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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Nietwerkzeug und insbesondere
ein Nietwerkzeug zum Setzen von Blind-Bruchstiel-Nieten. Eine derartige Niet
umfasst eine allgemein röhrenförmige Hülle und einen
Steg bzw. Stiel, der sich durch die Hülle erstreckt und von einem
Ende davon vorsteht. Bei der Verwendung wird die Hülle durch
geeignete ausgerichtete Öffnungen
in Werkstücken,
die verbunden werden sollen, eingefügt und ein Nietwerkzeug wird auf
die Niet angewendet und betrieben, um die Niet zu setzen. Das Werkzeug
umfasst ein hohles Nasenstück,
wobei an dem vorderen Ende davon ein ringförmiger Anschlag zum Kontaktieren
desjenigen Endes der Niethülle
ist, von dem der Nietstiel durch den ringförmigen Anschlag vorsteht, und
innerhalb des hohlen Nasenstücks
eine Stiel-Ergreifungseinrichtung, in die wenigstens ein Teil des
Nietstiels, der entfernt von der Hülle ist, vorsteht. Bei der
Verwendung wird die Stiel-Ergreifungseinrichtung in Bezug auf den
Anschlag zurückgezogen,
wodurch der Steg ergriffen und eine Spannung darauf in Bezug auf
die Hülle
angelegt wird. Dies bewirkt, dass die Hülle deformiert wird und die
Werkstücke
zusammengenietet werden und der Teil des Stiels, der von der Hülle entfernt
ist, bricht danach ab, um einen minimalen Vorsprung der Niet von
den Werkstücken
zurück
zu lassen.
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Gewöhnlicherweise
umfasst das Werkzeug einen Körper,
auf dem das Nasenstück
angebracht ist, mit dem Anschlag an dem Ende davon entfernt von
dem Körper.
Die Stiel-Ergreifungseinrichtung ist auf dem vorderen Ende eines
Zugstabs angebracht, der in Bezug auf das Nasenstück mit Hilfe
eines Motors, der gewöhnlicherweise
eine pneumatische oder hydro-pneumatische oder elektro-hydro-pneumatische
Einrichtung ist, die innerhalb des Körpers oder eines Teils des
Körpers
enthalten ist, hin- und herbewegbar ist.
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Derartige
Nieten werden als „Blindnieten" bezeichnet, weil
sie durch einen Zugang zu nur einer Seite der Werkstücke installiert
werden können.
Ein Beispiel von derartigen Nieten sind diejenigen, die altbekannt
sind und in vielen Ländern
der Welt unter der registrierten Marke AVEX einfach erhältlich sind. Hydro-pneumatische
Werkzeuge, um sie zu installieren, sind altbekannt und sind bereits
unter der registrierten Marke GENESIS erhältlich. Ein derartiges Werkzeug
ist zum Beispiel in der GB 2301547 A beschrieben, mit Ausnahme des
Anschlags und der Stiel-Ergreifungseinrichtung, für die der
Leser zum Beispiel auf die GB 1 004 361 verwiesen wird.
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Die
US-A-5357666 offenbart ein Befestigungseinrichtungs-Installationswerkzeug
mit einem Entfernungswerkzeugkopf. Das Werkzeug weist einen Hülsenaufbau
und einen Adaptergehäuseaufbau auf.
Der Adaptergehäuseaufbau
wird an dem Körper des
Befestigungseinrichtungs-Installationswerkzeugs starr angebracht
und der Hülsenaufbau
wird an dem Adaptergehäuseaufbau über einen
Verriegelungsmechanismus angebracht. Um den Hülsenaufbau von dem Adaptergehäuseaufbau
zu entfernen bewegt der Betreiber den Verriegelungsmechanismus nach
hinten, dreht den Hülsenaufbau
um 60° und
zieht den Hülsenaufbau
nach vorne, was den Hülsenaufbau
von dem Adaptergehäuseaufbau
ausrückt.
