt sich gegen die andere Seite der Anordnung ab durch eine Klemmbacke oder ein Zieheisen koaxial zu dem Klemmstück.The deformable clamping ring is at the same time pulled tightly onto the grooves or notches and is supported against the other Side of the assembly from by a jaw or a die coaxial with the clamping piece.
Wenn der Ring festgeklemmt ist, löst sich das zum Erfassen vorgesehene Endstück von der Stange oder dem Niet und bewirkt dadurch den beschriebenen Zusammenbau, wobei gerade zu diesem Zweck eine genau kalibrierte Abschernut vorgesehen ist.When the ring is clamped, the end piece provided for gripping is released from the rod or rivet and thereby effects the assembly described, a precisely calibrated shear groove being provided precisely for this purpose.
Am Ende der Setzperiode wird das Endstück ausgestoßen.At the end of the setting period, the end piece is ejected.
Die Erfindung schlägt also eine hydropneumatische Vorrichtung und eine Setzpistole vor, die mit einem automatischen Verriegelungssystem ausgebildet ist, welches nach jedem Setzvorgang in Tätigkeit gesetzt wird und das die Arbeitszeiten strikt auf die Nutzzeiten des Arbeitsablaufes begrenzt und auf diese Weise den Verbrauch an Gas auf ein Minimum reduziert.The invention therefore proposes a hydropneumatic device and a setting gun which is designed with an automatic locking system which is activated after each setting process and which strictly limits the working hours to the useful times of the work process and in this way the consumption of gas to a minimum reduced.
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Zu diesem Zweck umfaßt die Vorrichtung nach, der Erfindung außer der Setzpistole ein Ventil zum Anschluß an die freie Luft, einen Verteiler, ein hydropneumatisches Ventil, ein Trennventil, ein Sicherheitsventil und ein Ventil, das zu dem Flüssigkeitsvorratsbehälter führt.To this end, the device of the invention comprises in addition to the setting gun, a valve for connection to the open air, a distributor, a hydropneumatic valve, a separation valve, a safety valve and a valve that leads to the liquid storage container.
Weitere Einzelheiten und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels, wobei die charakteristischen Merkmale dieser Erfindung ausgehend von einer minimalen Anzahl von integrierten hydraulischen und pneumatischen Bauteilen bzw. Komponenten erhalten werden. Es zeigenFurther details and advantages of the subject matter of the invention emerge from the following description of a Preferred embodiment shown in the drawing, the characteristic features of this invention starting from a minimal number of integrated hydraulic and pneumatic parts or components can be obtained. Show it
Fig. 1 die Setzpistole für Niete gemäß der Erfindung in einer schematischen Darstellung mit dem zugehörigen Druckknopf bzw. Drücker,Fig. 1 shows the setting gun for rivets according to the invention in a schematic representation with the associated Push button or pusher,
Fig. 2 ebenfalls in schematischer Darstellung und im Längsschnitt die Anordnung der Setzpistole auf einem Niet mit Klemmringbefestigung. während der dem Setzvorgang vorangehenden Phase,Fig. 2, also in a schematic representation and in longitudinal section, the arrangement of the setting gun on a rivet with clamping ring fastening. during the phase preceding the setting process,
Fig. 3 die Anordnung derselben. Setzpistole auf dem Niet mit Klemmringbefestigung in schematischer Darstellung und im Längsschnitt während der auf den Setzvorgang folgenden Phase und nach dem Abbrechen des Ends tücke s,Fig. 3 shows the arrangement of the same. Setting gun on the rivet with clamping ring fastening in schematic representation and in longitudinal section during the setting process following phase and after canceling the end,
Fig. 4 einen schematischen Längsschnitt durch die Vorrichtung während der Ausstoßphase des Endstückes,4 shows a schematic longitudinal section through the device during the ejection phase of the end piece,
Fig. 5 eine schematische Darstellung der gesamten hydraulischen und pneumatischen Arbeitskreise der Vorrichtung nach der Erfindung,Fig. 5 is a schematic representation of the entire hydraulic and pneumatic working circuits of the device according to the invention,
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Fig. 6 einen Längsschnitt durch einen Abschnitt des Generators oder Antriebsmotors nach der Erfindung, 6 shows a longitudinal section through a section of the generator or drive motor according to the invention,
Fig. 7 einen Längsschnitt durch einen zweiten Teil des Antriebsmotors gemäß der Erfindung und7 shows a longitudinal section through a second part of the Drive motor according to the invention and
Fig. 8 einen Längsschnitt durch einen dritten Teil des Generators oder Antriebsmotors gemäß der Erfindung. 8 shows a longitudinal section through a third part of the generator or drive motor according to the invention.
