[0001] Die Erfindung betrifft ein-Blindnietmuttern-Setzgerät mit einem Gehäuse, in dem ein
Zugbolzen drehbar und axial beweglich angeordnet ist, der zumindest mit einem Gewindebereich
aus dem Gehäuse herausragt, und mit einem pneumatisch-hydraulischen Druckverstärker,
der einen Pneumatik-Zylinder und einen Hydraulik-Zylinder aufweist, wobei ein druckgesteuertes
Schaltventil vorgesehen ist, das in einer ersten Stellung den Pneumatik-Zylinder mit
einem Auslasskanal und in einer zweiten Stellung den Pneumatik-Zylinder mit einer
Druckzufuhr verbindet.
[0002] Blindnietmuttern sind Befestigungselemente, die in einer Öffnung, beispielsweise
in einem Bohrloch, eines mehr oder weniger dünnwandigen Blechs angeordnet werden sollen.
Die Blindnietmuttern stellen dabei ein Innengewinde zur Verfügung und ermöglichen
so eine Schraubverbindung an Blechen, deren Wandstärke nicht zur Ausbildung eines
Gewindes ausreicht. Ein Blindnietmuttern-Setzgerät dient zum Setzen der Blindnietmutter.
Dabei wird die Blindnietmutter, die im unverformten Zustand einen hohlzylindrischen
Nietschaft aufweist, an dessen einem Ende ein sich radial erstreckender Setzkopf ausgebildet
ist und an dessen anderem Ende ein Innengewinde eingeformt ist, mit dem Setzkopf voran
auf den Gewindebereich des Zugbolzens aufgeschraubt. Das Innengewinde der Blindnietmutter
und das Außengewinde im Gewindebereich des Zugbolzens müssen sich dabei entsprechen.
[0003] Anschließend wird die Blindnietmutter mit dem Nietschaft voran in die Öffnung eingeschoben,
bis der Setzkopf aufliegt. Durch Inbetriebnahme des Blindnietmuttern-Setzgeräts wird
dann der Zugbolzen und damit der Gewindebereich axial von der Blindnietmutter und
dem Blech nach rückwärts bewegt, wodurch eine Stauchung des Nietschafts erfolgt. Die
Blindnietmutter ist dann unverlierbar in der Öffnung gehalten.
[0004] Zum Entfernen des Blindnietmuttern-Setzgeräts von der gesetzten Blindnietmutter wird
der Zugbolzen entlastet und in Abdrillrichtung rotiert. Das Blindnietmuttern-Setzgerät
steht dann für einen neuen Setzvorgang zur Verfügung.
[0005] Aus
DE 698 06 161 T2 ist ein pneumatisch-hydraulisches Nietgerät bekannt, wobei ein Zugbolzen mit einem
Gewindebereich mithilfe eines pneumatisch-hydraulischen Druckverstärkers axial bewegt
wird. Der pneumatisch-hydraulische Druckverstärker weist eine Druckzufuhr auf, an
die ein Netzluftdruck anlegbar ist. Durch den pneumatisch-hydraulischen Druckverstärker
wird der Netzluftdruck mehrfach verstärkt auf ein Hydraulik-Öl übertragen, das in
Axialrichtung auf den Zugbolzen wirkt. Durch Betätigen eines Betätigungselements wird
der Setzvorgang gestartet. Dabei wird ein Ventil geöffnet, wodurch ein Kolben verschoben
wird, so dass die für den Setzvorgang erforderliche Luftzufuhr zu dem pneumatisch-hydraulischen
Druckverstärker erfolgt. Wenn ein vorgegebener Setzhub durchgeführt wurde oder eine
maximale Setzkraft erreicht wird, wird Luft abgelassen, so dass eine erneute Verschiebung
des Kolbens erfolgt. Der pneumatisch-hydraulische Druckverstärker wird von der Druckzufuhr
getrennt. Die in dem Pneumatikzylinder enthaltene, durch den Öldruck komprimierte
Luft wird derart zu einem pneumatischen Motor geleitet, dass dieser den Zugbolzen
in Abdrillrichtung rotiert.
[0006] Bei dieser Lösung läuft der komplette Setzvorgang automatisch ab und kann nicht unterbrochen
werden. Dabei ist es erforderlich, dass das Betätigungselement nach kurzem Drücken
wieder losgelassen wird, was durch eine aufwändige Konstruktion des Betätigungselements
sichergestellt ist. Da die Steuerung der Abdrillbewegung des pneumatischen Motors
mit der im Pneumatikzylinder enthaltenen Luft erfolgt, ist zunächst ein teilweises
Ablassen der Luft zur Druckentlastung des Zugbolzens erforderlich, bevor der pneumatische
Motor den Zugbolzen drehen kann. Dadurch entsteht bei jedem Setzvorgang vor dem Abdrehen
eine relativ lange Pause, die häufig als störend empfunden wird.
[0007] Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden.
[0008] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Blindnietmuttern-Setzgerät der eingangs
genannten Art dadurch gelöst, dass das Schaltventil bei Betätigung eines Betätigungselements
in die zweite Stellung schaltet, wobei in der zweiten Stellung eine Steuerleitung,
die einen Durchgang zur Umgebung aufweist, über eine Drossel und das Schaltventil
mit der Druckzufuhr verbunden ist, wobei die Steuerleitung bei Erreichen eines Setzhubs
und/oder einer Setzkraft verschlossen wird, wobei ein Druck in einem Steuerraum eines
druckgesteuerten Steuerventils, der über eine Drossel mit der Druckzufuhr verbunden
ist, auf eine erste Steuerfläche des Steuerventils in Richtung einer ersten Schaltposition
wirkt und ein Druck in der Steuerleitung auf eine zweite Steuerfläche des Steuerventils
in Richtung einer zweiten Schaltposition wirkt, wobei der Steuerraum bei Betätigung
des Betätigungselements druckentlastet wird, wobei in der zweiten Schaltposition eine
Motorleitung und ein Schaltkanal des Schaltventils mit der Druckzufuhr verbunden sind,
wodurch das Schaltventil in die erste Stellung schaltet.
