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Die Erfindung betrifft einen Aufsatz für eine Handwerkzeugmaschine, mit dem mittels eines Magazins bevorratete Verbindungsmittel, beispielsweise Schrauben, der Handwerkzeugmaschine zugeführt werden können. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Aufsatz für eine Handwerkzeugmaschine, mit dem in einem Magazin bevorratete Schrauben der Handwerkzeugmaschine weitgehend automatisiert vorgefördert und für die Ausführung einer Verschraubung bereitgestellt werden können.
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Stand der Technik
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Handwerkzeugmaschinen oder Aufsätze für Handwerkzeugmaschinen, die in einem Magazin oder in einem Gurt bevorratete Verbindungsmittel vorfördern und der Verwendung in der Handwerkzeugmaschine zuführen, um somit den Benutzer weitgehend von der Aufgabe der Vereinzelung und Zuführung der Verbindungsmittel entlasten und eine Art kontinuierliches Verschrauben zu ermöglichen, sind an sich im Stand der Technik bekannt.
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Gängig sind hierbei Akkuschrauber oder Aufsätze für Akkuschrauber, die in einem streifenförmigen Magazin feststehend gehalterte Schrauben aufnehmen und das Streifenmagazin mit jedem Schraubvorgang Schraube für Schraube durch einen Fördermechanismus vorrücken, wobei das streifenförmige Magazin, das häufig einen Plastikgurt umfasst, in der Regel planmäßig beschädigt wird. Bekannte Handwerkzeuge oder Aufsätze für diese, die mit ähnlichen Verbindungsmitteln arbeiten, etwa mit Nieten, Bolzen, oder Nägeln, verwenden oftmals ebenfalls mit streifenförmigen Magazinen.
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Diese Lösung weist jedoch unter anderem folgende Nachteile auf.
- - Durch die planmäßige Beschädigung der streifenförmigen Magazine sind diese nicht wiederverwendbar, und der Benutzer muss regelmäßig neue Magazine beschaffen;
- - Streifenförmige Magazine können sich während der Handhabung verwickeln und/oder vertwisten, sodass ein reibungsloser Vorschub der Verbindungsmittel nicht immer gewährleistet ist;
- - Scharfe Spitzen, Schneiden, oder Grate der in den streifenförmigen Magazinen gehaltenen Verbindungsmittel sind nicht geschützt und können bei der Handhabung des Magazins oder der Handwerkzeugmaschine unangenehm sein oder gar den Benutzer verletzen;
- - Da unterschiedliche proprietäre Lösungen für streifenförmigen Magazine auf dem Markt sind, sind in der Regel im Einzelhandel nicht immer alle Varianten bevorratet oder erhältlich - dies gilt auch für Varianten der Verbindungsmittel, beispielsweise hinsichtlich verschiedener Schraubenlängen oder -durchmesser;
- - Falls einmal der Vorschub eines Verbindungsmittels durch beispielsweise ein schief laufendes Magazinband blockiert, wird oftmals das streifenförmige Magazin in den Fördermechanismus gezogen und steckt fort fest, was ein Unterbrechen des Arbeitsvorgangs erfordert, um das Magazin aus dem Fördermechanismus zu befreien;
- - Es ist aus Aspekten einer sinnvollen Ressourcennutzung nicht gänzlich befriedigend, dass die streifenförmigen Magazine nicht wiederverwendet werden können.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Aufsatz für eine Handwerkzeugmaschine anzugeben, welches die oben genannten Nachteile zumindest teilweise behebt, oder zumindest eine Alternative zum Stand der Technik anzugeben. Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein Magazin für die Bevorratung von Verbindungsmitteln, vorzugsweise von Schrauben, anzugeben, das in einem solchen Aufsatz für eine Handwerkzeugmaschine verwendet wird.
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Diese Aufgaben werden mittels des jeweiligen Gegenstands der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von jeweils abhängigen Unteransprüchen.
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Erfindungsgemäß umfasst ein Aufsatz für eine Handwerkzeugmaschine, insbesondere für einen Trockenbauschrauber, folgende Merkmale:
- ein Gehäuse aufweisend ein erstes Gehäuseende und ein in einer axialen Richtung relativ zu dem ersten Gehäuseende bewegliches zweites Gehäuseende,
- eine an dem ersten Gehäuseende angeordnete Schnittstelle zur Aufnahme eines angetriebenen Bauteils der Handwerkzeugmaschine, wobei die Schnittstelle insbesondere zur Aufnahme eines entlang der axialen Richtung anordenbaren Werkzeugbits eingerichtet ist,
- einen an dem zweiten Gehäuseende angeordneten Magazinhalter zur Aufnahme eines Magazins mit Befestigungsmitteln; wobei
- der Magazinhalter derart über einen kinematischen Mechanismus mit dem Gehäuse gekoppelt ist, dass eine Relativbewegung des zweiten Gehäuseendes in Richtung des ersten Gehäuseendes ein Vorrücken des Magazinhalters von einer Arbeitsposition in eine nächste Arbeitsposition bewirkt, wobei das Vorrücken eine Relativbewegung des Magazinhalters gegenüber dem Gehäuse im wesentlichen senkrecht zu der axialen Richtung umfasst.
