WEYLAND THORSTEN (DE)
WO2002102555A1 | 2002-12-27 | |||
WO2020128597A1 | 2020-06-25 |
US10513015B2 | 2019-12-24 |
Ansprüche 1. Handhaltbare Zug- und Druckvorrichtung zum Antrieb von auswechselbaren Zieh- und Presswerkzeugen, mit einer einen akkubetriebenen Elektromotor (3) aufweisenden Antriebseinheit (4) und einem Gewindetrieb (5) mit einer mit dem Elektromotor (3) verbundenen, verdrehbar an einem Gehäusekörper (6) gelagerten Gewindespindel (7) und einer verdrehbar auf der Gewindespindel (7) und über eine Lagereinheit (8) verdrehfest an dem Gehäusekörper (6) gelagerten Gewindemutter (9), gekennzeichnet durch eine mit einer Werkzeugaufnahme (10) verbundene Kopplungseinheit (11), die derart mit der Gewindemutter (9) verbunden ist, dass aus der Drehrichtung der Gewindespindel (7) resultierende Zug- und Druckkräfte auf die Kopplungseinheit (11) übertragen werden. 2. Handhaltbare Zug- und Druckvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindetrieb (5) als Kugelgewindetrieb oder Planetengewindetrieb ausgebildet ist. 3. Handhaltbare Zug- und Druckvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Adaptereinheit (12) zur Übertragung von Zug- und Druckkräften von der Gewindemutter (9) auf die Kopplungseinheit (11), mit einem mit einer ersten Stirnseite (13) der Gewindemutter (9) und einem mit einer zweiten Stirnseite (14) der Gewindemutter (9) und der Kopplungseinheit (11) in Wirkverbindung befindlichen ersten und zweiten Anschlusselement (15, 16), die miteinander verbunden sind. Handhaltbare Zug- und Druckvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Anschlusselement (15) an der ersten Stirnseite (13) und das zweite Anschlusselement (16) an einer freien Stirnfläche (17) der an der zweiten Stirnseite (14) anliegenden Kopplungseinheit (11) anliegt und die Anschlusselemente (15, 16) über mindestens zwei, bevorzugt vier Zugstäbe (18) miteinander verbunden sind. Handhaltbare Zug- und Druckvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungseinheit (11) zur lösbaren Verbindung mit der Werkzeugaufnahme (10) ausgebildet ist. Handhaltbare Zug- und Druckvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungseinheit (11) verdrehfest mit der Gewindemutter (9) verbunden ist. Handhaltbare Zug- und Druckvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagereinheit (8) derart ausgebildet ist, dass die Gewindemutter (9) und/oder die verdrehfest mit der Gewindemutter (9) verbundene Kopplungseinheit (11) rollend am Gehäusekörper (6) abgestützt ist. Handhaltbare Zug- und Druckvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagereinheit (8) eine drehbar auf einem radial von der Gewindemutter (9) oder der Kopplungseinheit (11) vorstehstehenden Lagerzapfen (19) angeordnete, umfangsseitig an zwei gegenüberliegenden Abschnitten des Gehäusekörpers (6) abgestützte Lagerrolle (21) oder zwei jeweils drehbar auf einem radial von der Gewindemutter (9) oder der Kopplungseinheit (11) vorstehenden Lagerzapfen (20a, 20b) angeordnete, umfangs seitig jeweils an einem von zwei einander gegenüberliegenden Abschnitten des Gehäusekörpers (6) anliegende Lagerrollen (22) aufweist. - 17 - Handhaltbare Zug- und Druckvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusekörper (6) mindestens zwei, bevorzugt vier parallel zur Gewindespindel (7) verlaufende, mit der Lagereinheit (8) in Wirkverbindung befindliche Führungs Stangen (25) aufweist. Handhaltbare Zug- und Druckvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerrollen (21, 22) eine die Führungsstangen (25) abschnittsweise umgreifende Lauffläche (23, 24) aufweisen. Handhaltbare Zug- und Druckvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsstangen (25) einen kreisförmigen Querschnitt und die Lauffläche (23, 24) der Lagerrollen (21, 22) eine entsprechende kreisbogenförmige Kontur aufweisen. Handhaltbare Zug- und Druckvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagereinheit (8) einen die mit den Lagerrollen (21, 22) in Eingriff befindlichen Führungsstangen (25) umgreifenden Klammerkörper (26) aufweist. Handhaltbare Zug- und Druckvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (4) ein den Elektromotor (3) und die Gewindespindel (7) verbindendes Getriebe (22) aufweist. Handhaltbare Zug- und Druckvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (4) mit einer Steuereinheit verbunden ist, die zur Steuerung der Zieh- und Pressvorgänge und/ oder Archivierung der Zieh- und Pressvorgänge, ausgebildet ist. - 18 - Handhaltbare Zug- und Druckvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit mit einer Sensoreinheit zur Überwachung der Zieh- und Pressvorgänge verbunden ist. |
Die Erfindung betrifft eine handhaltbare Zug- und Druckvorrichtung zum Antrieb von auswechselbaren Zieh- und Presswerkzeugen, mit einer einen akkubetriebenen Elektromotor aufweisenden Antriebseinheit und einem Gewindetrieb mit einer mit dem Elektromotor verbundenen, verdrehbar an einem Gehäusekörper gelagerten Gewindespindel und einer verdrehbar auf der Gewindespindel und über eine Lagereinheit verdrehfest an dem Gehäusekörper gelagerten Gewindemutter.