[0009] Durch die Betätigung des Betätigungselements schaltet also das Schaltventil in die
zweite Stellung, in der der Pneumatikzylinder mit der Druckzufuhr verbunden ist, so
dass der Setzvorgang gestartet wird. Das Betätigungselement kann dabei gedrückt bleiben.
Gleichzeitig wird dadurch, dass das Schaltventil in die zweite Stellung geschaltet
wird, eine Steuerleitung mit der Druckzufuhr verbunden, wobei die Steuerleitung verschlossen
wird, wenn der Setzhub und/oder eine Setzkraft erreicht ist. Ein absolut dichter Verschluss
der Steuerleitung ist dabei nicht unbedingt erforderlich. Dies führt zu einem Druckanstieg
in der Steuerleitung bei Erreichen des Setzhubs und/oder der Setzkraft, wodurch automatisch
das druckgesteuerte Steuerventil in die zweite Schaltposition geschaltet wird. Dadurch
wird gleichzeitig der pneumatisch-hydraulische Druckverstärker über das Schaltventil
druckentlastet und eine Motorleitung, die zu einem pneumatischen Motor führt und diesen
in Abdrillrichtung antreibt, mit der Druckzufuhr verbunden. Zwischen dem Ende des
Setzvorgangs und dem Beginn des Abdrillvorgangs vergeht also kaum Zeit, wobei das
Betätigungselement die ganze Zeit betätigt bleiben kann. Bei einem Lösen des Betätigungselements
stoppt der Setzvorgang, der bei erneuter Betätigung des Betätigungselements fortgeführt
wird, wobei ein Abdrillen erst dann erfolgen kann, wenn der Setzvorgang vollständig
abgeschlossen ist. Eine Fehlbedienung ist daher nahezu ausgeschlossen. Der Setzvorgang
wird mit dieser Vorgehensweise also nicht nur sehr schnell durchgeführt, sondern auch
sehr sicher. Ein Ausdrillen vor vollständigem Setzen der Befestigungsmutter ist nahezu
ausgeschlossen.
[0010] Die Druckzufuhr erfolgt insbesondere durch einen Druckkanal, der im Gehäuse ausgebildet
ist. Die Druckzufuhr erfolgt dabei immer mit einem Netzluftdruck, dessen Höhe allerdings
nicht zum Durchführen des Setzvorgangs ausreichend ist. Daher wird der Netzluftdruck
im pneumatisch-hydraulischen Druckverstärker in bekannter Weise verstärkt auf ein
Hydrauliköl übertragen, das in Axialrichtung auf den Zugbolzen wirkt.
[0011] Vorzugsweise ist die erste Steuerfläche des Steuerventils größer als die zweite Steuerfläche.
Dadurch ist ein sicheres Schalten des Steuerventils in die erste Schaltposition gewährleistet,
wenn das Betätigungselement nicht mehr gehalten ist und das erste Entlüftungsventil
schließt.
[0012] Dabei ist besonders bevorzugt, dass zwischen der Motorleitung und der Druckzufuhr
ein Bypassventil angeordnet ist, das insbesondere manuell betätigbar ist. Mit Hilfe
dieses Bypassventils ist die Motorleitung, die zum pneumatischen Motor führt, auch
außerhalb des üblichen Setzvorgangs mit der Druckzufuhr verbindbar, so dass der Zugbolzen
in Abdrillrichtung rotiert werden kann, ohne dass vorher ein Setzvorgang durchgeführt
wird. Dadurch wird gewährleistet, dass das Blindnietmuttern-Setzgerät zu jeder Zeit
von der Blindnietmutter gelöst werden kann.
[0013] Vorteilhafterweise sind mit dem Betätigungselement gleichzeitig ein erstes Entlastungsventil
und ein zweites Entlastungsventil betätigbar, wobei über das erste Entlastungsventil
der Steuerraum und über das zweite Entlastungsventil der Schaltkanal druckentlastbar
sind, wobei insbesondere zwischen dem zweiten Entlastungsventil und dem Schaltkanal
eine Drosselstelle angeordnet ist. Durch das Betätigen des Betätigungselements wird
also der Steuerraum des Steuerventils druckentlastet, so dass auch eine Entlastung
der ersten Steuerfläche des Steuerventils erfolgt. Bei einem Druckanstieg in der Steuerleitung,
der zu einer Druckbelastung der zweiten Steuerfläche des Steuerventils führt, ist
daher ein relativ geringer Druckanstieg für ein Schalten des Steuerventils in die
zweite Schaltposition ausreichend. Bei Druckentlastung des Schaltkanals wird das Schaltventil
durch den Druck der Druckzufuhr in die zweite Stellung geschaltet, so dass die Steuerleitung
und der pneumatisch-hydraulische Druckverstärker über das Schaltventil mit der Druckzufuhr
verbunden sind. Durch die Verwendung zweier Entlastungsventile ist dabei eine reine
Druckbetätigung des Schaltventils und des Steuerventils möglich.
[0014] Vorzugsweise ist die Steuerleitung mit einer Ventileinrichtung verschließbar, die
in Öffnungsrichtung von einer Feder und in Schließrichtung von einem Öldruck belastet
ist. Dabei ist bevorzugt, dass eine Vorspannung der Feder einstellbar ist. Durch diese
Ausgestaltung ist gewährleistet, dass bei Erreichen eines gewünschten Öldrucks, der
ein Maß für die erreichte Setzkraft ist, die Steuerleitung durch die Ventileinrichtung
geschlossen wird. Dies führt dann zu einem Anstieg des Drucks in der Steuerleitung,
wodurch eine Druckbelastung der zweiten Steuerfläche des Steuerventils erfolgt, das
dadurch in die zweite Schaltposition schaltet. Durch das Vorsehen einer Feder, deren
Vorspannung einstellbar ist, kann der Öldruck, bei dem die Steuerleitung durch die
Ventileinrichtung verschlossen wird, vorgegeben werden. Dadurch kann die maximale
Setzkraft, mit der das Blindnietmuttern-Setzgerät die Blindmutter belastet, eingestellt
werden.
