DE2419190C3 - Pneumatisch-hydraulisches Blindnietgerät - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein pneumatisch-hydraulisches Gerät, insbesondere Handgerät, zum Setzen von Blindnieten mit einem Pneumatikzylinder, in welchem ein Pneumatikkolben mit einer Kolbenstange, die dichtend im anschließenden Hydraulikraum geführt ist, gleitet, und mit einem hieran angeordneten Arbeitszylinder, dessen Arbeitskolben den Futtermechanismus zum Greifen des Zugdorns trägt und der mit einer unter dem Arbeitskolben mündenden Bohrung mit dem Hydraulikraum verbunden ist, einem über Handhe· bei betäligbaren Druckluftventil und einer zwischen dem Arbeitskolben und dem Zyünderabschluß angeordneten Rückstellfeder zur Rückstellung der bewegten Teile in ihre Ausgangsstellung, wobei der Pneumatikzylinder einerseits am Hubende eine Auslaß- und Nachsaugbohrung zur Atmosphäre und andererseits, auf der Beaufschlagungsseite des Pneumatikkolbens, einen durch das Druckventil gesteuerten Auslaß aufweist, sowie einer automatisch arbeitenden SchnellentlüftungsanordnungT

Bei pneumatisch-hydraulischen Geräten zum Setzen von Blindnieten, wie sie aus der DE-AS 1217175 bekannt sind, wurde wiederholt versucht, die Arbeitsgeschwindigkeit des Gerätes zu erhöhen. Qabei waren die Bemühungen darauf gerichtet, dies durch eine Vergrößerung der Zu- und Ableitungskanäle für die Druckluft zu erreichen, was jedoch nicht zu befriedigenden Lösungen führte. Eine Vergrößerung der Querschnitte der aus dem Pneumatikzylinder heraus und zur Auslaßseite des Druckluftventils führenden Ausströmkanäle ist begrenzt und zudem nachteilig, weil diese Kanäle auch die Zuströmkanäle sind und bei größeren Querschnitten infolge eines vermehrten Zustroms von Druckluft bei der Betätigung des Gerätes unkontrollierbare Massenbeschleunigungen des PneumatikkoJbens und der Kolbenstange gegen den Hydraulikzylinder und damit in Richtung auf den Arbeitszylinder und den Futtermechanismus auftreten. Die bekannte Anordnung eines Oberdruckventils im Verschlußdeckel des Pneumatikzylinders eines solchen Gerätes trägt nichts zur Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit bei.

Andererseits sind zwar Schnellentlüftungsventile zum Erreichen eines schnelleren Laufs von pneumatisch betriebenen Arbeitsgersten bekannt, jedoch werden auch diese in das Zu- und Ableitungskanalsystem eingebaut. Dies gilt insbesondere für die Anordnung eines Schnellabblaseventils an einer mit Druckübersetzer arbeitenden stationären Nietmaschine nach der DE-OS 22 26 555, mittels deren Draht- oder Stabstücke so durch ein Werkstück getrieben werden, daß ihre Endbereiche aus den entgegengesetzten Oberflächen des Werkstücks herausragen und sie in Form von Nietköpfen gestaucht werden. Entsprechend ist die mechanisch betätigte Steuerventilanordnung nach der US-PS 25 83 733 im Steuerleitungssystem angeordnet.

Aufgabe der Erfindung ist es, durch wirksamste Anordnung einer Schnellentlüftung die Rücklaufgeschwindigkeit der bewegten Teile des Bündnietgerätes in ihre Ausgangsstellung zu erhöhen, um dadurch eine raschere Folge der Nietvorgänge pro Zeiteinheit zu ermöglichen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß die Schnellentlüftungsanordnung im Deckel oder im deckelnahen Bereich des Pneumatikzylinders sitzt und als federbelastetes Plattenventil ausgebildet ist

Vorzugsweise dient dki Schnellentlüftungsanordnung druckraumseitig als Anschlag für den Pneumatikkolben.

