DE19506336A1 - An eine Antriebseinheit anbaubare Vorrichtung zum Eindrehen von Schrauben - Google Patents
An eine Antriebseinheit anbaubare Vorrichtung zum Eindrehen von SchraubenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine an eine Antriebseinheit anbaubare Vorrichtung zum Eindrehen von
Schrauben, bestehend aus einer in Einschraubrichtung verschiebbaren Antriebswelle mit an deren
frei auskragendem Ende angeordnetem bzw. ausgebildetem Eingriffswerkzeug und einer Schrauben
halterung mit einem Aufnahmekanal, in welchen in radialer Richtung nach außen bewegbare Zen
trier- oder Halteelemente für eine einzusetzende Schraube eingreifen.
Bei einer bekannten Ausbildung einer Schraubvorrichtung (US-PS-5 341 708) wird die Schraube mit
dem Kopf vom freien Ende der Vorrichtung her eingesteckt, wobei zu diesem Zweck die in den Auf
nahmekanal eingreifenden, als Kugeln ausgebildeten Zentrier- und Halteelemente nach außen ge
drückt werden. Zusätzlich muß aber noch eine auf der Vorrichtung verschiebbare Hülse zurückge
schoben werden, damit sich die Kugeln überhaupt in eine Stellung bewegen können, in welcher sie
nicht in den Aufnahmekanal eingreifen. Wenn dann die Hülse wieder losgelassen wird, werden die
Kugeln erneut in radialer Richtung nach innen gedrückt und dort starr festgehalten. Damit wird wohl
erreicht, daß die Schraube unverlierbar an der Schraubvorrichtung gehalten ist, doch ragt der ge
samte Gewindeteil der Schraube einschließlich der Schraubenspitze über die Vorrichtung hinaus. Bei
schwereren Schraubgeräten, mit denen beispielsweise im Bodenbereich Verschraubungen durchge
führt werden sollen, ist es aber sinnvoll, wenn die Schraube einerseits nicht von unten her einge
führt werden müssen und andererseits erst dann mit ihrem Gewinde bzw. ihrer Spitze aus einem
Aufnahmekanal herauskommen, wenn die Einschraubposition tatsächlich erreicht ist.
Es ist aber auch bereits bekannt, die Schrauben durch einen seitlich zur Schraubenachse versetzten
Kanal zuzuführen, wobei dann am freien, auf das Werkstück aufsetzbaren Ende der Vorrichtung im
Bereich des Aufnahmekanals für die Schrauben entsprechende nach außen bewegbare Zentrier- oder
Halteelemente für die einzusetzenden Schrauben vorgesehen sind. Auch bei einer solchen Anord
nung ragen also die Schraubenspitzen und die vorderen Gewindebereiche zumindest nach einem
eventuellen Einschwenken des Zuführkanales in die Einschraubachse über das vordere Ende der Vor
richtung hinaus und können somit die Oberfläche des festzuschraubenden Werkstückes beschädi
gen. Eine solche bekannte Ausbildung (DE-A-38 08 889) könnte sich für kürzere Schrauben eignen.
Bei längeren Schrauben hingegen würden sich Probleme ergeben, da sich die Schraubenspitze infol
ge der ausgeschwenkten Schraubenhalterung in irgendwelchen Teilen verfangen könnte. Eine weite
re bekannte Ausgestaltung (DE-A-31 12 520) sieht die Möglichkeit vor, die Schrauben nach dem
Zuführen durch eine verschwenkbare Schraubenhalterung in Position zu halten, indem der Aufnah
mekanal in der ausgeschwenkten Stellung nach unten hin verschlossen ist. Sobald jedoch die
Schraubenhalterung und somit der Aufnahmekanal in die zur Schraubachse ausgerichtete Stellung
verschwenkt werden, kann die Schraube in dem darunter anschließenden Kanal nach unten fallen,
wobei der Schaft der Schraube nicht mehr geführt ist. Daher ist auch eine solche Anordnung prak
tisch ebenfalls nur für sehr kurze Schrauben einsetzbar.
Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung der eingangs genannten
Art zu schaffen, mit der Schrauben unterschiedlicher Länge, also auch relativ lange Schrauben, ver
arbeitet werden können, wobei die in die Schraubenhalterung einzusetzenden Schrauben bis zum
Einsatz an der für die Verschraubung vorgesehenen Stelle zur Gänze in der Schraubenhalterung ge
halten werden, und bei der der Schraubenschaft zumindest bis zum ordnungsgemäßen Ansetzen der
Schraube im Werkstück sicher zentriert wird.
