[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Setzen von Blindnietmuttern, bei dem der
Gewindedorn bis zum Anschlag an das Mundstück in das Muttergewinde eingeschraubt wird
und dann axial verschoben wird, so daß das dünnwandige Material des freigeschnittenen
Teils nach außen ausweicht und eine Wulst bildet.
[0002] Bei entsprechenden Geräten zur Durchführung eines solchen Verfahrens ist die aufgebrachte
Zugkraft jedoch nicht während des gesamten Nietvorgangs gleichbleibend, vielmehr ist
beispielsweise bei zwei sich aufeinander zu bewegenden Handhebeln gegen Ende der Bewegung
die aufgebrachte Kraft am größten. Die größte Kraft ist jedoch erforderlich in dem
Zeitpunkt, wo das Material des freigeschnittenen Teils beginnt, sich nach außen zu
bewegen, während mit fortschreitender Bewegung eine immer geringere Kraft erforderlich
ist, bis zum Schluß der Nietvorgang abgebrochen werden muß, wenn der Wulst sich an
die Wandung des Bohrlochs anlegt, um eine Beschädigung des Gewindes zu vermeiden.
[0003] Die Wandstärke im freigeschnittenen Teil der Blindnietmutter wird vorzugsweise so
gewählt, daß die Klemmkraft des sich bildenden Wulstes möglichst groß ist, um später
als Verdrehsicherung zu wirken.
[0004] Demnach liegt die zum Vernieten erforderliche Zugkraft in der Regel nur knapp unter
der Gewindetragkraft, wodurch das korrekte Vernieten der Blindnietmutter mit den bisher
auf dem Markt angebotenen Nietwerkzeugen kompliziert ist.
[0005] Diese sollen die Blindnietmutter über eine jeweils dem Gewindedurchmesser angepaßte
und begrenzte Zugkraft Vernieten, so daß sich ein ausreichender Wulst bildet, jedoch
das Gewinde am Ende des Nietvorgangs nicht beschädigt wird. Diese an sich logische
Art zum Verarbeiten bzw. Vernieten von Blindnietmuttern scheitert aber an der geringen
Differenz zwischen der zum Vernieten erforderlichen Zugkraft und der maximalen Gewindetragkraft.
[0006] Als Konsequenz hieraus arbeiten heute alle Werkzeuge mit einer sogenannten Hubbegrenzung,
mit Ausnahme einiger mechanischer Werkzeuge für kleinere Gewindeabmessungen, bei denen
sich der Bediener auf sein Gefühl verlassen muß.
[0007] Bei der Vernietung mit Hubbegrenzung wird der für die Vernietung erforderliche Weg
berechnet und der Hub des Werkzeugs darauf begrenzt. Dieses Verfahren ist recht kompliziert,
da es nur Annäherungswerte gibt und Blindnietmuttern von verschiedenen Herstellern
mit unterschiedlichen Toleranzen gefertigt werden.
[0008] Auch setzt dieses Verfahren voraus, daß die Blindnietmutter, obwohl sie einen großen
Toleranzbereich hat, mit einem Werkzeug in nur jeweils ein und dieselbe Materialstärke
vernietet werden kann. Weitere Probleme entstehen dadurch, daß vom Bediener genau
darauf geachtet werden muß, die Blindnietmutter immer vollständig bis zum Anschlag
auf den Gewindedorn des Werkzeugs aufzuschrauben, damit der eingestellte Hubweg nicht
teilweise ins Leere läuft.
[0009] In der Praxis kommt es wegen der starren Hubbegrenzung häufig zur ungenügenden Vernietung
bzw. Beschädigung des Gewindes, es sei denn, die Geräte werden vom Fachmann genau
eingestellt, und die Verarbeitung wird sorgfältig überwacht.
[0010] Insgesamt ist somit die Verarbeitung von Blindnietmuttern im Gegensatz zur Verarbeitung
von Blindnieten technisch recht anspruchsvoll, so daß sich der Einsatz bei kleinen
Serien kaum lohnt und sich bis heute kein nennenswerter "Do-It-Yourself"-Markt gebildet
hat.
[0011] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren verfügbar zu machen,
bei dem das Setzen von Blindnietmuttern einfacher, sicherer und wirtschaftlicher ermöglicht
wird.
[0012] Erfindungsgemäß wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art vorgeschlagen,
daß eine von Beginn der axialen Bewegung der Blindnietmutter abnehmende Zugkraft aufgebracht
wird.