Der Anschlag für die Ventilplatte im Ventilgehäuse des Plattenventils kann ein Luftdurchtritt zulassender Abschiußring sein. Dieser ist in vorteilhafter Weise eine mit radialer Verspannung in das Ventilgehäuse eingesetzte an sich bekannte Zahnscheibe oder ein mit radialer Verspannung in einer im Ventilgehäuse umlaufenden Nut sitzender, an sich bekannter Federring.

Durch die erfindungsgemäße Schnellentlüftungsanordnung an der druckbeaufschlagten Seite des Pneumatikzylinders wird erreicht, daß die Druckluft schlagartig entweicht und ein unerwartet schneller Rücklauf der bewegten Teile stattfindet. Das SchnellentlUftungsventil sitzt nicht im System der Zu- und Ableitungskanäle für die Druckluft sondern führt unabhängig davon aus dem Pneumatikzylinder unmittelbar ins Freie. Es läßt bei diesem Einsatzort auch eine ausreichend hohe Standzeit erwarten.

Als SchnellentlUftungsventil kann grundsätzlich auch

ein anderes Ventil verwendet werden, jedoch zeichnet sich das federbelastete Planenventil, welches aus Ventilgehäuse, Feder und Ventilplatte besteht, durch einfache ßauweise und zuverlässige Funktion aus. Beispielsweise kann die Ventilplatte von gleicher Ausführungsform sein wie die im Druckluftventil verwendete Platte. Das Ventilgehäuse kann einen abgestuften Innenraum aufweisen, in dem die Ventilplatte mit Spiel fr-„-i bewegbar ist Das Ventil arbeitet automatisch; es schaltet sich völlig selbsttätig in den Betriebsablauf des Gerätes ein. In ihrer Ruhestellung wird die Ventilplatte durch die Ventilfeder von ihrem durch die Abstufung des Ventilgehäuses gebildeten Ventilsitz abgehoben. Bei Betätigung des Gerätes wird sie durch die Druckluft im Pneumatikzylinder auf den Ventilsitz zu bewegt, wodurch das Ventil geschlossen wird. Die Ventilplatte ist so zwischen Abschlußring und Ventilsitz bewegbar. Sofort auf den nach beendetem Nietvorgang durch öffnen des Druckluftventils zur Atmosphäre eintretenden Druckluftabfaü kommt die Feder des Ventils zur Wirkung hebt die Ventilplatte von ihrem Sitz ab und öffnet somit das Ventil, so daß die Druckluft plötzlich und überwiegend durch das Ventil unmittelbar aus dem Pneumatikzylinder ins Freie entweichen kann. Es versteht sich, daß die Ventilfeder verhältnismäßig weich sein kann.

Die erfindungsgemäße Schnellentiüftungsanordnung ermöglicht eine doppelte bis dreifache Rücklaufgeschwindigkeit des Gerätes in seine Ausgangsstellung und schafft damit die Voraussetzung für eine wesentliehe Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit. Der abgerissene Nietdornschaft fällt sofort aus dem Gerät heraus, und es kann sogleich ein neuer Blindniet in das Mundstück eingeführt werden.

In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Blindnietgerätes,

F i g. 2 in vergrößertem Maßstab einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße, als einfaches Plattenventil ausgebildete Schnellentiüftungsanordnung,

F i g. 3 eine Ansicht des Ventils mit Zahnscheibe,

Fig.4 entsprechend Fig.2 ein Plattenventil mit einem in eine Nut eingesetzten Federring,

F i g. 5 eine A nsicht der Anordnung des Federringes.

Nach F i g. 1 besteht das Blindnietgerät im wesentlichen aus einem einzigen, langgestreckten und rohrförmigen Gehäusekörper 1, in welchem das pneumatische System 2, das hydraulische System 3 und das Einspannfutter 4 mit dem Arbeitskolben 5 untergebracht sind. Wie ersichtlich, sind der Arbeitszylinder 6 für das Einspannfutter und dessen Betätigungseinrichtung nahezu senkrecht zur normalen, langgestreckten Form angeordnet, die ihrerseits wiederum in zwei unterschiedlich geformte Abschnitte 7 und 8 unterteilt ist, wobei das hydraulische System im Abschnitt 7 und das pneumatische System im Abschnitt 8 vorgesehen sind.