Erfindungsgemäß gelingt dies dadurch, daß die Schraubenhalterung zwei mit axialem Abstand von
einander ausgebildete Abschnitte mit in den Aufnahmekanal eingreifenden und in radialer Richtung
nach außen bewegbaren Zentrier- oder Halteelementen aufweist zur Bildung eines ersten Abschnit
tes mit einer Raststation zur Abstützung des Kopfes einer eingesetzten Schraube und zur Bildung ei
nes zweiten Abschnittes mit einer Zentrierstation zur zentrierten Führung des Schaftes einer einge
setzten Schraube. Es sind also zwei in axialer Richtung mit Abstand voneinander aufeinander folgen
de Zentrier- oder Halteelemente vorgesehen, wobei eine Schraube beim Einsetzen in die Vorrichtung
nur soweit eindringen kann, bis der Schraubenkopf auf dem ersten Abschnitt von Zentrier- oder Hal
teelementen aufsitzt. Die Schraube wird somit in axialer Richtung unverlierbar in der Schraubenhal
terung aufgenommen. Erst dann, wenn die Vorrichtung am einzuschraubenden Ort aufgesetzt und
die Antriebswelle mit dem Eingriffswerkzeug herangeführt wird, kann der Kopf der Schraube die ra
dial zurückdrängbaren Zentrier- oder Halteelemente des ersten Abschnittes durch die axiale Bela
stung überbrücken. Die Schraube kann anschließend im Aufnahmekanal der Schraubenhalterung
weiter nach unten gelangen, wobei jedoch sichergestellt ist, daß neben der üblicherweise vorgese
henen Führung des Schraubenkopfes im Aufnahmekanal auch der Schaft der Schraube in entspre
chender Ausrichtung zentriert wird, indem dieser nämlich in einem zweiten Abschnitt mit Zentrier-
oder Halteelementen zur Einschraubachse ausgerichtet gehalten wird. Die Zentrier- oder Halteele
mente des zweiten Abschnittes werden beim Passieren des Kopfes der Schraube ebenfalls zurück
gedrängt.
Durch die vorliegende Erfindung sind also in einer Schraubenhalterung mit einem Aufnahmekanal
zwei in axialer Richtung mit entsprechendem Abstand aufeinander folgende Zentrier- oder Halteele
mente vorhanden, welchen grundsätzlich verschiedene Funktionen zukommen. Der erste Abschnitt
dient praktisch nur der unverlierbaren Halterung einer eingesetzten Schraube und der zweite Ab
schnitt zur Zentrierung des Schaftes der Schraube für den Eindrehvorgang.
In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn der Abstand des ersten Abschnittes mit Zentrier-
oder Halteelementen von dem auf ein Werkstück aufsetzbaren Ende der Vorrichtung gleich groß
oder größer ist als die maximale Länge einer einsetzbaren Schraube. Dadurch ist stets gewährleistet,
daß die Schraubenspitze bzw. eben das am freien Ende einer Schraube vorgesehene Gewinde oder
ein entsprechender Bohrteil nicht über das freie Ende der Vorrichtung vorsteht, und zwar bis zu je
nem Zeitpunkt, zu welchem eben ein Eindrehen der Schraube bewußt vorgenommen wird.
Zudem ist es vorteilhaft, daß der zweite Abschnitt mit Zentrier- oder Halteelementen nahe dem auf
ein Werkstück aufsetzbaren Ende der Vorrichtung an der Schraubenhalterung ausgebildet ist. Es
kann also, wie bei bekannten Ausführungen ebenfalls möglich, nahe dem Werkstück, in welches die
Schraube eingedreht werden soll, eine entsprechende Zentrierung vorgenommen werden.
Als vorteilhaft stellt sich eine Ausführung heraus, bei der der axiale Abstand der beiden Abschnitte
gleich groß oder größer ist als die maximale Länge einer einsetzbaren Schraube. Da die Schrauben
spitze bzw. der Schaft der Schraube beim eigentlichen Einsetzen in die Schraubenhalterung und so
mit in den Aufnahmekanal nicht bereits zentriert werden muß, ergeben sich bei einer solchen Ausbil
dung besondere Vorteile.
Eine konstruktiv einfache Ausgestaltung sieht vor, daß die Schraubenhalterung als rohrförmiger Kör
per, welcher an seinen beiden Enden die beiden Abschnitte mit den Zentrier- oder Halteelementen
aufweist, ausgebildet ist. Besonders vorteilhaft in diesem Zusammenhang ist auch, daß eine solche
Schraubenhalterung problemlos ausgewechselt werden kann, z. B. zu Servicezwecken, wenn ein
neuer Teil einzusetzen ist oder aber, wenn es darum geht, über einen längeren Zeitraum Schrauben
mit einem anderen Schaft- oder Kopfdurchmesser einsetzen, wobei diesfalls einfach eine auf den
entsprechenden Durchmesser abgestimmte andere Schraubenhalterung eingesetzt werden kann.
In diesem Zusammenhang ist es in konstruktiver Hinsicht auch vorteilhaft, wenn die Zentrier- oder
Halteelemente von in radialen Führungen der Schraubenhalterung gehaltenen und gegebenenfalls in
Richtung zur Schraubachse federbelasteten Kugeln oder Bolzen gebildet sind. Dies ist die einfachste
Ausgestaltung, wobei für beide mit axialem Abstand aufeinander folgenden Abschnitte gleiche kon
struktive Maßnahmen vorgesehen werden können.
Auch für die federbelastete Ausführung kann bei der erfindungsgemäßen Konstruktion eine sehr ein
fache Ausbildung gewählt werden. So ist es sinnvoll, daß zur federbelasteten Ausbildung der Zen
trier- oder Halteelemente ein in jeweils eine umfangsgeschlossene Nut im Bereich der Abschnitte
eingesetzter Federkörper vorgesehen ist. Dieser Federkörper kann dabei aus einem ringförmig gebo
genen Federdraht oder aus einem zu einem umfangsgeschlossenen Federkörper zusammengesetzten
Schraubenfederabschnitt bestehen.
