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Vorrichtung zum Nieten o. dgl. Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zum Nieten o. dgl., bestehend aus einem Näherungakolben und _ :einem Arbeitskolben,
die beide durch ein nach und nach mittels desselben Verteilers zugeführtes, auf
die benachbarten Druckflächen der Kolben wirkendes Antriebsmedium bewegt werden,
wobei die beiden Kolben hintereinander auf dieselbe Flüssigkeitsmasse wirken, die
die Kraft auf den Werkzeugkolben überträgt.
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Man kennt bereits Maschinen zum Nieten und Stanzen, bei denen ein
unter Druck stehendes Medium, wie komprimierte Luft, nacheinander auf die Druckflächen
eines Näherungs-und eines Arbeitskolbens zur Einwirkung kommt. Dabei wird die Antriebskraft
in zwei Stufen, und zwar in einer Stufe unter hohem Druck, auf einen Werkzeugkolben
mittels derselben Flüssigkeitsmasse übertragen.
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Der Arbeitskolben hat an der Seite, die der Druckfläche gegenüberliegt,
einen Verlängerungsteil von kleinem Durchmesser, der als Tauchkolben in dem Zylinder
des Werkzeugkolbens beim Stauchen der Niete wirksam wird, das unter hohem Druck
sich vollzieht.
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Die bekannten Vorrichtungen dieser Art haben einen Zylinder von verhältnismäßig
großem Durchmesser, in dem die Druckfläche des Arbeitskolbens gleitet, sowie einen
Zylinder von kleinerem Durchmesser, der seitlich am Umfang des großen Zylinders
angeordnet ist und ,einen von außen her unzugänglichen Näherungskolben enthält.
Der Werkzeugkolben gleitet in einem im rechten Winkel zum Zylinder des Arbeitskolbens
,angebrachten Zylinder. Die verhältnismäßig große Entfernung des Zylinders vom Arbeitskolben
und des Zylinders vom Näherungskolben führt zu einer sperrigen Bauart und zu Druckmediumleitungen,
die zahlreiche Krümmungen aufweisen. Außerdem ist die Anfangsstellung des unzugänglichen
Näherungskolbens nicht einstellbar, Man hat kein Mittel, das Anfangsstadium des
Preßvorgangs in Abhängigkeit von der Entfernung zwischen dem Schließkopfgesenk und
der Niete oder zwischen dem Stanzdorn und der zu stanzenden Vorlage, die auf festen
Trägern angeordnet ist, zu regeln.
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Die Erfindung bezweckt, die Vorrichtungen der beschriebenen Art zu
vervollkommnen, indem ihr Raumbedarf herabgesetzt wird und gleichzeitig Mittel vorgesehen
werden, die Anfangsstellung des Näherungskolbens zu regeln.
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Sie besteht zunächst in einer Vorrichtung der beschriebenen Art, d.
h. einer Presse zum Nieten oder für andere Verwendungszwecke, die einen Näherungskolben
und einen Arbeitskolben
hat, wobei die beiden Kolben in dem gleichen
Sinne durch ein Antriebsmedium, das nacheinander durch den gleichen Ver4y.. teiler
zugeführt wird, auf die benachbart` Druckflächen der beiden Kolben zur Eih#@ Wirkung
gelangen. Die beiden Kolben wirken so hintereinander auf die gleiche Flüssigkeits=
masse, die auf den beweglichen Werkzeugkopf zur Einwirkung kommt.
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Nach der Erfindung ist die Presse dadurch gekennzeichnet, daß der
Näherungskolben, der Arbeitskolben und der Werkzeugkolben dieselbe Achse haben.
Diese Bauart ermöglicht, den Raumbedarf und das Gewicht der Vorrichtung herabzusetzen.
Die Vorrichtung nach der Erfindung kann der Arbeiter in einer Werkzeugtasche befördern
und mit der Hand bedienen, wodurch die Arbeit insbesondere dann erleichtert wird,
wenn es sich darum handelt, Nieten an schwierig zugänglichen Stellen anzubringen.
