DE102021203946B3

DE102021203946B3 - Drive unit for a screw system, screw system and manufacturing method

Info

Publication number: DE102021203946B3
Application number: DE102021203946.4A
Authority: DE
Inventors: Andreas Scharfenberg
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2021-04-21
Filing date: 2021-04-21
Publication date: 2022-07-07
Anticipated expiration: 2041-04-22
Also published as: CN115213845A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Abtriebseinheit (200) für ein Schraubsystem mit einer Abtriebswelle (220) und einem Abtriebsadapter (210), wobei die Abtriebswelle (220) antriebsseitig axial verschieblich und drehfest in einer rotatorisch antreibbaren Hohlwelle (230) lagerbar ist oder gelagert ist, wobei der Abtriebsadapter (210) abtriebsseitig eine Schnittstelle (212) zum Ankoppeln eines Schraubwerkzeuges (170) aufweist oder als Schraubwerkzeug ausgebildet ist, und wobei der Abtriebsadapter (210) als von der Abtriebswelle (220) verschiedenes Bauteil ausgebildet und antriebsseitig mit der Abtriebswelle (220) drehfest verbunden ist. Die Erfindung betrifft außerdem ein solches Schraubsystem und ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Abtriebseinheit (200).The invention relates to an output unit (200) for a screwing system with an output shaft (220) and an output adapter (210), the output shaft (220) being or being able to be mounted on the drive side in an axially displaceable and non-rotatable manner in a hollow shaft (230) that can be driven in rotation, wherein the output adapter (210) has an interface (212) on the output side for coupling a screwing tool (170) or is designed as a screwing tool, and the output adapter (210) is designed as a component that is different from the output shaft (220) and is connected to the output shaft (220) on the input side is rotatably connected. The invention also relates to such a screw system and a method for producing such a driven unit (200).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abtriebseinheit für ein Schraubsystem, an der eine Schnittstelle zum Ankoppeln eines Schraubwerkzeuges vorhanden ist oder die als Schraubwerkzeug dient, ein solches Schraubsystem sowie ein Verfahren zur dessen Herstellung.The present invention relates to an output unit for a screwing system, on which there is an interface for coupling a screwing tool or which serves as a screwing tool, such a screwing system and a method for its production.

Hintergrund der ErfindungBackground of the Invention

In verschiedenen Bereichen wird Schraubtechnik, auch sog. überwachende Schraubtechnik, eingesetzt. Schraubsysteme wie Schrauber können mobil, insbesondere aber auch stationär vorgesehen werden, um bestimmte Schraubvorgänge möglichst schnell und nach bestimmten Vorgaben durchführen zu können. Steigende Komplexität und Komprimierung zu verschraubendener Bauteile z.B. in der Automobilindustrie hat dazu geführt, dass der Anteil an sog. Sonderabtrieben in der Schraubtechnik stetig gestiegen ist. Kann ein bestimmter Schraubfall (also z.B. das Einbringen einer bestimmten Schraube mit bestimmtem Schraubenkopfprofil und bestimmter Einschraubtiefe mit vorgegebenem Drehmoment) mit einem vorhandenen Serienabtrieb nicht bedient werden, muss in der Regel ein kundenspezifischer Sonderabtrieb entwickelt, gebaut und verkauft werden.Screwdriving technology, also known as monitoring screwdriving technology, is used in various areas. Screwing systems such as screwdrivers can be mobile, but in particular also stationary, in order to be able to carry out specific screwing processes as quickly as possible and according to specific specifications. Increasing complexity and compression of components to be screwed, e.g. in the automotive industry, has meant that the proportion of so-called special drives in screw technology has steadily increased. If a certain screwing case (e.g. the insertion of a certain screw with a certain screw head profile and a certain screwing depth with a specified torque) cannot be operated with an existing standard output, a customer-specific special output usually has to be developed, built and sold.

Aus der DE 27 21 102 A1 , der WO 2013/027122 A1 , der GB 723 036 A sowie der US 2011/ 0 030 513 A1 sind Abtriebseinheiten für Schraubsysteme bekannt.From the DE 27 21 102 A1 , the WO 2013/027122 A1 , the GB 723 036 A as well as the US 2011/0 030 513 A1 are known output units for screw systems.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention

Erfindungsgemäß werden eine Abtriebseinheit für ein Schraubsystem, ein Schraubsystem sowie ein Herstellungsverfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.According to the invention, an output unit for a screw system, a screw system and a manufacturing method with the features of the independent patent claims are proposed. Advantageous configurations are the subject of the dependent claims and the following description.