Um gegebenenfalls Variationsmöglichkeiten für die beiden mit axialem Abstand voneinander ange
ordneten Abschnitte mit Zentrier- oder Halteelementen zur Verfügung zu haben, ist es möglich, daß
die Stärke der den beiden Abschnitten zugeordneten Federkörper verschieden ist. Es besteht also
die Möglichkeit, für die allein unverlierbare Halterung der Schraube im oberen Abschnitt einen Feder
körper geringerer Stärke vorzusehen als bei dem den Schraubenschaft zentrierenden Abschnitt.
In diesem Zusammenhang kann ferner vorgesehen werden, daß die Durchmesser der als Kugeln
oder Bolzen ausgebildeten Zentrier- oder Halteelemente der beiden Abschnitte verschieden groß
sind. Auch dadurch kann eine Anpassung an verschiedene Gegebenheiten erfolgen, da je nach
Durchmesser der Kugeln bzw. je nach Durchmesser oder Oberflächenform der Bolzen ein leichteres
oder schwereres Zurückdrücken der Zentrier- oder Halteelemente in radialer Richtung möglich ist.
Zur optimalen Ausrichtung einer einzusetzenden Schraube beim Eindrehvorgang ist es sinnvoll,
wenn der Innendurchmesser des Aufnahmekanals dem Außendurchmesser des Kopfes der Schraube
angepaßt ist. Wenn schon eine entsprechende Führung für den Schaft der Schraube vorgesehen ist,
bringt die zusätzliche Führung im Bereich des Kopfes mit entsprechendem Abstand dazu eine noch
exaktere Ausrichtung.
Besonders vorteilhaft ist die konstruktive Ausführung der Vorrichtung dann, wenn die Schraubenhal
terung um eine horizontale Achse von einer mit der Schraubachse ausgerichteten Stellung in eine
mit einem Zuführrohr für Schrauben ausgerichtete Stellung verschwenkbar an einem Gehäuseteil der
Vorrichtung gehalten ist. Gerade hier wirkt sich die erfindungsgemäße Maßnahme der zwei Ab
schnitte mit Zentrier- oder Halteelementen sehr positiv aus. Beim Zuführen durch ein Zuführrohr ge
langt die Schraube, welche am Kopf unverlierbar abgestützt wird, in die Schraubenhalterung. Gera
de durch diese besondere Abstützung ist die Gewähr gegeben, daß der Verschwenkvorgang ohne
Probleme vor sich gehen kann. Die Schraube wird also zur Gänze in der verschwenkbar gehaltenen
Schraubenhalterung aufgenommen. Diese Möglichkeit ist auch wesentlich besser als bei der bekann
ten Konstruktion, bei der das untere Ende der Schraubenhalterung in der ausgeschwenkten Stellung
verschlossen ist und die Schraubenspitze immer auf der Abschlußfläche kratzt. Bei der erfindungs
gemäßen Anordnung hingegen wird die Schraube exakt in der Schraubenhalterung festgelegt und
kann an keiner außerhalb der Schraubenhalterung befindlichen Stelle auftreffen oder kratzen.
Damit für den Verschwenkvorgang möglichst viel Platz zur Verfügung steht, ohne daß der dem Zu
führrohr gegenüberliegende Bereich ebenfalls beansprucht wird, ist es zweckmäßig, daß die Achse
für das Verschwenken der Schraubenhalterung im Bereich des zweiten Abschnittes von Zentrier-
oder Halteelementen oder zwischen diesem und dem freien Ende der Schraubenhalterung angeord
net ist. Es muß dadurch auch das Zuführrohr nicht zu weit von der ganzen Vorrichtung wegstehen,
und es ist in einfacher Weise möglich, Zuführrohr und Schraubenhalterung achsgleich zueinander
auszurichten. Zudem ist auch keine Knickstelle vorhanden, so daß relativ lange Schrauben verarbei
tet werden können.
Mit der erfindungsgemäßen Konstruktion ist inbesondere dann eine einfache Variante der Lagerung
gegeben, wenn die Schraubenhalterung im Bereich der Achse eine kugelkopfförmige Oberfläche auf
weist und mit dieser in eine kugelpfannenartige Ausnehmung am Gehäuseteil der Vorrichtung ein
greift. Es bedarf daher praktisch überhaupt keines Achsbolzens, denn eine ausreichende und genaue
Lagerung eben um den Mittelpunkt der "Kugel" ist allein durch die Abstützung des entsprechenden
Bereiches der Schraubenhalterung möglich.
Um die entsprechenden zusätzlichen Bewegungen nicht ständig von Hand ausführen zu müssen,
kann die Verschwenkbewegung in vorteilhafter Weise automatisch erfolgen. Zu diesem Zweck wird
vorgeschlagen, daß die Schraubenhalterung über einen zweiarmigen Hebel in Abhängigkeit vom Be
ginn der Niederdrückbewegung der Antriebswelle und vom Ende der Rückführbewegung der An
triebswelle um die horizontale Achse verschwenkbar ist. Es ist dadurch stets ein ordnungsgemäßer
Verschwenkvorgang gegeben, so daß gewährleistet ist, daß die Schraubenhalterung nach einem nur
geringfügigen Niederdrücken der Antriebswelle bereits achsparallel zur Antriebswelle ausgerichtet
ist. Sobald die Antriebswelle dann wieder in ihre Ruhestellung nach oben zurückgeführt ist, wird im
letzten Abschnitt der Bewegung der Antriebswelle eine Betätigung des zweiarmigen Hebels hervor
gerufen, wodurch die Schraubenhalterung in die Stellung ausgerichtet zum Zuführrohr verschwenkt
wird.