Ferner ist die Vorrichtung nach der Erfindung durch Regelungsmittel, wie. .einen
Schraubengewindeansatz und eine Mutterschraube gekennzeichnet, welche die Anfangsstellung
des Näherungskolbens und infolgedessen die Anfangsstellung des Werkzeugkolbens einzustellen
ermöglichen.
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Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus dem Folgenden hervor.
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Auf der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen der Maschine nach der
Erfindung dargestellt. -Fig. i ist ein axialer Längsschnitt durch eine Ausführungsform
der Maschine nach der Erfindung.
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Fig. 2 ist .ein Querschnitt nach Linie 2-2 von Fig. i.
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Fig.3 ist ein Teilschnitt durch eine Dichtung in vergrößertem Maßstab.
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Fig. ¢ ist ein Teilschnitt durch eine andere Ausführungsform.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. i ist ein Werkzeugkolben i und ein
unter schwachem Druck stehender N äherungskolben 2 im Innern von zwei Zylindern
4 und 5 untergebracht, die am Ende miteinander unbeweglich verschraubt sind. Der
Näherungskolben 2 ist hohl und bildet den Zylinder -für einen unter hohem Druck
stehenden Arbeitskolben 3. Am Kolben 3 sitzt ein verlängerter Schaft 34, der den
Boden des Kolbens 2 durchdringt. Der Boden des Kolbens 2 ist mit einer Dichtung
6 versehen. Der verlängerte Schaft 34 wird durch den Boden des Zylinders 5 mittels
einer Muffe 7 und einer Dichtung 8 geführt. Der Schaft 34 d=ingt in das Innere des
Zylinders 4 ein, wo er als Tauchkolben wirkt, wenn der Kolben 3 sich v orbewegt.
Er schiebt sich dann in eine Bohrung 9 von größerem Durchmesser, die in dem Zylinderteil
il des Werkzeugkolbens i vorgesehen ist. Der Zylinderteil il ist zu beiden Seiten
eines Flansches mit Dichtungen 4o und 5o versehen. Die Dichtung 5o :-besteht aus
:einzelnen Ringen oder Schiei-', die mittels Schraubenbolzen mit Mutzusammengehalten
werden. Öffnungen io känden in das Innere der Muffe 7 und bilden *so eine Verbindung
zwischen den Zylindern ¢ und 5, solange der Tauchkolbenschaft 34 des Kolbens 3 sie
nicht verdeckt. Die Vorb.ewegung der Kolben 2 und 3 wird durch ein unter Druck stehendes
Medium erzeugt, z. B. durch Druckluft, die in das Innere der Zylinder 5 und 2 eingeleitet
wird. Diese Zuführung wird durch eine Verteilungsvorrichtung gesteuert, die aus
einem zylindrischen Schiebier i i (Fig. 2) besteht, der von einem einzigen Handhebel
12 beeinfiußt wird, welcher unter dem Druck einer Feder 1 4. steht. Der Schieber
i i verschiebt sich im Innern eines Zylinders 15, der in Verbindung mit einer -Leitung
16 steht. Die Leitung 16 ist an eine Kammer 17 angeschlossen, die auf dem Boden
des Zylinders 5 ,angebracht ist. Von dort tritt die Luft durch einen Kanal 18 in
eine Zuleitung 181 zum Kolben 2, von wo sie in das Innere des Kolbens 2 gelangt.
Der Zylinder 15 steht andererseits durch Kanäle 19 und 191 mit dem Innern des Zylinders
5 in Verbindung. Die Druckluft wird durch einen Stutzen 21 zugeführt, während Kanäle
22 den Zylinder 15 mit der freien Luft verbinden. Die Verteilungsvorrichtung ist
so gebaut, daß man bei einem Druck auf den Hebel-12 zunächst Druckluft in die Kammer
51 des Einstellzylinders 5 schickt, darauf tritt, wenn man weiter den Hebel niederdrückt.
