DE60300509T2

DE60300509T2 - Nietvorrichtung mit einer Klemmverbindung zwischen auswechselbarem Dorn und Antriebsschaft der Nietvorrichtung und manuelle Nietvorrichtung mit dieser Klemmverbindung

Info

Publication number: DE60300509T2
Application number: DE60300509T
Authority: DE
Inventors: Martin Kovar
Original assignee: Masterfix Products BV
Current assignee: Masterfix Products BV
Priority date: 2002-02-18
Filing date: 2003-02-17
Publication date: 2006-02-23
Anticipated expiration: 2023-02-18
Also published as: ES2264557T3; US20040020024A1; ATE326301T1; EP1524042A1; DE60305324D1; ATE293503T1; EP1336442B1; EP1336442A2; ES2240934T3; EP1336442A3; DE60300509D1; US6912763B2; CZ12144U1; DE60305324T2; EP1524042B1

Description

Technisches Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Nietwerkzeug mit einer Klemmverbindung zwischen einem auswechselbaren Dorn und der Antriebsstange des Nietwerkzeugs sowie ein diese Klemmverbindung aufweisendes Handnietwerkzeug.
Beschreibung des Stands der Technik
Die Dorne für Nietmuttern werden im allgemeinen mit Hilfe eines Schlüssels an dem vorderen Anschlag von Nietwerkzeugen fest angezogen, und zwar entweder an der Sicherungsmutter oder an der Schulter am Ziehdorn des Nietwerkzeugs. Das Anziehen ist erforderlich, um ein plötzliches Lösen von dem Ziehdorn zu verhindern. Dieser Anziehvorgang bedingt allerdings einen gewissen Zeitaufwand und entsprechendes Werkzeug (Schlüssel), was wiederum die Umrüstzeit für Dorne verlängert.
Diese Situation wird deutlich durch die Anordnung verbessert, bei der der Ziehdorn mit einer in einer Wechselhülse frei gelagerten Ziehhülse ausgestattet ist, wobei die beiden Hülsen in drehfester Beziehung zueinander sind. Zwischen der Wechselhülse und der Umfangsschulter der Ziehhülse befindet sich eine Druckfeder. Die Ziehhülse weist ein Innengewinde mit einem aufgeschraubten Bolzen auf, dessen Bund an seinem Außenumfang wenigstens eine angefaste Fläche aufweist, deren Form an die innere Umfangsfläche des angrenzenden Teils der Wechselhülse angepasst ist. Die Vorrichtung wird zusammen mit dem Ziehdorn in dem Mundstück des Nietwerkzeugs positioniert, das im Bereich der Wechselhülse eine Durchgangsöffnung aufweist. Die Druckfeder liegt gegen eine Sicherungsmutter an, die auf den Ziehdorn aufgeschraubt ist. Die Wechselhülse ist gegenüber der Ziehhülse durch einen Sicherungsring gegen Axialverschiebung gesichert, der in einer Ausnehmung der Wechselhülse befestigt ist und an dem abgestuften Ende der Ziehhülse anliegt (siehe z.B. EP-A-0927585).
Der Vorteil dieser Lösung liegt darin, dass bei Nietwerkzeugen die Dorne für Nietmuttern leicht und sehr schnell ausgewechselt werden können, wenn kein Spannwerkzeug (Schlüssel) verwendet werden muss. Die Bauweise ist jedoch ziemlich kompliziert und erhöht die Herstellkosten für das Nietwerkzeug.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Nachteile der gegenwärtigen Situation werden zu einem erheblichen Grad durch das neuartige Nietwerkzeug beseitigt, das eine Klemmverbindung zwischen einem auswechselbaren Dorn und der Antriebsstange des Nietwerkzeugs aufweist, sowie durch die Verwendung dieser Klemmverbindung bei Handnietwerkzeugen. Das Nietwerkzeug mit einer Klemmverbindung zwischen einem auswechselbaren Dorn und der Antriebsstange des Nietwerkzeugs weist eine verbindende Hülse auf, an deren einem Ende das Ende der Antriebsstange befestigt ist, während sich in dem anderen Ende der Hülse ein offener Hohlraum befindet, in den das Ende des auswechselbaren Dorns in Querrichtung eingesetzt werden kann, bis das erweiterte Endstück des Dorns im Innern des Hohlraums ist und seine Achse entlang der Achse der Antriebsstange und der Hülse verläuft. In dieser Position ist der auswechselbare Dorn in Richtung der gemeinsamen Achse durch Einwirkung eines Druckelements mittels Eingriff von Rollflächen, die auf der Vorderseite des erweiterten Endstücks des auswechselbaren Dorns und auf der benachbarten Fläche des Druckelements angeordnet sind, auf die eingespannte Stellung bewegbar, in der der auswechselbare Dorn an seinem erweiterten Endstück im Hohlraum der Hülse von einer entsprechend geformten Fläche festgehalten wird, die in dem Hohlraum der verbindenden Hülse angeordnet ist, wobei er sich axial bewegen kann, jedoch gegen Drehung gesichert ist.