Trotz der vereinfachten Lagerung der Schraubenhalterung mit einer kugelkopfförmigen Oberfläche
und einer kugelpfannenartigen Ausnehmung am Gehäuseteil ist eine sichere Halterung der Schrau
benhalterung im Gehäuse möglich, wobei außerdem gerade durch die besondere Konstruktion auch
der Verschwenkvorgang besonders vorteilhaft gestaltet werden kann. Dies gelingt dadurch, daß die
Schraubenhalterung etwa in der Mitte bezogen auf deren axiale Länge einen radial abstehenden An
satz aufweist, in welchen ein Bolzen zum Angriff des zweiarmigen Hebels für den Verschwenkvor
gang eingesetzt ist. Hier wurden also nicht nur in optimaler Weise eine Führung und Halterung ge
schaffen, sondern auch die Bewegungsmöglichkeiten optimiert.
Weitere erfindungsgemäße Merkmale und besondere Vorteile werden in der nachstehenden Be
schreibung anhand der Zeichnungen noch näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch diese Vorrichtung, wobei drei verschiedene Stellungen einer
Schraubenhalterung gezeigt sind;
Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 2;
Fig. 4 den gleichen Schnitt, wobei jedoch die Antriebswelle weiter nach unten gedrückt dargestellt
ist;
Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V in Fig. 3;
Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 3;
Fig. 7 eine Seitenansicht der Schraubenhalterung;
Fig. 8 einen Vertikalschnitt durch diese Schraubenhalterung;
Fig. 9 einen Schnitt nach der Linie IX-IX in Fig. 7;
Fig. 10 einen Schnitt nach der Linie X-X in Fig. 8.
Die Vorrichtung 1, welche an eine Antriebseinheit (nicht dargestellt) anbaubar ist, besteht im we
sentlichen aus einer in Einschraubrichtung verschiebbaren Antriebswelle 2 und einer Schraubenhal
terung 3, welche einen Aufnahmekanal 4 für eine einzusetzende Schraube 5 aufweist. Am frei aus
kragenden Ende der Antriebswelle 2 ist ein Eingriffswerkzeug 6 angeordnet bzw. ausgebildet. Beim
gezeigten Beispiel ist dieses Eingriffswerkzeug 6 Teil eines Werkzeuges 7, welches über entspre
chende Verbindungsmittel 8 auf das freie Ende der Antriebswelle 2 aufgesteckt werden kann.
Die einzusetzenden Schrauben werden bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung von oben her in die
Schraubenhalterung 3 eingebracht. Es wäre dabei auch denkbar, daß die Schraubenhalterung 3 fi
xiert in der Einschraubachse 9 ausgerichtet wäre, wobei dann jedoch oberhalb der Schraubenhalte
rung 3 noch ein entsprechender Platz freibleiben müßte, um eben eine Schraube 5 einzuführen.
Diesfalls wäre aber nicht nur die gesamte Bauhöhe der Vorrichtung, sondern auch der mit der An
triebseinheit zusammen mit der Antriebswelle 2 zurücklegbare Weg wesentlich größer.
Es ist daher besonders vorteilhaft, wenn die Schraubenhalterung 3 um eine horizontale Achse 10
von einer mit der Schraubenachse 9 ausgerichteten Stellung in eine mit einem Zuführrohr 11 ausge
richtete Stellung verschwenkbar ist. Dadurch kann eine Schraube 5 durch das Zuführrohr 11 geführt
und in die Schraubenhalterung 3 bzw. in deren Aufnahmekanal 4 eingebracht werden. Auf die Be
wegungsabläufe wird später noch näher eingegangen.
Die wesentlichen Merkmale der vorliegenden Erfindung liegen darin, daß die Schraubenhalterung 3
zwei mit axialem Abstand A voneinander ausgebildete Abschnitte 12 und 13 mit in den Aufnahme
kanal 4 eingreifenden Zentrier- oder Halteelementen aufweist. Bezüglich dieser Zentrier- oder Halte
elemente wird nachstehend nur noch von der bei der vorliegenden Konstruktion verwendeten Aus
führung gesprochen, nämlich von Kugeln 14 bzw. 15. Anstelle von Kugeln 14 bzw. 15 könnten na
türlich auch entsprechende Bolzen oder Stifte eingesetzt werden, deren in den Aufnahmekanal 4
hineinragende Enden entsprechend ausgeführt sind, z. B. nach Art einer Halbkugel. Wie noch näher
erläutert wird, sind diese Kugeln 14 bzw. 15 federbelastet ausgeführt.
Der Abschnitt 12 bildet eine Raststation zur Abstützung des Kopfes 16 einer einzusetzenden
Schraube 5 und der zweite Abschnitt 13 eine Zentrierstation zur zentrierten Führung des Schaf
tes 17 der eingesetzten Schraube 5.