Handhaltbare Zugvorrichtungen, d.h. solche Vorrichtung die sich von einer Person mobil einsetzen lassen, wie bspw. handhaltbare Nietgeräte zum Setzen von Blindnietelementen, wie Blindnieten und Blindnietmuttern die eine Antriebseinheit mit einer elektromotorisch angetriebenen Gewindespindel eines Gewindetriebs aufweisen, sind in vielfältigen Ausgestaltungen aus dem Stand der Technik bekannt. Über den Gewindetrieb erfolgt dabei in bekannter Weise eine Umwandlung einer Drehbewegung des Elektromotors in eine lineare Bewegung des Zieh- oder Presswerkzeugs. Im Falle der Durchführung des Setzvorgangs eines Blindnietelements wird bspw. ein Zugdorn des Blindnietelements axial bewegt.
Darüber hinaus existieren auch elektrische Pressvorrichtungen, welche ebenfalls unter Verwendung eines Gewindetriebs die durch einen Elektromotor erzeugte Drehbewegung in eine lineare Bewegung des Presswerkzeugs umwandeln, bspw. um Stanzprozesse durchzuführen oder Stanzniete zu setzen.
Die vorbeschriebenen Niet- und Pressvorrichtungen kommen bspw. in Kraftfahrzeugwerkstätten im Rahmen der Durchführung von Reparaturarbeiten an der Karosserie von Fahrzeugen zum Einsatz. In Abhängigkeit von den durchzuführenden Arbeiten ist es dabei jedoch erforderlich, sowohl eine Zugvorrichtung als auch eine separate Pressvorrichtung bereitzuhalten, um alle erforderlichen Arbeiten durchführen zu können. Die Notwendigkeit mindestens zwei Vorrichtungen vorzusehen, führt jedoch zu erhöhten Werkzeugkosten, insbesondere wenn die Werkzeuge nicht kabelgebunden, sondern akkubetrieben sind.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine handhaltbare Zug- und Druckvorrichtung bereitzustellen, die zum Antrieb von auswechselbaren Zieh- und Presswerkzeugen geeignet ist.
Die Erfindung löst die Aufgabe durch eine handhaltbare Zug- und Druckvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße handhaltbare Zug- und Druckvorrichtung ist gekennzeichnet durch eine mit einer Werkzeugaufnahme verbundene Kopplungseinheit, die derart mit der Gewindemutter verbunden ist, dass aus der Drehrichtung der Gewindespindel resultierende Zug- und Druckkräfte auf die Kopplungseinheit übertragen werden.
Erfindungsgemäß ist die handhaltbare Zug- und Druckvorrichtung über eine Kopplungseinheit mit einer Werkzeugaufnahme verbunden, die zur auswechselbaren Aufnahme unterschiedlicher, für den jeweiligen Einsatzzweck erforderlicher Zieh- und Presswerkzeuge ausgebildet ist. So kann die Werkzeugaufnahme bei der Verwendung als Druckvorrichtung bspw. zur Aufnahme eines Nietdöppers ausgebildet sein, welcher in Verbindung mit einem an der Druckvorrichtung angeordneten Nietbügel zum Setzen von Nieten zum Einsatz kommt. Bei der Verwendung als Zugvorrichtung kann die Werkzeugaufnahme bspw. mit geeigneten Klemmvorrichtungen für einen Blindnietschaft versehen sein oder andere Zugkräfte übertragende Mittel aufweisen. Alternativ oder ergänzend kann die Werkzeugaufnahme auch zur Aufnahme entsprechender Ziehwerkzeuge ausgebildet sein, wobei die Ziehwerkzeuge bspw. Klemmmittel, mittels derer dann die Zugkräfte übertragen werden können, aufweisen.
Die Kopplungseinheit ist ihrerseits ferner derart mit der Gewindemutter verbunden, dass sowohl Zug- als auch Druckkräfte, welche aus der Bewegungsrichtung der Gewindespindel und der sich daraus ergebenden linearen Verstellung der Gewindemutter ergeben, zuverläs- sig auf die Kopplungseinheit übertragen werden.
