DE19506336A1 - An eine Antriebseinheit anbaubare Vorrichtung zum Eindrehen von Schrauben - Google Patents

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.