Der Abstand B des ersten Abschnittes 12 von dem auf ein Werkstück 18 aufsetzbaren Ende 19 der
Vorrichtung 1 ist gleich groß oder größer gestaltet als die maximale Länge einer einsetzbaren
Schraube 5. Dadurch steht die Schraube nach dem Einführen über das Zuführrohr und nach dem
Einsetzen in die Schraubenhalterung 3 nicht über das untere Ende 19 der Vorrichtung vor, so daß
die Oberfläche des Werkstückes 18 bei einem eventuellen Weitertransport der Vorrichtung nicht be
schädigt werden kann. Die Schraube kommt mit ihrem Einschraubende bzw. mit ihrem Bohrende
erst dann mit dem Werkstück 18 in Kontakt, wenn die Antriebseinheit zusammen mit der Antriebs
welle 2 an Ort und Stelle nach unten gedrückt wird.
Der zweite Abschnitt 13 ist nahe dem auf das Werkstück 18 aufsetzbaren Ende 19 der Vorrich
tung 1 vorgesehen, um die notwendige Zentrierung des Schaftes 17 der Schraube 5 beim Einbohr
bzw. Eindrehvorgang zu bewirken. Die beste Variante ist dann gegeben, wenn der axiale Abstand A
der beiden Abschnitte 12 und 13 gleich groß oder größer ist als die maximale Länge einer einsetzba
ren Schraube 5. Der untere Abschnitt 13 ist ja erst beim Einbohr- oder Eindrehvorgang als Zentrie
rung notwendig, so daß es nur zum Zwecke des leichten Einführens der Schraube 5 vorteilhafter ist,
wenn durch den freien Fall derselben lediglich die Kugeln 14 des Abschnittes 12 geringfügig ausein
andergedrückt werden müssen.
Wie insbesondere auch den Fig. 7 bis 10 entnommen werden kann, ist die Schraubenhalterung 3 als
rohrförmiger Körper ausgebildet, welcher an seinen beiden Enden die beiden Abschnitte 12 und 13
aufweist. Die Kugeln 14 bzw. 15 sind in radialen Führungen 20 verschiebbar gehalten. Diese Füh
rungen sind gegen das innere Ende hin, also in Richtung zum Aufnahmekanal 4 hin so weit verengt,
daß die Kugeln 14 bzw. 15 nicht in den Aufnahmekanal hineinfallen können. Die Kugeln 14 bzw. 15
sind in Richtung zum Aufnahmekanal 4 hin federbelastet ausgeführt, müssen also beim Niederdrüc
ken einer eingesetzten Schraube mit dem Schraubenkopf zwangsweise in radialer Richtung ausein
andergedrückt werden, um für den Durchtritt des Schraubenkopfes und darauffolgend des Werkzeu
ges 7 bzw. der Antriebswelle 2 eine Öffnung zu haben.
Beim gezeigten Beispiel wird die federbelastete Ausbildung der Kugeln 14, 15 so bewirkt, daß jeder
Abschnitt 12, 13 jeweils eine umfangsgeschlossene Nut 21, 22 aufweist, in welche ein Federkör
per 23 bzw. 24 eingesetzt ist. Der Federkörper ist beim gezeigten Beispiel als im wesentlichen um
fangsgeschlossen verlaufender, jedoch an einem Bereich unterbrochener Federdraht ausgebildet. Es
wäre auch denkbar, hier eine entsprechend dünnere, umfangsgeschlossene Schraubenfeder einzu
setzen.
Um entsprechend dem notwendigen Verstelldruck der Kugeln 14, 15 verschiedene Möglichkeiten zu
haben, können Federkörper 23, 24 mit unterschiedlicher Stärke eingesetzt werden. Es wäre z. B.
denkbar, daß für die Kugeln 14 im Abschnitt 12 weniger Kraftaufwand notwendig ist, da diese le
diglich der Abstützung des Kopfes 16 einer eingesetzten Schraube 5 dienen und dafür sorgen sollen,
daß die Schraube nicht gleich bis zum unteren Ende 19 der Vorrichtung 1 hindurchfällt. In einem an
deren Fall könnte es möglich sein, daß die durch den Federkörper 24 auf die Kugeln 15 im unteren
Abschnitt 13 einwirkende Federkraft entsprechend größer sein sollte, um bei Beginn des Bohr- bzw.
Eindrehvorganges der eingesetzten Schraube 5 eine ordnungsgemäße Zentrierung zu haben.
Für eine entsprechende Anpassung an die Gegebenheiten, kann - wie den Fig. 5 und 6 eindeutig zu
entnehmen ist - auch vorgesehen werden, daß die Durchmesser der Kugeln 14 bzw. 15 der beiden
Abschnitte 12 bzw. 13 verschieden groß sind. Nachdem die Schraubenhalterung 3 insbesondere im
Bereich des durchgehenden Aufnahmekanales 4 an sich mit einem relativ kleinen Durchmesser ver
sehen ist, kann natürlich mit Kugeln 15 entsprechend kleineren Durchmessers ein kleinerer verblei
bender Durchgangsquerschnitt erreicht werden. Daher können im Abschnitt 13 auch noch Schrau
ben mit relativ kleinem Schaftdurchmesser ordnungsgemäß zentriert und gehalten werden.