Die erfindungsgemäße handhaltbare Zug- und Druckvorrichtung erlaubt es in Abhängigkeit von den durchzuführenden Arbeiten, bspw. im Rahmen ihres Einsatzes in einer Kraftfahrzeugwerkstatt bei der Durchführung von Karosseriearbeiten, an der Werkzeugaufnahme ein für den jeweiligen Arbeitsgang notwendiges Werkzeug anzuordnen. So erlaubt die handhaltbare Zug- und Druckvorrichtung sowohl die Durchführung von Zieh- als auch Pressarbeiten, bspw. das Setzen von Blindnieten oder das Durchführen von Stanzarbeiten. Die für den jeweiligen Arbeitsgang erforderliche lineare Verstellung des ausgewählten Werkzeugs wird dabei zuverlässig über die Kopplungseinheit auf die Werkzeugaufnahme übertragen, nachdem die Kopplungseinheit erfindungsgemäß sowohl Zug- als auch Druckkräfte von der Gewindemutter auf das jeweilige Werkzeug überträgt. Die handhaltbare Zug- und Druckvorrichtung erlaubt es somit auf mindestens zwei separate Vorrichtungen zum Durchführen von Zieh- und Pressarbeiten zu verzichten.
Die Ausgestaltung des Gewindetriebs zur Umwandlung der Drehbewegung des Elektromotors in eine lineare Bewegung der Gewindemutter und damit des mit der Gewindemutter in Wirkverbindung befindlichen Zieh- oder Presswerkzeugs ist grundsätzlich frei wählbar. Der Gewindetrieb ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass eine Zug- oder Druckkraft von i- 7 Tonnen, bevorzugt 2-6 Tonnen auf die Kopplungseinheit und/oder die Werkzeugaufnahme wirkt. Vorzugsweise weist die Gewindespindel einen Außendurchmesser von 10 - 30 mm, bevorzugt 12 - 25 mm, besonders bevorzugt 14 - 22 mm auf, wodurch auf vorteilhafte Weise ein besonders kompakter Gewindetrieb ermöglicht wird. So können bspw. Trapezgewindespindeln verwendet werden, deren Gewindesteigung üblicherweise im Bereich von 2 bis 10 mm entsprechend der zu erzielenden Kräfte ausgewählt werden kann.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass der Gewindetrieb als Kugelgewindetrieb oder Planetengewindetrieb ausgebildet ist. Die Verwendung derartiger Gewindetriebe mit Kugeln bzw. Rollen als Wälzkörper zeichnet sich dabei dadurch aus, dass diese im Gegensatz zu Trapezgewindetrieben, bei denen Flächen aufeinander reiben, einen besonders hohen Wirkungsgrad besitzen, was es erlaubt, die Dimensionierung des Elektromotors zu reduzieren, um gewünschte Zugkräfte oder Pressdrücke zu erreichen, sodass sich die handhaltbare Zug- und Druckvorrichtung besonders kompakt ausgestalten lässt. Übliche Gewindesteigungen von Kugelgewindetrieben oder Planetengewindetrieben sind dabei 5 bis 10 mm. Vorzugsweise weist die Gewindespindel eine Steigung von 2-8 mm, besonders bevorzugt 3-7 mm, ganz besonders bevorzugt 4 - 6 mm auf.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der handhaltbaren Zug- und Druckvorrichtung sieht vor, dass die Werkzeugaufnahme derart mit der Gewindemutter in Wirkverbindungbefindlich ist, dass aus der Drehrichtung der Gewindespindel resultierende Zug- und Druckkräfte auf die Werkzeugaufnahme übertragen werden. Die hierfür notwendige Ausgestaltung der Kopplungseinheit mit der Gewindemutter ist dabei grundsätzlich frei wählbar.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist jedoch eine Adaptereinheit zur Übertragung von Zug- und Druckkräften von der Gewindemutter auf die Kopplungseinheit vorgesehen. Die Adaptereinheit weist dabei ein erstes und zweites Anschlusselement auf, wobei das erste Anschlusselement mit einer ersten Stirnseite der Gewindemutter und das zweite Anschlusselement mit einer zweiten Stirnseite der Gewindemutter und der Kopplungseinheit in Wirkverbindung befindlich ist, wobei die Stirnseiten der Gewindemutter im Wesentlichen senkrecht zur Längsachsenrichtung der Gewindespindel und damit zur Verstellrichtung der Gewindemutter ausgerichtet sind.