Der Vorteil dieser Lösung liegt im wesentlichen in der Geschwindigkeit und Leichtigkeit des Austauschs von Dornen unterschiedlicher Abmessungen. Zur Übertragung der Antriebskraft besteht keine den Austausch verlangsamende Schraubverbindung zwischen dem Dorn und der Hülse. Insgesamt lassen sich dadurch eine Produktivitätssteigerung beim Nieten und kürzere Rüstzeiten erreichen.
Der Hohlraum der Hülse ist ein durchgehender Hohlraum mit einem zylindrischen Abschnitt, der ein Gewinde zum Aufschrauben der Antriebsstange aufweist und auf seiner Innenseite auf einen kleineren Durchmesser verringert ist. Dadurch ist eine Anschlagfläche für das zur Anlage gelangende Druckelement geschaffen. Der zylindrische Abschnitt des Hohlraums schließt sich an den Abschnitt rechteckiger Querschnittsform zur Führung des auswechselbaren Dorns an, der in seinem entsprechenden Abschnitt ebenfalls einen rechteckigen Querschnitt besitzt. Der Übergang zwischen diesen beiden Abschnitten des Hohlraums ist als Anschlag für die entsprechend geformte Anlagefläche des erweiterten Endstücks des auswechselbaren Dorns ausgebildet. Die Hülse ist gleichzeitig mit einem in ihren Hohlraum reichenden radialen Schlitz versehen, welcher längs der Hülse verläuft und in dem Abschnitt des Hohlraums mit dem rechteckigen Querschnitt im wesentlichen den gleichen rechteckigen Querschnitt aufweist und sich dann so erweitert, dass seine Breite um seine lichte Weite größer ist als der Querschnitt des erweiterten Endstücks des auswechselbaren Dorns. Die Länge des Abschnitts des auswechselbaren Dorns rechteckiger Querschnittsform ist größer als der Abstand zwischen dem freien Ende der Hülse und der Erweiterung ihres radialen Schlitzes.
Diese Anordnung erleichtert und beschleunigt das Einsetzen des auswechselbaren Dorns in den Hohlraum der verbindenden Hülse wie auch dessen Entfernen.
Gemäß einer möglichen Ausführungsform kann das Druckelement eine Druckfeder umfassen, die in der axialen Ausnehmung der Antriebsstange zusammen mit einem Druckstift angeordnet ist, dessen Ende sich in den Hohlraum der Hülse erstreckt und eine Erweiterung in Form eines Kopfes mit einer vorderen Rollfläche aufweist, wobei der Kopf in seiner zurückgezogenen Endstellung den durch die geformte Schulter gebildeten Sitz in dem Hohlraum der Hülse erreicht. Der Kopf des Druckstiftes kann kugelförmig ausgebildet sein.
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung kann das Druckelement eine Druckfeder umfassen, die in dem Hohlraum der Hülse angeordnet ist und fest an einer Kugel anliegt, die in dem Hohlraum der Hülse frei gelagert ist und in ihrer zurückgezogenen Endstellung den durch die geformte Schulter gebildeten Sitz im Hohlraum der Hülse erreicht, wobei der Durchmesser der Kugel größer ist als die Breite des in Querrichtung verlaufenden radialen Schlitzes der Hülse.
