DE102011013878A1

DE102011013878A1 - Vorrichtung zum automatischen Zuführen von Schrauben zu dem Schraubstift eines Schraubers, insbesondere eines Akkuschraubers

Info

Publication number: DE102011013878A1
Application number: DE102011013878A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-03-11
Filing date: 2011-03-11
Publication date: 2012-09-13
Anticipated expiration: 2031-03-12
Also published as: DE102011013878B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automatischen Zuführen von ferromagnetischen Schrauben, insbesondere eines Schnellbauschraubens, zu dem Schraubvorrichtung eines Schraubers, mit einer Zuführschiene, mit dem Haltemagnet im Bereich der Schraubstelle, wo auf der aktive Fläche des Haltemagnets (10) nur eine Schraube passt und die nächste in der Reihe Schraube wird durch angezogene zum Haltemagnet aus der Schraubstelle abgestoßen, mit unmittelbar unterhalb des koaxial zur Achse der Schraube stehenden und axial beweglichen Schraubstift (1) und mit einer zwischen der Zuführschiene und dem Schrauber eingeschalteten Feder (2), die eine Rückstellkraft ausübt und haltet den Schraubstift im gelöstem Zustand oberhalb des Schraubenkopfes, mit eine Zuführschiene mit Permanentmagnet, die aus mindestens eine Lauffläche besteht (9), entlang welche Schrauben, deren Symmetrieachse annähernd parallel Magnetfeldlinien, die senkrecht zur Zuführrichtung konstruktiv verlaufen, ausgerichtet sind und in die Richtung des in der Zuführrichtung gerichteten Magnetfeld-Gradient sich rollen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Eindrehen von Schrauben. Die Vorrichtung kann mit z. B. Schnellbauschrauber bzw. Akkuschrauber benutzt werden. Der Schraubstift der Vorrichtung, der an seinem freien Ende eine Aufnahme für den Schraubenkopf aufweist, kann einfach im Spannfutter des Schrauber befestigt werden. Bei Bedarf kann die Aufnahme passend für die Schraube ausgewechselt werden.
Eine manuelles Einstecken jeder einzelne Schraube auf freie Ende des Schraubstiftes ist kraft- und zeitaufwendig. Automatisches Einführen des Schrauben spart Zeit und entlastet den Bedienende. Es gibt Betriebslosungen, wo Schrauben aus vibrierende Vereinzelungseinheit durch Rohre mit der Pressluft zum Schraubstift gebracht werden. Diese Vorrichtung ist sehr aufwendig und ist nur im Produktion stationär verwendbar.
Die mobil verwendete Vorrichtungen, wo Schrauben in einem Gurt oder Papierstreifen befestigt sind, bringen große Erleichterung aber sind relativ schwer und hängen nur für die bestimmte Zugführungsmechanismus vor-konfektionierte Schraubenstreifen.
Eine Vorrichtung zum Zuführen von Schrauben ist aus der DE 30 18382 C2 bekannt geworden. Diese Vorrichtung umfasst eine in der Breite verstellbare Zuführrinne, die eine Schiefe-ebene für Schrauben bildet. Durch den Schraubenkopf gehaltene Schrauben rutschen durch Schwerkraft runter zu den mechanische Vereinzellungsmechanismus und weiter zu den Schraubkanal mit dem Haltemagnet. Da werden die Schrauben durch den Schraubstift aus den Schraubkanal aufgeschoben und in den Schraubgegenstand eingedreht. Diese Vorrichtung kann nur unter bestimmte Ausrichtung bezüglich Schwerkraft der Zuführrinne funktionieren. Dazu sind Schraubenstaus und Verklemmen durch Erschütterungen unvermeidbar. Aus diese Sicht ist aufwendige Einstellung der Rinnenbreite und Verienzelugsmechanismus für jeder Schraubentyp notwendig.
Eine Einrichtung zum Positionieren ferromagnetischer Teile in vorgegebenem Abschtand voreinander ist aus der DE 2714651 C3 bekannt geworden. Diese Einrichtung benutzt inhomogenes einziehendes Magnetfeld im Zwischenpol-Raum des Elektromagneten, wobei Magnetfeld-Gradient längst der Magnetfeld-Symmetrieachse ausgerichtet ist, zum Zuführen der Teile (z. B. Schrauben) in die Richtung des Magnetfeld-Gradients und zum Positionieren auf dem ferromagnetischen Kamm.