Zur Lagesicherung der Anschlusselemente in ihrer Position gegenüber der Gewindemutter sind diese darüber hinaus in Längsachsenrichtung der Gewindespindel betrachtet, miteinander verbunden, wodurch diese in Richtung auf die Gewindemutter vorgespannt sind. Die Verbindung der Anschlusselemente miteinander gewährleistet eine gegenseitige Übertragung der von der Gewindemutter in Abhängigkeit von ihrer Verstellrichtung auf die Anschlusselemente wirkenden Kräfte. Aufgrund der Wirkverbindung des zweiten Anschlusselements mit der zweiten Stirnseite der Gewindemutter und der Kopplungseinheit wird zudem gewährleistet, dass die Kopplungseinheit gegenüber der zweiten Stirnseite der Gewindemutter festgelegt ist.
In Richtung auf die Kopplungseinheit wirkende Kräfte aufgrund einer entsprechend gerichteten Verstellung der Gewindemutter führen zu Druckkräften zwischen der Gewindemutter und der Kopplungseinheit, die über die Kopplungseinheit auf die Werkzeugaufnahme übertragen werden. Im Falle einer entgegengesetzten Bewegungsrichtung der Gewindemutter werden die auf das erste Anschlusselement wirkenden, durch die Gewindemutter erzeugten Druckkräfte über die Verbindung des ersten Anschlusselements mit dem zweiten Anschlusselement auf das zweite Anschlusselement und somit auch auf die Kopplungseinheit übertragen, sodass in entsprechender Weise Zugkräfte über die Kopplungseinheit auf die Werkzeugaufnahme übertragen werden.
Die Verwendung einer Adaptereinheit gemäß vorstehend vorbeschriebener vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung gewährleistet in besonders zuverlässiger Weise, dass sowohl Zug- als auch Druckkräfte zuverlässig von der Gewindemutter auf die Werkzeugaufnahme übertragen werden. Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist dabei vorgesehen, dass das erste Anschlusselement an der ersten Stirnseite der Gewindemutter und das zweite Anschlusselement an einer freien Stirnfläche der an der zweiten Stirnseite der Gewindemutter anliegenden Kopplungseinheit anliegt und die Anschlusselemente über mindestens zwei, bevorzugt vier Zugstäbe miteinander verbunden sind.
Gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung bilden die beiden Anschlusselemente gemeinsam mit den diese verbindenden, sich in Längsachsenrichtung der Gewindespindel erstreckenden Zugstäben einen käfigartigen Körper, welcher die Gewindemutter einschließt. Über das an der ersten Stirnseite anliegende erste Anschlusselement und das zweite Anschlusselement, das an einer freien Stirnfläche der an der zweiten Stirnseite anliegenden Kopplungseinheit anliegt, wird dabei in zuverlässiger Weise gewährleistet, dass Zug- und Druckkräfte von der Gewindemutter über die Kopplungseinheit auf die Werkzeugaufnahme übertragen werden.
Im Falle von aus einer Bewegung der Gewindemutter in Richtung auf die Kopplungseinheit resultierenden Druckkräften werden diese aufgrund der Anlage der Kopplungseinheit an der zweiten Stirnseite der Gewindemutter direkt auf die Kopplungseinheit übertragen. Aus einer der Kopplungseinheit entgegengesetzten Bewegung der Gewindemutter resultieren Zugkräfte, welche aus einer Umwandlung der auf das erste Anschlusselement wirkenden Druckkräfte resultieren, welche über die Zugstäbe auf das zweite Anschlusselement übertragen werden. Das zweite Anschlusselement liegt an der zweiten Stirnseite der Gewindemutter abgewandten freien Stirnfläche der Kopplungseinheit an. Über die Verwendung von mindestens zwei, bevorzugt vier Zugstäben, welche besonders bevorzugt im gleichmäßigen Abstand über den Umfang der Gewindemutter verteilt angeordnet sind, wird dabei eine zuverlässige Umwandlung der auf das erste Anschlusselement wirkenden Druckkräfte in auf das zweite Anschlusselement und damit auf die Kopplungseinheit wirkenden Zugkräfte gewährleistet.