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Der Aufsatz gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht durch das Konzept des Vorrückens des Magazinhalters von einer Arbeitsposition in eine nächste Arbeitsposition große Freiheiten bei der Ausführung des Magazins, wodurch die weiter oben diskutierten Beschränkungen und Nachteile überwunden werden. Insbesondere ermöglicht die vorliegende Erfindung die Verwendung eines starren, geschlossenen, sowie wiederverwendbaren Magazins, das mit beliebigen Verbindungsmitteln bestückt werden kann.
In einer Ausführungsform ist das zweite Gehäuseende durch entlang der axialen Richtung orientierte Führungen gegenüber dem ersten Gehäuseende gelagert. In einer Ausführungsform sind die Führungen so ausgebildet, dass eine Relativbewegung des zweiten Gehäuseendes gegenüber dem ersten Gehäuseende in einer Richtung senkrecht zur axialen Richtung behindert ist.
In einer Ausführungsform umfassen die Führungen in dem zweiten ersten Gehäuseende angeordnete Schlitze sowie korrespondierend in dem Gehäuse angeordnete Sicherungspins, wobei die Sicherungspins das zweite Gehäuseende am Gehäuse sichern.
In einer Ausführungsform umfasst der kinematische Mechanismus einen Verriegelungsmechanismus, wobei der Verriegelungsmechanismus den Magazinhalter nach Durchlaufen einer definierten Bewegungsamplitude relativ zu dem Gehäuse in einer Arbeitsposition fixiert.
In einer Ausführungsform umfasst der Verriegelungsmechanismus einen gehäuseseitig angeordneten und um einen Drehpol schwenkbaren Rasthaken, der gegen eine magazinhalterseitig angeordnete Zahnstange federelastisch vorgespannt ist.
In einer Ausführungsform umfasst der kinematische Mechanismus zumindest einen an dem Gehäuse oder an dem Magazinhalter angeordneten Pin und zumindest eine korrespondierende an dem Magazinhalter oder an dem Gehäuse angeordnete Pinführung, wobei die zumindest eine Pinführung zumindest zwei Abschnitte aufweist, wobei ein erster Abschnitt der zumindest einen Pinführung eine Richtungskomponente parallel zu der axialen Richtung aufweist und ein zweiter Abschnitt eine Richtungskomponente senkrecht zur axialen Richtung .
In einer Ausführungsform sind der Pin und die zumindest eine Pinführung derart zueinander angeordnet, dass der Pin während der Relativbewegung des zweiten Gehäuseendes in Richtung des ersten Gehäuseendes zunächst in den ersten Abschnitt der zumindest einen Pinführung eingeführt wird und weiter in den zweiten Abschnitt vorrückt, wodurch das Vorrücken des Magazinhalters von einer Arbeitsposition zu der nächsten Arbeitsposition bewirkt wird.
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In einer Ausführungsform weist der Magazinhalter oder das Gehäuse eine Vielzahl von Pinführungen auf, wobei die Pinführungen senkrecht zu der axialen Richtung versetzt zueinander und mit Arbeitspositionen des Magazinhalters korrespondierend beabstandet angeordnet sind.
In einer Ausführungsform ist die Schnittstelle zur Übertragung einer entlang der axialen Richtung wirkenden Rotation des angetriebenen Bauteils der Handwerkzeugmaschine auf das Werkzeugbit eingerichtet.
In einer Ausführungsform erfolgt die Relativbewegung des zweiten Gehäuseendes in Richtung des ersten Gehäuseendes gegen eine Vorspannung.
In einer Ausführungsform wird die Vorspannung durch ein Federelement, insbesondere eine entlang der axialen Richtung angeordnete Spiralfeder, erreicht.
In einer Ausführungsform weist der Magazinhalter ein Magazinverriegelungselement zur Fixierung des Magazins in dem Magazinhalter auf.
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In einer Ausführungsform weist der Magazinhalter zumindest eine Magazinführung zur Aufnahme des Magazins entlang einer Richtung senkrecht zur axialen Richtung auf.
In einer Ausführungsform ist das Magazinverriegelungselement als Schiebeelement ausgebildet, das zwischen einem verriegelten Zustand, in dem das Magazin in dem Magazinhalter gehalten ist, und einem unverriegelten Zustand, in dem das Magazin in die Magazinführung einführbar und aus der Magazinführung entnehmbar ist, in der axialen Richtung bewegbar ist.
In einer Ausführungsform weist das zweite Gehäuseende eine Bitführung für das Werkzeugbit auf, wobei die Bitführung beim Ausführen der Relativbewegung des zweiten Gehäuseendes in Richtung des ersten Gehäuseendes das Werkzeugbit führt.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist ein Magazin zur Verwendung in einem Magazinhalter in einem Aufsatz für eine Handwerkzeugmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche offenbart, umfassend zumindest zwei in einer Einschubrichtung übereinander angeordnete Klemmbackenpaare zur Aufnahme je eines Verbindungsmittels, wobei die Klemmbackenpaare federelastisch gegen das korrespondierende Verbindungsmittel vorgespannt sind und das Verbindungselement in einer Richtung senkrecht zur Einschubrichtung ausgerichtet halten.
In einer bevorzugten Ausführungsform erweitert der Aufsatz für eine Handwerkzeugmaschine die Funktionsweise der Handwerkzeugmaschine für kontinuierliche beziehungsweise quasi-kontinuierliche Schraubvorgänge.
Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung des Ausführungsbeispiels der Erfindung, welches in den Figuren dargestellt ist. Dabei ist zu beachten, dass die in den Figuren beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung nur einen beschreibenden Charakter hat und nicht dazu gedacht ist, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken.