Das Verfahren zum Setzen eines Nietes mit Klemmringbefestigung ist in Fig. 1 bis h im einzelnen gezeigt. Der Niet 1 hat an der einen Seite der zu verbindenden Teile 2 einen Kopf und weist an der anderen Seite an seinem Schaft eine Reihe von Umfangsnuten oder -kerben 1a auf, an die sich nach einem zylindrischen Zwischenabschnitt des Schaftes ein ebenfalls mit Umfangsnuten oder -kerben versehenes Endstück 1b anschließt. Ferner ist eine vorkalibrierte Sollbruchstelle 1c vor dem zylindrischen Zwischenabschnitt des Schaftes vorgesehen.The method for setting a rivet with clamping ring fastening is shown in detail in FIGS. 1 to h. The rivet 1 has a head on one side of the parts 2 to be connected and on the other side of its shank a series of circumferential grooves or notches 1a, which, after a cylindrical intermediate section of the shank, are also provided with circumferential grooves or notches provided end piece 1b connects. Furthermore, a pre-calibrated predetermined breaking point 1c is provided in front of the cylindrical intermediate section of the shaft.
Wie in Fig. 2 zu erkennen, wird ein verformbarer Ring 3 auf den mit den Umfangsnuten oder -kerben 1a versehenen Schaftabschnitt aufgeschoben. Auf diesen Abschnitt des Nietes 1 wird sodann eine Nietpistole, die im ganzen mit 10 bezeichnet ist, mit ihrer Nase so aufgesetzt, daß das Pistolenmundstück 11 den Ring 3 an seinem kegelstumpfförmigen Ende erfaßt und dazu bereit ist, den Ring um den gerillten Schaft des Nietes herumzuformen, wobei in der Nase der Nietpistole vorgesehene Klemmstücke 12 in Klemmeingriff mit den Umfangsnuten oder -kerben des Endstückes 1b gelangen.As can be seen in Fig. 2, a deformable ring 3 is provided with the circumferential grooves or notches 1a Shank section pushed on. On this section of the Rivet 1 is then a rivet gun, which is designated as a whole with 10, placed with its nose so that the gun mouthpiece 11 grasps the ring 3 at its frustoconical end and is ready to put the ring around the grooved Shaping around the shank of the rivet, with clamping pieces 12 provided in the nose of the rivet gun in clamping engagement with reach the circumferential grooves or notches of the end piece 1b.
Wie in Fig. 3 gezeigt, werden durch die Betätigung der Nietpistole 10 axiale Kräfte auf den Ring 3 ausgeübt, durch dieAs shown in Fig. 3, by operating the rivet gun 10 axial forces exerted on the ring 3 by the
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der Ring verformt und um den Schaft des Nietes 1 dicht herumgelegt wird, während das Endstück 1b des Schaftes an der Sollbruchstelle 1c abgetrennt wird.the ring is deformed and tight around the shank of the rivet 1 is laid around while the end piece 1b of the shaft is severed at the predetermined breaking point 1c.
Das Ende des Vorganges ist in Fig. h dargestellt, wo das Endstück 1b des Nietes 1 durch den Auswerfer 13 aus der Nietpistole 10 ausgeworfen wird, so daß diese für einen neuen Befestigungsvorgang wieder einsatzbereit ist.The end of the process is shown in Fig. H , where the end piece 1b of the rivet 1 is ejected by the ejector 13 from the rivet gun 10 so that it is ready for a new fastening process again.
über diese an sich bekannten notwendigen Maßnahmen zum Setzen und Befestigen eines Nietes gemäß der Erfindung hinaus sei nun anhand von Fig. 5 die Funktion aller derjenigen Teile näher beschrieben, die ganz speziell im Rahmen der vorliegenden Erfindung miteinander zusammenwirken.about these known necessary measures for Setting and fastening a rivet according to the invention will now be based on FIG. 5, the function of all of those Parts described in more detail, which interact very specifically within the scope of the present invention.