Die Ausgestaltung der Kopplungseinheit zur Verbindung mit der Werkzeugaufnahme ist grundsätzlich frei wählbar. So können die Kopplungseinheit und die Werkzeugaufnahme auch einstückig ausgebildet sein. Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist jedoch vorgesehen, dass die Kopplungseinheit zur lösbaren Verbindung mit der Werkzeugaufnahme ausgebildet ist. Diese Ausgestaltung der Kopplungseinheit ermöglicht es, in Abhängigkeit von den durchzuführenden Arbeiten, angepasste Werkzeugaufnahmen an der Kopplungseinheit anzuordnen. Dies erlaubt die Verwendung von standardisierten Zieh- und Presswerkzeugen und erhöht den Einsatzbereich der Zug- und Druckvorrichtung in ergänzender Weise.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kopplungseinheit verdrehfest mit der Gewindemutter verbunden ist. Diese Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht es, auf eine ggf. vorgesehene verdrehteste Anordnung der Kopplungseinheit am Gehäusekörper zu verzichten, nachdem über die erfindungsgemäß vorgesehene verdrehteste Verbindung der Gewindemutter an dem Gehäusekörper in der Folge auch die Kopplungseinheit verdrehtest an dem Gehäusekörper angeordnet ist. Die zur verdrehtesten Anordnung der Gewindemutter vorgesehene Lagereinheit kann dabei grundsätzlich in beliebiger Weise ausgebildet sein. Denkbar ist hier bspw. die Ausbildung der Lagereinheit durch eine in die Gewindemutter eingelassene Passfeder, welche in einer entsprechenden Führungsschiene an dem Gehäusekörper gelagert ist.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass die Lagereinheit derart ausgebildet ist, dass die Gewindemutter und/oder die verdrehtest mit der Gewindemutter verbundene Kopplungseinheit rollend am Gehäusekörper abgestützt ist. Gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung weist die Lagereinheit mindestens einen Wälzkörper auf, über den die Gewindemutter rollend gegenüber dem Gehäusekörper abgestützt ist. Diese Ausgestaltung der Erfindung sorgt für einen erhöhten Wirkungsgrad, nachdem Verluste aufgrund einer Reibung vermindert werden. Darüber hinaus bietet die Verwendung einer entsprechend weitergebildeten Lagereinheit eine besonders einfache spielfreie Lagerung der Gewindemutter, sodass Zug- und Druckkräfte zuverlässig übertragen werden.
Die konkrete Ausgestaltung der Lagereinheit zur rollenden Abstützung der Kopplungseinheit am Gehäusekörper, wobei hierzu üblicherweise geeignete Wälzkörper verwendet werden, ist dabei grundsätzlich frei wählbar. Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass die Lagereinheit eine drehbar auf einem radial von der Gewindemutter oder der Kopplungseinheit vorstehstehenden Lagerzapfen angeordnete, umfangsseitig an zwei gegenüberliegenden Abschnitten des Gehäusekörpers abgestützte Lagerrolle oder zwei jeweils drehbar auf einem radial von der Gewindemutter oder der Kopplungseinheit vorstehenden Lagerzapfen angeordnete, umfangsseitig jeweils an einem von zwei einander gegenüberliegenden Abschnitten des Gehäusekörpers anliegende Lagerrollen aufweist.
Gemäß der vorstehenden Ausgestaltung der Erfindung weist die Lagereinheit eine oder zwei Lagerrollen auf, welche auf Lagerzapfen drehbar angeordnet sind, die senkrecht zur Verstellrichtung von der Gewindemutter oder Kopplungseinheit vorstehen. Im Falle der Verwendung einer einzelnen Lagerrolle, ist diese mit zwei senkrecht zur Verstellrichtung der Gewindemutter betrachtet gegenüberliegend angeordneten Abschnitten an dem Gehäusekörper abgestützt, wobei die Lagerrolle bei einer Verstellung der Gewindemutter entlang der Längsachsenrichtung der Gewindespindel an den gegenüberliegenden Gehäusekörperabschnitten abrollt.
Im Falle der vorteilhafterweise vorgesehenen Verwendung von zwei Lagerrollen weisen die Gewindemutter oder die Kopplungseinheit zwei senkrecht zur Verstellrichtung der Gewindemutter von der Gewindemutter oder der Kopplungseinheit vorstehende Lagerzapfen auf, auf denen jeweils eine Lagerrolle drehbar angeordnet ist. Die beiden Lagerrollen stützen sich dabei jeweils mit einem Bereich an dem Gehäusekörper ab, wobei die Abstützbereiche senkrecht zur Verstellrichtung der Gewindemutter betrachtet, gegenüberliegend an dem Gehäusekörper angeordnet sind, sodass auch hierdurch eine zuver- lässige Abstützung bei einer Verstellung der Gewindemutter erzielt wird, bei der die Lagerrollen jeweils an dem Gehäusekörper ab rollen.
Die Ausgestaltung des Gehäusekörpers zur Abstützung der Lagereinheit ist dabei grundsätzlich frei wählbar. Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass der Gehäusekörper mindestens zwei, bevorzugt vier parallel zur Gewindespindel verlaufende, mit der Lagereinheit in Wirkverbindung befindliche Führungsstangen aufweist. Die Führungs Stangen, welche endseitig bspw. mit jeweils einer Lageraufnahme verbunden sind, bilden einen käfigartigen Gehäusekörper, an dem die Lagereinheit abgestützt ist. Diese Ausgestaltung des Gehäusekörpers, insbesondere die Verwendung von vier Führungsstangen, welche gleichmäßig über den Umfang der Gewindespindel verteilt angeordnet sind, bietet die Möglichkeit, den Gehäusekörper besonders einfach und kompakt sowie leicht auszugestalten. Im Falle der Verwendung der Lagerrollen stützt sich dabei bei der vorteilhafterweise vorgesehenen Verwendung von einer Lagerrolle, diese an zwei benachbarten Führungsstangen und bei der vorteilhafterweise vorgesehenen Verwendung von zwei Lagerrollen jeweils eine Lagerrolle an einer vor zwei benachbart zueinander angeordneten Führungsstangen ab.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist dabei vorgesehen, dass die Lagerrollen eine die Führungsstangen abschnittsweise umgreifende Lauffläche aufweisen. Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist dabei vorgesehen, dass die Führungs Stangen einen kreisförmigen Querschnitt und die Lauffläche der Lagerrollen eine entsprechend kreisbogenförmige Kontur aufweisen.