Die Erfindung beschäftigt sich mit Schraubsystemen (oder Schraubgeräten) und insbesondere Abtrieben hierfür. Ein Abtrieb stellt dabei das über einen Antrieb mittelbar oder unmittelbar angetriebene Ende des Schraubsystems dar, an dem letztlich der Kontakt zum Schraubwerkzeug (z.B. Schrauberbit oder Nuss) oder direkt zur Schraube erfolgt. Bei typischen Schraubsystemen, insbesondere solchen, die stationär verbaut sind, findet ein sog. Axialausgleich mittels einer Profilwelle wie z.B. einer Keilwelle oder Zahnwelle - oder allgemein einer Abtriebswelle - statt, die beim Eindrehen einer Schraube aus einer Hohlwelle ausfedert (dies erfolgt z.B. über eine Druckfeder, die in eine zentrale Öffnung der Abtriebswelle eingebracht ist). Auf diese Weise muss während des Eindrehens der Schraube nicht das gesamte Schraubsystem bewegt werden. Abtriebsseitig ist an der Abtriebswelle dann eine Abtriebsschnittstelle zum Ankoppeln eines Schraubwerkzeuges vorgesehen. Bei dem Schraubwerkzeug kann es sich z.B. um Bits, Schraubnüsse oder andere Aufsätze handeln. Die Abtriebsschnittstelle weist dann z.B. einen Außenvierkant, einen Innensechskant oder ein Schnellwechselfutter auf, auf die der gewünschten Anwendung angepasste Steckschlüssel, Bits oder Nüsse gesteckt werden können.The invention deals with screwing systems (or screwing devices) and in particular drives for this. An output represents the end of the screwdriving system that is directly or indirectly driven by a drive and at which contact with the screwdriving tool (e.g. screwdriver bit or socket) or directly with the screw takes place. In typical screw systems, especially those that are installed in a stationary manner, a so-called axial compensation takes place by means of a profiled shaft such as a splined shaft or splined shaft - or generally an output shaft - which springs out of a hollow shaft when a screw is screwed in (this takes place, for example, via a compression spring , which is introduced into a central opening of the output shaft). In this way, the entire screw system does not have to be moved while the screw is being screwed in. An output interface for coupling a screwing tool is then provided on the output side on the output shaft. The screwing tool can be, for example, bits, screw nuts or other attachments. The output interface then has, for example, an external square, an internal hexagon or a quick-change chuck, onto which socket wrenches, bits or nuts adapted to the desired application can be plugged.

Diese Abtriebsschnittstelle ist hierzu typischerweise direkt an der Abtriebswelle ausgebildet, d.h. das abtriebsseitige Ende der Abtriebswelle ist entsprechend der gewünschten Abtriebsschnittstelle geformt. Denkbar ist anstelle einer Abtriebsschnittstelle zum Ankoppeln eines Schraubwerkzeuges auch, dass das abtriebsseitige Ende der Abtriebswelle direkt als Schraubwerkzeug ausgebildet ist, d.h. es kann z.B. direkt in Form einer Schraubendreherklinge ausgebildet sein.For this purpose, this output interface is typically formed directly on the output shaft, i.e. the output-side end of the output shaft is shaped in accordance with the desired output interface. Instead of an output interface for coupling a screwing tool, it is also conceivable that the output-side end of the output shaft is designed directly as a screwing tool, i.e. it can be designed directly in the form of a screwdriver blade, for example.

Dies führt dazu, dass die Länge der Abtriebswelle und die gewünschte Abtriebsschnittstelle die Geometrie der Abtriebswelle bestimmen. Werden z.B. abweichende Federkräfte gefordert, so werden diese über besondere Druckfedern realisiert. Die Abtriebsschnittstelle bildet in der Regel den am höchsten beanspruchten Punkt bzw. Bereich der Abtriebswelle. Ein Nachteil hierbei ist, dass Varianten der Abtriebswellen jeweils vollständig gefertigt und wärmebehandelt werden müssen, was eine lange Durchlaufzeit erfordert und bei hoher Varianz und damit bei geringen Stückzahlen hohe Kosten verursacht. Alternativ kann auf eine Standard-Abtriebswelle (dort dann auf die Abtriebsschnittstelle) eine Verlängerung oder ein Adapter gesteckt werden, was zur Folge hat, dass insbesondere bei stationären Schraubstationen das zu verschraubende Bauteil meist nicht sicher getroffen wird, da typischerweise ein Spiel zwischen Abtriebsschnittstelle und Verlängerung auftritt.As a result, the length of the output shaft and the desired output interface will determine the geometry of the output shaft. If, for example, different spring forces are required, these are implemented using special compression springs. The output interface is usually the most stressed point or area of the output shaft. A disadvantage here is that variants of the output shafts have to be completely manufactured and heat-treated, which requires a long throughput time and causes high costs in the case of high variance and thus small quantities. Alternatively, an extension or an adapter can be plugged onto a standard output shaft (then on the output interface there), with the result that the component to be screwed, especially in stationary screwing stations, is usually not reliably hit, since there is typically play between the output interface and the extension occurs.