Die Verformung des Ringes 3 durch das Pistolenmundstück und die Betätigung der Klemmstücke 12 werden durch die Druckbeaufschlagung der Kammer C1 der Nietpistole 10 bewirkt.The deformation of the ring 3 by the gun mouthpiece and the actuation of the clamping pieces 12 are through the Pressurization of the chamber C1 of the rivet gun 10 causes.
Eine umgekehrte Wirkung wird durch Druckentlastung dieser Kammer C1 und durch gleichzeitige Druckbeaufschlagung der Kammer C2 bewirkt, während die Druckbeaufschlagung des Kopfes des Auswerfers 13 den Ausstoß des Endstückes 1b bewirkt.A reverse effect is achieved by relieving the pressure in this chamber C1 and by simultaneously applying pressure to the Chamber C2 acts while pressurizing the head of the ejector 13 causes the end piece 1b to be ejected.
Die Zirkulation der Hydraulikflüssigkeit wird durch Leitungen Ik und 15 sichergestellt, die die Nietpistole 10 mit einem Verteiler 20 verbinden, der im folgenden näher beschrieben ist.The circulation of the hydraulic fluid is ensured by lines Ik and 15 which connect the rivet gun 10 to a distributor 20, which is described in more detail below.
Der Verteiler 20 umfaßt im wesentlichen, wie Fig. 5 zeigt, einen nach Art eines Dreiwegeventil-Schiebers ausgebildeten Gleitschieber, der einerseits die mit voll ausgezogenen Pfeilen dargestellte Verbindung der Hydraulikleitungen Ik undThe distributor 20 essentially comprises, as FIG. 5 shows, a slide valve designed in the manner of a three-way valve slide which, on the one hand, connects the hydraulic lines Ik and, shown with solid arrows
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mit dem Flüssigkeitsbehälter 19 für die Hydraulikflüssigkeit und andererseits die Verbindung der Leitungen I5 und 17, die von der Hydraulikpumpe 80 zu der Nietpistole 10 führen, herstellen kann. Die Leitung 16 bleibt in dieser .Stellung geschlossen. with the fluid container 19 for the hydraulic fluid and on the other hand the connection of lines I5 and 17, the lead from the hydraulic pump 80 to the rivet gun 10, produce can. The line 16 remains closed in this position.
In einer anderen Stellung kann derselbe Gleitschieber einerseits eine Verbindung der Hydraulikleitungen I5 und 16 (gestrichelte Pfeile) mit der zu dem Flüssigkeitsbehälter 19 führenden Leitung 18 herstellen und andererseits die den Druck zu der Kammer C1 der Nietpistole führenden Leitungen 14 und 17 miteinander verbinden.In another position, the same slide valve can connect the hydraulic lines I5 and 16 (dashed lines) Arrows) with the line 18 leading to the liquid container 19 and on the other hand the Connect lines 14 and 17 leading to pressure to chamber C1 of the rivet gun.
Der Gleitschieber des Verteilers 20 ist mit einem ersten Druckluftsystem mit zwei Kammern S1 und S2 ausgebildet, die mit einer Düse A und mit einem Ventil V2 mit einer Ausgleichsfeder Ra verbunden sind. The slide valve of the distributor 20 is formed with a first compressed air system with two chambers S1 and S2, the are connected to a nozzle A and to a valve V2 with a compensating spring Ra.
Der Gleitschieber selbst steht unter der Wirkung einer Feder Rb, deren Funktion im folgenden dargelegt ist.The slide itself is under the action of a spring Rb, the function of which is set out below.