Diese Ausgestaltung der Erfindung gewährleistet eine besonders zuverlässige Lagerung der Gewindemutter und/oder Kopplungseinheit und deren verdrehteste Anordnung gegenüber der Gewindespindel. Quer zur Spindelachse gerichtete Relativbewegungen der Lagereinheit werden durch diese Ausgestaltungen der Lagerrollen und der Führungsstangen in besonders zuverlässiger Weise vermieden.
Über eine entsprechende Dimensionierung der Führungsstangen kann in zuverlässiger Weise gewährleistet werden, dass die Lagereinheit bei der vorteilhafterweise vorgesehenen Verwendung von Lagerrollen zuverlässig an den Führungsstangen geführt ist, wobei sämtliche in Umfangsrichtung von der Gewindemutter auf die Führungsstangen übertragenden Kräfte aufgenommen werden. Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Lagereinheit einen die mit den Lagerrollen in Eingriff befindlichen Führungsstangen umgreifenden Klammerkörper aufweist.
Gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung ist ein Klammerkörper vorgesehen, welcher die Führungsstangen außenseitig in dem den Lagerrollen gegenüberliegenden Bereich umgreift. Der Klammerkörper bietet somit eine zusätzliche Sicherung gegen eine Abstandserhöhung der Führungsstangen im Bereich der Lagereinheit, sodass auf eine zusätzliche Abstützung, insbesondere - in Längsachsenrichtung betrachtet - im mittleren Bereich der Führungsstangen, verzichtet werden kann. Der Klammerkörper verhindert dabei zuverlässig eine Abstandserhöhung der Führungsstangen aufgrund der in Umfangsrichtung bei einer Verstellung der Gewindespindel über die Gewindemutter aufgebrachten Kräfte.
Die Übertragung der Drehbewegung des Motors auf die Gewindespindel kann grundsätzlich in beliebiger Weise erfolgen. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Antriebseinheit ein den Elektromotor und die Gewindespindel verbindendes Getriebe aufweist. Die Verwendung eines Getriebes erlaubt es, hohe Drehmomente bei geringem Bauraum und Gewicht zu überragen. Als Getriebe kommen bspw. zwei- bis dreistufige Planetengetriebe aber auch Zykloid- sowie Stirnradgetriebe zum Einsatz, welche die gewünschten Übersetzungen bieten. Vorzugsweise werden eine Drehzahl des Elektromotors und/oder die Übersetzung des Getriebes und/oder die Steigung der Gewindespindel derart eingestellt, dass die über die Kopplungseinheit mit der Gewindemutter verbundene Werkzeugaufnahme im Betrieb mit einer Vorschubgeschwindigkeit von 700-8000 mm/min, bevorzugt 1300-5100 U/min, besonders bevorzugt 1900-3800 U/min, ganz besonders bevorzugt 2750 U/min verstellt wird. Vorzugsweise weist das Getriebe eine Übersetzung von 1:70 bis 1:30, bevorzugt 1:60 bis 1:40, besonders bevorzugt 1:55 bis 1:45, ganz besonders bevorzugt 1:50 auf. Die Drehzahl des Elektromotors beträgt vorzugsweise 25000 - 30000 U/min, bevorzugt 26000 - 29000 U/min, besonders bevorzugt 27000-28000 U/min, ganz besonders bevorzugt 27500 U/min. In Kombination mit vorzugsweise vorgesehenen Brushless- Motoren, welche akkubetrieben sind, kann eine optimale Abstimmung zwischen Elekt- romotorgetriebe, Gewindespindel und der daraus resultierenden Kraft vorgenommen werden. Ferner sind die Antriebseinheit, insbesondere der Elektromotor und/oder das Getriebe, derart gebildet, dass auf die Gewindespindel ein Drehmoment von io- 100 Nm, bevorzugt 15- 95 N/m, ganz besonders bevorzugt 15- 25 N/m und/oder 75 - 95 N/m wirkt.
In der einfachsten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen handhaltbaren Zug- und Druckvorrichtung ist der Elektromotor derart bedienbar, dass lediglich die Drehrichtung der Gewindespindel wählbar ist. Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass die Antriebseinheit mit einer Steuereinheit verbunden ist, die zur
Steuerung der Zieh- und Pressvorgänge und/ oder Archivierung der Zieh- und Pressvorgänge, ausgebildet ist.