Vor diesem Hintergrund wird eine Abtriebseinheit mit einer Abtriebswelle und einem Abtriebsadapter vorgeschlagen, die als voneinander verschiedene Bauteile ausgebildet, aber drehfest miteinander verbunden sind. Die Abtriebswelle ist dabei - wie bisher - antriebs- bzw. gehäuseseitig (d.h. auf der dem Antrieb im Schraubsystem zuzuwendenden Seite) axial verschieblich bzw. verschiebbar (axial bezieht sich hierbei auf eine Rotationsachse der Abtriebswelle) und drehfest (z.B. über Formschluss) in einer rotatorisch antreibbaren Hohlwelle lagerbar bzw. gelagert. Bei der Abtriebswelle kann es sich, wie bisher, um eine Profilwelle wie Keil- oder Zahnwelle handeln. Auch ist eine Druckfeder zum Ausfedern der Abtriebswelle vorgesehen, die in eine zentrale Öffnung der Abtriebswelle eingebracht ist und in der Hohlwelle abstützbar ist. Die Hohlwelle kann als Teil der Abtriebseinheit angesehen werden, ist in jedem Fall aber Teil des gesamten Schraubsystems (das ja die Abtriebseinheit umfasst). Der Abtriebsadapter weist abtriebsseitig eine Schnittstelle (Abtriebsschnittstelle) zum Ankoppeln eines Schraubwerkzeuges auf oder ist als Schraubwerkzeug ausgebildet.Against this background, an output unit is proposed with an output shaft and an output adapter, which are designed as different components but are connected to one another in a torque-proof manner. The output shaft is - as before - on the drive or housing side (i.e. on the side facing the drive in the screwing system) axially displaceable or displaceable (axial here refers to an axis of rotation of the output shaft) and non-rotatable (e.g. via positive locking) in a rotary drivable hollow shaft stored or stored. As before, the output shaft can be a profiled shaft such as a splined or splined shaft. Also, a compression spring for rebounding the output shaft is provided, which is introduced into a central opening of the output shaft and in the Hollow shaft can be supported. The hollow shaft can be seen as part of the output unit, but in any case it is part of the overall screwdriving system (which includes the output unit). On the output side, the output adapter has an interface (output interface) for coupling a screwing tool or is designed as a screwing tool.

Damit ist die Abtriebsschnittstelle nicht mehr - wie bisher - in die Abtriebswelle integriert, sondern in einem separaten Bauteil ausgebildet. Auch hier ist es denkbar, dass der Abtriebsadapter keine Abtriebsschnittstelle aufweist, sondern direkt als Schraubwerkzeug ausgebildet ist. Es kann damit auch von einer mehrteiligen Abtriebswelle (die eigentliche Abtriebswelle und der Adapter) gesprochen werden.As a result, the output interface is no longer integrated into the output shaft, as was previously the case, but is formed in a separate component. Here, too, it is conceivable that the output adapter does not have an output interface but is designed directly as a screwing tool. It is therefore also possible to speak of a multi-part output shaft (the actual output shaft and the adapter).

Um den Abtriebsadapter drehfest mit der Abtriebswelle zu verbinden, kann ein Profil vorgesehen sein, um einen Formschluss zu erreichen (z.B. ähnlich wie zwischen Abtriebswelle und Hohlwelle), insbesondere möglichst ohne Spiel.In order to connect the output adapter to the output shaft in a rotationally fixed manner, a profile can be provided in order to achieve a form fit (e.g. similar to that between the output shaft and the hollow shaft), in particular with as little play as possible.

Vorzugsweise ist der Abtriebsadapter auch gesichert mit der Abtriebswelle verbunden, d.h. so, dass er nicht durch reine Axialkraft und/oder nicht ohne Werkzeug wieder von der Abtriebswelle entfernt bzw. gelöst werden kann. Hierzu kann z.B. ein Sicherungselement wie ein Sicherungsring vorgesehen sein, das bzw. der zwischen dem Abtriebsadapter und der Abtriebswelle eingebracht ist. Der Abtriebsadapter kann dann mit der Abtriebswelle verbunden werden, indem er auf ein abtriebsseitiges Ende der Abtriebswelle aufgebracht wird, wobei das Sicherungselement derart zwischen Abtriebsadapter und Abtriebswelle vorgesehen wird, dass der Abtriebsadapter beim Aufbringen auf die Abtriebswelle verrastet. Der Sicherungsring kann z.B. in eine Nut am abtriebsseitigen Ende der Abtriebswelle eingebracht sein; durch eine konische Form des abtriebsseitigen Endes der Abtriebswelle kann der Abtriebsadapter dann aufgeschoben werden, bis er verrastet. Grundsätzlich denkbar ist aber auch eine Verrastung ohne (separates) Sicherungselement.Preferably, the output adapter is also securely connected to the output shaft, i.e. in such a way that it cannot be removed or detached from the output shaft by pure axial force and/or without a tool. For this purpose, for example, a securing element such as a securing ring can be provided, which is inserted between the output adapter and the output shaft. The output adapter can then be connected to the output shaft by being applied to an output-side end of the output shaft, the securing element being provided between the output adapter and the output shaft in such a way that the output adapter latches when it is attached to the output shaft. The circlip can, for example, be placed in a groove on the output-side end of the output shaft; the output adapter can then be slid on until it snaps into place due to a conical shape of the output-side end of the output shaft. In principle, however, latching without a (separate) securing element is also conceivable.

