DE4119935A1 - Werkzeug zum setzen eines selbstbohrenden nietverbinders - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Setzen eines selbstbohrenden Nietverbinders, bei welchem die Niethülse und der Nietdorn über ein Gewinde miteinander in Wirkver­ bindung sind und das Setzen des Nietverbinders durch Weiterdrehen des Nietdornes in gleicher Drehrichtung wie beim Bohrvorgang erfolgt.

Aus der DE-A 24 57 857 ist ein Nietwerkzeug für selbstbohrende Blindnieten bekannt geworden, bei welchem ein Aufnahmeteil für den Nietdorn vorgesehen ist, wobei dieser Nietdorn kraftschlüssig im Aufnahmeteil festgehalten wird, um den Nietdorn nach dem Bohrvorgang in axialer Richtung aus der Niethülse herauszuziehen. Es handelt sich hier also um ein Gerät zum Setzen von Zieh-Blindnieten, wo es weder darauf ankommt, die Niethülse gegen ein Verdrehen zu sichern noch den Nietdorn zum endgültigen Setzen in eine Drehbewegung zu bringen.

Es ist ferner ein Werkzeug zum Setzen von Nietverbindern bekannt geworden (US-A 30 47 182), wobei dieses Werkzeug jedoch nur dort einsetzbar ist, wo vorge­ bohrte Löcher im Werkstück vorhanden sind, in welche dann die Nietverbinder einge­ setzt und angezogen werden. Für einen Einsatz bei selbstbohrenden Nietverbindern ist dieses Werkzeug nicht geeignet, da die Niethülse nach dem Einsetzen des Nietverbin­ ders in das Werkzeug sofort verdrehfest gehalten wird, und zwar gerade an einem Teil des Werkzeuges, welcher ständig verdrehfest gehalten ist.

Die vorliegende Erfindung hat sich daher zur Aufgabe gestellt, ein Werkzeug zum Set­ zen eines selbstbohrenden Nietverbinders zu schaffen, bei welchem die Niethülse beim Setzvorgang gegen Verdrehen gesichert wird, wobei jedoch dieser gegenseitige Eingriff zwischen Werkzeug und Niethülse kein Hindernis für den Bohrvorgang darstellen soll.

Erfindungsgemäß gelingt dies durch einen mit einem Antrieb kuppelbaren ersten Auf­ nahmeteil zur verdrehsicheren, in axialer Richtung jedoch verschiebbaren Halterung des freien Endbereiches des Nietdornes eines Nietverbinders und durch einen zweiten, ge­ genüber dem ersten Aufnahmeteil verdrehbaren Aufnahmeteil zur Halterung eines An­ schlagflansches der Niethülse eines Nietverbinders, wobei der zweite Aufnahmeteil nach Beendigung des Bohrvorganges zur Durchführung des Setzvorganges gegen Ver­ drehen arretierbar ist.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen sind die notwendigen Aufnahmeteile also sowohl für die Niethülse als auch für den Nietdorn vorhanden, wobei jedoch beide Auf­ nahmeteile beim Bohrvorgang miteinander verdrehbar sind, beim Setzvorgang hingegen der Aufnahmeteil des Nietdornes weitergedreht werden kann und der Aufnahmeteil für die Niethülse gegen Verdrehen arretierbar ist.

Durch einfache konstruktive Maßnahmen ist also eine Möglichkeit zum optimalen Ein­ satz bei selbstbohrenden Nietverbindern geschaffen worden.

Eine konstruktiv einfache Ausführung liegt darin, daß der zweite Aufnahmeteil den ersten Aufnahmeteil koaxial umschließt und auf diesem verdrehbar gelagert ist. Es ist damit eine zentrierte Ausrichtung der beiden Aufnahmeteile gegeneinander gewährlei­ stet.

Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn der zweite Aufnahmeteil gegenüber dem feststehenden Teil des Antriebes oder gegenüber einem mit dem feststehenden Teil des Antriebes verbindbaren Gehäuse gegen Verdrehen arretierbar ist. Es stehen dadurch mehrere konstruktive Varianten offen, den Setzvorgang, also das Festhalten der Niethülse und das Weiterdrehen des Nietdornes, nach Abschluß des Bohrvorganges auszulösen.

In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, daß am zweiten Aufnahmeteil und am feststehenden Teil des Antriebes bzw. am Gehäuse in axialer und/oder radialer Richtung auskragende Klauen zum verdrehfesten gegenseitigen Einkuppeln ausgebildet sind. Es ist dadurch eine einfache Verriegelungsmöglichkeit für den zweiten Aufnahmeteil ge­ schaffen, der kurzfristig aktiviert werden kann, so daß es also möglich ist, den Antrieb während des Bohrens und während des anschließenden Setzvorganges in gleicher Drehrichtung und in gleicher Geschwindigkeit weiterdrehen zu lassen.