[0013] Gemäß einer vorteilhaften Ausbildung wird weiter vorgeschlagen, daß die größte Zugkraft
in der Phase des Beginns der Auswölbung des freigeschnittenen Teils aufgebracht wird
und daß mit der vollständigen Ausbildung des Wulstes an der Bohrungswand die Zugkraft
so gering ist, daß das Gewinde der Blindnietmutter nicht beschädigt wird.
[0014] Die Erfindung macht gleichermaßen ein Gerät zur Durchführung des Verfahrens verfügbar.
Ein derartiges Gerät zum Setzen von Blindnietmuttern zur Durchführung des Verfahrens
nach Anspruch 1 oder 2, das eine Zugkraft zur Ausbildung eines Wulstes durch das dünnwandige,
freigeschnittene Teil an der Blindnietmutter aufbringt, zeichnet sich dadurch aus,
daß zur Abnahme der Zugkraft eine mechanische Übersetzung vorgesehen ist.
[0015] Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann vorgesehen sein, daß zur Abnahme der
Zugkraft ein Druckminderer vorgesehen ist.
[0016] Weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen
gekennzeichnet.
[0017] Mit dem vorliegenden Verfahren und dem Gerät zu seiner Durchführung wird eine Zugkraft
aufgebracht, die dem erforderlichen Kraftbedarf entspricht. Die Zugkraft liegt gegebenenfalls
am Anfang über der Gewindekraft, was aber keine Probleme verursacht, da der Schaft
der Blindnietmutter zunächst nachgibt, während am Ende der Bewegung die Kraft so verringert
ist, daß eine Beschädigung des Gewindes nicht mehr möglich ist. Derartig konstruierte
Werkzeuge können mit sehr viel Toleranz eingestellt werden. Ihre Regulierung, z.B.
über eine mechanische Übersetzung oder einen Druckminderer, ist denkbar einfach, da
dem Fachmann die Zugkraft eines Gewindes bekannt ist. Insbesondere werden durch die
Erfindung bisher auf dem Markt angebotene Werkzeuge vermieden, bei denen die Zugkräfte
nicht den Erfordernissen entsprechen, indem von einem ungünstigen Moment ausgehend
zu einem Zeitpunkt, wo eine hohe Kraft erforderlich ist, eine vergleichsweise geringe
Kraft aufgebracht wird, während bei dem Ende der Bewegung eine sehr günstige Kraftübertragung
vorhanden ist, was genau nicht der Fall sein sollte, da dadurch eine Beschädigung
des Gewindes eintreten kann.
[0018] Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden, wobei in der Regel gleiche
Teile in den verschiedenen Ansichten mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, Fig.
1 oder ähnlich abgewandelt, sind sie frei in der Formulierung.
In den Zeichnungen zeigen:
- Fig. 1
- ein Gerät mit zwei aufeinander zu bewegbare Hebelarmen, die in einem Querlager angelenkt
sind;
- Fig. 2
- eine abgewandelte Ausführungsform, bei der die Hebelarme an dem Gehäuse angelenkt
sind;
- Fig. 3
- eine abgewandelte Ausführungsform mit einer Feder zur Druckminderung;
- Fig. 4
- ein hydro-pneumatisches Werkzeug mit einer Druckminderfeder und
- Fig. 5
- eine abgewandelte Ausführungsform mit einem doppelt wirkenden Zylinder mit einer Druckfeder
zur Kraftspeicherung.
[0019] Fig. 1 zeigt ein mechanisches Gerät, bestehend aus einem Querlager 1, in dem ein
Führungsrohr 2 fest verschraubt wird, welches zur Lagerung des Gehäuses 3 dient, so
daß dieses gegen das Querlager 1 axial verschiebbar ist.
[0020] Mit dem Querlager 1 axial fest verbunden, jedoch mit freiem radialem Spiel ist ein
Dorn 4, der durch das Führungsrohr 2 hindurch aus dem Gehäuse 3 herausragt und dort
mit dem Gewindedorn 10 verbunden wird. In das Gehäuse 3 wird das Mundstück 11 eingeschraubt
und über eine Rändelmutter 12 gekontert. Das Querlager 1 wird mit dem Gehäuse 3 verbunden,
indem die Hebelarme 8 im Querlager 1 mit einem Querstift 7 gelagert werden und die
Laschen 6 im Gehäuse 3 mit einem Querstift 5 sowie im Hebelarm 8 mit einem Querstift
9 gelagert werden.
[0021] Beim Betätigen des Hebelarms von Position 1 hin zu Position 2 verschiebt sich das
Gehäuse 3 mit dem Mundstück 11 gegen den Gewindedorn 10 mit einer sich verringernden
Kraftübertragung.
