DE102014214520A1

DE102014214520A1 - Vorrichtung, Schraube und Verfahren zur Unterstützung eines selbständigen Einfädelns einer Schrauberklinge

Info

Publication number: DE102014214520A1
Application number: DE102014214520.1A
Authority: DE
Inventors: Johann Kaußler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2014-04-29
Filing date: 2014-07-24
Publication date: 2015-10-29
Also published as: WO2015165615A1

Abstract

Ein Einführtrichter 22, der beispielsweise als Fase aus Kunststoff oder Edelstahl gefertigt und auf einen Gewindestift geschraubt wird, führt eine Schrauberklinge sicher in ein Innenprofil 21 einer Schraube 20. Alternativ kann der Schraubenkopf selbst mit dem Einführtrichter 22 versehen werden. Die Vorrichtung ermöglicht ein selbständiges prozesssicheres Einfädeln einer Schrauberklinge auch dann, wenn eine Position des Innenprofils 21 aufgrund von Bauteil- oder Montagetoleranzen T2 von einer Sollposition gegenüber der Schrauberklinge abweicht. Weiterhin kann die Vorrichtung für unterschiedliche Anwendungsfälle mit geringem Aufwand nachgerüstet werden. So kann auf aufwendige und teure Alternativlösungen zur Feinpositionierung des Innenprofils 21 oder der Schrauberklinge verzichtet werden. Die Vorrichtung kann auch als Konverter des Schraubenkopfantriebs, beispielsweise von einem Außenvierkant auf einen Innensechskant, eingesetzt werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Vorrichtung als Mutter mit Innengewinde ausgebildet, welche auf einen Gewindestift als Schraube 20 aufschraubbar ist. Die Vorrichtung kann für einen vollautomatisierten Betrieb eines Schraubers mit selbständigem Einfädeln einer Schrauberspitze des Schraubers verwendet werden.