Abschnitt 7 des Körpers f ist an seiner äußeren Oberfläche 9 mit einer nicht weher gezeigten Riffelung ίο oder Rändelung versehen und dient als Griffabschnitt des Geräts. Das Einspannfutter mit der Betätigungseinrichtung und Abschnitt 8 sind gewichtsmäßig derart abgeglichen, daß Abschnitt 7 gerade im Bereich des Schwerpunktes des gesamten Gerätes liegt.

Der Abschnitt 8 weist an seiner Unterseite einen Ansatz 10 auf, der nach vorn in einen schrägen, gabelförmigen Abschnitt Il übergeht, in welchem mittels eines Bolzens 12 der Betätigungshebel 13 des Gerätes drehbar gelagert ist, während er sich nach hinten bis zum Ende des Abschnittes 8 erstreckt, wo ein Preßluftanschluß 15 eingeschraubt ist

Der Ansatz 10 besitzt ferner eine in Längsrichtung verlaufende Bohrung 16, die im Bereich des Preßluftauslasses zunächst nur gering und dann dem Durchmesser des Anschlusses 15 entsprechend aufgeweitet ist.

In dem aufgeweiteten Abschnitt 166 ruht eine Ventilplatte 17, die in Betriebspausen mittels der Feder 18 die Preßluftzufuhr in Richtung des Pfeiles 19 sperrt und außerdem über ein in der Bohrung 16 gleitend geführtes Rohr 20 mit dem Betätigungshebel 13 in Verbindung steht. Dieses Rohr liegt normalerweise an der Fläche 21 des Hebels 13 an und enthält eine Feder 22, die einerseits an der Ventilplatte 17 und andererseits im verengenden Ende 23 des Rohres 20 abgestützt ist und das Rohr zur Anlage an die Fläche 21 drängt, so daß zwischen der Ventilplatte 17 und dem anderen Ende 24 des Rohres ein Zwischenraum 25 gebildet wird. Außerdem weist der Ansatz 10 eine Verbii.dungsbohrung 26 auf, welche das pneumatische System 2 mit dem nur gering aufgeweiteten Abschnitt 16a der Bohrung 16 verbindet.

Das pneumatische System besteht im wesentlichen aus einem Zylinder 27, der an seinem hinteren Ende mittels eines Verschlußdeckels 28 abgeschlossen ist, sowie aus einem Kolben 29, der in dem Zylinder 27 gleitet und diesen in zwei Kammern 27a und 276 unterteilt Er weist eine die Länge des Zylinders 27 überschreitende Kolbenstange 30 auf, die einen wesentlich geringeren Durchmesser als der Kolben selbst hat Kolben und Kolbenstange sind in an sich bekannter Weise fest miteinander verbunden. Der Zylinder 27 steht an seinem vorderen Ende 31 über eine Auslaß- und Nachsaugbohrung 32 mit der Atmosphäre in Verbindung. Die Bewegungsbahn des Kolbens 29 liegt zwischen der Nachsaugbohrung 32 und dem Kanal 26.

Im Verschlußdeckel 28 des Pneumatikzylinders 27 ist die erfindungsgemäße Schnellentiüftungsanordnung 100 vorgesehen, die anhand F i g. 2 noch näher beschrieben wird.

Das hydraulische System 3 besteht aus einem Zylinder 33, der mit hydraulischem Medium 36 voll gefüllt ist und einen erheblich geringeren Durchmesser als der Zylinder 27, jedoch einen größeren Durchmesser als die Kolbenstange 30 besitzt sowie an seinem vorderen Ende 37 eine Verbindungsbohrung 38 zur Betätigungseinrichtung des Einspannfutters 4 aufweist, während sein hinteres Ende 39 durch ein in ihm eingeschraubtes Paßstück 40 gebildet ist. Dieses Paßst'ick besitzt eine Gleitöffnung 41, deren Durchmesser dem Durchmesser der Kolbenstange entspricht und die als Führungselement für die Kolbenstange 3G dient Um ein Lecken bzw. Eindringen des hydraulischen Mediums in den pneumatischen Zylinder 27 zu verhindern, ist daß Paßstück zweifach mittels O-Ringen 42 und 43 abgedichtet.