Von dem Verteiler 20 gehen verschiedene Druckluftleitungen aus. Eine Leitung 21 führt zu einer Betätigungseinrichtung 30, die mit der umgebenden Luft in Verbindung steht und prinzipiell an der Nietpistole angeordnet ist. Eine Leitung 22 dient der Druckluftzufuhr unter einem Druck P, während eine Leitung 23 zu der Düse A führt, eine Leitung 2k zwischen der Kammer S5 eines Ventils 50 und dem Ventil V2 angeordnet ist und eine weitere Leitung 22 die Kammer Sk des Ventils 50 mit dem Ventil V 2 verbindet.Various compressed air lines extend from the distributor 20. A line 21 leads to an actuating device 30, which is in connection with the surrounding air and is in principle arranged on the rivet gun. A line 22 is used to supply compressed air under a pressure P, while a line 23 leads to the nozzle A, a line 2k is arranged between the chamber S5 of a valve 50 and the valve V2 and another line 22 is the chamber Sk of the valve 50 with the Valve V 2 connects.
Ein an den Flüssigkeitsbehälter 19 angeschlossenes Druckventil V5, das mit 70 bezeichnet ist, ist mit den HydraulikleitungenA pressure valve V5 which is connected to the liquid container 19 and which is denoted by 70 is connected to the hydraulic lines
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15» 16 und 18 verbunden und umfaßt einen Kolben 71 mit einer Ventilnadel 72, die mit einem Ventilsitz an einer Öffnung 73 derart zusammenwirkt, daß sich, der Druck in der Kammer 03 bei Verbindung mit dem Rücklauf O zu dem Flüssigkeitsbehälter 19 ändert, wobei eine Feder Rc dem Flüssigkeitsdruck entgegenwirkt.15 »16 and 18 connected and includes a piston 71 with a Valve needle 72, which has a valve seat at an opening 73 cooperates in such a way that the pressure in the chamber 03 when connected to the return line O to the liquid container 19 changes, with a spring Rc counteracting the fluid pressure.
Ein anderes Hydraulikventil V4, das mit 40 bezeichnet ist, besitzt einen Kolben 42, der unter der Wirkung des Flüssigkeitsdruckes in der Leitung 16 steht, während eine mit dem Kolben 42 verbundene Ventilnadel 43 von einer Gegendruckfeder Rd beaufschlagt ist.Another hydraulic valve V4, which is denoted by 40, has a piston 42, which under the action of the fluid pressure is in the line 16, while a valve needle 43 connected to the piston 42 is operated by a counter-pressure spring Rd is applied.
Die mit der umgebenden Luft verbundene Betätigungseinrichtung V1, die mit 30 bezeichnet ist, besteht im wesentlichen aus einem Druckknopf 31> der mit einer Ventilnadel 32 verbunden ist, die ihrerseits von einer Gegendruckfeder 33 beaufschlagt ist, wobei der Strömungsmitteldruck durch die Leitung 21 wirksam ist.The actuating device connected to the surrounding air V1, which is designated 30, consists essentially of a push button 31> which is connected to a valve needle 32, which in turn is acted upon by a counter-pressure spring 33 is, the fluid pressure through the line 21 is effective.
Ein Sicherheitsventil 60 leitet einen eventuellen Flüssigkeit s-Üb er druck durch die Leitung 18 zu dem Flüssigkeitsbehälter 19s wie dies in der Praxis allgemein bekannt ist.A safety valve 60 directs any liquid s-over he pressure through the line 18 to the liquid container 19s as is generally known in practice.
Ein weiteres Trennventil V3, das mit 50 bezeichnet ist, besitzt einen zweifach abgesetzten Stufenkolben 5I, der mehrere Kammern S3, S4, S5 voneinander trennt, von denen die erste Kammer S 5 durch, die Leitung 24 mit dem Ventil V2 des Verteilers 20 und durch die Leitung 41 mit dem hydropneumatischen Ventil V4 verbunden ist, während die zweite Kammer S4 ebenfalls mit dem Ventil V2 verbunden ist und über die Leitung 22 mit Druckluft beaufschlagt wird und die dritte Kammer durch die Leitung 25 an einen Druckluftmotor 80 für den Antrieb der Hydraulikpumpe angeschlossen ist.Another isolating valve V3, which is denoted by 50, has a double stepped piston 5I, the several Chambers S3, S4, S5 separate from each other, the first of which Chamber S 5 through, the line 24 with the valve V2 of the distributor 20 and through the line 41 is connected to the hydropneumatic valve V4, while the second chamber S4 also with is connected to the valve V2 and pressurized via the line 22 with compressed air and the third chamber through the line 25 to a compressed air motor 80 for driving the hydraulic pump connected.