Description

Eine Schraube ist in der Regel ein Bolzen oder Stift, welcher mit einem Außengewinde versehen ist. Als Kopf enthält die Schraube gegebenenfalls Formelemente für einen formschlüssigen Kontakt mit Schraubwerkzeugen, welche auch versenkt sein können (Innenprofil). Ein Beispiel hierfür ist ein Gewindestift, d.h. eine Schraube ohne Kopf, welche mit einem Innenprofil versehen ist.
Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Werkzeuge zum Ein- und Ausdrehen von Schrauben und Muttern bekannt, beispielsweise Akkuschrauber, Elektroschrauber, Druckluftschrauber oder Hydraulikschrauber. Die Schrauber können mobil betrieben werden oder fest installiert sein.
Bei manuellem Betrieb des Schraubers führt ein Bediener den Schrauber, um ein korrektes Einfädeln der Schrauberspitze sicherzustellen. Bei automatischem Betrieb eines Schraubers muss der Schrauber sehr genau vor der Schraube justiert werden, um ein korrektes Einfädeln der Schrauberspitze sicherzustellen.
Durch die vorliegende Erfindung soll eine Alternative zum Stand der Technik bereitgestellt werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zur Unterstützung eines selbständigen Einfädelns einer Schrauberklinge gelöst, welche eine Einführhilfe aufweist, die eingerichtet ist, eine Schrauberklinge in ein Innenprofil zu führen.
Die im Folgenden genannten Vorteile müssen nicht notwendigerweise durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruches erzielt werden. Vielmehr kann es sich hierbei auch um Vorteile handeln, welche lediglich durch einzelne Ausführungsformen, Varianten oder Weiterbildungen erzielt werden.
Die Einführhilfe ist beispielsweise eine trichterförmige Fase, welche an das Innenprofil angrenzt oder einstückig mit diesem ausgebildet ist. Die Vorrichtung ermöglicht ein selbständiges Einfädeln einer Schrauberklinge auch dann, wenn eine Position des Innenprofils aufgrund von Bauteil- oder Montagetoleranzen von einer Sollposition gegenüber der Schrauberklinge abweicht. Die Vorrichtung ermöglicht somit ein prozesssicheres selbständiges Einfädeln. Weiterhin kann die Vorrichtung für unterschiedliche Anwendungsfälle mit geringem Aufwand nachgerüstet werden. So kann auf aufwendige und teure Alternativlösungen zur Feinpositionierung des Innenprofils oder der Schrauberklinge verzichtet werden.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Vorrichtung zusätzlich das Innenprofil, insbesondere einen Innensechskant, Innenvierkant, Innensechsrund oder Innenvielzahn. Hierbei sind Einführhilfe und Innenprofil beispielsweise aus einem Stück gefertigt.
In einer Weiterbildung weist die Einführhilfe einen Durchmesser auf, welcher mindestens das Doppelte, mindestens das Dreifache oder mindestens das Vierfache einer Schlüsselweite des Innenprofils beträgt.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Einführhilfe als Trichter ausgebildet. Eine Innenfläche der Einführhilfe ist als Mantelfläche eines Kegelstumpfs oder als Mantelfläche eines Pyramidenstumpfs geformt.
Diese Ausführungsform beschreibt geeignete Ausgestaltungen der Einführhilfe als Fase.
In einer Weiterbildung ist die Vorrichtung für eine stabile Verbindung mit einer Schraube eingerichtet.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Vorrichtung zur stabilen Verbindung mit der Schraube mittels Aufschrauben, Aufstecken, Aufkleben oder Aufklemmen auf die Schraube eingerichtet.
In einer Weiterbildung beinhaltet die Vorrichtung eine Schrauberklinge, welche in linearer Verlängerung des Innenprofils angeordnet ist. Die Schrauberklinge ist in ein Innenprofil der Schraube einfädelbar. Alternativ beinhaltet die Vorrichtung einen Steckschlüssel, welcher in linearer Verlängerung des Innenprofils angeordnet ist, wobei der Steckschlüssel auf ein Außenprofil eines Schraubenkopfs der Schraube aufsteckbar ist.
Dies hat unter anderem den Vorteil, dass die Vorrichtung auch als Konverter des Schraubenkopfantriebs, beispielsweise von einem Außenvierkant auf einen Innensechskant, eingesetzt werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Vorrichtung als Mutter mit Innengewinde ausgebildet, welche auf die Schraube aufschraubbar ist, wobei die Schraube ein Gewindestift ist.
In einer Weiterbildung ist die Vorrichtung selbst als Schraube ausgebildet.
Die Schraube ist mit der Vorrichtung verbunden.
Bei dem Verfahren zum selbständigen Einfädeln einer Schrauberklinge wird die Vorrichtung mit einer Schraube verbunden oder die als Schraube ausgebildete Vorrichtung verwendet. Eine Schrauberspitze einer Schrauberklinge wird an die Einführhilfe herangeführt und setzt auf einer Innenfläche der Einführhilfe auf. Die Schrauberklinge ist biegsam oder beweglich gelagert. Sie wird von der Einführhilfe zu dem Innenprofil geführt.
In einer Weiterbildung des Verfahrens wird die Schrauberklinge langsam gedreht. Sie fädelt selbständig in das Innenprofil ein. Bei langsamem Drehen, leichtem Druck und ausreichendem elastischen Nachgeben der Schrauberklinge taucht diese selbständig in das Innenprofil ein.
Die Vorrichtung oder die Schraube kann für einen vollautomatisierten Betrieb eines Schraubers mit selbständigem Einfädeln einer Schrauberspitze des Schraubers verwendet werden.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen, sofern nichts anderes angegeben ist. Es zeigen:
1 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zur Unterstützung eines selbständigen Einfädelns einer Schrauberklinge,
2 eine geschnittene Seitenansicht der in 1 gezeigten Vorrichtung,
3 eine geschnittene Seitenansicht einer Schraube mit einer Einführhilfe für eine Schrauberklinge,
4 eine geschnittene Seitenansicht einer Vorrichtung zum Aufstecken oder Aufschrauben auf eine Schraube.
1 zeigt eine Seitenansicht einer Schrauberklinge mit kugelförmigem Kopf als Schrauberspitze, welche an einer Einführhilfe 22 einer Schraube 20 anliegt. Die Schrauberklinge ist, beispielsweise aufgrund von Bauteil- oder Montagetoleranzen, gegenüber einer Schraubenachse 23 der Schraube 20 versetzt positioniert.
2 zeigt eine geschnittene Seitenansicht der Einführhilfe 22 und der Schraube 20 aus 1, welche zusätzlich einen Innensechskant als Innenprofil 21 zeigt. Innerhalb einer ersten Toleranz T1 würde die kugelförmig abgerundete Schrauberspitze bei leichtem Druck und langsamem Drehen selbständig in das Innenprofil 21 einfädeln. Aufgrund der trichterförmigen Einführhilfe 22 wird die erste Toleranz T1 auf eine zweite Toleranz T2 erweitert, innerhalb derer die Schrauberklinge sicher einfädelt, sofern sie mit leichter Kraft an der Einführhilfe 22 anliegt und ausreichend elastisch ist oder beweglich gelagert ist.
3 zeigt eine geschnittene Seitenansicht einer Schraube zur Unterstützung eines selbständigen Einfädelns einer Schrauberklinge. Die Einführhilfe 22 ist hierbei einstückig mit der Schraube 20 und deren Innenprofil 21 ausgebildet. Die Einführhilfe 22 ist als Einführtrichter mit einer beispielsweise auf 60° angeschrägten Fase ausgebildet. Als Innenprofil 21 ist ein Innensechskant gezeigt. Natürlich können auch andere Innenprofile, wie etwa Innenvierkant, Innensechsrund oder Innenvielzahn verwendet werden. Aufgrund der Einführhilfe 22 kann die Schraube 20 auch außerhalb der Automatisierungs- und Fertigungstechnik eingesetzt werden, beispielsweise im Heimbereich zum erleichterten Einfädeln einer Schrauberspitze eines Akkuschraubers.
4 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel in einer geschnittenen Seitenansicht. Die Schraube 20 ist hier beispielsweise ein Gewindestift. Die Einführhilfe 22 wird als Mutter mit Innengewinde auf den Gewindestift 20 aufgeschraubt. Hierbei wird auf ein bündiges Aufschrauben bzw. Eindrehen geachtet, damit der Einführtrichter der Einführhilfe 22 bündig an einem Rand des Innenprofils des Gewindestifts 20 zu liegen kommt. Alternativ kann die Einführhilfe 22 auch passgenau auf die Schraube 20 aufgesteckt, aufgeklebt oder aufgeklemmt werden.
Die Einführhilfe 22 kann auch ein eigenes Innenprofil aufweisen, welches für das Schrauben der Schraube verwendet wird. In diesem Fall besitzt die Einführhilfe 22 zur Übertragung des Drehmoments auf die Schraube 20 eine eigene Schrauberklinge, welche in linearer Verlängerung des Innenprofils der Einführhilfe 22 angeordnet ist, und mittels welcher die Einführhilfe 22 in ein Innenprofil der Schraube 20 einfädelbar ist. Somit kann die Schraube 20 in diesem Fall auch mit einem anderen Innenprofil als die Einführhilfe 22 ausgestattet sein.
Ferner kann die Schraube 20 auch einen Schraubenkopf mit Außenprofil aufweisen, auf welchen die Einführhilfe 22 aufsteckbar, aufklebbar oder aufklemmbar ist. Zur Übertragung des Drehmoments wird die Einführhilfe 22 in diesem Fall mit einem Steckschlüssel (Stecknuss) versehen, welcher auf das Außenprofil des Schraubenkopfs aufgesteckt wird. In diesen Fällen kann der Schraubenkopf der Schraube 20 mittels des Innenprofils der Einführhilfe 22 angetrieben werden, wodurch Schraubwerkzeuge zum Schrauben der Schraube 20 verwendet werden können, die für das Außenprofil des Schraubenkopfs der Schraube 20 nicht geeignet wären.
Obwohl die Erfindung im Detail durch die Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Die beschriebenen Ausführungsbeispiele, Varianten, Ausführungsformen und Weiterbildungen können frei miteinander kombiniert werden.

