Schraubvorrichtung zum Einschrauben von Schrauben in Werkstücke Die Erfindung bezieht sich auf eine Schraubvor- richtung zum Einschrauben insbesondere von Holz schrauben in nicht vorgebohrte Werkstücke aus Hart holz, Kunststoff, Blech oder dergleichen, bei der die Treibspindel drehbar und verschiebbar in einer Führungsbuchse sitzt, an der die einzutreibende Schraube mittels einer gesteuerten Zentriereinrichtung gehalten wird.
Bei den bisher bekannten und meist elektrisch angetriebenen Schraubvorrichtungen dieser Art wird der Schraubenzieher dadurch im Schlitz des Schrau benkopfes gehalten, dass die gesamte Schraubvorrich- tung von Hand gegen die einzutreibende Schraube geführt wird, die sich selbst wieder auf dem Werk stück abstützt. Dies führt dazu, dass Schrauben nur nach vorheriger Herstellung eines Schraubenloches eingezogen werden können, weil sonst die sich mit der Spitze auf das Werkstück abstützende Schraube durch den auf sie ausgeübten Druck umkippt.
Auch besitzen die bekannten Schraubvorrichtungen keiner lei Führung für die Schrauben, und es werden die Schrauben an ihrem Schaft oder am Rande ihres Kopfes selbst festgeklemmt, so dass das Vorbohren und das Ansetzen der Schrauben am Werkstück um ständlich, zeitraubend und nicht zuverlässig ist.
Diese Mängel sollen durch die Erfindung da durch beseitigt sein, dass eine entgegen der Kraft einer Feder in eine Spannraststellung zurückziehbare Zwischenhülse zum Spannen einer weiteren Feder vorgesehen ist, welche über die Führungsbuchse und die Zentriereinrichtung den Schraubenkopf selbst tätig nachgiebig gegen die Treibspindel zieht. Es wird hierdurch erreicht, dass der Schraubenzieher von der Schraubvorrichtung selbst ständig im Schlitz des Schraubenkopfes gehalten wird.
Beim Ansetzen an das Werkstück hat der Bedienungsmann nur noch diejenige Kraft anszuüben, die erforderlich ist, um die Schraube in das Material eindringen zu lassen. Diese Kraft ist überraschenderweise erheblich klei ner als diejenige Kraft, die für den sicheren Eingriff des Schraubenziehers im Schlitz des Schraubenkopfes erforderlich ist. Es besteht deshalb keine Gefahr mehr, dass sich die Schraube beim Ansetzen an einer nicht vorgebohrten Stelle umlegt. Darüber hinaus bie tet die Erfindung den weiteren Vorteil, dass die den Eingriff des Schraubenziehers in den Schlitz des Schraubenkopfes sicherstellende Kraft ständig gleich mässig ist und dadurch eine Beschädigung des Schraubenkopfes vermeidet.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfin dungsgemässen Schraubvorrichtung wird nachstehend anhand der Zeichnung beschrieben.
Fig.1 ist ein Längsschnitt durch das Werkzeug mit eingeführter Schraube in der Ruhelage des Werk- zeuges.
Fig. la ist ein Schnitt nach der Linie I-I der Fig. 1.
Fig.2 ist ein Längsschnitt nach der Linie II-II der Fig. 1 bei vorgeschobener aufgesetzter Schraube. Fig.3 ist ein Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 2.
Fig.3a zeigt eine Variante der Zentriereinrich- tung.
Fig. 4 zeigt das Werkstück in einer Zwischenstel lung mit relativ verschobener Buchse und Zentrier einrichtung gegenüber Fig. 2 im Teilschnitt.
Fig. 4a ist ein Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 4.
Fig.5 zeigt das Werkzeug nach Beendigung des Verschraubungsvorganges im Längsschnitt.
Fig. 6 ist ein vergrösserter Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 2.
Wie sich insbesondere aus den Fig.1 und 2 er sehen lässt, ist eine Schraubentreibspindel 1 bei 2 mit einem Motorwellenstumpf 3 eines Motors 4 gekup pelt. Ein Rohrgehäuse 5 ist bei 6 mit dem Motor 4 bzw. dem Motorgehäuse verriegelt. Am vordern Ende des Rohrgehäuses 5 ist ein Gewindering 7 ein geschraubt und dient u. a. zur Führung einer Zwi schenhülse B.
Gemäss Fig.2 weist die Zwischenhülse 8 einen Aussenflansch 8a auf, welcher in dem Rohrgehäuse 5 gleitet. Ein Handbedienungsring 10 ist über Stift schrauben 11 oder dergleichen durch Längsschlitze 12 im Rohrgehäuse 5 hindurch mit der Zwischenhülse 8 verbunden, so dass diese von Hand gegen die Wir kung einer Schraubenfeder 13, welche den Motor wellenstumpf 3 und teilweise auch die Treibspindel 1 umgibt und sich am Gehäuse des Motors 4 abstützt, zum Motor 4 hingezogen werden kann.