[0015] Vorzugsweise ist alternativ oder zusätzlich die Steuerleitung durch den Zugbolzen
verschließbar, wenn der Setzhub abgeschlossen ist. Dadurch wird sichergestellt, dass
ein Druckanstieg in der Steuerleitung und damit ein Schalten des Steuerventils in
die zweite Schaltposition nach Durchlaufen des Setzhubs auch dann erfolgt, wenn die
maximale Setzkraft nicht erreicht ist. Es ist auch denkbar, das Blindnietmuttern-Setzgerät
von vorneherein auf einen bestimmten Setzhub auszulegen, der dann das Kriterium zum
Beenden des Setzvorgangs darstellt.
[0016] Dabei ist besonders bevorzugt, dass der Setzhub einstellbar ist, insbesondere in
einem Bereich von 0 bis 10 mm. Dadurch können mithilfe des Blindnietmuttern-Setzgeräts
Blindnietmuttern in Bauteile verschiedener Stärke gesetzt werden. Durch die Einstellung
des Setzhubs wird das Blindnietmuttern-Setzgerät an die jeweilige Materialstärke angepasst,
so dass ein sicheres Setzen von Blindnietmuttern auch bei unterschiedlichen Materialstärken
möglich ist.
[0017] Vorzugsweise ist für eine Einstellung des Setzhubs ein beweglicher Anschlag vorgesehen,
wobei die Steuerleitung entlang des Anschlags verläuft und der Zugbolzen mit Abschluss
des Setzhubs am Anschlag anliegt. Dies stellt eine relativ einfache Möglichkeit dar,
die Steuerleitung zu verschließen, da die Steuerleitung zwischen Zugbolzen und Anschlag
durchgeführt ist und bei Berührung von Zugbolzen und Anschlag verschlossen wird. Eine
vollständige Abdichtung ist dabei nicht erforderlich, der erreichbare Druckanstieg
muss nur dafür ausreichen, dass das Steuerventil in die zweite Schaltposition schaltet.
[0018] Vorzugsweise weist der Zugbolzen eine Durchmesservergrößerung, zum Beispiel einen
umlaufenden Flansch, zur Anlage am Anschlag auf. Dies stellt eine relativ einfache
Möglichkeit dar, eine relativ große Berührungsfläche zwischen dem Zugbolzen und dem
Anschlag zu verwirklichen, so dass eine ausreichende Abdichtung zwischen Zugbolzen
und Anschlag erreicht wird. Gleichzeitig ist diese Ausbildung relativ stabil, so dass
der Anschlag bzw. der Zugbolzen auch bei hohen Zugkräften nicht verformt werden.
[0019] Vorzugsweise ist der Anschlag in einer rohrförmigen Hülse angeordnet, die in das
Gehäuse einschraubbar ist, wobei sich der Zugbolzen durch die Hülse erstreckt. Durch
die einschraubbare Hülse kann die Lage des Anschlags innerhalb des Gehäuses relativ
genau festgelegt und einfach verstellt werden. Dadurch ist eine einfache Einstellung
des Setzhubs möglich. Der Anschlag erstreckt sich dabei innerhalb der Hülse radial
nach innen.
[0020] Vorzugsweise ist ein Rastmittel vorgesehen, mit dem eine Drehbewegung der Hülse hemmbar
ist. Mithilfe des Rastmittels wird gewährleistet, dass die Hülse innerhalb des Gehäuses
nicht ungewollt bewegt wird, was zu einer Verstellung des eingestellten Setzhubs führen
würde. Da beim normalen Setzvorgang nur relativ geringe Rotationskräfte auf die Hülse
wirken, ist eine vollständige Verrastung der Hülse durch das Rastmittel nicht unbedingt
erforderlich. Eine Hemmung ist in vielen Fällen ausreichend. Natürlich kann auch eine
vollständige Verrastung erfolgen.
[0021] Vorteilhafterweise ragt der Zugbolzen durch ein Mundstück aus dem Gehäuse heraus,
das an dem Gehäuse angeordnet ist, insbesondere mit dem Gehäuse verschraubt ist. Das
Mundstück ist also austauschbar und kann beispielsweise an unterschiedliche Zugbolzen
angepasst werden. Durch Entfernen des Mundstücks ist auch ein relativ einfacher Austausch
bzw. Einbau des Zugbolzens und der rohrförmigen Hülse möglich. Der Aufbau des Blindnietmuttern-Setzgeräts
vereinfacht sich dadurch.
[0022] Vorzugsweise ist der Zugbolzen mehrteilig ausgebildet, wobei insbesondere der Gewindebereich
austauschbar ist. Durch den Austausch des Gewindebereichs kann das Blindnietmuttern-Setzgerät
an unterschiedliche Durchmesser von Blindnietmuttern angepasst werden. Es ist beispielsweise
möglich, den Gewindebereich durch handelsübliche Schrauben nach DIN 912 zu bilden,
die über eine entsprechende Sechskantverbindung mit dem übrigen Zugbolzen verbunden
werden. Dadurch kann das Blindnietmuttern-Setzgerät preisgünstig an verschiedene Durchmesser
von Blindnietmuttern angepasst werden.
[0023] Vorzugsweise wird bei Druck in Setzhubrichtung auf den Zugbolzen der pneumatische
Motor mit Luft versorgt, wodurch der Zugbolzen in Aufdrillrichtung rotiert wird. Dadurch
ist ein relativ einfaches und schnelles Einschrauben des Gewindebereichs in eine Blindnietmutter
möglich, die ohne Betätigung eines zusätzlichen Betätigungselements erfolgt. Das Aufdrillen
durch Druck auf den Zugbolzen von außen ist beispielsweise in
DE 3 215 468 C2 beschrieben.
[0024] Vorteilhafterweise ist der Zugbolzen in Setzhubrichtung von einem Ölkolben bewegbar.
Der Ölkolben wird dabei in Setzhubrichtung durch den pneumatisch-hydraulischen Druckverstärker
mit Öldruck beaufschlagt. Entgegen der Setzhubrichtung kann der Ölkolben durch den
Netzluftdruck, beispielsweise durch Verbindung mit der Druckzufuhr belastet sein.