Unter Umständen kann das Paßstück 40 entfallen und der Durchmesser des Hydraulikzylinders 33 kanr. dann direkt dem Durchmesser der Kolbenstange 30 angepaßt sein.

Wie weiterhin aus Fig.) ersichtlich ist, ist der Abschnitt 6 des Gehäusekörpers 1 mit einer durchgehenden Bohrung versehen, die drei Abschnitte 44,45,46 unterschiedlichen Durchmessers aufweist. Abschnitt 44 dient als Zylinder für die Betätigungseinrichtung,

Abschnitt 45 als Führung für das Verbindungsglied zwischen Betätigungseinrichtung und Einspannfutter 4 mit einer O-Ringdichtung 47 und Abschnitt 46 als Anschlußfassung für das Einspannfutter 4 zum Greifen des Nietdornschaftes der Blindniete in bekannter Weise.

Die Betätigungseinrichtung besteht im wesentlichen aus einem in dem Zylinder 44 dichtend gleitenden Kolben 64 der beidseitig je einen Kolbenschaft 65 und 66 aufweist.

Die Betätigungseinrich'ung und das Einspannfutter 4 sind mittels des Kolbenschaftes 65 starr miteinander verbunden.

Das untere Ende des Zylinders 44 dient als Widerlager für den Kolben 64 und ist zur Verbindungsbohrung 38 hin offen. Das obere Ende dieses Zylinders wird durch eine Verschlußschraube 69 mit einer axialen Bohrung 70 gebildet, in welche der Kolbenschafl 66 bewirkt außer der einfachen Montage, daß ein schlagartiger Luftaustritt erfolgen kann. Der Federring 104.3 gemäß Fig.4, 5 ist nämlich am Umfang offen, während die Zahnscheibe 1046 gemäß F i g. 2, 3 zwischen den Laschen (»Zähnen«) öffnungen hat, die gleichfalls insgesamt einen verhältnismäßig großen Luftaustritt ergeben.

Es versteht sich, daß als Anschlag für die Ventilplatte auch andere Maschinenelemente wie Stifte oder Bolzen etc. verwendet werden können.

Das beschriebene Schnelletitlüftungsventil kann entweder in den Verschlußdeckel 28 eingepreßt oder dichtend eingeschraubt sein oder bereits integrierender Bestandteil des Verschlußdeckels 28 sein. Die Ventilanordnung 100 kann zentrisch oder exzentrisch im Verschlußdeckel liegen. Außerdem kann beispielsweise die Ventilanordnung druckraumseitig als Anschlag für

Um den Kolbenschaft 66 liegt die Rückstellfeder 71, die einerseits an der Innenfläche der Schraube 69 und andererseits am Kolben 64 angreift und letzteren in seine Ruhelage zum Widerlager hin drängt. Die Rückstellfeder 71 ist so stark bemessen, daß sie auch das hydraulische und das pneumatische System nach jedem Nietvorgang in ihre Anfangsstellung zurückführt.

F i g. 2 zeigt vergrößert einen Längsschnitt durch das im Deckel 28 des Pneumatikzylinders 27 angeordnete Schnellentlüftungsventi! 100. In einen Durchbruch des Deckels 28 ist das zylindrische Ventilgehäuse 101 eingesetzt. Das Ventilgehäuse 101 hat einen abgestuften, durchgehenden Innenraum, der mit dem Pneumatikzylinder 27 in Verbindung steht. Der im Querschnitt größere Abschnitt des Gehäuses 101 ist dem Pneumatikzylinder 27 unmittelbar zugewandt und nimmt die Ventilplatte 102 auf. Am mit dem Deckel 28 abschließenden Ende des Ventilgehäuses 101 ist ein radial nach innen weisender Bund 106 vorgesehen, der die Auflagefläche für eine als Druckfeder ausgebildete Ventilfeder 103 bildet, die mit ihrem anderen Ende an der als Schließkörper dienenden Ventilplatte 102 anliegt. Die Ventilfeder 103 kann vorzugsweise von konischer, sich zur Ventilplatte hin verjüngender Ausführungsform sein. Die Ventilplatte 102 ist mit Spiel in dem querschnittsgrößeren Abschnitt des Ventilgehäuses 101 angeordnet und durch einen an der Innenwand des Ventilgehäuses 101 vorgesehenen, Luftdurchtritt zulassenden Anschlag z. B. in Form einer Zahnscheibe 1046 gemäß Fig. 3 gegen Herausfallen gesichert.