In der End- spannstellung rasten dabei Bundbolzen 14 hinter einen Gewindering 15 ein, der bei 16 auf das motor- seitige Ende der Zwischenhülse 8 aufgeschraubt ist. Die Bundbolzen 14, von denen im Ausführungsbei spiel zwei einander gegenüberliegend vorgesehen sind, werden in einem Ring 17 in radialer Richtung ver schiebbar geführt. Dieser Ring 17 sitzt an der Innen fläche des Rohrgehäuses 5 und ist von aussen über um 90 zu den Bundbolzen 14 versetzte runde Kopf schrauben 18 mit dem Rohrgehäuse 5 verbunden.
Wie ausserdem aus Fig. 1 zu ersehen ist, werden die Bundbolzen 14 über Blattfedern 19, welche über Kopfschrauben 20 in die Aussenfläche des Rohr gehäuses 5 eingelassen und mit dem Gehäuse 5 ver bunden sind, nach innen gedrückt, so dass sie die Zwischenhülse 8 in ihrer hinteren Endstellung halten.
Das motorseitige abgesetzte Ende der Zwischen hülse 8 ist als zylindrischer Halsteil 8b mit einer Bohrung 21 versehen, in welcher eine Führungs buchse 22 längsverschiebbar geführt ist. Der Hals teil 8c am andern Ende der Zwischenhülse 8 weist eine zylindrische Sackbohrung 23 auf, welche nach aussen hin durch einen Ring 24 verschlossen ist. Mit dem Halsteil 8c ist der Ring 24, der ebenfalls zur Führung der Führungsbuchse 22 dient, über Stift schraube 25 oder dergleichen verbunden. Ein weiterer Ring 26 ist innerhalb der Bohrung 23 angeordnet und über Stiftschrauben 27 starr mit der Führungs buchse 22 verbunden.
Zwischen den beiden Rin gen 24 und 26 ist innerhalb der Bohrung 23 eine Schraubendruckfeder 28 wirksam, welche versucht, den Ring 26 an das Ende der Bohrung 23 zu drük- ken und damit die Führungsbuchse 22 in die in Fig. 1 dargestellte Relativstellung zur Zwischenhülse 8 zu bringen.
Zwischen dem rautenförmigen Gewindering 15 und dem Flansch 8a ist eine Buchse 29 auf dem Halsteil 8b der Zwischenhülse 8 verschiebbar ge führt. Wie sich beispielsweise aus Fig. 1 ersehen lässt, ist die Buchse 29 durch Längsschlitze 30 im Hals teil 8b hindurch über Stiftschrauben 31 oder der gleichen mit der Führungsbuchse 22 starr verbunden.
Die Schlitze 30 sind dabei derart ausgebildet, dass sich zwar die Zwischenhülse 8 relativ zur Führungs- buchse 22 nicht drehen kann, dass sich aber die Buchse 29 und die Führungsbuchse 22 relativ zur Zwischenhülse 8 wenigstens um die Strecke s aus der Stellung gemäss Fig. 1 in die Stellung nach Fig. 2 ver schieben können. Die motorseitige Endfläche 29a der Buchse 29 ist, entsprechend der benachbarten Stirn fläche des rautenförmigen Gewinderinges 15, kegelig ausgebildet.
Die Führungsbuchse 22 hat einen Bund 22a (Fig. 1 und 2) am vordern Ende der Buchse. In der Bohrung 22b der Führungsbuchse 22 ist die Treib- spindel 1 drehbar und längsverschiebbar geführt. Zweckmässig ist der Schraubenzieher 32 auswechsel bar im Ende der Spindel 1 vorgesehen, beispiels weise eingeschraubt. Im Ausführungsbeispiel weist der Schraubenzieher 32 eine Schraubenzieherschneide 32a auf, welche in die Quernut 33a der Holzschraube 33 eingreifen soll. In der Stellung nach Fig. 1 kann die Holzschraube 33 durch eine Aussparung 34 hindurch seitlich in die Führungsbuchse 22 eingebracht werden.
In der Stellung nach Fig.2 greift die Treibspin- del 1 mit der Schneide 32a in die Nut 33a der Schraube 33 ein, welche in einer Kugelausführung 35 mit drei Kugeln sitzt, die sowohl am Schraubenschaft als auch an der Kegelfläche des Schraubenkopfes an greifen und diese in der Spindelachse halten. Hierbei setzt sich der flache Teil 32b des Schraubenzieher schaftes auf die freie Oberfläche 33b des Schrauben kopfes ab und richtet die Schraube 33 zentrisch aus. und die Spannfeder 28 presst die Schraube gegen den Schraubenzieher.
