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Vorrichtung zum Eindrehen von Befestigungsmitteln, vorzugsweise Schrauben
Die Erfindung betrifft eine maschinell betriebene Vorrichtung zum kräftigen Eindrehen
bzw. Anziehen von Schrauben oder dergleichen Befestigungsmitteln.
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Es sind bereits verschiedene Arten von Vorrichtungen zum Anziehen
von Schrauben sowie andere Vorrichtungen zum Eindrehen von Schrauben und anderen
Befestigungsmitteln in Werkstücken bekannt. Die besten dieser Vorrichtungen erwiesen
sich zwar im Betrieb als wirksam, schnell und auch als robust, waren jedoch in anderer
Hinsicht nicht vollkommen. Der Antrieb war zumeist an einer Seite der Vorrichtung
oder des Gehäuses angebracht und machte deswegen eine Hebelverbindung zu dem vertikal
auf und ab beweglichen'Teil der Vorrichtung notwendig. Als Folge davon war die Gesamtkonstruktion
größer als notwendig, und es lagen Teile der Vorrichtung frei, wo sie einerseits
Beschädigungen ausgesetzt waren und andererseits den Arbeiter gefährden konnten.
Die zum Halten der Schrauben in der Einschraubstellung vorgesehenen Schraubenfutter
waren so ausgebildet, daß sie leicht zu Beschädigungen der Schrauben oder der Werkstücke
führten, oder sie waren verhältnismäßig teuer und kompliziert. Wenn bei diesen bekannten
Vorrichtungen das Pedal niedergetreten wurde, senkte sich die Vorrichtung so weit
ab, wie sie auf Absenken eingestellt war, ohne daß der Arbeiter das Absenken dann
noch steuern konnte. Es war daher oftmals recht schwierig, die Werkstücke zum Aufnehmen
einer Schraube in die richtige Lage zu bringen bzw. sie darin zu halten, wenn es
aus dem einen oder anderen Grunde nicht erwünscht oder unmöglich war, das Werkstück
in einer Vorrichtung zu spannen.
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Gleichfalls war es im allgemeinen schwierig oder unmöglich, das Ausmaß
der Bewegung der Vorrichtung und damit auch die Tiefe einzustellen, bis zu der eine
Schraube eingedreht werden soll. Auch der Mechanismus zur Regelung der Zuführbewegung
der Schrauben oder der anderen Befestigungsmittel von einer Zuführrutsche od. dgl.
in eine Gebrauchslage auf der Vorderseite der Vorrichtung war oftmals kompliziert
und teuer in der Herstellung oder er hat nicht richtig gearbeitet, oder er lag in
einiger Entfernung von der Vorrichtung, so daß entweder Teile in ihrer Betriebsweise
relativ zueinander kritisch abgestimmt werden mußten oder die Maschine mit einer
ziemlich geringen Geschwindigkeit betrieben werden mußte. Schließlich haben bestimmte
Teile an vielen Maschinen eine gewisse Gefahr für den Arbeiter dargestellt, entweder
dadurch, daß sie bei Berührung durch eine Hand od. dgl. des Arbeiters nicht freigegeben
wurden, oder dadurch, daß sie nur teilweise freigegeben wurden, wie bei einer Reibungskupplung,
wobei zum Festhalten eines Teiles gegen Bewegung eine konstante Kraft erforderlich
ist.
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Es ist auch eine Vorrichtung dieser Art bekanntgeworden, die einen
hydraulischen Vorschubantrieb mit einer verschiebbar geführten Arbeitsspindel, einen
daran befestigten Kolben, einen mit diesem zusammenwirkenden Zylinder und Zuführeinrichtungen
für ein Druckmittel zum Zylinder zum Hin- und Herbewegen des Kolbens und damit des
Werkzeuges aufweist. Die bekannte Vorrichtung zeigt jedoch eine verhältnismäßig
komplizierte und störanfällige Bauweise, besonders hinsichtlich des hydraulischen
Vorschubantriebes.