Der auswechselbare Dorn kann durch einen Stift gebildet sein, der an seinem einen Ende ein Gewinde zur Verbindung mit dem Niet und an seinem anderen Ende einen End-Klemmkopf aufweist, der auf der dem Schaft des Stiftes benachbarten Seite eine Eingriffsfläche hat, die sich im wesentlichen senkrecht zur Achse des Stiftes erstreckt, und auf seiner anderen Seite eine kugelförmige Rollfläche aufweist, wäh rend der Stift auf einem Teil seiner Länge mit einer beidseitigen Schulter versehen ist, die symmetrisch in Richtung der Achse verläuft, so dass er in diesem Abschnitt einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist, der dem rechteckigen Querschnitt des Hohlraumabschnitts der Hülse entspricht, in dem er, in eingespannter Stellung bei Betrieb des Nietwerkzeugs, gleitend, jedoch nicht drehbar, geführt ist.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein diese Klemmverbindung aufweisendes Handnietwerkzeug, wobei die Hülse mit dem auswechselbaren Dorn in das Mundstück eingesetzt wird, an dem ein auswechselbares Ansatzstück mit bleibender Vorderfläche zum Nieten befestigt ist und zusammen mit dem Mundstück in das Verlängerungsstück der gleitenden Druckhülse fest eingesetzt wird, die zum Eingriff mit den Betätigungshebeln des Werkzeugs angeordnet ist.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel dieser technischen Lösung ist zum besseren Verständnis in der beigefügten Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung ausführlich erläutert. 1 zeigt eine teilweise geschnittene schematische Ansicht eines Handnietwerkzeugs für Nietmuttern mit Klemmverbindung zwischen einem auswechselbaren Dorn und der Antriebsstange eines Nietwerkzeugs. 2 zeigt eine Detailansicht der Klemmverbindung in vergrößertem Maßstab.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Durch das Kunststoffgehäuse 8 des Handnietwerkzeugs erstreckt sich ein Rohr (es kann eingepresst oder auch frei eingesetzt sein), das an seinem äußeren Ende ein Gewinde aufweist, auf das eine Mutter 18 aufgeschraubt ist. Durch das Rohrinnere erstreckt sich eine Antriebsstange 13, die an ihrem rückwärtigen Ende eine aufgeschraubte Mutter aufweist, mit der die Antriebsstange in Drehbewegung versetzt wird, um die Nietmutter auf den auswechselbaren Dorn 1 im vorderen Teil des Werkzeugs aufzuschrauben oder davon abzuschrauben (der auswechselbare Dorn 1 ist zum Auf- oder Abschrauben von Nietmuttern unterschiedlicher Abmessungen vorgesehen). Die Antriebsstange 13 hat die Aufgabe, die Antriebskraft von dem Niet (während des Nietvorgangs) zu übertragen und, wie bereits erwähnt, den auswechselbaren Dorn 1 zu drehen. Im vorderen Teil kann in der Antriebsstange 13 eine axiale Öffnung zur Positionierung der Druckfeder 19 vorgesehen sein. Der Schaft des Druckstiftes 16 erstreckt sich in diese axiale Öffnung (Länge etwa 30 mm) hinein und liegt mit seinem einen Ende dicht an der Druckfeder 19 an, während sein entgegengesetztes äußeres Ende abgerundet oder abgeschrägt ist (anstelle dieses Stiftes 16 kann auch eine Kugel vorgesehen sein).
Auf die durch das Gehäuse 8 des Werkzeugs sich erstreckende Antriebsstange 13 ist eine Sicherungsmutter 17 aufgeschraubt, die an der verbindenden Hülse 15 dicht anliegt. Diese Hülse 15 weist auf ihrer Vorderseite einen geformten, im wesentlichen rechteckigen Schlitz auf, der in den Hohlraum der Hülse 15 übergeht, in dem der Druckstift 16 (oder die Kugel) mit seinem abgerundeten oder abgeschrägten Ende angeordnet ist. Dieses Ende grenzt an die innere Schulter des Hohlraums der Hülse 15 an, gegen die der Druckstift 16 von der Druckfeder 19 gedrückt wird.