Die Schraubenhalterung 3 bzw. der Aufnahmekanal 4 ist jeweils so gestaltet, daß eine Anpassung
an den Außendurchmesser des Kopfes 16 einer einzusetzenden Schraube 5 möglich ist. Natürlich
müssen auch das Werkzeug 7, das Eingriffswerkzeug 6 und gegebenenfalls die Antriebswelle 2 auf
diese Durchmesserbereiche in der Schraubenhalterung 3 angepaßt sein. So ist beispielsweise am
oberen Ende der Schraubenhalterung 3 immer ein Innendurchmesser D gegeben, welcher dem Zu
führrohr 11 angepaßt ist und daher etwas größer gewählt wird. Bei Schrauben mit entsprechend
großem Kopfdurchmesser weist der Aufnahmekanal 4 der Schraubenhalterung 3 durchgehend die
sen größeren Durchmesser D auf. Im Mittelbereich bezogen auf die Länge der Schraubenhalterung
kann auch ein Durchmesser D₁ vorgesehen werden, wobei dieser Durchmesser inetwa dem Durch
messer der Antriebswelle 2 angepaßt ist. Wenn nun eine Schraube 5 mit noch kleinerem Kopfdurch
messer eingesetzt werden soll, dann wird im entsprechenden Bereich, wo es auf eine exakte Halte
rung am Schaft und auch im Kopfbereich ankommt, eine weitere Durchmesserverengung auf einen
Durchmesser D₂ vorgenommen (unterer Abschnitt Fig. 4).
Wie aus den Fig. 7 bis 10 ersichtlich ist, kann die Schraubenhalterung 3 in einfacher Weise aus ei
nem inetwa rohrförmigen Körper gefertigt werden, wobei an den beiden Enden die radialen Führun
gen 20, die umfangsgeschlossenen Nuten 21, 22 und im Mittelbereich noch zusätzlich ein An
satz 25 vorhanden sind. Es ist also ein konstruktiv einfacher Teil einsetzbar, bei dem zufolge leichter
Auswechselbarkeit eine rasche Anpassung an verschiedene zu verschraubende Durchmesserberei
che möglich ist.
Wie schon ausgeführt, ist die Schraubenhalterung 3 um die horizontale Achse 10 verschwenkbar
am Gehäuseteil 26 gehalten. Die Achse 10 liegt im Bereich des Abschnittes 13 oder zwischen die
sem und dem freien Ende der Schraubenhalterung 3. Es ist also praktisch ein Verschwenken um den
in Gebrauchslage untenliegenden Endabschnitt der Schraubenhalterung 3 möglich, so daß nur ein re
lativ kleiner Verschwenkwinkel notwendig ist, um von der mit der Schraubachse 9 ausgerichteten
Stellung in die mit dem Zuführrohr 11 ausgerichtete Stellung zu gelangen.
Eine konstruktiv einfache und zweckmäßige Ausbildung liegt darin, daß die Schraubenhalterung 3 im
Bereich der Achse 10 eine kugelkopfförmige Oberfläche 27 aufeist. Mit dieser Oberfläche 27 greift
die Schraubenhalterung 3 in eine kugelpfannenartige Ausnehmung 28 am Gehäuseteil 26 der Vor
richtung 1 ein. Es ist dadurch gar keine starre Lagerung an einem Bolzen, der jeweils beim Aus
wechseln herausgezogen bzw. hineingesteckt werden müßte, erforderlich, sondern es genügt ein
fach ein Einsetzen des freien Endes der Schraubenhalterung 3, um ein Verschwenken um eine ge
dachte Achse 10 zu bewirken. Wenn zusätzlich noch die Möglichkeit vorgesehen wird, daß ein zur
mechanischen Betätigung über ein Gestänge vorgesehener Bolzen 29 ausgehängt werden kann,
dann bedarf es, um die Schraubenhalterung 3 einfach herausziehen und auswechseln zu können, le
diglich noch eines weiteren Ausschwenkens der Schraubenhalterung 3 (siehe Darstellung in Fig. 2)
und zwar in eine Stellung, die außerhalb des Einflußbereiches der Antriebswelle 2 und des Zuführ
rohres 11 liegt.