Wie insbesondere aus Fig. 3 zu er sehen ist, sind die Kugeln 35 symmetrisch zur Spin- delachse angeordnet und in zylindrischen Radial bohrungen 36 im Bund 22a der Buchse 22 geführt. Die Bohrungen 36 sind, wie aus Fig.6 ersichtlich, nach innen nicht ganz durchgebohrt, so dass kleine An sätze 37 bestehen, die verhindern, dass eine der drei Kugeln nach innen in die Bohrung 22b der Füh rungsbuchse 22 durchsacken kann. Den Bund 22a umscldiesst eine Haube 38, die mit einem Innen flansch 39, der in der Ausgangsstellung nach Fig. 1 an dem Bund 22a anliegt, auf der Führungsbuchse 22 geführt ist.
Die Haube 38 ist wiederum von einer Bundbuchse 40 umgeben, welche sich in Achsen richtung über einen Gewindestift 41 an der Füh rungsbuchse 22 abstützt. In der Bohrung 40a der Bundbuchse 40 und in der Bohrung 38a der Haube 38 ist eine Schraubendruckfeder 42 angeordnet, welche einerseits die Haube 38 mit ihrem Innenflansch 39 gegen den Bund 22a und anderseits die Bundbuchse 40 gegen den Gewindestift 41 der Führungsbuchse 22 drückt. Die Haube 38 ist dabei durch einen stift artigen Ansatz 43, der in einer Längsnut 44 der Bundbuchse 40 gleitet, an einer Drehung gegenüber dieser Bundbuchse gehindert.
Die Kugeln 35 stützen sich an einer Innenfläche der Haube 38 ab. Diese Innenfläche erweitert sich zum Ende hin, so dass dann, wenn die normalerweise den Bund 22a überragende Haube auf der Führungs buchse 22 gegen die Feder 42 zurückgedrückt, etwa in die Stellung nach Fig.4 gebracht wird, die Ku geln 35 nach aussen durch die Bohrungen 36 in der Wand des Bundes 22a zurücktreten können, so dass der Schraubenkopf sowie die Treibspindel 1 durch die von den Kugeln 35 gebildete Zentriervorrichtung hindurchtreten können.
In den Fig. 4 und 5 ist noch eine kleine Führungskugel 45 angedeutet, die, in Längsrichtung etwas versetzt, durch eine am Bund 22a befestigte Blattfeder 46 nach innen gedrückt wird und dadurch zur Führung des Holzschraubenkopfes 33 zwischen die Kugeln 35 dient.
Die Handhabung des Werkzeuges verläuft folgen dermassen: Wie schon erläutert, wird die Schraube in der Stellung nach Fig. 1 eingebracht. Dabei kann zweck mässig die Vorrichtung senkrecht gehalten werden, so dass die Schraube selbsttätig zwischen die Ku geln 35 einfällt. Das Einbringen der Schraube 33 kann aber auch in waagrechter oder einer geneigten Stellung der Vorrichtung erfolgen, wobei die Einführ- aussparung 34 zweckmässig nach oben oder seitlich oben geöffnet ist. Anschliessend wird der Handring 10 zum Motor 4 hin gezogen, wobei über die Zwischen hülse 8 die Schraubenfeder 13 vor dem Motor 4 ge spannt wird.
Dabei verschiebt sich die Treibspindel 1 in der Führungsbuchse 22 und wird durch den zwi schen den Kugeln 35 gehaltenen Schraubenkopf an gehalten, wobei die Zwischenhülse 8 noch um die Strecke s aus der in Fig. 2 dargestellten Stellung ver schoben ist. Bisher hat der Ring 26 der Führungs buchse 22 noch an der Endfläche der Bohrung 23 der Zwischenhülse 8 angelegen (Fig.1). Wird diese Zwischenhülse jedoch in die Stellung nach Fig.2 zurückgezogen, so verschiebt sich der Ring 26 von seiner Anlagefläche weg und spannt die Schrauben feder 28.
Dabei löst sich auch die Buchse 29 von dem rautenförmigen Gewindering 15, wobei die Bund bolzen 14 unter der Wirkung der Federn 19 hinter dem Ring 15 einrasten, nachdem sie zuvor durch die motorseitige Stirnkegelfläche des Gewinderinges 15 nach aussen gedrückt worden sind. Diese Raststellung ist beispielsweise aus dem obern bzw. rechten Teil der Fig.4 zu ersehen.
Die Spannkraft der Feder 28 wird einerseits über den Ring 26, die Führungsbuchse 22 und die in die ser im Bund 22a geführten Kugeln 35 auf den Schraubenkopf übertragen, während sie anderseits über den Ring 24, die Zwischenhülse 8, den Ge windering 15, die Bundbolzen 14, den Ring 17, das Rohrgehäuse 5 und den Motor 4 in entgegengesetzter Richtung auf die Treibspindel 1 einwirkt, so dass diese und der Schraubenkopf beim Einziehen der Schraube stets in axialer Richtung, also zentriert zueinander, federnd vorgespannt sind. Eine Anwen dung dieser Axialkraft von Hand aus ist daher nicht mehr erforderlich.