Dadurch folgt bei fehlender Druckbeaufschlagung durch den pneumatisch-hydraulischen
Druckverstärker ein automatisches Zurückstellen des Ölkolbens und damit eine Rückstellung
des Setzhubs.
[0025] Dabei ist besonders bevorzugt, dass der Zugbolzen in Setzhubrichtung vom Ölkolben
durch Formschluss mitnehmbar ist und entgegen der Setzhubrichtung durch den Druck
der Druckzufuhr mit einer Anlagefläche an den Ölkolben andrückbar ist. In Setzhubrichtung,
also in das Gehäuse des Blindnietmuttern-Setzgeräts hinein, ist der Zugbolzen also
von außen eindrückbar, wobei er sich von dem Ölkolben löst. Diese Bewegung des Zugbolzens
kann zum Schalten eines Ventils verwendet werden, so dass der Aufdrillvorgang automatisch
durchgeführt wird. Durch den Netzluftdruck wird aber bei Nachlassen der äußeren Belastung
auf den Zugbolzen sichergestellt, dass die Anlage des Zugbolzens wieder am Ölkolben
anliegt. Wird nun der Ölkolben durch den pneumatisch-hydraulischen Druckverstärker
mit einem Öldruck beaufschlagt, bewegt sich der Ölkolben in Setzhubrichtung, also
in das Gehäuse hinein, und nimmt den Zugbolzen durch Formschluss mit. Der Formschluss
wird dadurch erzeugt, dass der Zugbolzen mit seiner Anlagefläche am Ölkolben anliegt.
Dabei sind relativ hohe Kräfte übertragbar.
[0026] Vorteilhafterweise weist das Steuerventil ein rohrförmiges Ventilelement auf, wobei
die Druckzufuhr zum Steuerraum durch das Ventilelement hindurch erfolgt und die Drossel
im Innenraum des Ventilelements angeordnet ist. Durch eine derartige Ausbildung ist
eine sehr platzsparende Bauweise möglich. Das Ventilelement übernimmt dabei eine Doppelfunktion.
Zum einen dient es zur Druckzufuhr zum Steuerraum und nimmt die Drossel auf, zum anderen
übernimmt es die üblichen Schaltfunktionen eines Steuerventils, stellt also jeweils
die entsprechenden Verbindungen je Schaltposition zur Verfügung.
[0027] In einer bevorzugten Ausführungsform geht von der Steuerleitung ein Kanal ab, durch
den eine Druckzufuhr auf eine dritte Steuerfläche des Steuerventils erfolgt, die gleichsinnig
mit der zweiten Steuerfläche wirkt. Durch Druck auf die dritte Steuerfläche wird das
Steuerventil also ebenfalls in Richtung der zweiten Schaltposition bewegt. Dadurch
wird die Sicherheit erhöht, mit der das Steuerventil von der ersten Schaltposition
in die zweite Schaltposition schaltet. Bereits bei einer relativ geringen Druckerhöhung
in der Steuerleitung oder auch, wenn im Steuerraum noch ein Restdruck herrscht, erfolgt
ein Schalten des Steuerventils in die zweite Schaltposition und damit ein Beenden
des Setzvorgangs.
[0028] Vorzugsweise ist der Schaltkanal parallel zum Steuerventil über eine Drossel mit
der Druckzufuhr verbunden. Dadurch ist gewährleistet, dass auch bei längerem Nichtbetrieb
des Blindnietmuttern-Setzgeräts ein ausreichender Druck im Schaltkanal herrscht, der
das Schaltventil in der ersten Stellung hält. Das Schaltventil kann dann nur von der
ersten Stellung in die zweite Stellung schalten, wenn das Betätigungselement betätigt
wird. Damit ist immer eine definierte Lage des Schaltventils gewährleistet.
[0029] Vorteilhafterweise ist die Drossel in einem Innenraum eines rohrförmigen Ventilelements
des Schaltventils angeordnet, wobei die Drossel einen kleineren Öffnungsquerschnitt
aufweist als die Drosselstelle. Der Öffnungsquerschnitt dieser Drossel sollte auch
kleiner sein als die Öffnungsquerschnitte der übrigen Drosseln. Durch diese Ausbildung
kann der Raum, der für die Bewegung des Ventilelements ohnehin erforderlich ist, für
die Ausbildung der Drossel und die gedrosselte Verbindung zwischen der Druckzufuhr
und dem Schaltkanal genutzt werden. Dadurch wird der Bauraumbedarf sehr gering gehalten.
[0030] Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in
Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:
- Fig. 1
- einen Querschnitt durch ein Blindnietmuttern-Setzgerät mit aufgedrillter Blindnietmutter
vor Beginn des Setzhubs,
- Fig. 2
- das Blindnietmuttern-Setzgerät nach Fig. 1 im Moment des Erreichens des eingestellten
Setzhubs,
- Fig. 3
- das Blindnietmuttern-Setzgerät nach den Fig. 1 und 2 kurz nach Erreichen des eingestellten
Setzhubs und
- Fig. 4
- ein Blindnietmuttern-Setzgerät entsprechend Fig. 1 bei Erreichen der maximalen Setzkraft.
[0031] In Fig. 1 ist schematisch ein Blindnietmuttern-Setzgerät 1 in Schnittansicht dargestellt.
Das Blindnietmuttern-Setzgerät 1 weist ein Gehäuse 2 auf, in dem ein Zugbolzen 3 axial
verschiebbar und drehbeweglich gelagert ist. Axial bedeutet dabei in Längsrichtung
des Zugbolzens 3.
[0032] Der Zugbolzen 3 tritt durch ein Mundstück 4, das in das Gehäuse 2 eingeschraubt ist,
aus dem Gehäuse 2 heraus. An einem Ende, das aus dem Gehäuse 2 herausragt, weist der
Zugbolzen 3 einen Gewindebereich 5 auf, wobei in der dargestellten Situation bereits
eine Blindnietmutter 6 auf den Gewindebereich 5 des Zugbolzens 3 aufgedrillt ist.