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Die Anordnung wird vervollständigt durch ein Gerät 90, das ein Filter und eine für sich ebenfalls bekannte Schmiervorrichtung 92 umfaßt, die in der Zufuhrleitung 93 für das gasförmige Medium, üblicherweise Druckluft, angeordnet sind.The arrangement is completed by a device 90 which has a filter and a lubricating device which is also known per se 92 includes, in the supply line 93 for the gaseous medium, usually compressed air, are arranged.
Der Beginn des "Zugabschnittes" der Setzpistole wird durch Öffnen des mit der umgebenden Luft verbundenen Steuerventils V1 durch die Bedienungsperson, die auf den Druckknopf 31 drückt, eingeleitet.The start of the "pulling section" of the setting gun is through The control valve V1 connected to the ambient air is opened by the operator who presses the push button 31 presses, initiated.
Die Düse A ist folgendermaßen kalibriert: (Druck P in der Kammer S2 χ Querschnitt der Kammer S2) + Druck der Feder Rb K. Druck P χ Querschnitt der Kammer S1 .The nozzle A is calibrated as follows: (pressure P in chamber S2 χ cross section of chamber S2) + pressure of spring Rb K. Pressure P χ cross section of chamber S1.
Dadurch verlagert sich der Gleitschieber des Verteilers 20 und stellt den Ausgleich entsprechend den gestrichelten Pfeilen her, wobei gleichzeitig die Druckmittelversorgung der Kammer C1 und der Anschluß der Kammer C2 an den Flüssigkeitsbehälter 19 bewirkt wird.As a result, the slide valve of the distributor 20 is displaced and compensates according to the dashed arrows here, the pressure medium supply of the chamber C1 and the connection of the chamber C2 to the liquid container at the same time 19 is effected.
Ebenso wird gleichzeitig die Kammer C3 des Ventils V5 entleert und die Ventilnadel 72 setzt unter der Wirkung der Feder Rc auf ihrem Sitz 73 auf.Chamber C3 of valve V5 is also emptied at the same time and the valve needle 72 comes under the action of the spring Rc on its seat 73.
Der Druck auf den Kolben k2 des Ventils V4 nimmt ab und die Feder Rd unterbricht durch die Ventilnadel ^3 die Verbindung der Kammer S5 des Ventils V3 durch die Leitung 41 mit der umgebenden Luft.The pressure on the piston k2 of the valve V4 decreases and the spring Rd interrupts the connection of the chamber S5 of the valve V3 through the line 41 with the surrounding air through the valve needle ^ 3.
Das Ventil V2 gibt sodann die Druckluftzufuhr zu der Kammer S 5 des Ventils V3 durch die Leitung Zk frei, und da die Bedingung The valve V2 then releases the supply of compressed air to the chamber S 5 of the valve V3 through the line Zk, and there the condition
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Querschnitt der Kammer S5 ^ Querschnitt der Kammer S^ - Querschnitt der Kammer S3Cross section of the chamber S5 ^ Cross section of the chamber S ^ - Cross section of the chamber S3
gegeben ist, verlagert sich der Stufenkolben 5I nach links und verbindet hierdurch den Druckluftmotor der Anordnung mit der Leitung 25.is given, the stepped piston 5I shifts to the left and thereby connects the air motor of the assembly with line 25.
Es ist wichtig zu beachten, daß der Flüssigkeitsdruck am Ende der Zugbewegung durch die Verbindungsleitung f in dem Gehäuse der Nietpistole begrenzt ist, und daß augenblicklich jeglicher Flüssigkeits-Überdruck durch das Sicherheitsventil 60 verhindert bzw. abgebaut wird.It is important to note that the liquid pressure at the end of the pulling movement through the connecting line f in the Housing of the rivet gun is limited, and that instantly any excess liquid pressure through the safety valve 60 is prevented or reduced.
Der Beginn der "Rücklaufbewegung" wird durch das Schließen des mit der umgebenden Luft verbundenen Ventils V1 bewirkt, indem die Bedienungsperson den Druckknopf 31 losläßt.The start of the "return movement" is caused by the closing of the valve V1 connected to the surrounding air, by the operator letting go of the push button 31.