Eine weitere Ausführungsvariante ergibt sich dadurch, daß der zweite Aufnahmeteil mittels eines am Gehäuse vorstehenden und in radialer Richtung manuell eindrückbaren Sperrzapfens gegenüber dem Gehäuse verriegelbar ist. Dadurch kann eine konstruktiv einfache Lösung geschaffen werden, so daß es der Bedienungsperson leicht ermöglicht wird, nach dem spürbaren Durchbohren der Werkstücke den zweiten Aufnahmeteil gegen Verdrehen zu sichern, so daß der Setzvorgang abgeschlossen werden kann.

Eine besonders wirkungsvolle Ausführungsform ist dann gegeben, wenn im Gehäuse ein axial verschiebbares, jedoch gegen Verdrehen gesichertes Anschlagelement angeordnet ist, welches Kuppelelemente zum gegenseitigen Eingriff mit dem zweiten Aufnahmeteil aufweist. Wenn somit der Nietverbinder nach Beendigung des Bohrvorganges plötzlich um ein entsprechendes Stück in die zu verbindenden Werkstücke eingeschoben wird, wird ein auf den Werkstücken aufliegendes Anschlagelement zurückgeschoben und be­ wirkt dann eine Arretierung mit dem zweiten Aufnahmeteil. Es ist damit eine Automa­ tion des Setzvorganges bewirkt, da das gegenseitige Einkuppeln nach dem Durchbohren der Werkstücke selbsttätig erfolgt.

Damit dieses Anschlagelement immer in die ordnungsgemäße Ruhelage zurückgeführt wird, wird vorgeschlagen, daß das Anschlagelement in Richtung gegen das freie Ende des Gehäuses federbelastet in einer Ruhestellung gehalten ist.

Gerade bei einer solchen Ausführung mit einem verschiebbaren Anschlagelement ist es von besonderem Vorteil, wenn der zweite Aufnahmeteil gegenüber dem ersten Auf­ nahmeteil verdrehbar, jedoch gegen axiales Verschieben gesichert gehalten ist. Es be­ darf also keiner besonderen Führungen oder besonderer Anschläge zwischen den beiden Aufnahmeteilen.

Eine konstruktiv einfache, aber sehr wirkungsvolle Lösung der Erfindung liegt darin, daß das Anschlagelement an der inneren Stirnseite und der zweite Aufnahmeteil an einem umlaufenden Bund gegeneinander gerichtete Klauen aufweisen. Es ist damit ein rascher Eingriff der beiden gegeneinander gerichteten Kuppelelemente möglich, so daß auch verhindert wird, daß die Oberfläche des Werkstückes vom Anschlagflansch der Niethülse zerkratzt oder sonstwie beschädigt wird.

Gerade in diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn am Anschlagelement und am Bund des zweiten Aufnahmeteiles jeweils zwei einander diametral gegenüberliegende Klauen vorgesehen sind. Es ist daher fast gleichgültig, in welcher Drehstellung der zwei­ te Aufnahmeteil innerhalb des Gehäuses und somit bezogen auf das Anschlagelement ist. Ein rasches Einkuppeln ist immer gewährleistet.

Da der zweite Aufnahmeteil für den Anschlagflansch der Niethülse gegenüber dem ersten Aufnahmeteil für den Nietdorn leicht verdreht werden kann, ist auch ein einfa­ ches Einsetzen des Nietverbinders in das Werkzeug möglich, auch wenn die speziellen Aufnahmeöffnungen in den Aufnahmeteilen in einer bestimmten Stellung nicht direkt übereinstimmen. Da sich der zweite Aufnahmeteil eben gegenüber dem ersten Aufnah­ meteil leicht verdrehen läßt, ist immer ein rasches und richtiges Einsetzen des Nietver­ binders in das Werkzeug möglich.

In der nachstehenden Beschreibung wird die Erfindung anhand der Zeichnung noch näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Ausführungsform des Werkzeuges, welches an einem entsprechenden Antrieb montiert ist, wobei die Stellung unmittelbar nach Beendi­ gung des Bohrvorganges für den Nietverbinder dargestellt ist;

Fig. 2 zeigt das Werkzeug in einem gleichen Schnitt, jedoch ohne Darstellung des An­ triebes, und in einer Stellung der Einzelteile, wie sie kurz vor Beginn des eigentli­ chen Setzvorganges des Nietverbinders vorliegt.