Der geformte Schlitz mit dem Hohlraum der Hülse 15 ist so ausgelegt, dass der auswechselbare Dorn 1 frei eingesetzt werden kann. Der zylindrische Hohlraum der verbindenden Hülse 15, die an ihrem einen Ende ein Innengewinde zum Aufschrauben der Antriebsstange 13 aufweist, verengt sich zunächst am entgegengesetzten Ende und bildet dadurch eine abgerundete Fläche zur Anlage mit dem erweiterten und in seiner Form entsprechenden Endstück des Druckstiftes 16, und geht dann in den Abschnitt des Hohlraums von im wesentlichen rechteckiger Querschnittsform über, der dem Querschnitt der Schulter des auswechselbaren Dorns 1 entspricht. An diesem Ende der verbindenden Hülse 15 ist deren Hohlraum in Querrichtung durch den Schlitz geöffnet, der sich durch die Wandung der Hülse 15 über die gesamte Länge des abgestuften Abschnitts des Hohlraums rechteckiger Querschnittsform erstreckt, worauf sich der Schlitz zu einer Ovalform längs in Richtung der Achse erweitert, der in seiner Breite dem Radius des erweiterten Endstücks des auswechselbaren Dorns 1 (dessen Klemmkopf) entspricht. Der Kopf des Druckelementes (der Radius der Kugel im Falle eines erweiterten Kopfes des Druckstiftes 16 mit vorderer Rollfläche) ist größer als die Breite des ovalförmigen Schlitzes der Hülse 15. Der auswechselbare Dorn 1 ist aus einem Stift gebildet, der an seinem einen Ende ein Gewinde zur Verbindung mit dem Niet und an seinem anderen Ende einen End-Klemmkopf aufweist, der auf der dem Schaft des Stiftes benachbarten Seite eine Eingriffsfläche im wesentlichen senkrecht zur Achse des Stiftes und auf der anderen Seite eine kugelförmige Rollfläche aufweist. Über einen Teil seiner Länge hat der Stift eine beidseitige Schulter, die symmetrisch in Richtung der Achse verläuft, so dass er in diesem Abschnitt eine im wesentlichen rechteckige Querschnittsform hat, die dem rechteckigen Querschnitt des Abschnitts des Hohlraums in der Hülse 15 entspricht, in der er in eingespannter Stellung während des Betriebs des Nietwerkzeugs gleitend jedoch nicht drehbar geführt ist. Nach seinem Einsetzen in die Hülse 15 befindet sich der auswechselbare Dorn 1 drehfest gegenüber der Hülse 15.
Die Druckhülse 22 ist gleitend an dem sich durch das Kunststoffgehäuse 8 des Handnietwerkzeugs erstreckenden Rohr angeordnet. An der Druckhülse 22 ist eine äußere Schulter angeformt, in die die geformten Enden der beiden Hebel 12 des Nietwerkzeugs eingreifen, welche Griffe 14 aufweisen und an in dem Kunststoffgehäuse 8 angeordneten Bolzen 21 befestigt sind. Ein Verlängerungsstück 6 dieser Druckhülse 22 (das Verlängerungsstück 6 kann auch an der Druckhülse 22 einstückig angeformt sein) ist in das äußere Ende der Druckhülse 22 eingeschraubt. Ein Mundstück 4 ist über einen in seiner äußeren Ausnehmung eingelegten Sicherungs-O-Ring 5 frei auf das Verlängerungsstück 6 aufgesetzt (darin eingesetzt). Mit dem Mundstück 4 ist ein auswechselbares Ansatzstück 2 mit einer Sicherungsmutter 3 verschraubt, durch das sich der nach außen ragende auswechselbare Dorn 1 frei erstreckt. An dem Verlängerungsstück 6 ist eine Mutter 7 zur Einstellung des Hubs des Druckmechanismus angeschraubt, wobei der hintere Teil dieser Mutter 7 einen verstellbaren Anschlag für den Druckmechanismus gegenüber dem Kunststoffgehäuse 8 des Handnietwerkzeugs sowie eine Einstellposition für den Hub des Druckmechanismus bildet. In dem Raum zwischen der an dem Rohr im Gehäuse 8 des Werkzeugs angeschraubten Mutter 18 und der Druckhülse 22 sitzt eine Rückstellfeder 20, die dazu dient, den Druckmechanismus in seine Ausgangsstellung zurück zu bewegen.