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Weiter sind noch Vorrichtungen dieser Art mit einer das Werkzeug tragenden,
umlaufenden und in axialer Richtung verschiebbar gelagerten Antriebsspindel sowie
mit einer zu dieser gleichachsig angeordneten, einen Zylinder und einen Kolben aufweisenden,
druckmittelbetätigten Vorschubeinrichtung für die Antriebsspindel bekanntgeworden,
wobei die Antriebsspindel mit dem Kolben in Vorschubrichtung fest, jedoch drehbar
verbunden ist.
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Die Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen der zuletzt genannten
Art. Dabei wird erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Zylinder aus einem rohrförmigen
Gehäuse besteht, in dem eine gegenüber diesem axial verschiebbare, jedoch gegen
Drehung gesicherte Hülse gleichachsig angeordnet ist, daß an der Gehäuseinnenwand
eine gegen die Hülsenaußenwand anliegende erste Dichtung befestigt ist, daß an der
Hülsenaußenwand
eine gegen die Gehäuseinnenwand anliegende, zusammen mit der Hülse als Kolben wirkende,
gegenüber der ersten Dichtung in Vorschubrichtung der Antriebsspindel axial versetzte
und zusammen mit der ersten Dichtung und mit einem Teil der Hülsenaußenwand eine
Kammer für das Druckmittel begrenzende, weitere Dichtung befestigt ist, daß die
Gehäuseaußenwand zwischen den beiden Dichtungen eine ®ffnung für den Zu- und Abfluß
des Druckmittels hat und daß die Antriebsspindel in der Hülse konzentrisch angeordnet
ist sowie diese längs durchsetzt und ihr dem Werkzeug abgekehrtes Ende eine Antriebsscheibe
od. dgl. trägt.
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Eine solche erfindungsgemäße Vorrichtung ist außerordentlich betriebssicher,
arbeitet mit hohen Geschwindigkeiten und ist praktisch völlig störungsfrei. Die
Beschädigung von Schrauben ist so gut wie unmöglich gemacht, -und die Einschraubtiefe
läßt sich leicht einstellen. Schließlich gefährdet die erfindungsgemäße Vorrichtung
auch nicht den Arbeiter.
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Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise
näher erläutert. Dabei zeigt F i g. 1 eine zum Teil geschnittene Seitenarisicht
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Eindrehen von Schrauben, F i g. 2 einen
Vertikalschnitt längs der Linie 2-2 in F i g. 1 und F i g. 3 einen Vertikalschnitt
längs der Linie 3-3 in F i g. 2.
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Die in F i g. 1 bis 3 gezeigte Vorrichtung 30 zum Eindrehen von Schrauben
besteht unter anderem aus einer Grundplatte 32, von deren hinteren Ecken zwei Säulen
34 und 36 aufwärts ragen. Die Grundplatte ist mit einem Pedal 38 versehen, das am
Ende eines Armes 40 angeordnet ist. Der schwenkbar gelagerte Arm 40 verläuft im
Winkel auf eine der Säulen zu und ist bei 44 drehbar an eine Verbindungsstange 46
angelenkt. Die beiden Säulen 34 und 36 tragen einstellbar einen Arbeitstisch 48.
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Die oberen Enden der Säulen 34 und 36 tragen ein Gehäuse 70, das einen
Elektromotor 76 aufnimmt, der auf der Antriebswelle eine Mehrfachriemenscheibe
78 trägt. Diese wirkt über einen Riemen 84 auf eine auf das obere Ende einer Antriebsspindel
88 aufgesetzte Antriebsscheibe 86.
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Das Gehäuse 70 enthält eine Drucklufteinlaßleitung 94 und ein Steuerventil
96, das mit der nachfolgend beschriebenen Vorrichtung zum Eindrehen der Schrauben
verbunden ist.
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Am Boden des Gehäuses 70 ist nahe seiner Vorderseite ein aufwärts
weisender Lagerblock 100 vorgesehen, der sich nach- unten in Form einer geschlitzten
Manschette 102 fortsetzt, durch die eine Schraube od. dgl. hindurchgeführt ist.