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Figurenliste
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnungen sind schematisch und zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer elektrischen Handwerkzeugmaschine;
- 2 eine Ansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Aufsatzes, mit angesetzter Handwerkzeugmaschine;
- 3 eine Explosionsansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Aufsatzes;
- 4 verschiedene Ansichten der Funktionsweise eines kinematischen Mechanismus in einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Aufsatzes;
- 5 weitere Ansichten der Funktionsweise des kinematischen Mechanismus der 4;
- 6 eine Ansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Aufsatzes mit einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Magazins;
- 7 Ansichten einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Magazins
- 8 weitere Detailansichten des Magazins der 7
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Die 1 zeigt eine erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine 100, die ein Gehäuse 105 mit einem Handgriff 115 aufweist. Gemäß der dargestellten Ausführungsform ist die Handwerkzeugmaschine 100 zur netzunabhängigen Stromversorgung mechanisch und elektrisch mit einem Akkupack 190 verbindbar. In 1 ist die Handwerkzeugmaschine 100 beispielhaft als Akkudrehschlagschrauber ausgebildet. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf Akku-Drehschlagschrauber beschränkt ist, sondern prinzipiell bei Handwerkzeugmaschinen 100 bei denen die Erkennung eines Arbeitsfortschrittes notwendig ist, wie etwa Schlagbohrmaschinen, seine Anwendung finden kann.
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In dem Gehäuse 105 sind ein von dem Akkupack 190 mit Strom versorgter, elektrischer Elektromotor 180 und ein Getriebe 170 angeordnet. Der Elektromotor 180 ist über das Getriebe 170 mit einer Eingangsspindel verbunden. Ferner ist innerhalb des Gehäuses 105 im Bereich des Akkupacks 190 eine Steuerungseinheit 370 angeordnet, welche zur Steuerung und/oder Regelung des Elektromotors 180 und des Getriebes 170 beispielsweise mittels einer eingestellten Motordrehzahl n, einem angewählten Drehimpuls, einem gewünschten Getriebegang x oder dergleichen auf diese einwirkt.
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Der Elektromotor 180 ist beispielsweise über einen Handschalter 195 betätigbar, d. h. ein- und ausschaltbar, und kann ein beliebiger Motortyp, beispielsweise ein elektronisch kommutierter Motor oder ein Gleichstrommotor, sein. Grundsätzlich ist der Elektromotor 180 derart elektronisch steuer- bzw. regelbar, dass sowohl ein Reversierbetrieb, als auch Vorgaben hinsichtlich der gewünschten Motordrehzahl n und des gewünschten Drehimpulses realisierbar sind. Die Funktionsweise und der Aufbau eines geeigneten Elektromotors sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt, sodass hier zwecks Knappheit der Beschreibung auf eine eingehende Beschreibung verzichtet wird.
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Über eine Eingangsspindel und eine Ausgangsspindel ist eine Werkzeugaufnahme 140 drehbar im Gehäuse 105 gelagert. Die Werkzeugaufnahme 140 dient zur Aufnahme eines Werkzeugs und kann unmittelbar an die Ausgangsspindel angeformt sein oder aufsatzförmig mit dieser verbunden sein.
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Die Steuerungseinheit 370 steht mit einer Stromquelle in Verbindung und ist derart ausgebildet, dass sie den Elektromotor 180 mittels verschiedener Stromsignale elektronisch steuer- bzw. regelbar ansteuern kann. Die verschiedenen Stromsignale sorgen für unterschiedliche Drehimpulse des Elektromotors 180, wobei die Stromsignale über eine Steuerleitung an den Elektromotor 180 geleitet werden. Die Stromquelle kann beispielsweise als Batterie oder, wie in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Akkupack 190 oder als Netzanschluss ausgebildet sein.
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Ferner können nicht im Detail dargestellte Bedienelemente vorgesehen sein, um verschiedene Betriebsmodi und/oder die Drehrichtung des Elektromotors 180 einzustellen.
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2 zeigt einen erfindungsgemäßen Aufsatz 200 für eine Handwerkzeugmaschine 100. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Handwerkzeugmaschine 100 als akkubetriebener Trockenbauschrauber ausgebildet.
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Der Aufsatz 200 umfasst ein Gehäuse 210, das seinerseits ein erstes Gehäuseende 220 und ein in einer axialen Richtung x relativ zu dem ersten Gehäuseende 220 bewegliches zweites Gehäuseende 230 aufweist.
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In den hier beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung ist die axiale Richtung x die Richtung, entlang welcher ein von der Handwerkzeugmaschine 100, in der 2 also von dem Trockenschrauber, erzeugtes Drehmoment wirkt. Man kann die axiale Richtung x in den vorliegenden Ausführungsformen auch als eine Längsachse des Aufsatzes 200 bezeichnen.
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Der Aufsatz 200 umfasst ferner eine an dem ersten Gehäuseende 220 angeordnete Schnittstelle 160 zur Aufnahme eines angetriebenen Bauteils 140 der Handwerkzeugmaschine 100, beispielsweise zur Aufnahme eines Abtriebs der Handwerkzeugmaschine 100 oder der Werkzeugaufnahme 140 der Handwerkzeugmaschine 100.
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Allgemein gesprochen ist die Schnittstelle 160 zur Übertragung einer entlang der axialen Richtung x wirkenden Rotation des angetriebenen Bauteils der Handwerkzeugmaschine 100 auf das Werkzeugbit 240 eingerichtet.