Bei einem Defekt des auswechselbaren Dorns 1 (aufgrund von Verschleißerscheinungen beim Nieten) wird das Mundstück 4 aus dem Verlängerungsstück 6 herausgezogen, der auswechselbare Dorn 1 löst sich aus der Hülse 15 heraus (nach Drücken des Dorns 1 am vorderen Ende der Hülse 15), und nach dem Austausch wird das Mundstück 4 wieder in das Verlängerungsstück 6 eingesetzt. Bei einem Austausch des Dorns 1 gegen einen Dorn anderer Abmessung wird das Mundstück 4 in gleicher Weise aus dem Verlängerungsstück 6 herausgezogen und der Dorn 1 gegen einen anderen ausgetauscht. Das auswechselbare Ansatzstück 2 wird zusammen mit der Sicherungsmutter 3 von dem Mundstück 4 abgeschraubt und durch ein anderes auswechselbares Ansatzstück 2 mit Sicherungsmutter 3 ersetzt und das Ganze wieder eingesetzt.
Der Vorteil dieser Lösung liegt im wesentlichen in der Geschwindigkeit und Leichtigkeit, mit der der Dorn 1 gegen einen Dorn anderer Abmessung ausgewechselt werden kann. Zur Übertragung der Antriebskraft besteht keine den Austausch verlangsamende Schraubverbindung zwischen dem Dorn 1 und der Hülse 15. Insgesamt lassen sich dadurch eine Produktivitätssteigerung beim Nieten und kürzere Rüstzeiten erreichen.
Gewerbliche Verwertung
Bei dem erfindungsgemäßen Nietwerkzeug kann es sich sowohl um ein Handnietwerkzeug als auch um ein pneumatisch-hydraulisches Nietwerkzeug handeln, bei dem die Antriebskraft vom Druck eines Hydraulikkolbens erzeugt wird. Bei diesen Ausführungsbeispielen kann die Druckfeder des Druckelementes zum Beispiel auch eine Druckluftfeder sein.

Claims

Nietwerkzeug mit einer befestigenden Verbindung zwischen einem auswechselbaren Dorn (1) und der Antriebswelle (13) des Nietwerkzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass es eine verbindende Hülse (15) enthält, an der das Ende der Antriebswelle (13) auf einer Seite befestigt ist, während sich auf der anderen Seite ein offener Hohlraum in der Hülse (15) befindet, der so beschaffen ist, dass sich das Ende des auswechselbaren Dorns (1), in Querrichtung, einfügen lässt, bis das ausgedehnte Endstück des Dorns im Innern des Hohlraums ist und seine Achse entlang der Achse der Antriebswelle (13) und der Hülse (15) verläuft, wo der auswechselbare Dorn (1) in dieser Position in die Richtung der gemeinsamen Achse durch die Einwirkung eines Druckelements (16) mittels ineinandergreifenden, rollenden Oberflächen, die auf der vorderen Oberfläche des ausgedehnten Endstücks des auswechselbaren Dorns (1) und auf der angrenzenden Oberfläche des Druckelements (16) eingerichtet sind, auf die befestigte Position bewegt werden kann, wo der auswechselbare Dorn (1) an seinem ausgedehnten Endstück in dem Hohlraum der Hülse (15) mittels einer entsprechend geformten Oberfläche festgehalten wird, die in dem Hohlraum der Hülse (15) angeordnet ist, mit der Möglichkeit, sich axial zu bewegen, und gesichert gegen Drehung.