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Die
FR-A-2660886 offenbart ein Nietwerkzeug, das eine Bajonettsockel-Anordnung
aufweist, die mit einer begrenzten Drehung des Sockels eine Entfernung
des Kopfs von dem Werkzeug erlaubt.
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Nieten
mit unterschiedlichen Größen, d.h. mit
unterschiedlichen Durchmessern der Hülle und unterschiedlichen Durchmessern
des Stegs, erfordern unterschiedliche geeignete Größen des
Nasenstück-Anschlags bzw. eine
Stiel-Ergreifungseinrichtung, um sie richtig zu setzen. Es ist deshalb üblich gewesen ein
Nietwerkzeug mit einem Körper,
einem Motor und einem Zugstab, auf dem eine geeignete Nasenspitze
und eine Niet-Ergreifungseinrichtung angebracht werden können, zu
versehen. In herkömmlichen
Werkzeugen steht das Nasenstück
mit dem Körper
gewindemäßig im Eingriff,
und die Steg-Ergreifungseinrichtung
steht gewindemäßig mit dem
Zugstab im Eingriff Demzufolge bedingt eine Entfernung der Nasenspitze
und der Steg-Ergreifungseinrichtung für eine Wartungsersetzung oder
für eine
Ersetzung durch Komponenten mit einer unterschiedlichen Größe eine
langwierige Entfernung des Werkzeugs von seiner aktiven Verwendung.
Unter heutigen Fertigungsstraßenbedingungen
ist eine derartige langwierige „Auszeit („down-time")",
so wie dies genannt wird, nicht akzeptabel.
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Die
vorliegende Erfindung zielt darauf ab den Nachteil zu beseitigten,
indem der Entfernungs- und Ersetzungsprozess beschleunigt wird.
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Die
Erfindung stellt in einem von ihren Aspekten ein Nietwerkzeug bereit,
wie im Anspruch 1 der beigefügten
Ansprüche
aufgeführt.
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Die
Erfindung stellt auch weitere bevorzugte Merkmale bereit, wie in
den Ansprüchen
2 bis 10 der beigefügten
Ansprüchen
aufgeführt.
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Eine
spezifische Ausführungsform
der Erfindung wird nun mit Hilfe eines Beispiels und unter Bezugnahme
auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen
zeigen:
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1 einen äußeren Seitenaufriss
eines Blindniet-Setzwerkzeugs;
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2 einen
axialen Querschnitt durch die Nasenspitze und die Steg-Ergreifungseinrichtung
innerhalb davon, wobei auch eine Niet gezeigt ist, die dadurch gesetzt
werden soll;
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3 einen
vereinfachten Explosionsaufriss, wobei das Nasenstück entfernt
von dem Körper
und die Steg-Ergreifungseinrichtung entfernt von dem Zugstab dargestellt
ist;
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4A – 4D ähnlich wie 3,
aber rechtwinklig dazu, Darstellungen der Stufen bei dem fortschreitenden
erneuten Zusammenbau der verschiedenen Elemente;
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5A – 5D axiale
und quer liegende Querschnitte, die die Konstruktion und den Betrieb der
Nasenstück-Ergreifungseinrichtung
illustrieren;
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6A – 6E ähnlich wie
die 5A – 5D,
aber Darstellungen einer modifizierten Nasenstück-Ergreifungseinrichtung,
in die die Verriegelungseinrichtung eingebaut ist;
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7 einen
axialen Querschnitt durch den Klemmen-Aufbau, der in 2 gezeigt
ist;
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8A und 8B
Seitenaufrisse, teilweise im Querschnitt, durch den Klemmen-Aufbau
und einen zugehörigen
Teil des Zugstabs, wobei die Aktion des Eingriffselements gezeigt
ist.