Das Werkzeug zum Setzen eines selbstbohrenden Nietverbinders 1 besteht im wesentli­ chen aus einem mit einem Antrieb 2 kuppelbaren, ersten Aufnahmeteil 3 und einem zweiten, gegenüber dem ersten Aufnahmeteil 3 verdrehbaren Aufnahmeteil 4, wobei dieser zweite Aufnahmeteil 4 gegen Verdrehen arretierbar ist.

Dieses Werkzeug dient zum Setzen von selbstbohrenden Nietverbindern 1, bei welchen die Niethülse 5 und der Nietdorn 6 über ein Gewinde miteinander in Wirkverbindung stehen und bei denen das Setzen durch Weiterdrehen des Nietdornes 6 in gleicher Dreh­ richtung wie beim Bohrvorgang erfolgt. Bei solchen Nietverbindern 1 ist am freien End­ bereich des Nietdornes 6 ein Kopfansatz 7 vorgesehen, welchem ein Bohrteil 8 zugeord­ net ist. Die Ausführung des Nietverbinders selbst, die Ausbildung des Bohrteiles 8 und die spezielle Ausführung der Niethülse 5 sind ebenso wie die Angriffsflächen am Niet­ dorn 6 für die Mitnahme konstruktiv variabel, wobei eben das Werkzeug selbst auf diese verschiedenen Konstruktionsvarianten eines Nietverbinders 1 leicht anpaßbar ist.

Der erste Aufnahmeteil 3 dient zur verdrehsicheren, in axialer Richtung jedoch ver­ schiebbaren Halterung des freien Endbereiches des Nietdornes 6 und führt also die entsprechende Drehbewegung für den Bohrvorgang und den anschließenden Setzvor­ gang aus. Dieser Aufnahmeteil 3 ist über einen Zapfen 9 mit dem Antrieb 2 kuppelbar. Der Aufnahmeteil 3 ist an seinem vorderen freien Ende entsprechend dem freien Endbe­ reich des Nietdornes 6 ausgebildet, so daß eine formschlüssige Drehmitnahme gewähr­ leistet ist. Die Drehmitnahme kann also auch durch die dargestellten zwei Radiallei­ sten 10 erfolgen, wenn der Nietdorn 6 an seinem freien Endbereich entsprechend flach­ gedrückt ist und somit eine Breite aufweist, die größer ist als der übrige Durchmesser des Nietdornes 6. Es ist somit eine sichere Drehmitnahme für den Nietverbinder ge­ währleistet und trotzdem kann sich der Nietdorn 6 innerhalb dieses Aufnahmeteiles 3 axial bewegen, was ja beim endgültigen Setzen des Nietverbinders notwendig ist.

Der zweite Aufnahmeteil 4 dient zur Halterung eines Anschlagflansches 11 der Niethül­ se 5, da die Niethülse 5 während des Setzvorganges, also nach Abschluß des Bohrvor­ ganges, gegen Verdrehen gesichert gehalten werden muß, um durch Weiterdrehen des Nietdornes 6 den Nietvorgang abzuschließen. Es ist somit am Aufnahmeteil 4 an des­ sen vorderstem Ende eine entsprechende Ausnehmung vorgesehen, in welche der An­ schlagflansch 11 der Niethülse 5 eingreifen kann. Dieser Anschlagflansch 11 ist dann beispielsweise mit einer oder mehreren Abflachungen versehen, so daß eine form­ schlüssige Aufnahme im Aufnahmeteil 4 möglich ist. Zur Sicherung eines eingesetzten Nietverbinders 1 ist es gerade beim Aufnahmeteil 4 möglich, Halteelemente wie z. B. Fe­ dern, Magnete oder dergleichen einzusetzen.

Der zweite Aufnahmeteil 4 umschließt den ersten Aufnahmeteil 3 koaxial und ist prak­ tisch auf diesem verdrehbar gelagert. Die Aufnahmeteile 3 und 4 bilden also für sich eine Einheit des Werkzeuges, und es ist immer dafür gesorgt, daß die beiden Aufnah­ meteile achsgleich zueinander ausgerichtet sind.