Die Schraubenhalterung 3 ist über einen zweiarmigen Hebel 30 in Abhängigkeit vom Beginn der Nie
derdrückbewegung der Antriebswelle 2 und vom Ende der Rückführbewegung der Antriebswelle 2
um die horizontale Achse 10 verschwenkbar. Der zweiarmige Hebel 30 greift über einen Bolzen 29
am radial abstehenden Ansatz 25 an und ist um die Achse 31 verdrehbar am Gehäuseteil 26 gehal
ten. Zu erwähnen ist hier noch, daß zwei zweiarmige Hebel 30 spiegelbildlich zueinander an gegen
überliegenden Seiten der Schraubenhalterung 3 vorgesehen sind, so daß auch die Gefahr eines Ver
kantens bei diesen Verstellbewegungen ausgeschaltet ist. Über den kürzeren Hebelarm greift am He
bel 30 eine Stange 32 an, welche an einem Flansch 33 befestigt ist. Dieser Flansch 33 wiederum
ist mit einem die Antriebswelle 2 umschließenden Rohrstück 34 fest verbindbar. Durch entsprechen
de Kupplungsteile im Bereich der Antriebseinheit, welche in der Zeichnung nicht dargestellt sind,
kann bewirkt werden, daß beim Beginn des Niederdrückens der Antriebseinheit und somit der An
triebswelle 2 auch das Rohrstück 34 niedergedrückt wird. Dadurch wird der Flansch 33 entgegen
der Kraft einer Feder 35 ebenfalls nach unten gedrückt, so daß die Stangen 32 die zweiarmigen He
bel 30 über Bolzen 36 betätigen und ein Einschwenken der Schraubenhalterung 3 in die mit der Ein
schraubachse 9 ausgerichtete Stellung bewirken. Nach Beendigung des Einschraubvorganges wird
sowohl die Antriebseinheit als auch die Antriebswelle 2 wieder zurückgeführt, wobei das Rohr
stück 34 jedoch erst im unmittelbar letzten Bereich der Rückführbewegung durch entsprechende
Kupplungselemente wieder freigegeben wird, worauf der Flansch 33 mit Wirkung der Feder 35 zu
sammen mit dem Rohrstück 34 weiter nach oben zu schieben ist. Anschließend wird die Schrauben
halterung 3 über die Stangen 32, die Bolzen 36, die zweiarmigen Hebel 30 und den den Ansatz 25
durchdringenden Bolzen 29 wieder in die Stellung ausgerichtet mit dem Zuführrohr 11 ausge
schwenkt. Es ist in diesem Zusammenhang noch zu erwähnen, daß der oberste Abschluß 37 der
Schraubenhalterung 3 zylinderförmig bombiert ausgebildet ist. Der Radius dieses Zylinders ist auf
die Achse 10 abgestimmt, so daß immer ein exakter Anschluß ausgerichtet zur Einschraubachse 9
bzw. zur Mittelachse 38 des Zuführrohres 11 möglich ist, ohne daß zwischen den beiden dann an
einanderstoßenden Teilen ein Übergangsspalt vorhanden wäre. Durch diese Ausgestaltung ist auch
eine entsprechende Passung möglich, so daß die am untersten Ende der Schraubenhalterung 3 vor
gesehene Lagerung nach Art eines Kugelkopfes und einer Kugelpfanne immer entsprechend fest im
Eingriff ist. Trotzdem ist die Schraubenhalterung 3 aber nach Lösen des Bolzens 29 und somit der
Möglichkeit des weiteren Ausschwenkens derselben leicht aus dem Gehäuse 26 zu entfernen und
gegebenenfalls durch eine Schraubenhalterung 3 für andere Schraubendurchmesser zu ersetzen.
Der wesentliche Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt in der doppelten Anordnung von Abschnit
ten mit federbelasteten Zentrier- oder Halteelementen. Die Schraube wird nach dem Zuführen durch
das Zuführrohr 11 mit dem Kopf oberhalb des ersten Abschnittes 12 unverlierbar gehalten. Nach
dem Einschwenken der Schraubenhalterung 3 in die Stellung ausgerichtet zur Einschraubachse 9
und nach dem Niederdrücken der Antriebswelle 2 greift das Antriebswerkzeug 6 in die Antriebsöff
nung des Kopfes 16 der Schraube 5 ein und drückt beim weiteren Nachuntenpressen die federbela
steten Kugeln 14 auseinander. Praktisch unmittelbar danach wird der Schaft 17 der Schraube zur
entsprechenden Zentrierung vom zweiten Abschnitt 13 mit den Kugeln 15 erfaßt. Die Zentrierung
im Bereich des Kopfes 16 der Schraube 5 erfolgt einerseits durch die Anpassung des Innendurch
messers D, D₁ bzw. D₂ der Schraubenhalterung 3 an den Durchmesser des Kopfes 16 der Schrau
be 5, andererseits aber auch durch das Eingriffswerkzeug 6. Bei entsprechend längeren Befestigern
wäre es denkbar, daß der Kopf 16 der Schraube 5 bereits beim Aufliegen im oberen Abschnitt 12
auch schon in den unteren Abschnitt 13 eingreift. Durch die erfindungsgemäße Konstruktion des
Verschwenkvorganges der Schraubenhalterung 3 ist es grundsätzlich auch möglich, noch wesentlich
längere Befestiger verarbeiten zu können. Obwohl dies an sich in der Regel nicht wünschenswert
ist, könnte durch das Zuführrohr 11 eine sehr lange Schraube eingeführt werden, welche dann mit
ihrem Kopf auf dem Abschnitt 12 aufliegt und das untere Ende der Schraubenhalterung 3 weit über
ragt. Auch diesfalls ist noch eine Verschwenkung in einfacher Weise möglich. Durch die erfindungs
gemäße konstruktive Gestaltung ist auch der Einsatz verschiedenartigster Schrauben möglich.
Selbst Schrauben mit radial abstehenden Bohrflügeln können problemlos eingesetzt werden, da die
se im Spalt zwischen den in den Aufnahmekanal 4 hineinragenden Kugeln 14 bzw. 15 nach unten
gelangen können. Die kugelförmige Ausbildung der Zentrier- oder Halteelemente gewährleistet, daß
sich die Schraube immer um einen entsprechenden Winkel verdreht, bis die Bohrflügel jeweils in den
Bereich zwischen zwei Kugeln eindringen können.