Sodann gleichen sich die Drücke in den Kammern S1 und S2 aus und die Feder Rb drückt den Gleitschieber des Verteilers 20 zurück, der dadurch die Umschaltung entsprechend den voll ausgezogenen Pfeilen bewirkt und gleichzeitig die Zufuhr von Hydraulikflüssigkeit zu der Kammer C2 freigibt und die Kammer C1 mit dem Flüssigkeitsbehälter 19 verbindet.The pressures in chambers S1 and S2 are then the same off and the spring Rb pushes the slide valve of the distributor 20 back, which thereby switches over accordingly causes the full arrows and at the same time releases the supply of hydraulic fluid to the chamber C2 and connects the chamber C1 to the liquid container 19.
Der Kolben der Nietpistole beginnt seinen Rücklauf und parallel dazu ist die Kammer C3 nicht mehr mit dem Flüssigkeitsbehälter 19 verbunden, ebenso wie das Ventil V 2 nicht mehr die Druckluftzufuhr der Kammer S 5 des Ventils V3 freigibt.The piston of the rivet gun begins its return and parallel to it the chamber C3 is no longer with the liquid container 19 connected, just as the valve V 2 no longer releases the compressed air supply to the chamber S 5 of the valve V3.
Während sich der Kolben 5I in seiner linken Endstellung befindet, wird sodann das Ventil Vk dadurch geschlossen, daß die Leitung 16 nicht mehr unter Druck steht.While the piston 5I is in its left end position, the valve Vk is then closed in that the line 16 is no longer under pressure.
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In dieser Stellung des Kolbens 5"· wird die Anordnung 80 durch, die Leitung 25 weiterhin mit Druckluft versorgt und der Hydraulikdruck wächst entsprechend weiter, um am Ende der Bewegung einen Wert zu erreichen, der durch den Querschnitt S6 des Ventils V 5 und die Feder Rc bestimmt wird. Die Ventilnadel 72 hebt dann ab und läßt eine bestimmte Menge Hydraulikflüssigkeit durch die Leitung 15 hindurchtreten, die durch die Öffnung 0 zu dem Flüssigkeitsbehälter abgeleitet wird unter Absenken des Druckes auf einen geringeren "wert, der durch den Querschnitt S7 tind die Feder Rc bestimmt wird.In this position of the piston 5 ″, the arrangement 80 continues to be supplied with compressed air through the line 25 and the hydraulic pressure continues to grow accordingly in order to reach a value at the end of the movement which is determined by the cross section S6 of the valve V 5 and the spring Rc is determined. The valve needle 72 then lifts and allows a certain amount of hydraulic fluid to pass through the line 15, which is discharged through the opening 0 to the fluid container, lowering the pressure to a lower value which is determined by the cross section S7 and the spring Rc is determined.
Ein solcher Druck bleibt in der Kammer C2 aufrechterhalten und bewirkt den Auswurf des Endstückes 1b des Nietes 1, so daß der folgende Niet eingeführt werden kann.Such a pressure is maintained in the chamber C2 and causes the end piece 1b of the rivet 1 to be ejected so that the following rivet can be inserted.
Der gleiche Druck wirkt auch auf den Kolben 42 des Ventils Vk, der dann die Feder Rd zusammendrückt.The same pressure also acts on the piston 42 of the valve Vk, which then compresses the spring Rd.
Anschließend verbindet das Ventil Vk die Kammer S5 mit der umgebenden Luft und der Kolben 51 verlagert sich, da der Querschnitt der Kammer Sk größer als der Querschnitt der Kammer S3 ist, nach rechts und unterbricht die Druckluftzufuhr zu der Anordnung 80 durch die Leitung 25. Der Motor wird also abgeschaltet und alle Elemente befinden sich in der Ausgangsstellung zu Beginn des "Zugvorganges", wie es in dem Schema von Fig. 5 dargestellt ist.Then the valve Vk connects the chamber S5 with the surrounding air and the piston 51 moves, since the cross section of the chamber Sk is larger than the cross section of the chamber S3, to the right and interrupts the supply of compressed air to the arrangement 80 through the line 25. The The motor is thus switched off and all elements are in the starting position at the beginning of the "pulling process", as shown in the diagram of FIG.