Magnetische Kraft transportiert Schrauben unabhängig von der Schwerkraftrichtung und vereinzelt die durch magnetische Abstosskräfte.
Die Einrichtung ist nicht so stark von der Schraubenform abhängig, braucht aber Externe Stromversorgung für den Elektromagnet und die Antriebseinheit für den Kamm. Aus diesem Grund ist diese Einrichtung für einen mobilen Einsatz nicht geeignet.
Aufgabe der Erfindung ist eine Vorrichtung zu schaffen, mit der Schrauben unabhängig von der Schraubenform und Anschraubrichtung ohne Gefahr eines Schraubenstaus eingeschraubt werden können. Zufuhr und Vereinzelung der Schrauben soll ohne bewegliche mechanische Teile realisiert werden. Solche einfache und robuste Vorrichtung, die Minimum bewegliche Teile enthält, kann kostengünstig hergestellt werden und wird erhöhte Lebensdauer aufweisen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die gekennzeichnende Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann Schrauben in beliebige Schraubrichtung eindrehen.
Die Schrauben, die sogar unterschiedliche Kopfform und Länge haben können, müssen zuerst manuell auf eine magnetische Zuführfläche angebracht werden.
Oben genante Besonderheiten der Erfindung machen die Vorrichtung besonders geeignet für Montagearbeiten vor Ort, wo Flexibilität der Vorrichtung besonders wichtig ist.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Anhang der Abbildungen sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausführungsbeispiele näher erläutern und beschrieben werden.
Es zeigt:
1 eine Vorrichtung, wo Magnetfeld-Gradient durch steigende Breite des Magnet im Bereich des Zuführfläche erreicht wird.
2 eine Vorrichtung, wo Magnetfeld-Gradient durch abnehmende Abstand zwischen dem Magnet und der Zuführfläche erreicht wird.
3 eine Vorrichtung, wo Magnetfeld-Gradient durch steigende Magnetisierumgsstärke des Magnets im Bereich der Zuführfläche erreicht wird.
4 eine Vorrichtung, wo Magnetfeld-Gradient durch abnehmende Breite des Eisenblechs im Bereich der Zuführfläche erreicht wird.
Die in 1 gezeigte Vorrichtung besteht aus Schraubstift (1), Rückstellfeder (2), Lager (3), Ausrichtungsrampe (11), Lagergehäuse (14) und Permanentmagnet (12).
In diesem Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist komplette Zuführ-, Vereinzelungs- und Haltefunktion ist durch einen Permanentmagnet realisiert.
Schrauben werden auf der Lauffläche der Zuführschiene (4) mit Schraubenkopf oberhalb der Lauffläche platziert. Magnetische Kräfte ziehen Schrauben zur Oberflache (4) an und richten die Schraubenachse annähernd parallel zur Feldlinien, die durch die gewählte Magnetisierungsrichtung normal zur Zuführrichtung verlaufen, aus. Abstosskräfte der in der gleiche Richtung magnetisierten Schrauben schaffen garantierte minimale Abstand zwischen benachbarten Schrauben. Also manuelle Einsetzen der Schraben ist durch Permanentmagnet sehr erleichtert.
Der Permanentmagnet im Bereich der Lauffläche wird mit einer in der Zuführrichtung zunehmenden Dicke, die in der Querrichtung zur Zuführrichtung gemessen wird, ausgeführt. Dies verursacht steigende in der Zuführrichtung Magnetfelddichte. Zur der Lauffläche angezogenen Schrauben streben im Bereich mit größere Felddichte zu rollen, dadurch wird die Zuführfunktion realisiert.
Zweiter wichtiger Bereich des Magnets ist Schraubenhaltebereich. Der Bereich befindet sich im Schraubkanal. Das Magnetfeld im Schraubenhaltebereich weist höchste Felddichte auf. Aus diesem Grund wird die erste in der Reihe Schraube in den Schraubkanal eingezogen und liegt dicht auf der aktiven Fläche des Haltebereiches. Zweite in der Reihe Schraube wird am weitesten von der Erste magnetisch abgestoßen. Durch sogenannter magnetischer Mechanismus der Vereinzelung im Schraubkanal kann sich nur eine Schraube befinden.