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Hierbei kann die Schnittstelle dazu eingerichtet sein, einen an der Handwerkzeugmaschine 100, beispielsweise in der Werkzeugaufnahme 140 der Handwerkzeugmaschine 100, angeordneten langen Werkzeugbit 240 entlang der axialen Richtung x aufzunehmen und ins Innere des Gehäuses 210 hineinragen zu lassen.
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Die Schnittstelle 160 ist in Ausführungsformen der Erfindung zur Aufnahme eines entlang der axialen Richtung x anordenbaren Werkzeugbit 240 eingerichtet, wobei die Schnittstelle 160 an einer Handwerkzeugmaschine 100 zugewandten maschinenseitigen Seite 164 der Schnittstelle 160 dazu eingerichtet ist, eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung mit dem angetriebenen Bauteil 140 der Handwerkzeugmaschine einzugehen, und an einer aufsatzseitigen Seite 166 der Schnittstelle 160 dazu eingerichtet ist, einen Werkzeugbit 240 aufzunehmen.
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In der Explosionsansicht der 3 ist beispielsweise der Fall dargestellt, in dem der Werkzeugbit 240 an der aufsatzseitigen Seite 166, also an der der Handwerkzeugmaschine 100 abgewandten Seite der Schnittstelle 160, von einer geeigneten Aufnahme 162 der Schnittstelle 160 aufgenommen wird, wobei die Aufnahme 162 beispielsweise eine Standard-Sechskantschnittstelle sein kann. In Ausführungsformen der Erfindung kann die Aufnahme derart ausgebildet sein, dass ein an der Handwerkzeugmaschine befestigter langer Werkzeugbit beispielsweise von der aufsatzseitigen Seite 166 der Schnittstelle 160 durch die Aufnahme 162 gesteckt wird und daraufhin auf der maschinenseitigen Seite 164 der Schnittstelle von der Handwerkzeugmaschine 100, beispielsweise von der Werkzeugaufnahme 140 der Handwerkzeugmaschine 100, aufgenommen wird. An dem zweiten Gehäuseende 230 ist ein Magazinhalter 260 zur Aufnahme eines Magazins 400 mit Befestigungsmitteln angeordnet. Ein Magazin 400 zur Verwendung in einem Magazinhalter 260 in einem Aufsatz 200 für eine Handwerkzeugmaschine 100 stellt einen weiteren Aspekt der Erfindung dar und wird an späterer Stelle in Zusammenhang mit den 6 und 7 eingehender beschrieben. Der Magazinhalter 260 ist derart über einen kinematischen Mechanismus 500 mit dem Gehäuse 210 gekoppelt ist, dass eine Relativbewegung des zweiten Gehäuseendes 230 in Richtung des ersten Gehäuseendes 220 ein Vorrücken des Magazinhalters 260 von einer Arbeitsposition in eine nächste Arbeitsposition bewirkt, wobei das Vorrücken eine Relativbewegung des Magazinhalters 260 gegenüber dem Gehäuse 210 im wesentlichen senkrecht zu der axialen Richtung x umfasst. 4a-4d zeigen den kinematischen Mechanismus 500 und seine Wirkungsweise in detaillierterer Form. Aus Gründen der Übersichtlichkeit zeigen diese Figuren lediglich den Aufsatz 200, der Fachmann wird jedoch erkennen, dass im tatsächlichen Betrieb eine Handwerkzeugmaschine 100 wie oben beschrieben am ersten Gehäuseende 220, beziehungsweise an der Schnittstelle 160, angeordnet ist. 4a zeigt den Aufsatz 200 in dem Zustand, in dem ein Benutzer den Aufsatz an einem Bauteil, beispielsweise einer Trockenbauwand, ansetzt, in welches ein oder mehrere Verbindungsmittel gesetzt werden sollen. Zum Ausführen der Verschraubung bringt der Benutzer eine Kraft in Richtung des Pfeils P1 auf, also entlang der axialen Richtung x, indem er die Handwerkzeugmaschine 100 bzw. den Aufsatz 200 mit dem zweiten Gehäuseende 230 gegen das Bauteil (nicht dargestellt) drückt. Vor Aufbringen der Kraft hat eine geeignet gewählte Referenzdistanz zwischen dem ersten Gehäuseende 220 und dem zweiten Gehäuseende 230 den Wert d1.
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Durch die Wirkung der aufgebrachten Kraft entlang der axialen Richtung x wird eine Relativbewegung des zweiten Gehäuseendes 230 gegenüber dem ersten Gehäuseende 220 entlang der axialen Richtung x hervorgerufen, was in 4b dargestellt ist. Die Referenzdistanz zwischen dem ersten Gehäuseende 220 und dem zweiten Gehäuseende 230 hat in diesem Zustand den Wert d2. Die Gesamtamplitude der Relativbewegung ist durch die Differenz aus d1 und d2 gegeben und kann prinzipiell eine beliebige geeignete Größe haben.
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Die Relativbewegung des zweiten Gehäuseendes 230 in Richtung des ersten Gehäuseendes 220 erfolgt dabei vorteilhafterweise gegen eine Vorspannung, die in Ausführungsformen der Erfindung durch ein Federelement, insbesondere eine entlang der axialen Richtung x angeordnete Spiralfeder 600 eingestellt wird, die innerhalb des Gehäuses 210 angeordnet ist, wie man 3 entnehmen kann. Die Spiralfeder 600 stützt sich dabei mit einem ersten Ende an der Schnittstelle 160 ab, die ihrerseits kraft- und/oder formschlüssig mit dem ersten Gehäuseende verbunden ist. Ein zweites Ende der Spiralfeder 600 ist mit einem Schlitten 235 verbunden, der einen Teil des zweiten Gehäuseendes 230 darstellt.