Um die Ausführung des Druckerzeugers gemäß der Ausführungsform der Erfindung zu erleichtern, zeigen die Figuren 6, 7 und 8 d±e Anordnung von verschiedenen hydropneumatischen Bauteilen im Inneren der nebeneinander angeordneten Blöcke.In order to facilitate the execution of the pressure generator according to the embodiment of the invention, FIGS. 6, 7 show and 8 d ± e arrangement of various hydropneumatic components inside the blocks arranged next to one another.
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Der in Fig. 6 dargestellte Block 100 umfaßt die Bauteile des Ventils V3 und bildet, zusammengebaut mit den Blöcken 120 und 1ko, eine Einheit zur Aufnahme des Verteilers 20 und des Ventils V2.The block 100 shown in FIG. 6 comprises the components of the valve V3 and, assembled with the blocks 120 and 1 ko, forms a unit for receiving the distributor 20 and the valve V2.
Der in Fig. 8 gezeigte Block 120 enthält in seinem seitlichen Teil einerseits das Ventil V5 und andererseits das Sicherheitsventil 60, während Fig. 7 die Anordnung des Blockes 160 für die Aufnahme des Ventils Vk zeigt.The block 120 shown in FIG. 8 contains in its lateral part on the one hand the valve V5 and on the other hand the safety valve 60, while FIG. 7 shows the arrangement of the block 160 for receiving the valve Vk .
Alle diese Blöcke sind in üblicher Weise miteinander verbunden. All of these blocks are connected to one another in the usual way.
Alle für die Anwendung des Arbeitsprinzips der erfindungsgemäßen Vorrichtung wesentlichen Bauteile sind bereits auf dem Schema von Fig. 5 bezeichnet worden, so daß die wichtigsten Funktionsteile im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 6 bis beschrieben werden.All for the application of the working principle of the invention The essential components of the device have already been identified on the diagram of FIG. 5, so that the most important Functional parts will be described below with reference to Figs.
Die sich aus den Kammerabschnitten Sk, S 5 und S3 zusammensetzenden Kammern werden gemäß Fig. 6 durch den Kolben 5Λ mit doppelter Bohrung und durch Ringdichtungen iO3f 1O4, 105 gebildet, die in den verschiedenen Bohrungen 101, 102 gleiten. Resulting from the chamber sections Sk, S 5 and S3 composing chambers are shown in FIG. 6 formed by the piston 5Λ dual bore and annular seals IO3 f 1o4, 105, which slide in the different bores 101, 102.
In derselben Fig. 6 wird das unter dem durch die Leitung 22 zugeführten Druck P stehende Ventil V2 außer der Feder Ra durch eine Ventilnadel 106 gebildet, die auf einer Dichtung 107 aufruht.In the same Fig. 6, the valve V2, which is under the pressure P supplied through the line 22, except for the spring Ra formed by a valve needle 106 which rests on a seal 107.
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Wie weiterhin in Fig. 6 gezeigt, besteht der Verteiler 20 aus einem Schieber 108 mit Nuten und Abflachungen 108a, 108b, 108c, die dazu bestimmt sind, die verschiedenen Ringkammern bzw. Ringräume 109»110, 111, 112 und 113 derart miteinander zu verbinden, daß dadurch die Funktionsweise der Vorrichtung entsprechend den in dem Schema von Fig. 5 gezeigten Pfeilen verwirklicht wird.As further shown in Fig. 6, the manifold 20 consists of a slide 108 with grooves and flats 108a, 108b, 108c, which are intended to connect the various annular chambers or annular spaces 109 »110, 111, 112 and 113 to one another in such a way that that thereby the functioning of the device is realized in accordance with the arrows shown in the diagram of FIG will.
Der Schieber 108 steht unter der Wirkung der Feder Rb mittels des Druckstempels 1IIh und unter der Einwirkung der in den Kammern S2 und S1 herrschenden Drücke über den Druckkolben 115 und Ringdifchtungen, während die Düse A aus einem kalibrierten Durchlaß zwischen der Kammer S2 und der Leitung 22, die unter dem Druck P steht, besteht.The slide 108 is under the action of the spring Rb by means of the plunger 1 IIh and under the action of the pressures prevailing in the chambers S2 and S1 via the pressure piston 115 and ring seals, while the nozzle A comes from a calibrated passage between the chamber S2 and the line 22, which is under the pressure P, exists.