In der vorstehenden Beschreibung ist von federbelasteten Kugeln 14, 15 oder Bolzen die Rede,
welche die beiden Abschnitte 12, 13 bilden. Es sind jedoch auch andere Varianten möglich, die
einen Halt der Kugeln in der Einsatzstellung bewirken und trotzdem ein Zurückdrängen ermöglichen.
Zum Beispiel könnte die eigene Schwerkraft der Kugeln oder Bolzen ausgenützt werden, wenn diese
in spitzwinklig zur Einschraubachse verlaufenden radialen Führungen eingesetzt sind. Aber auch eine
vom Vorschub der Antriebseinheit bzw. des Schraubwerkzeuges abhängige mechanische Verriege
lung der Kugeln oder Bolzen wäre denkbar.
Claims (15)
1. An eine Antriebseinheit anbaubare Vorrichtung zum Eindrehen von Schrauben, bestehend aus
einer in Einschraubrichtung verschiebbaren Antriebswelle mit an deren frei auskragendem Ende
angeordnetem bzw. ausgebildetem Eingriffswerkzeug und einer Schraubenhalterung mit einem
Aufnahmekanal, in welchen in radialer Richtung nach außen bewegbare Zentrier- oder Halteele
mente für eine einzusetzende Schraube eingreifen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrauben
halterung (3) zwei mit axialem Abstand (A) voneinander ausgebildete Abschnitte (12, 13) mit in
den Aufnahmekanal (4) eingreifenden und in radialer Richtung nach außen bewegbaren Zentrier-
oder Halteelementen aufweist zur Bildung eines ersten Abschnittes (12) mit einer Raststation
zur Abstützung des Kopfes (16) einer eingesetzten Schraube (5) und zur Bildung eines zweiten
Abschnittes (13) mit einer Zentrierstation zur zentrierten Führung des Schaftes (17) einer einge
setzten Schraube (5).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (B) des ersten Ab
schnittes (12) mit Zentrier- oder Halteelementen von dem auf ein Werkstück (18) aufsetzbaren
Ende (19) der Vorrichtung (1) gleich groß oder größer ist als die maximale Länge einer einsetz
baren Schraube (5).
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Abschnitt (13) mit Zen
trier- oder Halteelementen nahe dem auf ein Werkstück (18) aufsetzbaren Ende (19) der Vor
richtung (1) an der Schraubenhalterung (3) ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Abstand (A) der
beiden Abschnitte gleich groß oder größer ist als die maximale Länge einer einsetzbaren Schrau
be (5).
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenhalterung (3) als
rohrförmiger Körper, welcher an seinen beiden Enden die beiden Abschnitte (12, 13) mit den
Zentrier- oder Halteelementen aufweist, ausgebildet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrier- oder Halteelemente
von in radialen Führungen (20) der Schraubenhalterung (3) gehaltenen und gegebenenfalls in
Richtung zur Schraubachse (9) federbelasteten Kugeln (14, 15) oder Bolzen gebildet sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur federbelasteten Ausbildung der
Zentrier- oder Halteelemente ein in jeweils eine umfangsgeschlossene Nut (21, 22) im Bereich
der Abschnitte (12, 13) eingesetzter Federkörper (23, 24) vorgesehen ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke der den beiden Ab
schnitten (12, 13) zugeordneten Federkörper (23, 24) verschieden ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmesser der als Ku
geln (14, 15) oder Bolzen ausgebildeten Zentrier- oder Halteelemente der beiden Abschnit
te (12, 13) verschieden groß sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich
net, daß der Innendurchmesser des Aufnahmekanals (4) dem Außendurchmesser des Kop
fes (16) der Schraube (5) angepaßt ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenhalterung (3) um eine
horizontale Achse (10) von einer mit der Schraubachse (9) ausgerichteten Stellung in eine mit
einem Zuführrohr (11) für Schrauben (5) ausgerichtete Stellung verschwenkbar an einem Ge
häuseteil (26) der Vorrichtung (1) gehalten ist.
12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (10) für
das Verschwenken der Schraubenhalterung (3) im Bereich des zweiten Abschnittes (13) von
Zentrier- oder Halteelementen oder zwischen diesem und dem freien Ende der Schraubenhalte
rung (3) angeordnet ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenhalte
rung (3) im Bereich der Achse (10) eine kugelkopfförmige Oberfläche (27) aufweist und mit die
ser in eine kugelpfannenartige Ausnehmung (28) am Gehäuseteil (26) der Vorrichtung (1) ein
greift.
14. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenhalterung (3) über
einen zweiarmigen Hebel (30) in Abhängigkeit vom Beginn der Niederdrückbewegung der An
triebswelle (2) und vom Ende der Rückführbewegung der Antriebswelle (2) um die horizontale
Achse (10) verschwenkbar ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenhalterung (3) etwa
in der Mitte bezogen auf deren axiale Länge einen radial abstehenden Ansatz (25) aufweist, in
welchen ein Bolzen (29) zum Angriff des zweiarmigen Hebels (30) für den Verschwenkvorgang
eingesetzt ist.
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