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Das
Setzwerkzeug ist allgemein in 1 gezeigt
und umfasst einen Körper
mit drei Hauptteilen, und zwar ein unteres Teil 12, das
eine pneumatische Kolben- und -Zylinder-Einrichtung oder eine alternative
Antriebseinrichtung enthält,
ein mittleres Teil 13, das einen Pistolengriff für das Werkzeug
bereitstellt und den ersten Teil eines hydraulischen Intensivierers
enthält,
und ein oberes Teil 14, welches im Wesentlichen rechtwinklig
zu dem Pistolengriff ist und eine hydraulischen Kolben- und -Zylinder-Einrichtung enthält. Komprimierte
Luft wird an das Werkzeug durch eine Verbindung 15 geführt und
wenn ein Trigger 16 auf dem Pistolengriff durch einen Betreiber niedergedrückt wird,
dann wird die hydro pneumatische Einrichtung betätigt, um einen Zugstab 17 (2)
zurückzuziehen,
der mit dem hydraulischen Kolben verbunden ist. Wenn der Trigger
gelöst
wird, dann wird der Zugstab in die entgegengesetzte Richtung mit
Hilfe einer Feder zurück
geführt.
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An
dem vorderen Ende des oberen Körperteils 14 ist
ein röhrenförmiges Nasenstück 18 angebracht,
das ein röhrenförmiges Gehäuse 19 umfasst, an
dessen vorderen Ende ein ringförmiger
Anschlag 21 befestigt ist. Innerhalb des Nasenstücks und
angebracht an dem vorderen Ende des Zugstab 17 befindet
sich eine Stiel-Ergreifungseinrichtung in der Form eines Ziehklemmen-Aufbaus 22,
der getrennt in 7 dargestellt ist. Wie üblich in
derartigen Werkzeugen umfasst der Klemmenaufbau 22 ein äußeres Gehäuse 23,
das einen inneren verjüngten
Kragen bereit stellt, in dem Klemmen 24 durch eine spiralenförmige Kompressionsfeder 25 durch
eine Klemmen-Drückeinheit 26 gedrückt werden.
Die Klemmen 24 schließen
sich somit automatisch, um den Stiel 27 einer Niet 28 zu
ergreifen, wenn der Stiel durch den Anschlag 21 eingesetzt
wird, wie in 1 gezeigt. Wenn das Werkzeug
betätigt
wird, werden die Klemmen in Bezug auf das Nasenstück 18 und
den Anschlag 21 zurückgezogen,
so dass die Niet 28 in eine Deformation ihrer ringförmigen Hülle 29 platziert
oder gesetzt wird.
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Die
Konstruktion und der Betrieb des Werkzeugs 11, so weit
wie bis hierhin beschrieben, ist altbekannt und in dem technischen
Gebiet der Blindnietung üblich.
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In
derartigen herkömmlichen
Werkzeugen ist normalerweise das Nasenstück an dem Werkzeugkörper angebracht
und der Klemmen-Aufbau ist an dem Zugstab angebracht, und zwar durch
einen Gewindeeingriff mit mehreren Umdrehungen, wie zum Beispiel
in 1 der GB 2 301 547 A dargestellt. Bei der Verwendung
eines derartigen Werkzeugs unter Arbeitsbedingungen ist es manchmal
notwendig den Klemmen-Aufbau für
eine Wartung oder um blockierte Klemmen zu befreien, zu entfernen.
Eine derartige Entfernung beinhaltet natürlich zunächst das Abschrauben des Nasenstücks von
dem Körper,
um einen Zugang zu dem Klemmen-Aufbau innerhalb davon zu erhalten,
und dann das Abschrauben des Klemmen-Aufbaus von dem Zugstab, um
einen Zugang zu den Klemmen bzw. Klauen innerhalb des Klemmen-Gehäuses zu
erhalten. Nach einer Wartung oder Ersetzung des Klemmen-Aufbaus
durch einen anderen erfordert der erneute Zusammenbau des Werkzeugs
zunächst
das erneute Aufschrauben des Klemmen-Aufbaus auf dem Zugstab und
dann das erneute Aufschrauben des Nasenstücks auf den Werkzeugkörper. Diese
Vorgänge
benötigen
viel Zeit und eine derartige langwierige „Auszeit" ist unter vielen heutigen Fertigungsstraßenbedingungen
nicht akzeptabel.