Die Kante der Abstufung im Innenraum des Venlilgehäuses 101 ist in axialer Richtung wulstförmig ausgebildet und bildet den Ventilsitz 105 für die Ventilplatte 102; durch die wulstförmige Ausbildung des Ventilsitzes 105 wird eine linienförmige Auflagefläche für die Ventilplatte 102 und damit eine gute Dichtwirkung erreicht In Ruhestellung des Geräts wird die Ventilplatte 102 durch die Ventilfeder 103 vom Ventilsitz 105 abgehoben und gegen den Anschlag gedrückt.

Die Ventilplatte 102 kann aber auch durch einen an sich bekannten Federring 194a gemäß F i g. 5 gesichert sein, wobei in der Innenwand des Ventilgehäuses 101 eine umlaufende Nut 107 (vgl. auch F i g. 4) vorgesehen ist, in die der Federring 104a mit radialer Verspannung eingelegt ist Die Wahl eines Abschlußringes, z. B. eines Federringes 104a oder einer Zahnscheibe 1046 als Anschlag gemäß F i g. 4, 5 bzw. F i g. 2, 3 in Verbindung mit dem Spiel der Ventilplatte 102 im Ventilgehäuse 101 Die Arbeitsweise des oben beschriebenen Gerätes ist folgende:

Bei Inbetriebnahme des Gerätes muß vorher das hydraulische System völlig mit Medium gefüllt sein. Der Kolben 64 der Betätigungseinrichtung und der Kolben 29 des pneumatischen Systems 2 befinden sich in ihrer Ausgangs- bzw. Ruhestellung, wie in F i g. I veranschaulicht. Die erfindungsgemäße Ventilanordnung 100 ist geöffnet.

Das Gerät wird mittels des Preßluftanschlusses 15 über einen Verbindungsschlauch an eine Preßluftquelle angeschlossen und deren Ausgangsventil oder -hähne geöffnet und sodann der Zugdornschaft des Blindniets durch das Mundstück hindurch in das Einspannfutter bis zum Anschlag einsetzt. Oftmals ist es auch üblich, daß die Blindniete in das Fügegut gesteckt werden und dann das Einspannfutter entsprechend auf den herausstehenden Zugdornschaft bis zum Anschlag aufgesetzt wird.

Bei Betätigung des Hebels 13 wird das Rohr 20 aul die Ventilplatte 17 zu bewegt, bis es an der Ventilplatte anliegt und diese öffnet, wobei Druck- oder Preßluft (gewöhnlich 6 atü Betriebsdruck bei Preßluftgeräten] durch die Bohrung 26 in die Kammer 27a des pneumatischen Systems strömt und einerseits auf den Kolben 29 einwirkt, andererseits die Ventilplatte 102 des Schnellentlüftungsventils 100 beaufschlagt und gegen die Kraft der Ventilfeder 103 zur Auflage auf den Ventilsitz 105 bringt, das Ventil also schließt, wodurch die Druckluft den Kolben 29 weiter nach links (gemäO Zeichnung) bewegt.