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Außer zur Abstützung der Spiralfeder dient der Schlitten 235 in der Ausführungsform der Erfindung, die in 3 dargestellt ist, auch zur Aufnahme des Magazinhalters 260. Ferner kann an dem Schlitten 235 eine Bitführung für das Werkzeugbit 240 angeordnet sein, wobei die Bitführung beim Ausführen der Relativbewegung des zweiten Gehäuseendes 230 in Richtung des ersten Gehäuseendes 220 das Werkzeugbit führt.
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Die Relativbewegung des zweiten Gehäuseendes 230 in Richtung des ersten Gehäuseendes 220 wird durch entlang der axialen Richtung x orientierte Führungen 250 geführt. Im Ausführungsbeispiel umfassen die Führungen 250 in dem ersten Gehäuseende 220 angeordnete Schlitze 251 sowie korrespondierend in dem Gehäuse 210 angeordnete Sicherungspins 252, die beispielsweise auch in 3 dargestellt sind. Die Sicherungspins 252 sichern das zweite Gehäuseende 230 am Gehäuse 210. Dabei kann jeder Sicherungspin 252 einen ersten Abschnitt aufweisen, der sich von dem Gehäuse 210 ausgehend durch die Schlitze 251 erstreckt, und einen zweiten Abschnitt, der sich an den ersten Abschnitt anschließt und zur Sicherung des zweiten Gehäuseendes 230 am Gehäuse 210 eine Aufweitung aufweist, die ein Herausziehen oder -rutschen des Sicherungspins 252 aus dem korrespondierenden Schlitz 251 verhindert.
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Wie bereits weiter oben angegeben, bewirkt der kinematische Mechanismus 500, dass eine Relativbewegung des zweiten Gehäuseendes 230 in Richtung des ersten Gehäuseendes 220 ein Vorrücken des Magazinhalters 260 von einer Arbeitsposition in eine nächste Arbeitsposition bewirkt. An jeder Arbeitsposition wird durch das in dem Magazinhalter 260 angeordnete Magazin ein Verbindungsmittel in einer Position bereitgestellt, in welcher das Werkzeugbit 240 einen Kopf des Verbindungsmittels fassen und eine Verschraubung durchführen kann.
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In 4c ist ein Teil einer Ausführungsform des kinematischen Mechanismus 500 dargestellt. Man erkennt, dass der kinematische Mechanismus 500 einen an dem Gehäuse 210 angeordneten Pin 505 und eine korrespondierende an dem Magazinhalter 260 angeordnete Pinführung 510 umfasst. Es sei angemerkt, dass der kinematische Mechanismus 500 in Ausführungsformen der Erfindung einen an dem Magazinhalter 260 angeordneten Pin 505 und eine korrespondierende an dem Gehäuse 210 angeordnete Pinführung 510 aufweist.
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Während in den Figuren nur ein Pin 505 und eine Pinführung 510 dargestellt sind, können in Ausführungsformen der Erfindung weitere Pins 505 und Pinführungen 510 an dem Gehäuse 210 beziehungsweise an dem Magazinhalter 260 angeordnet sein. Beispielsweise kann die in den 4c und 4d dargestellte Konfiguration aus Pin 505 und Pinführung 510 in entsprechender Weise zusätzlich auf der in den 4-4c nicht dargestellten Seite des Aufsatzes 200, die der dargestellten Seite gegenüberliegt, vorhanden sein. Eine solche zur Längsachse des Aufsatzes 200 symmetrische Anordnung von Pins 505 und Pinführungen 510 ist vorteilhaft in Hinblick auf die Stabilität des kinematischen Mechanismus 500.
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In der Ausführungsform der 4a-4d ist der Pin 505 seitlich an dem Gehäuse 210 angeordnet an einer Stelle unmittelbar neben dem Magazinhalter 260. Der Pin 505 umfasst einen Schaft 506, der mit der Pinführung 510 in Eingriff bringbar ist, und einen Kopf 507, der gegenüber dem Schaft 506 aufgeweitet ist und somit ein versehentliches Herausrutschen des Pins 505 aus der Pinführung 510 verhindert.
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Wie man 4d entnehmen kann, weist die Pinführung 510 zwei Abschnitte auf, wobei ein erster Abschnitt 512 der Pinführung 510 eine Richtungskomponente parallel zu der axialen Richtung x aufweist und ein zweiter Abschnitt 514 eine Richtungskomponente senkrecht zur axialen Richtung x.
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Der Pin 505 und die Pinführung 510 sind derart zueinander angeordnet, dass der Pin 505 während der Relativbewegung des zweiten Gehäuseendes 230 in Richtung des ersten Gehäuseendes 220, wie sie im Zusammenhang mit den 4a und 4b beschrieben wurde, zunächst in den ersten Abschnitt 512 eingeführt wird. Nach Durchlaufen einer bestimmten Amplitude der Relativbewegung kontaktiert eine Stirnfläche 508, die wie in 4d erkennbar angeschrägt sein kann, den zweiten Abschnitt 514 und rückt in diesen vor.