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Im
Werkzeug des gegenwärtigen
Beispiels ist das Nasenstück
leicht entfernbar von dem Körper und
ist schnell auf dem Körper
ersetzbar. Diesbezüglich,
wie in 2 und 5 dargestellt, umfasst das vordere
Ende des oberen Körpers 14 ein
Adaptergehäuse 31,
auf dem eine Abdeckungshülse 32 aufgeschraubt
ist. Der Umfang des Gehäuses 31 ist
mit zwei gegenüberliegenden
Schlitzen 33 in einer Ebene rechtwinklig zu der Achse des
Gehäuses
gebildet. Das Gehäuse
empfangt den hinteren Endteil 34 des Nasenstücks 19 und
dieser Teil ist mit zwei gegenüberliegenden
Nuten 35, in einer Ebene rechtwinklig zu dessen Achse,
gebildet. Wenn das hintere Ende des Nasenstücks vollständig in das Gehäuse 31 eingesetzt
ist, wie in 5 gezeigt, sind die Nuten 35 zu den
Schlitzen 33 ausgerichtet. Wenn das Nasenstück 19 in
der richtigen Drehungsbeziehung zu dem Werkzeugkörper und dem Gehäuse 31 ist,
wie in den 5A und 5B gezeigt,
ist jede Nut 35 angrenzend zu einem der Schlitze 33 und
bildet eine Verlängerung
davon. Eine elastische Zurückhalteeinrichtung
für das
Nasenstück
wird durch eine U-förmige Feder 36 bereitgestellt,
die zwei gerade parallele Arme 37 aufweist, die einzeln
in jedem angrenzenden Schlitz 33 und der Nut 35 aufgenommen
werden, wie in den 5A und 5B gezeigt.
Die Federarme 37 greifen in die Nuten 35 ein und
halten das Nasenstück
in dem Gehäuse 31 und
somit auf dem Werkzeugkörper.
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Um
das Nasenstück 19 von
dem Werkzeugkörper
zu entfernen ergreift ein Betreiber, der bereits den Werkzeugkörper in
einer Hand mit dessen Pistolengriff hält, lediglich die Außenseite
des Nasenstücks
mit seiner anderen Hand und dreht dieses um dessen Achse um 90° in irgendeine
Richtung. Wenn das Nasenstück 19 sich
in Bezug auf das Gehäuse 31 dreht,
heben die Teile des Nasenstücks
mit vollem Durchmesser zwischen angrenzenden Enden der Nuten 35 die
Arme 37 der U-Feder 36 aus einem Eingriff mit
den Nuten 35 heraus, wie in den 5C und 5D gezeigt,
die das Nasenstück
von dessen vollständig
eingerückten
bzw. eingegriffenen Position der 5A und 5B um
90° gedreht
zeigen. Wenn das Nasenstück 19 weiter
von der vollständig eingerückten Position
der 5A und 5B gedreht
wird, werden die Federarme 37 natürlich aus den Nuten nach im
Wesentlichen weniger als einer 90° Drehung
ausrücken.
Jedoch ist es eine bessere Vorgehensweise eine vollständige 90° Drehung
zu verwenden. Nach Ausrücken
der Zurückhalteeinrichtung
würde dann
das Nasenstück
axial weg von dem Werkzeugkörper
gezogen, um den Nasen-Aufbau freizulegen und einen Zugang dazu zu
ermöglichen.
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In
dem Werkzeug dieses Beispiels ist auch der Nasen-Aufbau leicht entfernbar
von dem Zugstab und ist schnell auf diesem ersetzbar. Diesbezüglich, wie
in den 2 und 7 gezeigt, ist die hintere Endfläche 38 des
Klemmen-Gehäuses 22 mit
einer transversalen Nut 39 eines T-förmigen Querschnitts gebildet.