[0033] Das Aufdrillen kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Blindnietmutter 6 in
Axialrichtung gegen den Zugbolzen 3 gedrückt wird, so dass dieser leicht axial verschoben
wird, wobei dadurch eine nicht dargestellte Ventileinrichtung derartig betätigt wird,
dass ein nicht dargestellter pneumatischer Motor mit Druck versorgt wird, so dass
dieser den Zugbolzen 3 mit seinem Gewindebereich 5 in Aufdrillrichtung in Rotation
versetzt. Die Blindnietmutter 6 wird dann sozusagen automatisch aufgedrillt, bis sie
mit einem Setzkopf 7 am Mundstück 4 anliegt.
[0034] Zum Setzen der Blindnietmutter 6 muss diese durch eine Öffnung in einem Werkstück
geführt werden und anschließend verformt werden, wobei die Verformung durch eine axiale
Zugbewegung durch den Zugbolzen 3 erfolgt. Dafür weist das Blindnietmuttern-Setzgerät
1 einen pneumatisch-hydraulischen Druckverstärker 8 auf, der einen Pneumatikzylinder
9 und einen Hydraulikzylinder 10 aufweist. Ein Schaft 11 eines Pneumatikkolbens 12
bildet einen Kolben des Hydraulikzylinders 10. Da die Fläche eines Pneumatikkolbens
12 viel größer als die des Schafts bzw. des Hydraulikkolbens 11 ist, erfolgt eine
große Kraftverstärkung. Der Hydraulikzylinder 10 steht über eine Öldruckleitung 13
mit einer Öldruckkammer 14 in Verbindung, die einen Kolbenraum für einen Ölkolben
15 bildet. Der Öldruckkolben 15 wird durch den Druck in der Öldruckleitung 13, der
durch den Druckverstärker 8 erzeugt wird, in Setzhubrichtung (in Fig. 1 nach rechts)
gedrückt, wenn der Pneumatikzylinder 9 mit einer Druckzufuhr 16 verbunden ist, so
dass der Pneumatikkolben 12 mit einem Netzluftdruck der Druckzufuhr 16 beaufschlagt
wird.
[0035] Auf einer von der Öldruckkammer 14 abgewandten Seite wird der Öldruckkolben 15 mit
dem Netzluftdruck der Druckzufuhr beaufschlagt, so dass bei Nichtbetätigung des Druckverstärkers
8 der Öldruckkolben in die dargestellte Ruhelage gedrückt wird.
[0036] In der in Fig. 1 gezeigten Ausgangsposition vor Beginn eines Setzvorgangs ist der
Pneumatikzylinder 9 des Druckverstärkers 8 über ein druckgesteuertes Schaltventil
17 mit einem Auslasskanal 18 verbunden, der zur Umgebung geöffnet ist. Damit ist der
Pneumatikzylinder 9 drucklos.
[0037] Das Schaltventil 17 befindet sich in einer ersten Stellung, in der nicht nur der
Pneumatikzylinder 9 sondern auch eine Steuerleitung 19 über das Schaltventil 17 mit
dem Auslasskanal 18 verbunden ist. Dafür weist ein rohrförmiges Ventilelement 20 des
Schaltventils 17 einen Ringraum 21 auf.
[0038] Das Schaltventil 17 wird in Richtung einer zweiten Schaltposition durch den Netzluftdruck
der Druckzufuhr 16 belastet, der auf eine erste Steuerfläche 22 wirkt. Auf eine zweite
Steuerfläche 23, die größer als die erste Steuerfläche 22 ist, wird im Ausgangszustand
ebenfalls der Netzluftdruck, der zum einen aufgrund vorheriger Setzvorgänge in einem
Schaltkanal 24 eingeschlossen ist, aber auch durch eine Drossel 25, die im Inneren
des rohrförmigen Ventilelements 20 ausgebildet ist und die Druckzufuhr 16 mit dem
Schaltkanal 24 verbindet, aufgebaut wird.
[0039] Durch Betätigung eines Betätigungselements 26 werden gleichzeitig ein erstes Entlüftungsventil
27 und ein zweites Entlüftungsventil 28 geöffnet. Bei Öffnen des zweiten Entlüftungsventils
28 wird der Schaltkanal 24 über eine Drosselstelle 29 druckentlastet, so dass auf
die erste Steuerfläche 22 des Schaltventils 17 ein größerer Druck wirkt als auf die
zweite Steuerfläche 23. Dadurch erfolgt bei Betätigung des Betätigungselements 26
ein Schalten des Schaltventils 17. Das Schaltventil 17 schaltet damit in die zweite
Stellung, die in Fig. 2 dargestellt ist.
[0040] In der zweiten Stellung des Schaltventils 17 ist der Pneumatikzylinder 9 des Druckverstärkers
8 über das Schaltventil 17 mit der Druckzufuhr 16 verbunden. Gleichzeitig ist die
Steuerleitung 19 mit der Druckzufuhr 16 verbunden, wobei zwischen dem Schaltventil
17 und der Steuerleitung 19 eine Drossel 30 angeordnet ist. Die Steuerleitung 19 ist
entlang einer Ventileinrichtung 31 und entlang des Zugbolzens 3 nach außen geführt,
wobei im Mundstück 4 Entlüftungsöffnungen 32 vorgesehen sind.
[0041] In der in Fig. 1 dargestellten Ausgangssituation ist die Steuerleitung 19 unverschlossen,
so dass zunächst auch bei Verbindung der Steuerleitung 19 mit der Druckzufuhr 16 kein
Druckaufbau in der Steuerleitung 19 erfolgt.
[0042] Der Druck in der Steuerleitung 19 wirkt auf eine zweite Steuerfläche 36 eines Steuerventils
37. Auf eine erste Steuerfläche 38 des Steuerventils 37, die größer als die zweite
Steuerfläche 36 ist, wirkt ein Druck in einem Steuerraum 39. Der Steuerraum 39 ist
über eine Drossel 40 immer mit der Druckzufuhr 16 verbunden und kann über das erste
Entlastungsventil 27 druckentlastet werden. Bei Betätigung des Betätigungselements
26 wird der Steuerraum 39 drucklos.