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Da der zweite Abschnitt 514 eine Richtungskomponente senkrecht zu der axialen Richtung x hat, also gegenüber der axialen Richtung geneigt ist, bewirkt das weitere Aufbringen der Relativbewegung des zweiten Gehäuseendes 230 in Richtung des ersten Gehäuseendes 220, dass der Magazinhalter 260 gegenüber dem Gehäuse 210 im wesentlichen ebenfalls eine Bewegung in Richtung senkrecht zu der axialen Richtung x ausführt. Hierdurch rückt der Magazinhalter 260 von einer Arbeitsposition in die nächste Arbeitsposition vor.
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Die oben bereits erwähnte Abschrägung der Stirnfläche 508 kann rampen- oder keilartig ausgeführt sein und weist vorteilhafterweise eine Neigung gegenüber der axialen Richtung x auf, die derjenigen des zweiten Abschnitts 514 der Pinführung entspricht. Auf diese Weise ist ein sanfter, während des Betriebs des Aufsatzes 200 also ruckelfreier Bewegungsablauf des Magazinhalters 260 beim Vorrücken von einer Arbeitsposition in die nächste gewährleistet.
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In alternativen Ausführungsformen kann der Schaft 506 des Pins 505 als zylindrisch ausgeführt sein. Um eine möglichst geringe Reibung zwischen dem Pin 505 und der Pinführung 510 einzustellen, können zudem geeignete Materialpaarungen gewählt werden. Es kann außerdem vorteilhaft sein, den Pin 505 in dem Gehäuse 210 zu verschrauben, um Instandhaltungsarbeiten oder Reparaturen zu vereinfachen. Alternative kann der Pin auch stoffschlüssig mit dem Gehäuse verbunden sein.
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In Ausführungsformen der Erfindung ist der Magazinhalter 260 durch entsprechende Führungen des kinematischen Mechanismus 500 derart gegenüber dem Gehäuse 210 gelagert, dass eine Bewegungkomponente einer Relativbewegung des Magazinhalters 260 gegenüber dem Gehäuse 210 entlang der axialen Richtung x gänzlich behindert ist.
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In der in den Figuren gezeigten Ausführungsform rückt der Magazinhalter 260 von unten nach oben in die nächste Arbeitsposition vor. Der zweite Abschnitt 514 der am Magazinhalter 260 angeordneten Pinführung 510 ist hierbei also nach unten gegenüber der axialen Richtung x geneigt. In alternativen Ausführungsformen der Erfindung rückt der Magazinhalter 260 von oben nach unten in die nächste Arbeitsposition vor. Der zweite Abschnitt 514 der am Magazinhalter 260 angeordneten Pinführung 510 ist in diesen Ausführungsformen nach oben gegenüber der axialen Richtung x geneigt.
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Vorteilhafterweise weist der Magazinhalter 260 - beziehungsweise das Gehäuse 260 - eine Vielzahl von Pinführungen 510 auf, wie dies in den 3 und 4a besonders gut erkennbar ist. Die Pinführungen 510 sind senkrecht zu der axialen Richtung x versetzt zueinander und mit Arbeitspositionen des Magazinhalters 260 korrespondierend beabstandet angeordnet. Derart wird bei Vorrücken von einer Arbeitsposition in die nächste bei eingelegtem und bestücktem Magazin 400 stets ein neues Verbindungselement für die nächste Verschraubung zur Verfügung gestellt.
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Die Vielzahl an Pinführungen 510 sind in der vorliegenden Ausführungsform, wie beispielsweise in 3 erkennbar, integral mit dem Magazinhalter 260 geformt, beispielsweise aus einem Kunststoff. In anderen Ausführungsformen können die Pinführungen auch als Schienen an den Magazinhalter 260 angeformt oder mit diesem verbunden sein.
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Der kinematische Mechanismus 500 umfasst in Ausführungsformen der Erfindung einen Verriegelungsmechanismus 520, was im folgenden unter Bezug auf die 5a und 5b genauer beschrieben wird. Der Verriegelungsmechanismus 520 dient dazu, den Magazinhalter 260 nach Durchlaufen der definierten Bewegungsamplitude relativ zu dem Gehäuse 210 in einer Arbeitsposition zu fixieren.
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Wie bereits beschrieben wurde, setzt der kinematische Mechanismus 500 eine Relativbewegung des zweiten Gehäuseendes 230 beziehungsweise des Schlittens 235 in Richtung des ersten Gehäuseendes 220 in eine Relativbewegung des Magazinhalters 260 senkrecht zur der axialen Richtung x um, in Ausführungsformen der Erfindung durch zumindest einen mit dem Gehäuse 210 verbundenen Pin 505 und eine Vielzahl von einzelnen Arbeitspositionen zugeordneten Pinführungen 510, die an dem Magazinhalter 260 angeordnet sind.
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Während der Bewegung des Magazinhalter senkrecht zu der axialen Richtung x, die in 5a durch den Pfeil P2 dargestellt ist, ist ein an dem Gehäuse 210 angeordneter und um einen Drehpol 522 schwenkbarer Rasthaken 524 gegen eine magazinhalterseitig angeordnete Zahnstange 526 federelastisch vorgespannt.