Das vordere Ende des Werkzeugzugstabs 17 ist mit einem
entsprechenden Zapfen 41 eines zusammenpassenden T-förmigen transversalen
Querschnitts versehen. Der Klemmen-Aufbau 22 wird an dem
Zugstab 17 befestigt, wenn die T-förmige Nut 39 vollständig über den
T-Zapfen 41 eingerückt
ist, wie in 2 dargestellt. Eine weitere
Erläuterung
wird auch nachstehend unter Bezugnahme auf die 3 und 4 angegeben.
Eine elastische Einrichtung zum Halten der zwei Teile in einem Eingriff
ist durch eine Einrückungs-Hülse 42 innerhalb
des Klemmen-Gehäuses 22 vorgesehen.
Die Hülse
wird durch das hintere Ende der Klemmen-Schließungsfeder 25 nach
hinten gedrängt,
sodass das abgeschrägte
hintere Ende 43 der Hülse 42 geringfügig in die
vordere Fläche
der T-Nut 39 vorsteht, wie in 7 gezeigt. Der
mittlere Teil der vorderen Fläche
des T-Zapfens 41 ist mit einer entsprechenden abgeschrägten Ausnehmung 44 gebildet
(2). Wenn die zwei Teile richtig im Eingriff stehen,
verhindert der Eingriff des Feder-Einrückungshülsenendes 43 in
der Ausnehmung 44, dass das Nasenstück unbeabsichtigt von dem Zugstab
abfällt.
Jedoch kann ein Betreiber den Klemmen-Aufbau 22 von dem
Zugstab 17 leicht und einfach entfernen, indem er den Aufbau
in seiner anderen Hand (d.h. der Hand, die das Werkzeug nicht hält) ergreift
und eine zur Seite gerichtete Kraft anwendet, um die Feder-Einrückung zu überwinden und
den Nasen-Aufbau von dem Zugstab zu entfernen.
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Wenn
es bei der Verwendung des Werkzeugs erforderlich ist, den Nasen-Aufbau
zu entfernen (was die wahrscheinlichste Gebrauchsanforderung ist),
verwendet der Werkzeugbetreiber, der das Werkzeug durch seinen Pistolengriff
noch hält,
seine andere Hand, um zunächst
das Nasenstück
zu ergreifen, dieses um 90° zu
drehen, es nach vorne zu entfernen, es auf eine geeignete Oberfläche zu legen,
den Nasen-Aufbau
zu ergreifen und diesen von dem Zugstab zur Seite zu schieben und
ihn auf eine geeignete Oberfläche
zu legen. 3 zeigt deutlich in einer vereinfachten
Form das Nasenstück 19,
das von dem Werkzeugkörper 14 entfernt
ist, und den Klemmen-Aufbau 22, der von dem Zugstab 17 entfernt
ist.
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Der
Prozess für
einen erneuten Zusammenbau ist in den 4A – 4D und
den 8A und 8B gezeigt.
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Der
Betreiber nimmt einen Ersetzungs-Klemmen-Aufbau 22 auf,
richtet dessen T-Nut 39 zu dem T-Zapfen 41 auf
dem Werkzeugzugstab 17 aus, und schiebt diesen seitlich
auf den letzteren, wie mit den Pfeilen in 4A gezeigt, über die
Einrückung,
die voranstehend beschrieben wurde, um den in 4B gezeigten,
erneut zusammengebauten Zustand zu erzielen Dies ist mit näheren Einzelheiten
in den 8A und 8B gezeigt.
Er nimmt dann ein Nasenstück 18 auf
(was entweder das usprüngliche
Nasenstück
oder ein Ersatz sein kann), und richtet dieses axial zu dem Klemmen-Aufbau 22 aus,
wie in 4C dargestellt. Er schiebt dann
das Nasenstück über den
Klemmen-Aufbau 22, wie mit den Pfeilen in 4C gezeigt.