Die Abtriebsschnittstelle kann dabei wie gewünscht ausgebildet sein, z.B. als (Außen-) Vierkant in der gewünschten Größe (1/4 Zoll; 3/8 Zoll; ½ Zoll usw.) mit Bohrung, Vierkant mit Rastbolzen, Vierkant mit Druckstück, Vierkant mit Schnellwechselfutter und dergleichen für die Aufnahme von Schraubnüssen; Innensechskant für die Aufnahme von Bits; oder der Abtriebsadapter kann, wie erwähnt, die passende Geometrie aufweisen, um ein Bauteil direkt verschrauben zu könnenThe output interface can be designed as desired, e.g. as an (external) square in the desired size (1/4 inch; 3/8 inch; ½ inch etc.) with bore, square with locking bolt, square with pressure piece, square with quick-change chuck and the like for receiving screw nuts; Hexagon socket for bits; or, as mentioned, the output adapter can have the right geometry to be able to screw a component directly

Erfindungsgemäß weist die Abtriebseinheit weiterhin ein Anpassungselement, z.B. in Form einer Hülse, auf, das zur Einstellung einer Federkraft der Druckfeder an dem abtriebsseitigen Ende der Druckfeder anliegt. Dieses Anpassungselement ist (zentral) an dem Abtriebsadapter, dort antriebsseitig, vorgesehen, insbesondere integral mit diesem ausgebildet sein. Wenn nun die zentrale Öffnung der Abtriebswelle als Durchgangsöffnung ausgebildet ist, liegt die Druckfeder an dem Anpassungselement an. Durch gezielte Wahl z.B. der axialen Länge des Anpassungselements kann so die Federkraft (durch Vorspannung) angepasst werden. Denkbar ist aber auch, dass die zentrale Öffnung der Abtriebswelle als Sackloch bzw. Sackbohrung ausgebildet ist. Dann kann das Anpassungselement z.B. in die zentrale Öffnung eingebracht sein.According to the invention, the output unit also has an adjustment element, e.g. in the form of a sleeve, which rests against the output-side end of the compression spring in order to set a spring force of the compression spring. This adjustment element is provided (centrally) on the output adapter, there on the drive side, and in particular is designed integrally with it. If the central opening of the output shaft is designed as a through-opening, the compression spring is in contact with the adjustment element. The spring force can be adjusted (by pre-stressing) by carefully selecting the axial length of the adjustment element, for example. However, it is also conceivable that the central opening of the output shaft is designed as a blind hole or blind bore. The adjustment element can then be introduced into the central opening, for example.

Die Erfindung ermöglicht es aufgrund der separaten Bauteile nunmehr, bei gefederten Abtrieben in der Schraubtechnik die Länge der Abtriebs- oder Profilwelle, die Art des Abtriebs (Vierkant, Sechskant, Schnellwechselfutter, Nuss und dergleichen) und eine gewünschte Federkraft kurzfristig und kostengünstig zu variieren. Dadurch können Kunden besser nach ihren Wünschen bedient werden und die Verwendung von Verlängerungen bzw. Adaptern wird überflüssig.Due to the separate components, the invention now makes it possible to vary the length of the output or profile shaft, the type of output (square, hexagon, quick-change chuck, nut and the like) and a desired spring force quickly and inexpensively in the case of spring-loaded drives in screw technology. As a result, customers can be better served according to their wishes and the use of extensions or adapters becomes superfluous.

Der Vorteil dieser mehrteiligen - oder modularen - Lösung liegt insbesondere darin, dass nur der Abtriebsadapter hochfest sein muss und damit eine Wärmebehandlung und somit lange Durchlaufzeiten benötigt. Die Abtriebswelle kann z.B. aus einem vorvergüteten DIN ISO 14 Keilwellenprofilstab hergestellt werden. Der Abtriebsadapter kann entweder in größerer Stückzahl spanend oder in kleinen Stückzahlen additiv aufgebaut werden. Die Abtriebswelle kann z.B. aus Halbzeug sehr schnell ggf. auftragsbezogen gefertigt werden und in beliebiger Länge hergestellt werden. Je Baugröße ist nur eine Federvariante notwendig.The advantage of this multi-part - or modular - solution lies in the fact that only the output adapter has to be high-strength and therefore requires heat treatment and long throughput times. The output shaft can, for example, be made from a pre-hardened DIN ISO 14 spline profile bar. The output adapter can either be machined in larger quantities or built up additively in small quantities. The output shaft can, for example, be manufactured very quickly from semi-finished products, if necessary to order, and can be manufactured in any length. Only one spring version is required for each size.

Somit sind mit einer geringen Anzahl an Teilevarianten sehr viele unterschiedliche Abtriebseinheiten (bzw. mehrteilige Abtriebswellen) mit gewünschten Merkmalen darstellbar. Die Abtriebswellen können in beliebiger Länge oder in vordefinierten Rastermaßen hergestellt werden. Bei dem zugrundeliegenden Abtrieb kann es sich zwar insbesondere um einen Geradabtrieb handeln, allerdings kann die vorgeschlagenen Lösung bei gleichen Bauteilen auch für versetzte Abtriebe, Vorschubabtriebe und verschiedenen Abtriebe mit integrierten Gebern (Sensoren) und dergleichen eingesetzt werden. Das Prinzip ist grundsätzlich auf verschiedene Baugrößen anwendbar. Insbesondere durch die drehfeste und auch gesicherte Verbindung von Abtriebsadapter und Abtriebswelle kann jedenfalls in der Praxis die gleiche Handhabung und Qualität bei Schraubvorgängen wie mit herkömmlichen, einteiligen Abtriebswellen erreicht werdenA large number of different output units (or multi-part output shafts) with desired features can thus be produced with a small number of part variants. The output shafts can be manufactured in any length or in predefined grid dimensions. Although the underlying output can in particular be a straight output, the proposed solution can also be used with the same components for offset outputs, feed outputs and various outputs with integrated transmitters (sensors) and the like. The principle can basically be applied to different sizes. In particular, due to the non-rotatable and also secured connection of output adapter and output shaft, the same handling and quality can be achieved in screwdriving processes as with conventional, one-piece output shafts