Gemäß dieser Ausgestaltung erlaubt die Verwendung einer Steuereinheit eine gezielte Steuerung der entsprechenden Zieh- und Pressvorgänge. So lassen sich über die Steuereinheit bspw. die jeweils vorgesehenen Zug- oder Druckkräfte in besonders einfacher Weise einstellen, sodass die Zieh- und Pressvorgänge besonders zuverlässig ausgeführt werden können. Die Steuereinheit kann auch dazu vorgesehen sein, die durchgeführten Zieh- und Pressvorgänge zu archivieren, sodass eine Protokollierung der durchgeführten Arbeiten zuverlässig erfolgen kann.
Nach einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist dabei die Steuereinheit mit einer Sensoreinheit zur Überwachung der Zieh- und Pressvorgänge verbunden. Die Sensoreinheit kann dabei dazu ausgebildet sein, den Verstellweg, die Zieh- oder Presskräfte, das Drehmoment oder dergleichen zu überwachen, welches für die Durchführung der Arbeitsvorgänge und deren erfolgreichen Abschluss erforderlich ist. Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Steuereinheit dabei mit einem Display versehen, welches es dem Bedienpersonal besonders einfach ermöglicht, die handhaltbare Zug- und Druckvorrichtung zu bedienen. Diese kann darüber hinaus auch über geeignete drahtlose Übertragungsmittel mit einer zentralen Datenbank verbunden werden. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Zug- und Druckvorrichtung mit einem angeschlossenen Nietbügel;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der Zug- und Druckvorrichtung von Fig. 1 ohne Nietbügel;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der Zug- und Druckvorrichtung von Fig. 2 ohne Klammerkörper;
Fig. 4 eine vergrößerte perspektivische Darstellung der Zug- und Druckvorrichtung von Fig. 3 im Bereich eines Gewindetriebs und
Fig. 5 eine Schnittansicht der Zug- und Druckvorrichtung von Fig. 1.
Figur 1 zeigt in einer perspektivischen Darstellung eine Zug- und Druckvorrichtung 1 mit einem an dieser angeordneten Nietbügel 2. Die Zug- und Druckvorrichtung 1 weist eine Antriebseinheit 4 mit einem Elektromotor 3 und ein an den Elektromotor 3 angeschlossenen Getriebe 27 auf. Mittels des Elektromotors 3 wird über das Getriebe 27 eine an das Getriebe 27 angeschlossene Gewindespindel 7 eines Gewindetriebs 5 angetrieben, wobei die Gewindespindel 7 drehbar in einer Lageraufnahme 28 eines Gehäusekörpers 6 gelagert ist (vgl. Figuren 2 bis 5).
Der Gewindetrieb 5 weist neben der Gewindespindel 7 ferner eine auf der Gewindespindel 7 angeordnete Gewindemutter 9 auf, welche verdrehfest an dem Gehäusekörper 6 gelagert ist. Die Gewindemutter 9 dient zum Antrieb einer als Kolbenstange 10 ausgebildeten Werkzeugaufnahme, welche in einer Lageraufnahme 29 in Längsachsenrichtung der Gewindespindel 7 verstellbar gelagert ist, sodass mittels der Zug- und Druckvorrichtung 1 über den angeschlossenen Nietbügel 2 Stanznietvorgänge durchgeführt werden können.
Die Kolbenstange 10 ist mit der Gewindemutter 9 über eine lösbar verbundene Kopplungseinheit 11 verbunden, die an ihrem der Kolbenstange 10 gegenüberliegenden Ende an einer zweiten Stirnseite 14 der Gewindemutter 9 anliegt. Zur Verdrehsicherung der Kopplungseinheit 11 gegenüber der Gewindemutter 9 weist die Kopplungseinheit 11 ferner an ihrer Kontaktfläche mit der zweiten Stirnseite 14 der Gewindemutter 9 Vorsprünge 31 auf, welche in Ausnehmungen 32 an der zweiten Stirnseite 14 der Gewindemutter 9 eingreifen.
Zur Übertragung der von der Gewindemutter 9 erzeugten linearen Bewegung auf die Kopplungseinheit 11 dient eine Adaptereinheit 12. Diese weist ein an der dem Getriebe 27 zugewandten ersten Stirnseite 13 der Gewindemutter 9 anliegendes erstes Anschlusselement 15 und ein an einem umlaufenden Flansch 30 der Kopplungseinheit 11 anliegendes zweites Anschlusselement 16 auf. Das erste und zweite Anschlusselement 15, 16 sind über als Schrauben 18 ausgebildete Zugstäbe 18 miteinander verbunden, welche die Anschlusselemente 15, 16 in Richtung auf die Gewindemutter 9 vorspannen, sodass die Adaptereinheit 12 die Gewindemutter 9 käfigartig umschließt.