Normalerweise ragt die Schraube 33, wie nach Fig.2, über die Haubenöffnung und damit über das vordere Ende des gesamten Werkzeuges, so dass die Schraubenspitze an der jeweils angezeichneten Stelle etwa ,auf den Holzplatten 47, 48 angesetzt werden kann. Nach dem jetzt erfolgten Einschalten des Mo tors 4 genügt dann ein leichtes Andrücken der Schraube 33, woraufhin diese sich selbsttätig um ein paar Windungen in die Platten 47, 48 hineinzieht.
Dabei kommt die Haube 38 zur Anlage auf der Platte 47 oder einem andern Werkstück, und beim weiteren Einziehen verschiebt sich die Führungs buchse 22 in der Haube 38 gegen die Kraft der Fe der 42 bis in die in Fig. 4 dargestellte Stellung, wobei die Kugeln 35 der erweiterten Innenfläche 38b ent lang innerhalb der Haube radial nach aussen auswei chen und so die ganze Bohrung 22b freigeben, so dass sich die Treibspindel 1 und die Schraube 33 aus der Stellung nach Fig.4 in die Stellung nach Fig. 5 vor schieben können.
Während sich die Relativstellung zwischen der Führungsbuchse 22 und der Zwischen hülse 8 beim Einziehvorgang aus der Stellung nach Fig. 2 in diejenige nach Fig. 4 nicht ändert, verschiebt sich nunmehr die Führungsbuchse 22 in der Zwi schenhülse 8 und die Treibspindel 1 in der Führungs buchse 22, wobei die Schraubenfeder 28 langsam entspannt wird. Auch der in Fig. 4 angedeutete Ver schiebeweg der Treibspindel 1 in der Führungs buchse 22 entspricht der Strecke s, um welche sich der Ring 26 relativ zur Zwischenhülse 8 in seine Ausgangsstellung zurückbewegt.
Wie aus Fig.5 zu erkennen ist, drückt die kegelige Stirnfläche 29a der Buchse 29 die Bolzen 14 gegen die Blattfedern 19 nach aussen und löst damit die Verriegelung zwischen dem Rohrgehäuse 5 und der Zwischenhülse 8, so dass die Feder 13 frei wird, wodurch wieder die Treibspindel 1 in der Führungsbuchse 22 zurück gezogen und die Antriebsverbindung zwischen der Treibspindel 1 und der Schraube 33 gelöst werden. Die Schraubtiefe bleibt stets gleich, ohne dass der Motor abgeschaltet werden muss, lässt sich aber durch Auswechseln des Schraubenziehers 32 ändern.
Nach den Fig. 1 und 2 greift der in die Füh rungsbuchse 22 eingeschraubte Gewindestift 41 in eine zum motorseitigen Ende hin geöffnete Aus sparung 40b der Bundbuchse 40 ein. Drei solcher Aussparungen 40b sind je um 80 versetzt auf dem Umfang der Bundbuchse 40 vorgesehen und können jeweils nach Zusammendrücken der Schrauben feder 42 und Verdrehen der Bundbuchse relativ zur Führungsbuchse 22 zum Eingriff mit dem Stift 41 gebracht werden.
Die Fig. 6 zeigt deutlich, dass die Innenfläche 38b der Haube 3 8 nicht als Drehfläche ausgebildet ist, sondern einzelne, unterschiedlich profilierte, kreis segMentförmige Nuten 49a,<I>b, c, 50a, b, c, 51a, b, c -</I> aufweist. Diese Nuten unterscheiden sich lediglich dadurch voneinander, dass sie verschieden tief ein gefräst sind, so dass sich der lichte Durchmesser je nach der Schaftstärke der Holzschraube zwischen den Kugeln 35 in Umfangsrichtung 52 entsprechend den jeweilig eingestellten Nuten ändert.
Statt Normalkugeln zu verwenden, kann man auch gemäss Fig.3a abgeflachte Kugeln, etwa ellip- tische Körper oder ballige Walzen, verwenden, die sich der Form des konischen Schraubenschaftes gün stig anpassen.
Bei jedem Arbeitsspiel wird jeweils eine Schraube 33 selbsttätig vor das Spindelende eingeführt, bis das Magazin leer ist.
Die Zentriereinrichtung für die Schraube kann auch auf andere Art ausgeführt sein. So kann sie mit Backen versehen sein, die durch Federkraft geschlos sen oder geöffnet werden. Zum Zuführen der Schrau ben kann auch ein von der Treibspindel gesteuertes Getriebe vorhanden sein.