[0043] In der in Fig. 1 gezeigten Ausgangsstellung ist das erste Entlastungsventil 27 geschlossen,
so dass im Steuerraum 39 der Netzluftdruck herrscht und die Steuerleitung 19 drucklos
ist, so dass sich das Steuerventil 37 in der gezeigten ersten Schaltposition befindet.
In der ersten Schaltposition verhindert das Steuerventil 37 eine Verbindung zwischen
einer Motorleitung 41 und der Druckzufuhr 16.
[0044] Zur manuellen Verbindung ist ein Bypassventil 49 vorgesehen, über das die Motorleitung
41 unabhängig von der Stellung der übrigen Ventile mit der Druckzufuhr 16 verbindbar
ist. Das Bypassventil 49 ist aus Einfachheitsgründen nur in Fig. 1 dargestellt, in
den übrigen Beispielen aber ebenso vorgesehen.
[0045] Der Setzvorgang zum Setzen einer Blindnietmutter 6 mithilfe des Blindnietmuttern-Setzgeräts
1 läuft nun folgendermaßen ab. Ausgehend von der in Fig. 1 dargestellten Ausgangssituation,
in der die Blindnietmutter 6 auf den Gewindebereich 5 des Zugbolzens 3 aufgeschraubt
bzw. aufgedrillt ist und in eine Werkstücköffnung eingeführt ist, erfolgt eine Betätigung
des Betätigungselements 26. Dadurch erfolgt über das erste Entlastungsventil 27 eine
Druckentlastung des Steuerraums 39 und durch gleichzeitiges Öffnen des zweiten Entlastungsventils
28 eine Druckentlastung des Schaltkanals 24. Durch die Druckentlastung des Schaltkanals
24 schaltet das Schaltventil 17 von der in Fig. 1 gezeigten ersten Stellung in die
in Fig. 2 gezeigte zweite Stellung. In der zweiten Stellung des Schaltventils 17 ist
der hydraulische Druckverstärker 8 mit der Druckzufuhr verbunden, so dass auf den
Pneumatikkolben 9 eine Kraft ausgeübt wird, die über den Hydraulikkolben 11, den Öldruckkanal
13 und den Öldruckraum 14 auf einen Ölkolben 15 übertragen wird. Der Ölkolben 15 wird
dadurch axial bewegt und bewirkt eine Zugbewegung auf den Zugbolzen 3. Dies führt
zu einer Verformung der Blindnietmutter 6, wie es in Fig. 2 gezeigt ist.
[0046] Der Öldruck in der Öldruckleitung 13 wirkt in Schließrichtung auf ein Ventilelement
33 der Ventileinrichtung 31, wobei das Ventilelement 33 in Öffnungsrichtung von einer
Feder 34 beaufschlagt wird. Eine Vorspannung der Feder 34 kann durch Einschrauben
eines Widerlagers 35 verändert werden.
[0047] Die axiale Bewegung des Zugbolzens 3 erfolgt solange, bis ein eingestellter Setzhub
oder eine gewünschte Setzkraft erreicht ist. Die Einstellung des Setzhubs, also der
Strecke, um die der Zugbolzen 3 verschoben werden kann, erfolgt mithilfe eines beweglichen
Anschlags 42, der in einer rohrförmigen Hülse 43 angeordnet ist, die in das Gehäuse
2 eingeschraubt ist. Je nach dem, wie weit die rohrförmige Hülse 43 in das Gehäuse
2 eingeschraubt ist, wird die Lage des Anschlags 42 verändert und damit der Setzhub
eingestellt. Der Zugbolzen 3 weist eine Durchmesservergrößerung 44 auf, mit der der
Zugbolzen 3 bei Erreichen des Setzhubs an den Anschlag 42 anliegt.
[0048] Da die Steuerleitung 19 zwischen Anschlag 42 und Zugbolzen 3 nach außen geführt ist,
wird die Steuerleitung 19 bei Anliegen der Durchmesservergrößerung 43 des Zugbolzens
3 am Anschlag 42 verschlossen. Die Steuerleitung 19 ist dabei über das Schaltventil
17 und die Drossel 30 mit der Druckzufuhr 16 verbunden, so dass bei Verschließen der
Steuerleitung 19 ein Druck in der Steuerleitung 19 ansteigt, bis schließlich der Netzluftdruck
in der Steuerleitung 19 herrscht. Der Beginn des Druckanstiegs in der Steuerleitung
19 durch Anlage des Zugbolzens 3 am Anschlag 42 bei Erreichen des eingestellten Setzhubs
ist in Fig. 2 dargestellt. Der Druckaufbau in der Steuerleitung 19 hat jedoch gerade
erst begonnen und reicht noch nicht aus, das Steuerventil 37 in die zweite Schaltposition
zu drücken.
[0049] In Fig. 3 ist die Situation bei Beendigung des Setzvorgangs und Beginn des Abdrillvorgangs
gezeigt, bei der die Motorleitung 41 über das Steuerventil 37 mit der Druckzufuhr
16 verbunden ist, so dass ein nicht dargestellter pneumatischer Motor den Zugbolzen
in Abdrillrichtung rotiert.
[0050] Das Steuerventil 37 ist durch den Druck in der Steuerleitung 19, der auf die zweite
Steuerfläche 36 wirkt, in die zweite Schaltposition geschaltet worden. Dadurch erfolgt
zum einen die Verbindung der Motorleitung 41 mit der Druckzufuhr 16. Zum anderen wird
der Schaltkanal 24 über das Steuerventil 37 mit der Druckzufuhr 16 verbunden, so dass
das Schaltventil 17 wieder in die erste Stellung schaltet, in der der Pneumatikzylinder
9 mit dem Auslasskanal 18 verbunden ist und damit druckentlastet wird. Die Entlüftung
des Schaltkanals 24 über das zweite Entlüftungsventil 28 ist aufgrund der Drosselstelle
29 nicht ausreichend, um einen Druckaufbau in dem Schaltkanal 24 durch die Druckzufuhr
16 zu verhindern. Das Schaltventil 17 schaltet also auch dann zurück in die erste
Position, wenn das Betätigungselement 26 weiter betätigt bleibt.