Claims

Vorrichtung zur Unterstützung eines selbständigen Einfädelns einer Schrauberklinge, – mit einer Einführhilfe (22), welche eingerichtet ist, eine Schrauberklinge in ein Innenprofil (21) zu führen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, – welche zusätzlich das Innenprofil (21), insbesondere einen Innensechskant, Innenvierkant, Innensechsrund oder Innenvielzahn umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, – bei der die Einführhilfe (22) einen Durchmesser aufweist, welcher mindestens das Doppelte einer Schlüsselweite des Innenprofils (21) beträgt, – bei der die Einführhilfe (22) einen Durchmesser aufweist, welcher mindestens das Dreifache einer Schlüsselweite des Innenprofils (21) beträgt, oder – bei der die Einführhilfe (22) einen Durchmesser aufweist, welcher mindestens das Vierfache einer Schlüsselweite des Innenprofils (21) beträgt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, – bei der die Einführhilfe (22) trichterförmig ausgebildet ist, und – bei der eine Innenfläche der Einführhilfe (22) als Mantelfläche eines Kegelstumpfs oder als Mantelfläche eines Pyramidenstumpfs geformt ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, – eingerichtet für eine stabile Verbindung mit einer Schraube (20).
Vorrichtung nach Anspruch 5, – eingerichtet zur stabilen Verbindung mit der Schraube (20) mittels Aufschrauben, Aufstecken, Aufkleben oder Aufklemmen auf die Schraube (20).
Vorrichtung nach Anspruch 2 und Anspruch 6, – mit einer Schrauberklinge, welche in linearer Verlängerung des Innenprofils (21) angeordnet ist, wobei die Schrauberklinge in ein Innenprofil der Schraube (20) einfädelbar ist, oder – mit einem Steckschlüssel, welcher in linearer Verlängerung des Innenprofils (21) angeordnet ist, wobei der Steckschlüssel auf ein Außenprofil eines Schraubenkopfs der Schraube (20) aufsteckbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, – ausgebildet als Mutter mit Innengewinde, welche auf die Schraube (20) aufschraubbar ist, wobei die Schraube (20) ein Gewindestift ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, – ausgebildet als Schraube (20).
Schraube, welche mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 verbunden ist.
Verfahren zum selbständigen Einfädeln einer Schrauberklinge, – bei dem eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 mit einer Schraube verbunden wird, oder bei dem die als Schraube ausgebildete Vorrichtung nach Anspruch 9 verwendet wird, – bei dem eine Schrauberspitze einer Schrauberklinge an die Einführhilfe (22) herangeführt wird und auf einer Innenfläche der Einführhilfe (22) aufsetzt, – bei dem die Schrauberklinge biegsam ist oder beweglich gelagert ist, und – bei dem die Schrauberklinge von der Einführhilfe (22) zu dem Innenprofil (21) geführt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, – bei dem die Schrauberklinge langsam gedreht wird, und – bei dem die Schrauberklinge selbständig in das Innenprofil (21) einfädelt.
Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 oder der Schraube nach Anspruch 10 für einen vollautomatisierten Betrieb eines Schraubers mit selbständigem Einfädeln einer Schrauberspitze des Schraubers.