Nietwerkzeug gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum der Hülse (15) ein durchgängiger Hohlraum ist und einen zylindrischen Teil hat, der mit einem Gewinde zum Aufschrauben der Antriebswelle (13) ausgestattet ist, welcher zylindrische Teil auf der Innenseite auf einen kleineren Durchmesser verringert wird, wodurch eine Anschlagsoberfläche für das Kontakt aufnehmende Druckelement (16) geschaffen wird, wobei der zylindrische Teil des Hohlraums an das Teil mit dem rechteckigen Abschnitt zur Führung des auswechselbaren Dorns (1) anschließt, der ebenfalls einen rechteckigen Abschnitt an seinem entsprechenden Teil besitzt, wobei der Durchgang zwischen diesen beiden Teilen des Hohlraums als Anschlag für die entsprechend geformte Kontaktoberfläche des ausgedehnten Endstücks des auswechselbaren Dorns (1) angebracht ist, und die Hülse (15) gleichzeitig mit einem radialen Schlitz ausgestattet ist, der in ihren Hohlraum reicht, welcher der Länge der Hülse entlang verläuft, und in dem Teil des Hohlraums mit dem rechteckigen Abschnitt grundsätzlich den gleichen rechteckigen Abschnitt hat und sich dann so ausdehnt, dass seine Weite um seine Freigabe größer ist als der Abschnitt des ausgedehnten Endstücks des auswechselbaren Dorns (1), während die Länge des Teils des auswechselbaren Dorns (1) mit rechteckigem Abschnitt größer ist als der Abstand des freien Endes der Hülse (15) von der Ausdehnung ihres radialen Schlitzes.
Nietwerkzeug gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckelement eine Druckfeder (19) enthält, die in der axialen Vertiefung der Antriebswelle (13) zusammen mit einem Druckstift (16) angeordnet ist, dessen Ende, das in den Hohlraum der Hülse (15) reicht, eine Ausdehnung in der Form eines Kopfes mit vorderer rollender Oberfläche hat, wo der Kopf in seiner zurückgezogenen Endposition die Pfanne erreicht, die durch die geformte Schulter in dem Hohlraum der Hülse (15) gebildet wird.
Nietwerkzeug gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckelement eine Druckfeder (19) enthält, die in dem Hohlraum der Hülse (15) liegt und fest an eine, frei in diesem Hohlraum der Hülse (15) positionierte, Kugel angepasst ist, die in ihrer zurückgezogenen Endposition die Pfanne erreicht, die von der geformten Schulter in dem Hohlraum der Hülse (15) gebildet wird, wobei der Durchmesser der Kugel größer als die Weite des quer verlaufenden radialen Schlitzes der Hülse (15) ist.
Nietwerkzeug gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopf des Druckstifts (16) kugelförmig ist.
Nietwerkzeug gemäß jedem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der auswechselbare Dorn (1) durch einen Stift gebildet wird, der an einem Ende mit einem Gewinde zur Verbindung mit dem Niet und am anderen Ende mit einem End-Befestigungs-Kopf ausgestattet ist, der auf der Seite, die an den Schaft des Stifts angrenzt, eine Verbindungsoberfläche hat, die grundsätzlich vertikal zu der Achse des Stifts verläuft, und auf der anderen Seite eine kugelförmige, rollende Oberfläche hat, während auf einem Teil seiner Länge der Stift mit einer bilateralen Schulter ausgestattet ist, die symmetrisch in der Richtung der Achse verläuft, so dass er in diesem Teil einen grundsätzlich rechteckigen Abschnitt hat, der dem rechteckigen Abschnitt des Teils des Hohlraums der Hülse (15) entspricht, in dem er, in der befestigten Position während der Funktion des Nietwerkzeugs, gleitend, aber nicht rotierend, geführt wird.
Nietwerkzeug gemäß jedem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Nietwerkzeug ein Hand gehaltenes Nietwerkzeug ist, bei dem die Hülse (15) mit auswechselbarem Stift (1) in der vorderen Ausgangsöffnung (4) platziert ist, an der eine auswechselbare Erweiterung (2) mit bleibender vorderer Oberfläche zum Nieten befestigt ist, und zusammen mit der Ausgangsöffnung (4) fest in die Erweiterung (6) des gleitenden Druckstifts (22) eingefügt wird, der zur Einkuppelung mit den Kontrollhebeln (12) des Werkzeugs eingerichtet ist.