[0051] Unmittelbar nachdem das Steuerventil 37 bzw. sein rohrförmiges Ventilelement 45 in
die zweite Schaltposition geschaltet ist, wird also das Schaltventil 17 zurück in
die erste Stellung geschaltet und der pneumatisch-hydraulische Druckverstärker 8 entlastet,
so dass auch der Zugbolzen 3 entlastet wird. Gleichzeitig beginnt durch die Verbindung
der Motorleitung 41 mit der Druckzufuhr 16 der Abdrillvorgang. Zwischen Beendigung
des Setzhubs und Beginn des Abdrillvorgangs entsteht also nur eine kaum wahrnehmbare
Pause. Das Blindnietmuttern-Setzgerät 1 arbeitet also sehr schnell.
[0052] Sobald nach Beendigung des Abdrillvorgangs das Betätigungselement 26 losgelassen
wird, schließen die Entlüftungsventile 27, 28, wodurch im Steuerraum 39 des Steuerventils
37 der Netzluftdruck aufgebaut wird, da der Steuerraum 39 über die Drossel 40 mit
der Druckzufuhr 16 verbunden ist. Dadurch schaltet das Steuerventil 37 zurück in seine
erste Schaltposition. Die Steuerleitung 19 ist zu diesem Zeitpunkt bereits über das
Schaltventil 17 mit dem Auslasskanal 18 verbunden und dementsprechend druckentlastet.
Das Blindnietmuttern-Setzgerät 1 befindet sich dann wieder in dem in Fig. 1 gezeigten
Zustand.
[0053] Um ein sicheres und schnelleres Schalten des Steuerventils 37 von der ersten Schaltposition
in die zweite Schaltposition bereits bei einem geringen Druckaufbau in der Steuerleitung
19 zu erreichen, geht von der Steuerleitung 19 ein Kanal 46 ab, der zu einer dritten
Steuerfläche 47 des Steuerventils 37 führt, die gleichsinnig mit der zweiten Steuerfläche
36 wirkt.
[0054] In den Fig. 2 und 3 ist dargestellt, wie der Setzvorgang durch Erreichen des gewünschten
Setzhubs beendet wird. Dabei ist der Setzhub durch die entsprechende Positionierung
des Anschlags 42 eingestellt worden. Die Ventileinrichtung 31 ist dabei nicht in Funktion
getreten. Vielmehr wurde die Feder 34 mithilfe des verstellbaren Widerlagers 35 maximal
vorgespannt, so dass auch eine starke Erhöhung des Öldrucks in der Öldruckleitung
13 nicht zu einem Verschließen der Ventileinrichtung 31 führen kann.
[0055] In Fig. 4 ist nun das Blindnietmuttern-Setzgerät 1 derart eingestellt, dass es nicht
bei Erreichen des gewünschten Setzhubs den Setzvorgang beendet, sondern bei Erreichen
der gewünschten Setzkraft. Die rohrförmige Hülse 43 ist vollständig in das Gehäuse
2 eingeschraubt worden, so dass der Anschlag 42 in einer Position ist, in der er möglichst
weit von der Durchmesservergrößerung 44 des Zugbolzens 3 beabstandet ist. Es ist also
der maximale Setzhub eingestellt, der beispielsweise 10 mm beträgt. Der Setzhub ergibt
sich in Abhängigkeit von der Länge der Blindnietmutter und der Materialstärke zwischen
0 und 10 mm variabel.
[0056] Ausgehend von der in Fig. 1 gezeigten Situation ist die Blindnietmutter 6 in eine
Öffnung eines Bauteils 48 eingeführt worden und das Betätigungselement 26 betätigt.
In zuvor beschriebener Weise ist dann der Zugvorgang gestartet, wobei in Fig. 3 nun
dargestellt ist, dass die gewünschte Setzkraft erreicht ist. Ein Maß für die Setzkraft
ist dabei der Öldruck in der Öldruckleitung 13, der in Schließrichtung auf das Ventilelement
33 der Ventileinrichtung 31 wirkt. Dadurch wird das Ventilelement 33 von der in den
Fig. 1 bis 3 gezeigten Position in die in Fig. 4 gezeigte Position verschoben, wobei
die Steuerleitung 19 durch das Ventilelement 33 bzw. die Ventileinrichtung 31 verschlossen
ist. Dadurch erfolgt wiederum ein Druckanstieg in der Steuerleitung 19, die zu diesem
Zeitpunkt noch über das Schaltventil 17 und die Drosselstelle 30 mit der Druckzufuhr
16 verbunden ist. Dieser Druckanstieg führt zum Schalten des Steuerventils 37 in die
zweite Schaltposition, was ein Schalten des Schaltventils 17 zurück in eine erste
Stellung bewirkt. Während über das Steuerventil 37 der pneumatische Motor bzw. die
Motorleitung 41 mit der Druckzufuhr 16 verbunden sind, erfolgt über das Schaltventil
17 eine Druckentlastung des Druckverstärkers 18 und damit eine Entlastung des Zugbolzens
3.
[0057] Der Abdrillvorgang, also das Herausschrauben des Zugbolzens 3 aus der Blindnietmutter
6 erfolgt damit unmittelbar nach Erreichen der gewünschten Setzkraft.
[0058] Das erfindungsgemäße Blindnietmuttern-Setzgerät 1 arbeitet also sehr schnell. Dabei
kann während des Setzvorgangs durch Loslassen des Betätigungselements 26 der Setzvorgang
jederzeit unterbrochen werden, wobei bei erneuter Betätigung des Betätigungselements
der Setzvorgang fortgeführt wird. Wenn der Setzvorgang also beispielsweise durch zu
frühes Loslassen des Betätigungselements nicht korrekt ausgeführt wurde, wird der
Abdrillvorgang nicht gestartet. Man hat also immer eine Kontrolle darüber, ob der
eingestellte Setzhub oder die eingestellte Setzkraft, je nach gewählter Betriebsart,
auch tatsächlich erreicht wurde.