[0022] Fig. 2 zeigt eine weitere Lösungsmöglichkeit, die darin besteht, daß das Querlager
1 mit dem Gehäuse 3 verbunden wird, indem die Hebelarme 8 im Gehäuse 3 mit einem Querstift
2, 7, 27 gelagert werden und die Laschen 6 im Querlager 1 mit einem Querstift 2, 5,
25 sowie im Hebelarm 8 mit einem Querstift 2, 9, 29 gelagert werden. Beim Betätigen
des Hebelarms von Position 1 hin zu Position 2 verschiebt sich das Gehäuse 3 mit dem
Mundstück 11 gegen den Gewindedorn 10 mit einer sich ebenfalls verringernden Kraftübertragung.
[0023] Fig. 3 zeigt eine Abwandlung, bei der ein mechanisches Gerät aus einem Querlager
31 besteht, in dem ein Führungsrohr 32 fest verschraubt wird, welches zur Lagerung
des Gehäuses 33 dient, so daß dieses gegen das Querlager 31 axial verschiebbar ist.
Beim Nietvorgang bewegen sich Querlager 31 und Gehäuse 33 von einander weg, was mit
einer dazwischen liegenden und mit beiden verbundenen Feder 34 zu einem konstanten
Anstieg des Widerstandes führt.
[0024] Eine weitere Lösungsmöglichkeit, besonders geeignet für hydro-pneumatisch angetriebene
Werkzeuge, ist in Fig. 4 dargestellt und besteht darin, den Hub gegen eine ansteigende
Kraft zu fahren. Geeignet ist jede Art von Feder bzw. Federung oder auch eine Konstruktion
nach dem System des Stoßdämpfers. Entgegen den bekannten hydro-pneumatischen Werkzeugen,
die mit einer linearen Kraft arbeiten, erzeugt durch einen Pneumatikzylinder 41, der
über einen hydraulischen Kolben 42 eine entsprechende Übersetzung ausführt und hiermit
einen Hydraulikzylinder 43 antreibt, der den Gewindedorn 44 axial gegen das Mundstück
45 verschiebt, wird die Zugkraft des Werkzeugs während des Hubweges vermindert, indem
sich der Pneumatikkolben gegen eine entsprechende Feder 46 bewegt.
[0025] Die in den Fig. 3 und 4 dargestellten Lösungen vernichten eine Kraft. Günstiger ist
es, eine vor dem Nietvorgang erzeugte Federkraft zu nutzen, welche die Kraft des Werkzeuges
beim Nietvorgang erhöht und bei Entspannung vermindert. In Fig. 5 ist eine solche
Lösung dargestellt.
[0026] Die Zugkraft des Gerätes kann während des Hubweges vermindert werden, indem der Pneumatikzylinder
als doppelt wirkender Zylinder ausgelegt wird und zunächst beim Rückhub nach einem
Nietvorgang gegen eine Druckfeder 57 läuft und einen Teil der für den nächsten Arbeitsgang
erforderlichen Kraft somit speichert. Dies bewirkt nicht nur die gewünschte degressive
Zugkraft, sondern erlaubt auch eine wesentliche Verbesserung der Leistung des Zylinders,
der somit entweder mehr Kraft hat oder entsprechend kleiner ausgelegt werden kann.
[0027] Auch bei mechanischen Werkzeugen kann die Zugkraft während des Hubweges vermindert
werden, indem die Feder 4 als Druckfeder ausgelegt wird und beim Öffnen des Werkzeuges
einen Teil der für den nächsten Arbeitsgang erforderlichen Kraft speichert. Dies bewirkt
nicht nur die gewünschte degressive Zugkraft, sondern erlaubt auch eine wesentliche
Verbesserung der Leistung des Werkzeuges, das somit mehr Kraft erzeugt oder entsprechend
kleiner ausgelegt werden kann.
[0028] Um den Federkörper bei allen Konstruktionen möglichst klein zu halten und gleichzeitig
die Zugkraft stärker zu vermindern, kann die Feder so ausgelegt werden, daß sie beim
Beginn des Nietvorgangs unterstützend und in der Endphase hemmend wirkt. Dies wird
erreicht, indem ein und dieselbe Feder sowohl als Druckfeder als auch als Zugfeder
verwendet wird. Beim Rückhub des Werkzeuges geht sie über ihren entspannten Zustand
in einen die Kraft speichernden Zustand und wirkt somit als Druckfeder. Beim Nietvorgang
unterstützt die Feder bis zu ihrem entspannten Zustand die Zugkraft des Werkzeugs
degressiv, wie bereits beschrieben, um dann als Zugfeder diese Kraft noch stärker
abzubauen.