Die Erfindung betrifft außerdem ein Schraubsystem mit einem Antrieb, einer Hohlwelle, die mittelbar oder unmittelbar mittels des Antriebs rotatorisch antreibbar ist, und einer Abtriebseinheit, wie sie vorstehend erläutert wurde; dabei ist die Abtriebswelle antriebsseitig axial verschieblich und drehfest in der Hohlwelle gelagert. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Abtriebseinheit bzw. eines solchen Schraubsystems. Für nähere Ausführungen, insbesondere auch zu bevorzugten Ausführungsformen und Vorteilen bzgl. des Schraubsystems und des Herstellungsverfahrens sei auf vorstehende Ausführungen zur Abtriebseinheit verwiesen, die hier entsprechend gelten.The invention also relates to a screwing system with a drive, a hollow shaft, which can be driven in rotation directly or indirectly by means of the drive, and an output unit, as explained above; the output shaft is supported on the drive side in an axially displaceable and non-rotatable manner in the hollow shaft. Furthermore, the invention relates to a method for producing such a driven unit or such a screw system. For more detailed explanations, in particular also for preferred embodiments and advantages with regard to the screw system and the manufacturing method, reference is made to the above explanations for the output drive unit, which apply here accordingly.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.Further advantages and refinements of the invention result from the description and the attached drawing.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It goes without saying that the features mentioned above and those still to be explained below can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the present invention.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.The invention is shown schematically in the drawing using an exemplary embodiment and is described in detail below with reference to the drawing.

Figurenlistecharacter list

1 shows schematically a screw system according to the invention in a preferred embodiment.
2 shows schematically an output unit not according to the invention.
3 shows schematically an output unit according to the invention in a preferred embodiment.
4 shows schematically a part of the output unit 3 in a different view.

Detaillierte Beschreibung der ZeichnungDetailed description of the drawing

In 1 ist schematisch ein erfindungsgemäßes Schraubsystem oder Schraubgerät 100 in einer bevorzugten Ausführungsform, hier als Schraubspindel, dargestellt, das eine Abtriebseinheit 200 als eine Komponente umfasst. Hierbei sind einzelne Komponenten des Schraubsystems 100 einzeln dargestellt und es sind verschiedene Kombinationsmöglichkeiten dieser Komponenten aufgezeigt (mittels punktierter Linien).In 1 a screwing system or screwing device 100 according to the invention is shown schematically in a preferred embodiment, here as a screwing spindle, which comprises an output unit 200 as one component. Here, individual components of the screw system 100 are shown individually and various possible combinations of these components are shown (using dotted lines).

So kann beispielweise eine Antriebseinheit 110, die z.B. einen Elektromotor umfassen kann, über ein Planetengetriebe 120 und einen Adapter 140 mit der Abtriebseinheit 200 verbunden sein bzw. werden. Die Antriebseinheit 110 und das Planetengetriebe 120 können jedoch - anstatt einer direkten Verbindung - auch über ein Umlenkgetriebe 130 miteinander verbunden werden, um ein kompakteres Schraubgerät zu ermöglichen. Zudem kann ein Messwertaufnehmer 150, ggf. mit einem alternativen Adapter 141, verwendet werden. Der Messwertaufnehmer 150 kann mit oder ohne Getriebe zwischen Antriebseinheit 110 und Abtriebseinheit 200 angeordnet werden.For example, a drive unit 110, which can include an electric motor, for example, can be connected to the output unit 200 via a planetary gear 120 and an adapter 140. However, instead of a direct connection, the drive unit 110 and the planetary gear 120 can also be connected to one another via a deflection gear 130 in order to enable a more compact screwdriving device. In addition, a measured value pick-up 150, optionally with an alternative adapter 141, can be used. The measured value recorder 150 can be arranged between the drive unit 110 and the output unit 200 with or without a gear.

Mittels eines solchen Messwertaufnehmers kann beispielsweise ein vom Schraubsystem 100 abgegebenes oder abzugebendes Drehmoment eingestellt bzw. überwacht werden. Zudem kann ein Anzeigemittel 151, beispielsweise in Form eines Displays oder Touchscreens, vorgesehen sein, um beispielsweise einen von einem Sensor erfassten Weg bzw. den zugehörigen aktuell eingestellten Hub anzuzeigen.By means of such a measured-value recorder, for example, a torque delivered or to be delivered by the screwing system 100 can be adjusted or monitored. In addition, a display means 151, for example in the form of a display or touchscreen, can be provided in order to display, for example, a path detected by a sensor or the associated currently set stroke.