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Wie in der 5a zu erkennen ist, ist der Rasthaken 524 in Ausführungsformen der Erfindung aus zwei senkrecht zueinander angeordneten Schenkeln gebildet, wobei ein erster Schenkel an einem Ende an dem Drehpol 522 schwenkbar gelagert ist, und ein zweiter Schenkel, der von dem ersten Schenkel senkrecht absteht, in ein Wellenprofil der Zahnstange 526 eingreift. Ein Federelement, das den Rasthaken 524 federelastisch gegen die Zahnstange 526 vorspannt, ist in den Figuren nicht dargestellt. Es kann sich hierbei im einfachsten Fall beispielsweise um eine einfache Spiralfeder handeln, die ein um den Drehpol 522 ein Drehmoment auf den Rasthaken 524 ausübt.
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Der Drehpol ist in der dargestellten Ausführungsform in einem unteren Bereich des Schlittens 235 angeordnet und kann im einfachsten Fall eine in dem Schlitten angeordnete Buchse zur Aufnahme eines stiftförmigen Fortsatzes des Rasthakens 524 sein, der seinerseits eine Drehachse des Drehpilz 522 bildet.
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In 5a ist der Zustand dargestellt, in dem der Rasthaken 524 während der Aufwärtsbewegung des Magazinhalters 260 gerade über einen Wellenkamm gedrückt wird. Der Pfeil P3 gibt in der Figur die Richtung an, in welcher der Rasthaken 524 hierbei ausgelenkt wird. Demgegenüber ist in 5b der Zustand gezeigt, in dem der Rasthaken in dem nächsten Wellental einrastet. Die zugehörige Drehbewegung des Rasthakens 524 ist hierbei durch den Pfeil P4 dargestellt. Die Position des Magazinhalters 260 entspricht in dem in 5b gezeigten Zustand nun der aktuellen Arbeitsposition, in der das Werkzeugbit ein in dem Magazin 400 gehaltenes Verbindungsmittel einem Schraubvorgang zuführen kann. Nachdem der Magazinhalter 260 durch den Rasthaken 524 in der Arbeitsposition fixiert ist, findet weiterhin die Relativbewegung des zweiten Gehäuseendes 230 in Richtung des ersten Gehäuseendes 220 entlang der axialen Richtung x statt, jedoch ohne dass es hierbei weiterhin zu einer Relativbewegung des Magazinhalters 260 senkrecht zu der axialen Richtung x kommt. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Pinführung 510 einen dritten Abschnitt 516 umfasst, der an den zweiten Abschnitt 514 anschließt und parallel zu der axialen Richtung verläuft.
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Bei fortgesetzter Relativbewegung des zweiten Gehäuseendes 230 in Richtung des ersten Gehäuseendes 220 entlang der axialen Richtung x kann das Werkzeugbit 240 schließlich den Kopf des Verbindungsmittels kontaktieren und dieses aus dem Magazin 400 herausdrücken. Details zu der Wirkungsweise des Magazins 400 sind weiter unten in Zusammenhang mit den 7 und 8 beschrieben. Bei weiter Relativbewegung des zweiten Gehäuseendes 230 in Richtung des ersten Gehäuseendes 220 wird ein Punkt erreicht, bei dem das Verbindungsmittel mit einer Spitze über das zweite Gehäuseende 230 hinausragt und das Bauteil, auf dem die Verschraubung ausgeführt wird, kontaktiert. Betätigt der Benutzer zu diesem Zeitpunkt den Handschalter 195, dreht sich das Werkzeugbit 240 und mit ihm das Verbindungsmittel, was die Verschraubung des Verbindungsmittels bewirkt.
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Nach Ausführen der Verschraubung löst der Benutzer den Druck auf die Handwerkzeugmachine 100 beziehungsweise auf den Aufsatz 200, und die Spiralfeder 600 drückt das erste Gehäuseende 220 und das zweite Gehäuseende 230 wieder entlang der Achse x auseinander, bis die Referenzdistanz zwischen dem ersten Gehäuseende 220 und dem zweiten Gehäuseende 230 wieder wie in dargestellt den Wert d1 hat.
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Während des Auseinandergleitens des ersten Gehäuseendes 220 und des zweite Gehäuseendes 230 entlang der Achse x kann der Pin 505 in der Pinführung 510 entlang des dritten Abschnitts 516 parallel zu der axialen Richtung x gleiten und dann in einem mit der nächsten Arbeitsposition korrespondierenden ersten Abschnitt 512' in seine relative Ausgangsposition. Das Verhältnis zwischen den einzelnen Arbeitspositionen zugeordneten Abschnitten der Pinführung 510 ist beispielsweise in 4d dargestellt. Man erkennt auch, dass der Übergang vom jeweils ersten Abschnitt 512 zum zweiten Abschnitt 514 durch eine spezielle keilförmige Wandung definiert ist, die es ermöglicht, dass der Pin 505 bei einer relativen Bewegung des Pins 505 gegenüber der Pinführung 510 in Richtung des Pfeils P1' vom ersten Abschnitt 512 in den zweiten Abschnitt 514 und weiter in den dritten Abschnitt 516 geführt wird, während der Pin 505 bei einer relativen Bewegung des Pins 505 gegenüber der Pinführung 510 entgegen der Richtung des Pfeils P1' vom dritten Abschnitt 516 in den ersten Abschnitt 512' gelenkt wird.
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6 zeigt den Aufsatz 200 zusammen mit einem korrespondierenden Magazin 400. Die Figur zeigt, wie das Magazin 400 in den Magazinhalter 400 entlang der Richtung des Pfeils P5 eingeführt wird. Der Pfeil P5 kennzeichnet eine Einschubrichtung des Magazins 400 in den Magazinhalter 260. Man erkennt einzelne Verbindungselemente 410, die im Magazin 400 zur Verwendung in Schraubvorgängen bevorratet sind.