[0029] Statt der dargestellten Federn können auch andere flexible Materialien zur Federwirkung
verwendet werden.
[0030] Anstelle einer Federkraft kann zur Verminderung der Zugkraft auch die Antriebskraft
des Werkzeuges, z. B. Druckluft, während des Nietvorgangs reduziert werden.
[0031] Ölbremsen, Stoßdämpfer, Reibungswiderstände jeder Art eignen sich alle gleichwohl
zum Erreichen des gleichen technischen Effekts.
1. Verfahren zum Setzen von Blindnietmuttern, bei dem der Gewindedorn bis zum Anschlag
an das Mundstück in das Muttergewinde eingeschraubt wird und anschließend axial verschoben
wird, so daß das dünnwandige Material des freigeschnittenen Teils nach außen ausweicht
und einen Wulst bildet,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine von Beginn der axialen Bewegung der Blindnietmutter abnehmende Zugkraft aufgebracht
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die größte Zugkraft in der Phase des Beginns der Auswölbung des freigeschnittenen
Teils aufgebracht wird und
daß mit der vollständigen Ausbildung des Wulstes an der Bohrungswand die Zugkraft
so gering ist, daß das Gewinde der Blindnietmutter nicht beschädigt wird.
3. Gerät zum Setzen von Blindnietmuttern zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch
1 oder 2, das eine Zugkraft zur Ausbildung eines Wulstes durch das dünnwandige, freigeschnittene
Teil an der Blindnietmutter aufbringt,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Abnahme der Zugkraft eine mechanische Übersetzung vorgesehen ist.
4. Gerät zum Setzen von Blindnietmuttern zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch
1 oder 2, das eine Zugkraft zur Ausbildung eines Wulstes durch das dünnwandige, freigeschnittene
Teil an der Blindnietmutter aufbringt,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Abnahme der Zugkraft ein Druckminderer vorgesehen ist.
5. Gerät nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Gerät zwei aufeinander zu bewegbare Hebelarme (8) aufweist, die an einem Querlager
(1) angelenkt sind, das mit Laschen (6) mit dem Gehäuse (3) verbunden ist.
6. Gerät nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwei aufeinander zu bewegbare Hebelarme (8) an dem Gehäuse (3) angelenkt sind,
das mit Laschen (6) mit dem Querlager (1) verbunden ist.
7. Gerät nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen dem Querlager (31) und dem Gehäuse (33) als Druckminderer eine Schraubenfeder
(34) vorgesehen ist.
8. Gerät nach einem der Ansprüche 3 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei der Beendigung des Nietvorgangs eine einstellbare Kupplung die Kraftaufbringung
beendet.
9. Gerät zum Setzen von Blindnietmuttern zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch
1 oder 2, das eine Zugkraft zur Ausbildung eines Wulstes durch das dünnwandige, freigeschnittene
Teil an der Blindnietmutter aufbringt,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei einem hydro-pneumatischen Werkzeug der Pneumatikkolben (41) sich gegen eine
Feder (46) bewegt.
10. Gerät zum Setzen von Blindnietmuttern zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch
1 oder 2, das eine Zugkraft zur Ausbildung eines Wulstes durch das dünnwandige, freigeschnittene
Teil an der Blindnietmutter aufbringt,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei einem hydro-pneumatischen Werkzeug der Pneumatikzylinder in an sich bekannter
Weise als doppelt wirkender Zylinder ausgelegt ist und beim Rückhub nach dem Nietvorgang
gegen eine Druckfeder (57) läuft und damit einen Teil der für den nächsten Arbeitsgang
erforderlichen Kraft speichert.
11. Gerät nach Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet, daß bei einem hydropneumatischen Werkzeug die für das gewählte
Gewinde zugeordnete Kraft durch einen Druckminderer einregulierbar ist.
12. Gerät nach einem der Ansprüche 3 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die beim Rückhub des Werkzeuges eine Kraft speichert
und beim Nietvorgang die aufgebrachte Zugkraft unterstützt.
13. Gerät nach Anspruch 9 und 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Feder als Druckfeder ausgelegt ist und beim Öffnen des Werkzeugs einen Teil
der für den nächsten Arbeitsgang erforderlichen Kraft speichert.
14. Gerät zum Setzen von Blindnietmuttern zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch
1 oder 2, das eine Zugkraft zur Ausbildung eines Wulstes durch das dünnwandige, freigeschnittene
Teil an der Blindnietmutter aufbringt,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Abnahme der Zugkraft eine elektronische Steuereinrichtung vorgesehen ist.