Weiterhin kann eine Steuereinheit vorgesehen sein, auf der beispielsweise ein Anwendungsprogramm hinterlegt ist und die die nötige Elektronik zum Betrieb der Schraubspindel aufweist. Bei dem Schraubsystem 100 kann es sich insbesondere um einen sog. messenden (und überwachenden) Schrauber handeln, d.h. es können beispielsweise Drehmomente bzw. Anzugsdrehmomente vorgegeben und überwacht, überprüft und/oder mitgeloggt werden, beispielsweise unter Verwendung des Messwertaufnehmers.Furthermore, a control unit can be provided, on which an application program is stored, for example, and which has the necessary electronics for operating the screw spindle. The screw system 100 can in particular be a so-called measuring (and monitoring) screw driver, i.e. torques or tightening torques can be specified and monitored, checked and/or logged, for example using the measured value recorder.

Die Abtriebseinheit 200 weist hier einen Abtriebsadapter 210, eine Abtriebswelle 220, eine Hohlwelle 230 sowie ein Gehäuse 240 auf, mittels dessen sie z.B. an den Adapter 140 angekoppelt werden kann. Insbesondere erfolgt eine Ankopplung dabei derart, dass die Hohlwelle 230 rotatorisch angetrieben werden kann. Für eine nähere Erläuterung der Abtriebseinheit sei auf die noch folgenden Figuren und die zugehörige Beschreibung verwiesen.The output unit 200 here has an output adapter 210, an output shaft 220, a hollow shaft 230 and a housing 240, by means of which it can be coupled to the adapter 140, for example. In particular, a coupling takes place in such a way that the hollow shaft 230 can be driven in rotation. For a more detailed explanation of the output unit, reference is made to the following figures and the associated description.

Weiterhin ist ein Werkezeug 170, z.B. eine Schraubnuss, gezeigt, die auf den Abtriebsadapter 210 bzw. dort eine Abtriebsschnittstelle aufgesteckt werden kann, und die dazu dient, eine Schraube 180 einzudrehen.Furthermore, a tool 170, e.g.

In 2 ist schematisch eine nicht erfindungsgemäße Abtriebseinheit 200' gezeigt, anhand welcher der Hintergrund der Erfindung erläutert werden soll. Grundsätzlich könnte auch die Abtriebseinheit 200' anstelle der Abtriebseinheit 200 bei dem Schraubsystem 100 gemäß 1 eingesetzt werden. Die Abtriebseinheit 200' weist eine Abtriebswelle 220', eine Hohlwelle 230 sowie ein Gehäuse 240 auf, mittels dessen sie z.B. an den Adapter 140 (vgl. 1) angekoppelt werden kann. Hierzu kann z.B. ein Flansch 242 dienen. Die Hohlwelle 230 weist eine Schnittstelle 232 auf, mit der die Abtriebseinheit 220' bzw. die Hohlwelle 230 drehmomentübertragend mit dem Schraubsystem bzw. dessen Antrieb verbunden werden kann.In 2 an output unit 200' not according to the invention is shown schematically, on the basis of which the background of the invention is to be explained. In principle, the output unit 200' could also be used instead of the output unit 200 in the screwing system 100 according to FIG 1 be used. The output unit 200' has an output shaft 220', a hollow shaft 230 and a housing 240, by means of which it can be connected, for example, to the adapter 140 (see. 1 ) can be coupled. A flange 242 can be used for this purpose, for example. The hollow shaft 230 has an interface 232 with which the output unit 220' or the hollow shaft 230 can be connected to the screw system or its drive in a torque-transmitting manner.

Weiterhin ist zu sehen, dass die Hohlwelle 230 die Abtriebswelle 220' umgibt. Die Abtriebswelle 220' ist z.B. als Keilwelle ausgebildet, sodass sie drehfest aber entlang der Rotationsachse A axial verschieblich in der Hohlwelle 230 gelagert ist. Eine Begrenzung der axialen Verschiebung kann z.B. durch einen Anschlag 226 sichergestellt werden. Während die Abtriebswelle 220' drehfest mit der Hohlwelle 230 verbunden ist, ist die Hohlwelle 230 drehbar im Gehäuse 240 gelagert.It can also be seen that the hollow shaft 230 surrounds the output shaft 220'. The output shaft 220′ is designed, for example, as a splined shaft, so that it is mounted in the hollow shaft 230 in a rotationally fixed but axially displaceable manner along the axis of rotation A. The axial displacement can be limited, for example, by a stop 226. While the output shaft 220 ′ is connected to the hollow shaft 230 in a rotationally fixed manner, the hollow shaft 230 is rotatably mounted in the housing 240 .

Weiterhin ist eine Druckfeder 222 vorgesehen, die in eine zentrale Öffnung bzw. Bohrung 224 der Abtriebswelle 220' - hier als Sackbohrung ausgeführt - eingebracht ist; die Druckfeder ist mit einem abtriebsseitigen Ende in der Sackbohrung abgestützt, mit einem antriebs- bzw. gehäuseseitigen Ende ist sie in der Hohlwelle 230 abgestützt.Furthermore, a compression spring 222 is provided, which is introduced into a central opening or bore 224 of the output shaft 220′—designed here as a blind bore; the compression spring is supported with an output-side end in the blind hole, with an input-side or housing-side end it is supported in the hollow shaft 230 .