Für den endgültigen Setzvorgang muß dann eine Möglichkeit geschaffen werden, um den zweiten Aufnahmeteil 4 an der weiteren Verdrehung zu hindern. Es wird daher vorgesehen, den zweiten Aufnahmeteil gegenüber dem feststehenden Teil 12 des An­ triebes oder aber gegenüber einem mit dem feststehenden Teil 12 des Antriebes ver­ bindbaren Gehäuse 13 gegen Verdrehen zu arretieren. Bei der in der Zeichnung darge­ stellten Ausführungsform sind mehrere Elemente zur Durchführung dieser Arretierung vorgesehen. Es ist hier im Gehäuse 13 ein axial verschiebbares, jedoch gegen Verdre­ hen gesichertes Anschlagelement 14 vorgesehen, welches an seinem frei auskragenden Ende Anschlagnocken 15 aufweist. Diese Anschlagnocken 15 sind am zu vernietenden Werkstück 16 abgestützt. Zumindest erfolgt die Abstützung ab dem Zeitpunkt, an dem der Bohrvorgang beendet ist. Die Verdrehsicherung dieses Anschlagelementes 14 er­ folgt in der Weise, als Schrauben in dieses Anschlagelement 14 eingreifen, deren Kopf 17 in einen achsparallel zur Achse des Werkzeuges ausgerichteten Schlitz 18 eingreifen.

Zum gegenseitigen Eingriff zwischen diesem Anschlagelement 14 und dem Aufnahme­ teil 4 sind Kuppelelemente zum gegenseitigen Eingriff vorgesehen. Das Anschlagele­ ment 14 weist an der inneren Stirnseite Klauen 19 auf, der zweite Aufnahmeteil 4 trägt an seinem rückwärtigen Ende einen umlaufenden Bund 20, an welchem gegen die Klauen 19 ausgerichtete Klauen 21 ausgebildet sind. Zweckmäßig sind sowohl am An­ schlagelement 14 als auch am Bund 20 des zweiten Aufnahmeteiles 4 lediglich jeweils zwei einander diametral gegenüberliegende Klauen 19. bzw. 21 vorgesehen, um da­ durch ein relativ rasches und problemloses Einkuppeln der beiden Teile zu ermöglichen.

Beim Bohrvorgang dreht sich also der Aufnahmeteil 4 zusammen mit dem Aufnahme­ teil 3 mit, so daß sich zwischen der Niethülse 5 und dem Nietdorn 6 keine Relativbe­ wegung ergibt. Sobald jedoch die Bohrung im Werkstück 16 hergestellt ist, tritt die Niethülse 5 ruckartig in die hergestellte Bohrung ein, wobei die Anschlagfinger 15 des Anschlagelementes 14 auf der Oberfläche des Werkstückes 16 auftreffen. Es wird dann das Anschlagelement 14 entgegen der Kraft der in das Gehäuse 13 eingesetzten Fe­ der 22 in das Gehäuse hineingedrückt, so daß es sofort zu einem Einkuppeln zwischen den Klauen 19 des Anschlagelementes 14 und den Klauen 21 des mit dem Aufnahme­ teil 4 fest verbundenen Bundes 20 kommt. Der Aufnahmeteil 4 ist sodann unverdrehbar gegenüber dem Anschlagelement 14 und somit gegenüber dem Gehäuse 13 gesichert und kann nicht mehr weiter mit dem Aufnahmeteil 3 mitdrehen. Auf den Aufnahme­ teil 3 wird aber eine weitere Drehbewegung ausgeführt, so daß der Nietdorn 6 weiter verdreht und die endgültige Setzung der Nietverbindung dann bewirkt wird.

Damit das Anschlagelement 14 nach Beendigung jedes Nietsetzvorganges wieder in seine vordere Ruhestellung zurückgeführt wird, ist eben eine Feder 22 im Gehäuse 13 angeordnet, welche auf dieses Anschlagelement 14 einwirkt.

Im Rahmen der Erfindung wäre es auch denkbar, daß sich der zweite Aufnahmeteil 4 in axialer Richtung gegenüber dem Aufnahmeteil 3 verschieben läßt, so daß also der Aufnahmeteil 4 nach dem Auftreffen des freien Endes des Aufnahmeteiles 4 auf dem Werkstück 16 und somit also nach der Auflage des Anschlagflansches 11 der Niethül­ se 5 entlang des Aufnahmeteiles 3 zurückgeschoben würde. Es wären dann am fest­ stehenden Teil 12 des Antriebes entsprechende Kuppelelemente zum Einrasten der dazu am Aufnahmeteil 4 ausgebildeten Kuppelelemente vorzusehen. Solche mit dem Auf­ nahmeteil 4 zusammenwirkende Kuppelelemente wie z. B. Klauen könnten aber auch an der Innenseite des Gehäuses 13 ausgebildet werden.