Fig. 8 zeigt, wie einerseits das Ventil V5 und andererseits das Sicherheitsventil 60 in dem Block 120 praktisch Seite an Seite angeordnet sind.Fig. 8 shows how, on the one hand, the valve V5 and, on the other hand, the safety valve 60 in the block 120 in practical terms Side are arranged.
Diese beiden Einrichtungen können mittels Schrauben 121, 122 geregelt werden.These two devices can be regulated by means of screws 121, 122.
Die Anordnung 80, die den Flüssigkeitsdruck ausgehend von einem zugeführten Luftdruck erzeugt, ist als solche bekannt und braucht nicht beschrieben zu werden.The arrangement 80, which generates the liquid pressure on the basis of a supplied air pressure, is known as such and does not need to be described.
Ebenso sind das Filter 91 und die Schmiereinrichtung 92 im laufenden praktischen Einsatz und sind als solche ebenfalls nicht neu.Likewise, the filter 91 and the lubricator 92 are in ongoing practical use and as such are not new either.
Zusammenfassend ist zu sagen, daß der von dem Druckerzeuger erzeugte Flüssigkeitsdruck durch eine Kolbenpumpe erhaltenIn summary, the fluid pressure generated by the pressure generator is obtained by a piston pump
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wird, die durch einen hin- und hergehenden Druckluftmotor angetrieben wird, wobei die Druckmittelzufuhr zu dem Motor durch das in Abschnitte unterteilte Stufenventil V"3 gesteuert wird in Abhängigkeit von einer Endlagensteuerung durch die Ventile V2 und Vk und in Abhängigkeit von dem zugeführten Luftdruck, und daß das Endsignal am Ende jedes Befestigungsvorganges durch das mit dem Flüssigkeitsbehälter 19 und mit dem Ventil Vk verbundene Ventil V5 gegeben wird.which is driven by a reciprocating air motor, the pressure medium supply to the motor being controlled by the stepped valve V "3, which is divided into sections, depending on an end position control by the valves V2 and Vk and depending on the supplied air pressure, and that the end signal at the end of each fastening process is given by the valve V5 connected to the liquid container 19 and to the valve Vk.
Um keine Steuerverbindung zwischen dem Druckerzeuger und der Nietpistole zu haben, wird der Hydraulik-Verteiler durch eine unter dem Druck einer Feder stehende und mit Unterdruck arbeitende Drucklufteinrichtung gesteuert. Das mit der umgebenden Luft verbundene Ventil V1 ist außerdem grundsätzlich in die Nietpistole integriert und kontrolliert die gesamte Steuerung des Verteilers.In order not to have a control connection between the pressure generator and the rivet gun, the hydraulic distributor is through a compressed air device which is under the pressure of a spring and operates with negative pressure is controlled. That with the The valve V1 connected to the surrounding air is also basically integrated into the rivet gun and controls the entire Control of the distributor.
Beispielsweise sei darauf hingewiesen, daß die Vorrichtung nach der Erfindung die Befestigung eines Nietes mit Klemmringbefestigung von 20 mm Durchmesser aus Stahl der Qualität 1/2 hart in einer Zeit von etwa 25 Sekunden ermöglicht.For example, it should be noted that the device according to the invention, the attachment of a rivet with clamping ring attachment of 20 mm diameter made of steel of the quality 1/2 hard in a time of about 25 seconds.
Bei einem solchen Befestigungsvorgang beträgt der Druck der zugeführten Druckluft etwa k bis 7 bar zur Erzeugung eines Flüssigkeitsdruckes in der Größenordnung von 400 bar bei einer Bruchfestigkeit des Nietes von etwa I5 bis I7 t.In such a fastening process, the pressure of the compressed air supplied is approximately k to 7 bar to generate a liquid pressure of the order of magnitude of 400 bar with a breaking strength of the rivet of approximately 15 to 17 t.
PatentansprücheClaims
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