[0059] Durch das Nutzen des Netzluftdrucks bzw. durch Verbinden der Motorleitung mit der
Druckzufuhr zum Abdrillen, kann der pneumatische Motor mit einem hohen Drehmoment
betrieben werden, wobei der Abdrillvorgang solange läuft, wie das Betätigungselement
gehalten wird. Falls ein zu frühes Loslassen des Betätigungselements erfolgt, kann
z.B. über ein zusätzliches Bypassventil, das in den Zeichnungen nicht dargestellt
ist, die Druckzufuhr unter Umgehung des Steuerventils direkt in die Motorleitung geleitet
werden, so dass auch dann ein weiteres Abdrillen möglich ist.
[0060] Es ist auch denkbar, den Luftmotor beispielsweise manuell zu drehen und den Zugdorn
so aus der Blindnietmutter herauszuschrauben. Dies ist allerdings in der Regel zeitaufwändig.
[0061] Bei einer Verstellung des Anschlags bzw. der Lage der rohrförmigen Hülse innerhalb
des Gehäuses 2 erfolgt keine Veränderung der Länge des Zugdorns. Dabei kann die Verstellung
des Anschlags werkzeuglos erfolgen, wobei eine Skala vorgesehen werden kann, so dass
der eingestellte Setzhub von außen ablesbar ist.
[0062] Durch die Verwendung des Netzluftdrucks der Druckzufuhr zur Rückstellung des Ölkolbens
kann auf ein zusätzliches Rückstellelement, beispielsweise eine Feder, verzichtet
werden. Dadurch vereinfacht sich der Gesamtaufbau.
1. Blindnietmuttern-Setzgerät mit einem Gehäuse, in dem ein Zugbolzen drehbar und axial
beweglich angeordnet ist, der zumindest mit einem Gewindebereich aus dem Gehäuse herausragt,
und mit einem pneumatisch-hydraulischen Druckverstärker, der einen Pneumatikzylinder
und einen Hydraulikzylinder aufweist, wobei ein druckgesteuertes Schaltventil vorgesehen
ist, das in einer ersten Stellung den Pneumatikzylinder mit einem Auslasskanal und
in einer zweiten Stellung den Pneumatikzylinder mit einer Druckzufuhr verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltventil (17) bei Betätigung eines Betätigungselements (26) in die zweite
Stellung schaltet, wobei in der zweiten Stellung eine Steuerleitung (19), die einen
Durchgang zur Umgebung aufweist, über eine Drossel (30) und das Schaltventil (17)
mit der Druckzufuhr (16) verbunden ist, wobei die Steuerleitung (19) bei Erreichen
eines Setzhubes und/oder einer Setzkraft verschlossen wird, wobei ein Druck in einem
Steuerraum (39) eines druckgesteuerten Steuerventils (37), das über eine Drossel (40)
mit der Druckzufuhr (16) verbunden ist, auf eine erste Steuerfläche (38) des Steuerventils
(37) in Richtung einer ersten Schaltposition wirkt und ein Druck in der Steuerleitung
(19) auf eine zweite Steuerfläche (36) des Steuerventils (37) in Richtung einer zweiten
Schaltposition wirkt, wobei der Steuerraum (39) bei Betätigung des Betätigungselements
(26) druckentlastet wird, wobei in der zweiten Schaltposition eine Motorleitung (41)
und ein Schaltkanal (24) des Schaltventils (17) mit der Druckzufuhr (16) verbunden
sind, wodurch das Schaltventil (17) in die erste Stellung schaltet.
2. Blindnietmuttern-Setzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Betätigungselement (26) gleichzeitig ein erstes Entlastungsventil (27) und
ein zweites Entlastungsventil (28) betätigbar sind, wobei über das erste Entlastungsventil
(27) der Steuerraum (39) und über das zweite Entlastungsventil (28) der Schaltkanal
(24) druckentlastbar sind, wobei insbesondere zwischen dem zweiten Entlastungsventil
(28) und dem Schaltkanal (24) eine Drosselstelle (29) angeordnet ist.
3. Blindnietmuttern-Setzgerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerleitung (19) mit einer Ventileinrichtung (31) verschließbar ist, die in
Öffnungsrichtung von einer Feder (34) und in Schließrichtung von einem Öldruck belastet
ist.
4. Blindnietmuttern-Setzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerleitung (19) durch den Zugbolzen (3) verschließbar ist, wenn der Setzhub
abgeschlossen ist.
5. Blindnietmuttern-Setzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass für eine Einstellung des Setzhubs ein beweglicher Anschlag (42) vorgesehen ist, wobei
die Steuerleitung (19) entlang des Anschlags (42) verläuft und der Zugbolzen (3) mit
Abschluss des Setzhubs am Anschlag (42) anliegt.
6. Blindnietmuttern-Setzgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (42) in einer rohrförmigen Hülse (43) angeordnet ist, die in das Gehäuse
(2) einschraubbar ist, wobei sich der Zugbolzen (3) durch die Hülse (43) erstreckt.
7. Blindnietmuttern-Setzgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rastmittel vorgesehen ist, mit dem eine Drehbewegung der Hülse hemmbar ist.
8. Blindnietmuttern-Setzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (37) ein rohrförmiges Ventilelement (45) aufweist, wobei die Druckzufuhr
(16) zum Steuerraum (39) durch das Ventilelement (45) hindurch erfolgt und die Drossel
(40) im Innenraum des Ventilelements (45) angeordnet ist.
9. Blindnietmuttern-Setzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass von der Steuerleitung (19) ein Kanal (46) abgeht, durch den eine Druckzufuhr auf
eine dritte Steuerfläche (47) des Steuerventils (37) erfolgt, die gleichsinnig mit
der zweiten Steuerfläche (36) wirkt.
10. Blindnietmuttern-Setzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltkanal (24) über eine Drossel (25) mit der Druckzufuhr (16) verbunden ist.