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Der Magazinhalter 260 weist zumindest zur Aufnahme des Magazins 400 eine Magazinführung in Richtung des Pfeils P5 auf.
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Wie in 7a dargestellt wird jedes der Verbindungmittel 410 durch ein Klemmbackenpaar 412 gehalten. Jedes Klemmbackenpaar 412 weist zu diesem Zweck eine Aufnahme 415 zur Aufnahme eines Verbindungsmittels 410 auf, wobei die Aufnahme im einfachsten Fall eine zylindrischer Spalt zwischen den Klemmbacken 412 ist, der vorteilhafterweise einen trichterförmigen Abschnitt im Bereich eines Kopfes des Verbindungsmittels 410 aufweist. Das Magazin 400 umfasst zumindest zwei in der Einschubrichtung übereinander angeordnete Klemmbackenpaare 412 zur Aufnahme je eines Verbindungsmittels 410, wobei die Klemmbackenpaare 412 federelastisch gegen das korrespondierende Verbindungsmittel 412 vorgespannt sind und das Verbindungselement 412 in einer Richtung senkrecht zur Einschubrichtung ausgerichtet halten. Die Richtung senkrecht zur Einschubrichtung entspricht, wenn sich das jeweilige Verbindungselement 410 in der Arbeitsposition befindet, im allgemeinen der axialen Richtung x. Das Magazin 400 weist eine Reihe in Richtung senkrecht zur Einschubrichtung übereinander Führungen 414 zur Aufnahme je eines Klemmbackenpaars 412 an. In den Figuren ist eine Ausführungsform angegeben, in der 10 Verbindungsmittel 410 von dem Magazin 400 aufgenommen werden, das Magazin 400 hat also 10 übereinander angeordnete Führungen 414.
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Jede Klemmbacke des Klemmbackenpaars 412 weist einen senkrecht zu dem jeweiligen aufgenommenen Verbindungsmittel 410 ausgerichteten Schenkel 413 auf, der dazu dient, die jeweilige Klemmbacke 412 in der zugeordneten Führung 414 zu führen. Das Magazin 400 hat entsprechende Aufnahme für diese Schenkel 413. Außerdem kann der Schenkel 413 dazu dienen, mit einem in der jeweils zugeordneten Führung 414 angeordneten Federelement, beispielsweise einer entlang des Schenkels 413 angeordneten Spiralfeder, zusammenzuwirken und die Vorspannung auf das Verbindungsmittel 410 auszuüben. Wird das Verbindungsmittel 410 wie weiter oben beschrieben während des Betriebs des Aufsatzes 200 durch das Werkzeugbit 240 aus dem Magazin 400 herausgedrückt, drückt der Kopf des Verbindungsmittels 410 gegen den trichterförmigen Abschnitt der Aufnahme 415 des Klemmbackenpaares 412 und spreizt die Klemmbacken 412 entgegen der Vorspannung auseinander. Dieser Vorgang ist in 8 durch den Doppelpfeil P6 angedeutet.
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Erfindungsgemäß ist es durch die federelastische Vorspannung der Aufnahme 415 möglich, dass Verbindungsmittel 410 mit unterschiedlichem Durchmesser in dem Magazin 400 zur Anwendung kommen.
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Das jeweilige Verbindungsmittel 410 kann von Hand und/oder automatisiert in das jeweilige Klemmbackenpaar 412 eingeführt werden.
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7c und 7d zeigen das Magazin 400 mit eingelegten Verbindungsmitteln 414 in Rück- und Seitenansicht.
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Wenn das Magazin 400 in den Magazinhalter 260 eingeführt ist, kann das Magazin 400 durch ein Magazinverriegelungselement 420 in dem Magazinhalter 260 fixiert werden. Ein solches Magazinverriegelungselement 420 ist beispielsweise in den 5a und 5b dargestellt, wobei das Magazinverriegelungselement 420 hier als Schiebeelement dargestellt ist. Das Schiebeelement 420 kann zwischen einem verriegelten Zustand, in dem das Magazin 400 in dem Magazinhalter 260 gehalten ist, und einem unverriegelten Zustand, in dem das Magazin 400 in die Magazinführung 260 einführbar und aus der Magazinführung entnehmbar ist, in der axialen Richtung x bewegt werden. Die Figuren zeigen das Magazinverriegelungselement 420 in der verriegelten Position.
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Der Magazinhalter 260 weist zu diesem Zweck entsprechende Führungen auf, in denen das Magazinverriegelungselement 420 zwischen der verriegelten und einer unverriegelten Position hin- und hergeschoben werden kann. Erfindungsgemäß sind das Magazin 400 und die Klemmbackenpaare 412 reversibel verbindbar, was neben den oben genannten Vorteilen hinsichtlich der Flexibilität der Verbindungsmitteldurchmesser eine Reihe von weiteren Vorteilen in Hinblick auf die Austauschbarkeit und Wiederverwendbarkeit der einzelnen Bauteile bietet.
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Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie umfasst vielmehr auch alle fachmännischen Weiterbildungen im Rahmen der durch die Patentansprüche definierten Erfindung.
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Neben den beschriebenen und abgebildeten Ausführungsformen sind weitere Ausführungsformen vorstellbar, welche weitere Abwandlungen sowie Kombinationen von Merkmalen umfassen können.