Er richtet auch das Nasenstück
rotationsmäßig zu dem
Werkzeug aus, indem er dessen Nuten 35 mit geeigneten Ausrichtungsmarkierungen auf
der Vorderseite des Werkzeugkörpers 14,
beispielsweise gegenüberliegenden
flachen Teilen 45 (1), ausrichtet.
Das Werkzeug ist dann in dem neu zusammengebauten Zustand, wie in 4D dargestellt,
und ist für
eine sofortige Verwendung bereit.
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Durchschnittsfachleute
in dem technischen Gebiet der Blindnietung werden erkennen, dass
das Werkzeug dieses Beispiels die Verringerung der „Auszeit" um ein wesentliches
Ausmaß erlaubt.
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6 illustriert
eine optionale Modifikation des Nasenstück-Zurückhaltemechanismus, bei dem das
Nasenstück
gegenüber
einer Drehung aus seiner eingegriffenen Position heraus verriegelt
ist. Bei dieser Modifikation würde
die äußere Hülse 32 der 1 und 5 durch
eine axial verschiebbare Hülse 46 ersetzt.
Zwei Einrückungskugeln 47 gleiten
radial in zwei radialen Bohrungen 48 in dem Gehäuse 31,
ausgerichtet zu den Mittelpunkten der Federarme 37. Die äußeren Enden
der Bohrungen 48 werden durch das innere vordere Ende der
Hülse 46 abgedeckt,
die durch eine Feder 49 gedrückt wird. Wenn die Hülse somit
nach hinten gehalten wird, verhindert ihr vorderes Ende, dass sich
die Kugeln 47 radial nach außen bewegen, ausreichend, um
den U-Federarmen 37 zu erlauben, sich aus einem Eingriff
mit den Nasenstück-Nuten 35 heraus
zu bewegen, so dass eine Drehung des Nasenstücks, ausreichend zum Erzielen
einer Ausrückung,
verhindert wird. Wenn der Betreiber die Hülse 46 entgegen der
Feder 49 drückt,
ist ein innerer ausgesparter Abschnitt 51 der Hülse gegenüberliegend
zu den Kugeln 47, was diesen erlaubt sich nach außen weit
genug heraus zu bewegen, um den Federarmen 37 zu ermöglichen das
Nasenstück
freizugeben. Dies ist in einer vergrößerten Ansicht in 6E gezeigt.
Eine derartige Entwicklung der Nasenstück-Eingriffseinrichtung, entweder für eine Entfernung
oder für
eine Ersetzung des Nasenstücks,
wird normalerweise erfordern, dass der Betreiber seinen Griff auf
den Werkzeugpistolengriff löst,
so dass geringfügig
mehr Zeit benötigt
wird, aber die Möglichkeit
einer unbeabsichtigten Freigabe der Nasenspitze beseitigt wird.
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Wenn
gewünscht
wird, dass der Klemmen-Aufbau 22 entfernt und ersetzt werden
kann, ohne dass zunächst
das Nasenstück 18 entfernt
wird, würde
es möglich
sein, das Nasenstück
mit zwei longitudinalen gegenüberliegenden
Schlitzen in seiner Seitenwand zu versehen, was ausreichend Platz
bereitstellen würde,
um den Klemmen-Aufbau durch die Schlitze zu ergreifen, ihn von dem
Zugstab seitlich abzuschieben, und ihn durch einen der Schlitze
zu entfernen. Somit ist die Erfindung in ihrem weitesten Aspekt
nicht notwendigerweise auf die Entfernung und Ersetzung des Klemmen-Aufbaus,
nur nachdem das Nasenstück
entfernt worden ist, beschränkt.
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Es
wird gewürdigt
werden, dass das voranstehend beschriebene beispielhafte Werkzeug
erlaubt, dass das Nasenstück
und der Klemmen-Aufbau durch einfache Bewegungen durch einen Betreiber
und ohne Verwendung von irgendeinem Wartungswerkzeug (wie einem
Schraubenschlüssel,
einem Schlüssel
oder dergleichen) einfach und schnell entfernt und ersetzt werden
kann.