Eine weitere Ausführungsvariante liegt darin, den Aufnahmeteil 4 durch Handbetätigung gegen ein Verdrehen zu arretieren, was beispielsweise dadurch erfolgen könnte, indem am Gehäuse 13 ein vorstehender Sperrzapfen vorgesehen würde, der nach Beendigung des Bohrvorganges einfach in radialer Richtung in das Gehäuse eingeschoben würde. Es können dann beispielsweise am Umfang oder stirnseitig am Aufnahmeteil 4 entspre­ chende Klauen oder Verriegelungselemente vorgesehen werden, in welche dieser Sperr­ zapfen dann eindringt.

Die Kuppelelemente können auf verschiedenste Art und Weise ausgeführt werden, also beispielsweise in Form von Klauen, aber auch durch gegeneinander gerichtete Verzah­ nungen oder Rippen. Auch bei der Ausführung mit dem gegenüber dem Aufnahmeteil 3 verschiebbaren Aufnahmeteil 4 ist es zweckmäßig, wenn dieser Aufnahmeteil 4 dann federbelastet in einer vorderen Ruhelage gehalten wird.

Das erfindungsgemäße Werkzeug kann in einfacher Weise auf einen entsprechenden Antrieb 2 eingesteckt werden, wobei das Gehäuse 13 am feststehenden Teil 12 bei­ spielsweise mittels eines Schnellverschlusses arretiert werden kann.

Das erfindungsgemäße Werkzeug ist sehr wirkungsvoll und trotzdem konstruktiv ein­ fach, so daß auch die geforderte Robustheit bei einem Baustellen- bzw. Industrieein­ satz gewährleistet ist.

Claims (10)

1. Werkzeug zum Setzen eines selbstbohrenden Nietverbinders, bei welchem die Niet­ hülse und der Nietdorn über ein Gewinde miteinander in Wirkverbindung sind und das Setzen des Nietverbinders durch Weiterdrehen des Nietdornes in gleicher Dreh­ richtung wie beim Bohrvorgang erfolgt, gekennzeichnet durch einen mit einem An­ trieb kuppelbaren ersten Aufnahmeteil (3) zur verdrehsicheren, in axialer Richtung jedoch verschiebbaren Halterung des freien Endbereiches des Nietdornes (6) eines Nietverbinders (1) und durch einen zweiten, gegenüber dem ersten Aufnahme­ teil (3) verdrehbaren Aufnahmeteil (4) zur Halterung eines Anschlagflansches (11) der Niethülse (5) eines Nietverbinders (1), wobei der zweite Aufnahmeteil (4) nach Beendigung des Bohrvorganges zur Durchführung des Setzvorganges gegen Ver­ drehen arretierbar ist.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Aufnahme­ teil (4) den ersten Aufnahmeteil (3) koaxial umschließt und auf diesem verdrehbar gelagert ist.

3. Werkzeug nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Aufnahmeteil (4) gegenüber dem feststehenden Teil (12) des Antriebes oder gegen­ über einem mit dem feststehenden Teil (12) des Antriebes verbindbaren Gehäu­ se (13) gegen Verdrehen arretierbar ist.

4. Werkzeug nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am zweiten Aufnahmeteil (4) und am feststehenden Teil (12) des Antriebes bzw. am Gehäu­ se (13) in axialer und/oder radialer Richtung auskragende Klauen zum verdrehfesten gegenseitigen Einkuppeln ausgebildet sind.

5. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Aufnahmeteil (4) mittels eines am Gehäuse (13) vorstehenden und in radia­ ler Richtung manuell eindrückbaren Sperrzapfens gegenüber dem Gehäuse (13) ver­ riegelbar ist.

6. Werkzeug nach Anspruch 1 und einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (13) ein axial verschiebbares, jedoch gegen Ver­ drehen gesichertes Anschlagelement (14) angeordnet ist, welches Kuppelelemente zum gegenseitigen Eingriff mit dem zweiten Aufnahmeteil (4) aufweist.

7. Werkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlagele­ ment (14) in Richtung gegen das freie Ende des Gehäuses (13) federbelastet in ei­ ner Ruhestellung gehalten ist.

8. Werkzeug nach Anspruch 1 und einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Aufnahmeteil (4) gegenüber dem ersten Aufnah­ meteil (3) verdrehbar, jedoch gegen axiales Verschieben gesichert gehalten ist.

9. Werkzeug nach den Ansprüchen 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das An­ schlagelement (14) an der inneren Stirnseite und der zweite Aufnahmeteil (4) an einem umlaufenden Bund (20) gegeneinander gerichtete Klauen (19, 21) aufweisen.

10. Werkzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß am Anschlagele­ ment (14) und am Bund (20) des zweiten Aufnahmeteiles (4) jeweils zwei einander diametral gegenüberliegende Klauen (19, 21) vorgesehen sind.