Luft in die Kammer 21, die vom Zylinder 2 und von dem Kolben 3 gebildet wird. Um
die Verteilungsvorrichtung zu vereinfachen, wird die Rückbewegung der beweglichen
Teile durch Federn sichergestellt. Der Kolben i wird durch eine Feder 24 zurückbewegt,
die im Innern des Zylinders 4 untergebracht ist, und der Kolben 3 durch eine Feder
25, die im Innern des Kolbens 2 angeordnet ist und sich gegen den Boden des zuletztgenannten
abstützt.
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Es ist die Möglichkeit vorgesehen, die Anfangslage des Kolbens 2 einstellen
zu können. Zu diesem Zweck hat der Kolben 2 einen Stutzen 2°, der außen mit einem
Schrauhengewinde versehen ist. Dieser Stutzen bildet einen Teil der Druckluftzuführungsleitung
181 zum Kolben von großer Arbeitsfähigkeit. Auf diesem Stutzen 22 ist ein Hohlschaft
261 mit der Druckluftzuführungsleitung 18 und dem äußeren Steuerungshandgriff 26
aufgeschraubt.
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Der einstellbare Kolbe-n2 hat an seinem unteren Ende :eine Längsnut
271, in welche ein am Zylinder 5 befestigter Zapfen 27 eingreift,
so
daß der Kolben 2 sich nicht drehen kann. Wenn man daher den äußeren Handgriff 26
dreht, so verschiebt sich der Näherungskolben in Richtung/' oder in der entgegengesetzten
Richtung, wodurch die Anfangsstellung im Zylinder 5 verändert werden kann. Auf diese
Weise regelt man das Volumen der Kammer 52, das der -Flüssigkeit in dem Zylinder
5 vorbehalten ist, und damit auch die Anfangsstellung des Werkzeugkolbens i; denn
die Flüssigkeit kann in der Ruhelage von einem zum anderen Zylinder übertreten.
Das Volumen, das sie in der Kammer 42 des Zylinders 4 einnimmt, ändert sich im umgekehrten
Sinne zum Volumen der Kammer 52 des Zylinders 5.
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Zur Steuerung des Zutritts des Druckluftmediums ,auf die Druckfläche
des unter hohem Druck stehenden Arbeitskolbens 3 trägt die Druckfläche dieses Kolbens
einen Zapfen 31, der mit einem ringförmigen Spiel in den Druckluftzuführungskana1181
eingreift, wobei radiale Nuten 33 den ringförmigen Zwischenraum 32 mit der Druckfläche
des Kolbens 3 verbinden. Unter diesen Bedingungen geht die Luft, wenn sie durch
das Spiel des Schieber s i i durch die öffnung i 8 in die Leitung 181 getreten ist,
zunächst durch den schwachen Querschnitt des ringförmigen Zwischenraums 32, um dann
in den Zylinder 2 zu gelangen, wodurch eine langsame Verschiebung des Kolbens 3
gewährleistet wird, solange der Kolben 31 sich nicht vollständig aus dein Kanal
181 herausbewegt hat.
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Der erste Abschnitt der Wirkungsweise des Kolbens 3 vollzieht sich
demnach genügend langsam, damit die Masse der zugeführten Druckluft, die vorher
in die Kammer 51 des Zylinders 5 eingetreten ist, nach Entwicklung ihrer Kraft zum
Ausgleich gelangt. In diesem Augenblick erst, wenn die Druckluft durch den ganzen
Querschnitt des Kanals 181 zuströmt, führt .der Kolben 3 den Arbeitshub aus.