An dem abtriebsseitigen Ende ist an der Abtriebswelle 220' eine Schnittstelle 212' (Abtriebsschnittstelle) zum Ankoppeln eines Werkzeugs ausgebildet, wie auch in 1 angedeutet. Diese Abtriebsschnittstelle ist typischerweise der im Betrieb am stärksten beanspruchte Bereich der Abtriebswelle 220'; aufgrund der einteiligen Ausbildung muss jedoch die gesamte Abtriebswelle 220' hochfest hergestellt werden. Zudem muss, wie schon erwähnt, für jede gewünschte Form der Abtriebsschnittstelle eine eigene Abtriebswelle hergestellt werden.At the output-side end, an interface 212' (output interface) for coupling a tool is formed on the output shaft 220', as also in FIG 1 implied. This output interface is typically the area of the output shaft 220' subjected to the greatest stress during operation; however, due to the one-piece design, the entire output shaft 220' must be manufactured with high strength. In addition, as already mentioned, a separate output shaft must be manufactured for each desired shape of the output interface.

In 3 ist schematisch eine erfindungsgemäße Abtriebseinheit 200 in einer bevorzugten Ausführungsform dargestellt. Für den grundsätzlichen Aufbau, insbesondere hinsichtlich Hohlwelle 230 und Gehäuse (in 3 nicht gezeigt) kann auch auf 2 und Abtriebseinheit 200' verwiesen werden. Gleiche Komponenten sind hier auch mit gleichen Bezugszeichen versehen.In 3 an output unit 200 according to the invention is shown schematically in a preferred embodiment. For the basic structure, especially with regard to the hollow shaft 230 and housing (in 3 not shown) can also appear on 2 and output unit 200'. Identical components are also provided with the same reference symbols here.

Ein Unterschied zur Abtriebseinheit 200' besteht nun darin, dass die Abtriebseinheit 200 eine Abtriebswelle 220 und einen Abtriebsadapter 210 aufweist, wobei der Abtriebsadapter 210 als von der Abtriebswelle 220 verschiedenes Bauteil ausgebildet und antriebsseitig mit der Abtriebswelle 220 drehfest verbunden ist. Der Abtriebsadapter 210 ist auf die Abtriebswelle 220 aufgebracht bzw. aufgeschoben; hierzu kann die Abtriebswelle antriebsseitig z.B. einen konischen Bereich bzw. eine konische Form 229 aufweisen, wie in der perspektiven Darstellung in 4 zu sehen.One difference to the output unit 200' is that the output unit 200 has an output shaft 220 and an output adapter 210, the output adapter 210 being designed as a different component from the output shaft 220 and being connected to the output shaft 220 in a torque-proof manner on the drive side. The output adapter 210 is applied or pushed onto the output shaft 220; For this purpose, the output shaft can have, for example, a conical area or a conical shape 229 on the drive side, as in the perspective illustration in 4 to see.

Hinter der konischen Form 229 (vom abtriebsseitigen Ende aus gesehen) ist eine Nut 228 eingebracht, in die ein Sicherungsring 216 eingebracht werden kann, wie in 3 zu sehen. Der Abtriebsadapter 210 weist einen Vorsprung 213 auf, der sich beim Aufschieben auf die Abtriebswelle 220 über den Sicherungsring 216 schiebt und danach einrastet bzw. verrastet. Auf diese Weise ist der Abtriebsadapter 210 gesichert und kann nur mittels eines Werkzeugs oder gewünschtenfalls gar nicht wieder abgenommen werden. Der Abtriebsadapter 210 kann antriebsseitig eine Art Mantel oder Schürze aufweisen, der bzw. die die Abtriebswelle umgreift; durch ein Profil, das mit dem Profil der Abtriebswelle 220 (vgl. Keilformen in 4) in Eingriff steht, kann (durch Formschluss) eine Drehfestigkeit erreicht werden.A groove 228 is introduced behind the conical shape 229 (seen from the output-side end), into which a retaining ring 216 can be introduced, as in FIG 3 to see. The output adapter 210 has a projection 213 which, when pushed onto the output shaft 220, slides over the retaining ring 216 and then engages or latches. In this way, the output adapter 210 is secured and can only be removed again using a tool or, if desired, not at all. On the drive side, the output adapter 210 can have a type of casing or apron that surrounds the output shaft; by a profile that matches the profile of the output shaft 220 (cf. wedge shapes in 4 ) is engaged, a torsional strength can be achieved (by positive locking).

Weiterhin ist antriebsseitig am Abtriebsadapter 210 ein Anpassungselement 214, hier in Form einer Hülse, angebracht. An dieser liegt die Druckfeder 222 an, die im Übrigen durch eine als Durchgangsöffnung bzw. Durchgangsbohrung ausgebildete, zentrale Öffnung 224 in der Abtriebswelle 220 geführt ist. Durch gezielte Wahl einer Länge des Anpassungselements 214 (die Länge entlang der Rotationsachse A gemessen) kann eine gewünschte Vorspannung der Druckfeder 230 erreicht werden. Das Anpassungselement 214 kann integral mit dem Abtriebsadapter 210 ausgebildet sein oder auch separat davon und z.B. an diesen angeschraubt oder anderweitig daran befestigt sein.Furthermore, an adjustment element 214, here in the form of a sleeve, is attached to the output adapter 210 on the drive side. Compression spring 222 rests against this, which is also guided through a central opening 224 in output shaft 220 embodied as a through-opening or through-bore. A desired prestressing of the compression spring 230 can be achieved by specifically selecting a length of the adjustment element 214 (the length measured along the axis of rotation A). The adjustment element 214 can be formed integrally with the output adapter 210 or also separately from it and e.g. screwed onto it or fastened to it in some other way.