Druckbewegungen, d. h. Verstellbewegungen der Gewindemutter 9 in Richtung auf die Kolbenstange 10 werden über die direkte Anlage der Kopplungseinheit 11 an der zweiten Stirnseite 14 der Gewindemutter 9 auf die Kopplungseinheit 11 übertragen. Zur Erzeugung von Zugkräften infolge einer in Richtung auf die Antriebseinheit 4 gerichteten Verlagerung der Gewindemutter 9 werden die auf das erste an der ersten Stirnseite 13 der Gewindemutter 9 anliegende erste Anschlusselement 15 wirkenden Druckkräfte über die Schrauben 18 auf das zweite Anschlusselement 16 übertragen, welches an dem umlaufenden Flansch 30 der Kopplungseinheit 11 anliegt, sodass dort die Druckkräfte in Zugkräfte umgewandelt werden.
Zur verdrehsicheren Lagerung der Gewindemutter 9 an dem Gehäusekörper 6 dient eine Lagereinheit 8, welche an der Kopplungseinheit 11 angebracht ist. Die Kopplungseinheit 11 weist einen senkrecht zur Gewindespindelachse ausgerichteten, von der Kopplungseinheit 11 vorstehenden Lagerzapfen 19 auf, auf dem eine Lagerrolle 21 drehbar angeordnet ist. Die Lagerrolle 21 stütz sich dabei mit zwei benachbarten zur Gewindespindelachse angeordneten Abschnitten an zwei parallelen Führungsstangen 25 ab, sodass bei einer Verstellbewegung der Gewindemutter 9 in Längsachsenrichtung der Gewindespindel 7 die Lagerrolle 21 an den Führungsstangen 25 abrollt. Die Lauffläche 23 der Lagerrolle 21 ist dabei an die Kontur der im Querschnitt kreisförmigen Führungsstangen 25 angepasst. Die insgesamt vier Führungsstangen 25 erstrecken sich parallel zueinander sowie zur Gewindespindelachse von der Lageraufnahme 28 zur Lageraufnahme 29 und bilden einen stabilen Gehäusekörper 6, an der die Lagereinheit 8 und somit über die verdrehteste Verbindung der Kopplungseinheit 11 mit der Gewindemutter 9 die Gewindemutter 9 am Gehäusekörper 6 abgestützt ist. Die Position der Lageraufnahmen 28, 29 zueinander wird dabei über die Führungsstangen 25 fixierende Schrauben 33 festgelegt. Die Führungs Stangen 25 verlaufen dabei ferner durch Aussparungen 34 an den Anschlusselementen 15, 16, was eine kompakte Bauform der Zug- und Druckvorrichtung 1 erlaubt.
Um eine Aufbiegung der an der Laufrolle 21 anliegenden Führungsstangen 25 zu verhindern, weist die Lagereinheit 8 ferner einen Klammerkörper 26 auf, welcher die Führungsstangen 25 im Bereich der Lagereinheit 8 außenseitig umgreift und eine stabile Ausrichtung der Führungsstangen 25 zueinander gewährleistet.
In einem hier nicht dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Kopplungseinheit 11 im Bereich zwischen zwei benachbarten Führungsstangen 25 zwei von dieser vorstehende Lagerzapfen 19 auf, auf denen jeweils eine Lagerrolle 21 angeordnet ist. Die Lagerrollen 21 sind dabei derart dimensioniert, dass sie jeweils nur an einer der beiden Führungsstangen 25 anliegen. Gemeinsam stützen die beiden Lagerrollen 21 somit die Kopplungseinheit 11 an den beiden Führungsstangen 25 ab.
Bezugszeichenliste
1 Zug- und Druckvorrichtung
2 Nietbügel
3 Elektromotor
4 Antriebseinheit
5 Gewindetrieb
6 Gehäusekörper
7 Gewindespindel
8 Lagereinheit
9 Gewindemutter io Werkzeugaufnahme (Kolbenstange) ii Kopplungseinheit
12 Adaptereinheit
13 erste Stirnseite (Gewindemutter)
14 zweite Stirnseite (Gewindemutter)
15 erstes Anschlusselement (Adaptereinheit)
16 zweites Anschlusselement (Adaptereinheit)
17 freie Stirnfläche
18 Zugstab (Schraube)
19 Lagerzapfen
21 Lagerrolle (eine Rolle)
23 Lauffläche (eine Rolle)
25 Führungsstange
26 Klammerkörper
27 Getriebe
28 Lageraufnahme
29 Lageraufnahme
30 Flansch (Kopplungseinheit)
31 Vorsprung
32 Ausnehmung
33 Schraube
34 Aussparung
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