Der Schraubstift schiebt die Schraube entlang den Schraubkanal. Kopf und Spitze der Schraube liegen dicht auf der aktiven Fläche des Haltebereiches, d. h. liegt die Achse der Schraube Erstmal nicht koaxial mit dem Schraubstift (1). Dann trifft die Schraubenspitze am Ausgang des Schraubkanal die Ausrichtungsrampe (11) und wird von der aktiven Fläche des Haltebereiches im weiteren Verlauf getrennt. Dadurch wird Schraube kurz vor dem Einschrauben in den Gegenstand koaxial zum Schraubstift und normal zur Oberfläche des Schraubgegenstandes gerichtet.
Nachdem Schraubenvorgang abgeschlossen ist, entfernt Bediener den Schrauber mit befestigte Vorrichtung von der Oberfläche des Schraubgegenstandes. Rückstellfeder (2) zieht Schraubstift (1) aus Schraubkanal. Nächste Schraube wird in den Schraubkanal eingezogen und die übrig gebliebene Schrauben rollen in der Richtung des Magnetfeld-Gradients bzw. Zuführrichtung. Bediener der Vorrichtung kann oben genannte Schritten wiederholen, bis alle Schrauben auf Zuführoberfläche verbraucht sind. Die neue Schrauben werden manuell zu die Zuführoberfläche der Vorrichtung angebracht.
Die in 2 gezeigte Vorrichtung hat gleiche Arbeitsprinzipien und Arbeitsweise wie die Vorrichtung auf der 1. Unterschiede liegen in Permanentmagneten. In Vorrichtung auf der 2 verwendet man stark im Handel verbreitete quaderförmige Magneten. In der Vorrichtung werden zwei quaderförmige Magneten verwendet. Magnetfeld des längeren Magnets (5) wird im Bereich der Lauffläche benutzt. Magnetfeld des kürzeren Magnet (8) wird für Haltefunktion benutzt. Beide Madneten haben gleiche Magnetisierungsrichtung und sind in einem Gehäuse aus nicht magnetisierbarem Material (z. B. aus Kunststoff) senkrecht zu einander eingebaut. Um in der Zuführrichtung gerichteten Magnetfeld-Gradient zu bekommen, wird der Magnet der Lauffläche mit abnehmendem Abstand in der Zufuhrrichtung zur Lauffläche (6) eingebaut. Die in 3 gezeigte Vorrichtung unterscheidet von der Vorrichtung auf der 1 durch den Permanentmagnet im Bereich der Lauffläche. Da Magnetfeld-Gradient wird ausschließlich durch unterschiedliche Magnetisierung entlang den Permanentmagnet im Bereich der Lauffläche erreicht.
Die 4 stellt andere Methode den Magnetfeld-Gradient in der Vorrichtung zu bekommen dar. Ein Eisenblech (7) auf der Gegenseite des Permanentmagnets im Bereich der Lauffläche beeinflusst das Magnetfeld des Magnets, weil das Blech ein Weg fürs Feld mit dem geringen magnetischen Widerstand bittet. Weil Eisenblech keilförmig in der Zuführrichtung ausgeführt ist, schwächt das Blech das Magnetfeld an der Gegenseite des Permanentmagnets im Bereich der Lauffläche mit Magnetfeld-Gradient in die selbe Richtung.
Anhand der Figuren beschriebenen Ausführungsbeispiele dienen der Erläuterung und sind nicht beschränkend.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 3018382 C2 [0004]
DE 2714651 C3 [0005]

Claims

Vorrichtung zum automatischen Zuführen von ferromagnetischen Schrauben, insbesondere eines Schnellbauschraubens, zu der Schraubvorrichtung eines Schraubers, mit einer Zuführschiene, mit einem Permanentmagneten für Ausrichtung und Halterung der Schrauben auf Oberfläche der Zuführschiene, mit einem Haltemagnet im Bereich des Schraubkanals, mit einem koaxial zur Achse der Schraube stehenden und axial beweglichen Schraubstift (1) und mit einer zwischen der Zuführschiene und dem Schrauber eingeschalteten Feder (2), die eine Rückstellkraft ausübt und der Schraubstift im gelöstem Zustand oberhalb des Schraubenkopfes haltet, dadurch gekennzeichnet, dass Zuführschiene aus mindestens eine Lauffläche (9) besteht, entlang welche Schrauben, deren Symmetrieachse annähernd parallel Magnetfeldlinien, die senkrecht zu Zuführrichtung konstruktiv verlaufen, ausgerichtet sind, und sich in der Richtung des in der Zuführrichtung gerichteten Magnetfeld-Gradients rollen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine von Flächen des Permanentmagnetes ein Abschnitt der Lauffläche der Zuführschiene (4) bildet, wobei Magnetisierungsrichtung des Permanentmagnetes senkrecht zur Zuführrichtung verläuft.
Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet (5) der Lauffläche mit einem in der Zuführrichtung abnehmenden Abstand zur Oberfläche der nicht magnetisierbaren Zuführschiene (6) eingebaut wird. (2)
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet im Bereich der Lauffläche eine in der Zuführrichtung zunehmenden Dicke, die in Querrichtung zur Zuführrichtung gemessen wird, aufweist. (1)
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Permanentmagnet im Bereich der Lauffläche mit in der Zuführrichtung gerichteten Magnetfeld-Gradient magnetisiert. (3)
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Polen des Permanentmagnet der Lauffläche mit einer Magnetflussleitende Eisenummantlung, deren Querschnittfläche in der Zuführrichtung sich verkleinert, kurzgeschlossen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltemagnet (8) den Schraubkanal einseitig bildet und die Lauffläche (9) der Zuführschiene dadurch abgrenzt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltemagnet (8) im Bereich des Schraubkanals gleiche Magnetisierungsrichtung wie der Permanentmagnet im Bereich der Lauffläche (5) der Zuführschiene aufweist und inmittelbarer Nähe des Haltemagnetes (8) eine höchste Magnetfeldlinienkonzentration in der Vorrichtung erreicht wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass auf der aktiven Fläche (10) des Haltemagnets nur eine Schraube passt und nächste in der Reihe Schraube durch angezogene zum Haltemagnet Schraube aus den Schraubkanal abgestoßen wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass am Ende der aktiven Fläche (10) des Haltemagnets eine kurze Ausrichtungsrampe (11), die Schraubenachse während eine axiale Bewegung der Schraube in dem Schraubkanal koaxial zur Schraubstiftachse ausgerichtet, eingebaut wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Haltemagnet und Permanentmagnet der Lauffläche durch einem Permanentmagnet, der die zusammengebaute Form der beiden Magneten annimmt, ersetzt wird. (1)
Verfahren zum Eindrehen von Schrauben mit oben beschriebene Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass • Zur Vorbereitung werden die Schrauben manuell auf die Zuführschiene in der Anschraubrichtung mit dem Schraubenkopf außerhalb der Schienenlauflache angebracht und werden dabei durch den Permanentmagnet im Bereich der Lauffläche eingerichtet und gehalten werden und • Im ersten Schritt wird die erste Schraube in der Zuführrichtung in den Schraubkanal geschoben, wo die durch den Haltemagnet eingerichtet und gehalten wird, dabei wird die zweite in der Reihe Schraube, die in der gleiche Richtung wie die erste Schraube magnetisiert ist, aus Schraubkanal magnetisch abgestoßen und • Im dritten Schritt wird der drehende Schraubstift (1) gegen die Kraft der Feder (2) an den Schraubkanal eingeführt, bis der Schraubstift die erste Schraube berührt, mit die Schraube gekoppelt und die in der Drehbewegung versetzt und • Im vierten Schritt wird die erste Schraube aus dem Schraubkanal axial geschoben und beim Schieben durch die Ausrichtungsrampe (11) koaxial zum Schraubenstift positioniert und • Im fünften Schritt wird die erste Schraube weitergeschoben und in der Schraubgegenstand eingedreht und • Im sechsten Schritt wird der Schraubenstift vom Schraubkanal zurückgezogen und • Im siebten Schritt wird die zweite Schraube zur aktive Fläche des Haltemagnets angezogen, dabei verschiebt sich die ganze Schraubenreihe auf die Zuführschiene in der Richtung des Schraubkanals und die dritte Schraube nimmt die alte Position der zweiten Schraube und dann alles wiederholt sich