Weiterhin ist abtriebsseitig am Abtriebsadapter 210 eine Schnittstelle 212 (Abtriebsschnittstelle) zum Ankoppeln eines Werkzeugs ausgebildet, wie in 1 schon angedeutet. Die Art oder Form der Abtriebsschnittstelle 212 kann der Abtriebsschnittstelle 212' gemäß 2 entsprechen. Der Unterschied ist hier jedoch, dass die Abtriebsschnittstelle 212 nicht an der Abtriebswelle ausgebildet ist, sondern an dem separaten Abtriebsadapter 210.Furthermore, an interface 212 (output interface) for coupling a tool is formed on the output side on the output adapter 210, as shown in FIG 1 already indicated. The type or shape of the output interface 212 can the output interface 212 'according 2 correspond to. The difference here, however, is that the output interface 212 is not formed on the output shaft, but on the separate output adapter 210.

Die Abtriebsschnittstelle ist, wie erwähnt, typischerweise der im Betrieb am stärksten beanspruchte Bereich; aufgrund der mehrteiligen Ausbildung muss hier nur der Abtriebsadapter, nicht aber die Abtriebswelle 220 hochfest hergestellt werden. Zudem muss, wie schon erwähnt, für eine gewünschte Form der Abtriebsschnittstelle keine eigene Abtriebswelle hergestellt werden, sondern nur ein Abtriebsadapter.As mentioned, the output interface is typically the area most stressed during operation; Due to the multi-part design, only the output adapter, but not the output shaft 220, has to be manufactured with high strength. In addition, as already mentioned, a separate output shaft does not have to be produced for a desired form of output interface, only an output adapter.

Claims

Output unit (200) for a screwing system (100) with an output shaft (220) and an output adapter (210), the output shaft (220) being axially displaceable on the input side and non-rotatable in a rotational manner drivable hollow shaft (230) can be mounted or is mounted, with the output adapter (210) having an interface (212) on the output side for coupling a screwing tool (170) or being designed as a screwing tool, and with the output adapter (210) being connected to the output shaft (220 ) different component and is non-rotatably connected on the drive side to the output shaft (220), furthermore with a compression spring (222) for rebounding the output shaft (220), which is introduced into a central opening (224) of the output shaft (220) and in the hollow shaft (230) can be supported or is supported, characterized by an adjustment element (214) which, in order to adjust a spring force of the compression spring (222), rests against its output-side end, the central opening (224) of the output shaft (220) being designed as a through-opening and the Adjustment element (214) is provided on the output adapter (210).

Drive unit (200) after claim 1 , Furthermore, with a securing element (216), in particular a retaining ring, which is introduced between the output adapter (210) and the output shaft (220).

The output unit (200) according to any one of the preceding claims, wherein the adjustment element (214) is formed integrally with the output adapter (210).

Screwdriving system (100) with a drive (110), a hollow shaft (230), which can be driven in rotation directly or indirectly by means of the drive (110), and an output unit (200) according to one of the preceding claims, wherein the output shaft (220) is on the input side is mounted axially displaceably and non-rotatably in the hollow shaft (230).

Method for producing an output unit (200) for a screwing system (100), in particular according to one of Claims 1 until 3 , with an output shaft (220) and an output adapter (210), which are manufactured separately from one another, the output shaft (220) being designed in such a way that it can be or is mounted on the drive side in an axially displaceable and non-rotatable manner in a hollow shaft (230) that can be driven in rotation, wherein an interface (212) for coupling a screwing tool (170) is formed on the output side of the output adapter (210) or wherein the output adapter is formed as a screwing tool on the output side, and wherein the output adapter (210) is non-rotatably connected to the output shaft (220) on the input side, wherein A central opening (224) is provided in the output shaft (220), into which a compression spring (222) is inserted to expand the output shaft (220), the output shaft (220) together with the compression spring (222) being inserted into the hollow shaft (230 ) is introduced, so that the compression spring (222) is supported in the hollow shaft (230) and the output shaft (210) is axially ve on the drive side are mounted displaceably and non-rotatably in the hollow shaft (230), characterized in that an adjustment element (214) is provided, which is applied to the output-side end of the compression spring (222) to adjust a spring force, the central opening (224) of the output shaft (220) designed as a through opening and the adjustment element (214) are provided on the output adapter (210).

procedure after claim 5 , wherein the output adapter (210) is connected to the output shaft (220) by being applied to an output-side end of the output shaft (220), a securing element (214) being provided between the output adapter (210) and the output shaft (220), so that the output adapter (210) locks when it is attached to the output shaft (220).