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Wenn der zwischen dem beweglichen Kopf i und dem Näherungskolben 2
gebildete Zwischenraum mit einer Flüssigkeit, wie Wasser, 0l u. d-1., gefüllt ist,
arbeitet die Maschine in folgender Weise: Man drückt auf den Hebel 12; der Zylinder
i i gibt hintereinander die Steuerungskanäle ig und 2o frei. Die Druckluft tritt
infolgedessen in das Innere des Zylinders 5 und in den Kanal 181 ein. Sie
drückt auf den Näherungskolben 2 und ruft beim Durchtreten durch den ringförmigen
Zwischenraum 32 eine langsame Verschiebung des Kolbens 3 hervor. Solange der Tauchkolbenschaft
31 des Kolbens 3 nicht die Löcher i o verdeckt, fließt die Flüssigkeit aus dem Zylinder
5 in den Zylinder 4 und treibt den Werkzeugkolben i vor, der so in Berührung mit
dem Nietstößel kommt. Dieser erste Abschnitt geht zu Ende, bevor der Zapfen 31 außer
Eingriff mit der Leitung 181 kommt, denn das Spiel 32 ist genügend klein.
Sodann wird der Kolben 3 schnell vorgetrieben, sobald der Zapfen 31 außer Eingriff
mit der Zuführungsleitung 181 gelangt. Bei seiner Vorb-ewegung verdeckt der Schaft
31 des Kolbens 3 zunächst die Löcher i o und unterbricht so die Verbindung zwischen
den beiden Zylindern 4 und 5. Wegen des schwachen Durchmessers des Schaftes erhöht
sich der Druck im Innern des Zylinders 4 beträchtlich. Dadurch wird der Werkzeugkolben
i vorgestoßen und der Arbeitshub beendet.
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Wenn man den Hebel 12 freigibt, der unter dem Druck der Feder 14 in
seine Ausgangslage zurückkehrt, geht der Schieber i i in die Lage der Fig. 2 zurück.
Die Kanäle 16 und 191 treten sodann mit den Austrittsstutzen 21 in Verbindung. Die
Feder 25 drückt den Kolben 3 zurück, der die Löcher i o freigibt, so daß auch die
Feder 24 in ihre Ruhelage zurückkehren kann, wobei der Werkzeugkolben i ebenso wie
der Kolben 2 in die Lage der Fig. i zurückgeführt wird.
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Die Maschine nach der Erfindung ermöglicht die Anwendung höheren Druckes
bei geringer Raumbeanspruchung und kleinem Gewicht und bei .einem Mindestverbrauch
von Druckmedium. Die gleitenden Verbindungen sind auf einen Mindestbetrag zurückgeführt.
Das rührt daher, daß die Flüssigkeitskammer vor dem Zylinder 5 angeordnet ist.
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Man kann verschiedene Änderungen an den Dichtungsvorrichtungen für
hohen und für niedrigen Druck vorsehen, wodurch jeder Flüssigkeitsverlust vermieden
wird. Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ermöglicht eine Leitung 41, die am Ende
des, Zylinders 4 in die Kammer der Feder 24 tritt, in kontinuierlicher Weise die
hydraulische Verbindung zwischen der Kammer 4 und der Kammer 5.
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Um jeden ölverlust zu vermeiden, wird eine Dichtung 45 für schwachen
Druck am Boden des Zylinders 4 mittels eines Ringes gehalten, gegen den sich die
zurückbewegende Feder 24 legt, derart, daß während des Arbeitshubes des Werkzeugkolbens
i die Dichtung 45 stark gegen den Boden des Zylinders gepreßt wird und jeden Flüssigkeitsaustritt
durch diesen Boden verhindert.
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Die Niederdruckflüssigkeit, die sich in der Kammer 47 sammelt, wird
in kontinuierlicher Weise durch die Leitung 41 in die Kammer 4 zurückgeleitet. Diese
kontinuierliche Rückleitung zwischen den beiden Kammern ermöglicht eine vollkommene
Dichtung des hydraulischen Systems und vermeidet jeden Austritt von Flüssigkeit
nach außen.