Durch die Verschiebung des Pneumatikkolbens 29 wird die Kolbenstange 30 in das hydraulische Medi-m im Zylinder 33 hineinbewegt wodurch hydraulisches Medium durch die Bohrung 38 hindurch verdrängt wird Das verdrängte druckbeaufschlagte Medium wirkt aul den Kolben 64 der Betätigungseinrichtung, der demzufolge in Richtung des Pfeiles 74 verschoben wird Gleichzeitig wird aber auch die Einspannvorrichtung 4 in derselben Richtung verschoben; entsprechend wird der Zugdomschaft des Blindniets gezogen, bis er nach erfolgter Nietbildung an seiner Sollbruchstelle abreißt Der Betätigungshebel 13 kann daraufhin sofort von dei Bedienungsperson losgelassen werden, wodurch das Druckluftventil 17 zur Atmosphäre öffnet

Sogleich kommt die Rückstellfeder 71 zur Wirkung und beginnt den Kolben 64 in seine Ruhestellung zurückzuschieben und das Hydraulikmedium aus den; Zylinder 44 durch die kurze Verbindungsbohrung 3f hindurch in den Hydraulikzylinder 33 zu verdrängen wodurch die Kolbenstange 30 mit dem Pneumatikkol

ben 29 entsprechend zurückgeschoben wird. Infolge des in der Zylinderkammer 27;/ eintretenden Druckabfalls kommt unmittelbar sofort die Feder 103 des Schnellentlüftungsventils 100 zur Wirkung. Sie hebt die Ventilplatte 102 von ihrem Sitz 105 ab und öffnet somit das Ventil, so dab die Druckluft aus der Kammer 27,7 des Pneumatikzylinders 27 plötzlich überwiegend durch das Ventil 10C) entweicht und ein fast schlagartiger Rücklauf

des Pneumatikkolbens 29 in die Ausgangsstellung erfolgi.

Während bei den bekannten Blindnieigeräten das gesamte Qruckltifivolumen durch die Feder 71 durch die (verhältnismäßig engen) Abströmkanal 26, 20 hindurch gedrückt werden mußte, kommt also bei der erfindungsgL'inäßcn Ausbildung das Druckluftvolumen unmittelbar durch das Schnellcntlüftungssystem frei.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche;

1. Pneumatisch-hydraulisches Gerät, insbesondere Handgerät zum Setzen von Blindnieten mit einem Pneumatikzylinder, in welchem ein Pneumatikkolben mit einer Kolbenstange, die dichtend im anschließenden Hydraulikraum geführt ist, gleitet, und mit einem hieran angeordneten Arbeitszylinder, dessen Arbeitskolben den Futtermechanismus zum to Greifen des Zugdorns trägt und der mit einer unter dem Arbeitskolben mündenden Bohrung mit dem Hydraulikraum verbunden ist, einem über Handhebel betätigbaren Dmckluftventil und einer zwischen dem Arbeitskolben und dem Zylinderabschluß '5 angeordneten Rückstellfeder zur Rückstellung der bewegten Teile in ihre Ausgangsstellung, wobei der Pneumatikzylinder einerseits am Hubende eine Auslaß- und Nachsaugbohrung zur Atmosphäre und andererseits, auf der Beaufschlagungsseite des Jo Pneumalikkolbens, einen durch das Druckluftventil gesteuerten Auslaß aufweist, sowie mit einer automatisch arbeitenden Schnellentlüftungsanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnellentlüftungsanordnung im Deckel (28) oder im deckelnahen Bereich des Pneumtükzylinders (27) sitzt und als federbelastetes Platten ventil (100) ausgebildet ist

2. Pneumatisch-hydraulisches Blindnietgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnellentlüftung;anordnung (100) druckraumseitig (27a,) als Anschlag für de.". Pneimatikkolben (29) dient.

3. Pneumatisch-hydraulisches Blinr'üietgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag für die Ventilplatte ein Luftdurchtritt zulassender Abschlußring ist

4. Pneumatisch-hydraulisches Blindnietgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschlußring als eine mit radialer Verspannung in das Ventilgehäuse (101) eingesetzte, an sich bekannte Zahnscheibe (104i>Jausgebildet ist.

5. Pneumatisch-hydraulisches Blindnietgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschlußring ein an sich bekannter Federring (i04a) ist, der mit radialer Verspannung in einer im Ventilgehäuse (101) umlaufenden Nut (107) sitzt.