Von dem Lagerblock wird ein Gehäuse 106 aufgenommen und durch die Manschette 102
des =Lagerblocks 100 festgestellt. in das obere Ende des Gehäuses 106 ist eine Kappe
108 eingeschraubt, die mit einem nach oben weisenden, zylindrischen Teil versehen
ist, durch den eine Schraube 110 hindurchnagt, um den Außenring eines Lagers 112
festzustellen. Eine abwärts weisende Nabe 114 der Antriebsscheibe 86 sitzt drehbar
in dem Lager und ist darin gegen Axialbewegung gesichert. Das Lager kann von beliebiger
Art sein.
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Am unteren Ende des Gehäuses 106 ist ein Hülsenlager 116 mit einer
Ringnut 118 vorgesehen. Eine Stellschraube 120 (F! g. 3) ist durch das Gehäuse
hindurchgeschraubt und ragt in die Ringnut im Hülsenlager hinein, um das Lager festzustellen.
Ein zylindrisches Rohr bildet eine Hülse 122, die vertikal verschiebbar im Hülsenlager
116 gelagert ist. Eine Dichtung 124 ist nahe dem oberen Ende des Gehäuses 106 befestigt,
die dazu dient, den oberen Teil der Hülse im Gehäuse zu lagern. Ein innerer O-Ring
126 liegt in der Dichtung 124 und legt sich gegen die Außenfläche der Hülse, um
ein Entweichen von Luft zwischen dem Gehäuse und der Hülse zu verhindern. Ein rohrförmiges
Distanzstück 12E ist zwischen der Kappe 108 und der Dichtung 124 vorgesehen, um
den inneren O-Ring an einer Aufwärtsbewegung zu hindern. Wie aus dem folgenden hervorgeht,
gibt es zwar Kräfte, die die Dichtung 124 nach oben, jedoch keine, die sie nach
unten zu verschieben suchen.
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Eine auf der Hülse 122 angebrachte und damit verbundene äußere Dichtung
130 liegt zum Teil innerhalb der Dichtung 124. Diese Dichtung 130 ist mit einem
O-Ring 132 versehen, der am Gehäuse 106 anliegt, um ein Entweichen von Luft zwischen
diesem und der Dichtung 130 zu verhindern. Eine Schraubendruckfeder 134 ist zwischen
der Dichtung 130 und dem Hülsenlager 116 gespannt vorgesehen, um die Hülse gegenüber
dem Gehäuse aufwärts zu drücken. Eine Öffnung 136 führt in den Zwischenraum zwischen
den Sitzen der inneren und der äußeren Dichtung, dem Gehäuse und der Hülse hinein,
wobei eine Druckluftleitung 138 vom Steuerventil 96 zu dieser Öffnung führt. Auf
diese Weise wird, wenn aus dem Steuerventil 96 nach Treten des Pedals 38
Druckluft in den Zwischenraum zwischen den Dichtungen, dem Gehäuse und der Hülse
einströmt, die Hülse niedergedrückt. Dabei wirken die Hülse und die äußere Dichtung
als Kolben, wäl@re--.d das Gehäuse 106 als Zylinder wirkt. Auf diese Weise werden
keine außenliegenden Verbindungen oder Lenkerhebel irgendwelcher Art zum Absenken
der Einschraubvorrichtung benötigt. Der konstruktive Aufbau ist dementsprechend
vereinfacht, der Aufwand für Instandhaltung wird stark verringert, und es gibt weniger
äußere Teile, die dem Arbeiter möglicherweise Schaden zufügen können oder ihm bei
der Einstellung, beim Betrieb oder bei der Instandhaltung der Vorrichtung im Wege
sind.
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Aus F i g. 3 ist ersichtlich, daß die Hülse 122 mit einer Nutleiste
140 versehen ist, um sie im Hülsenlager 116 so zu führen, daß sie sich nicht drehen,
sondern nur vertikal verschieben kann.
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Der Außenring eines Spindeldrucklagers 144 ist in einer Ausnehmung
146 am oberen Ende der Hülse 122 aufgenommen, und ein Gewindering 148 ist zur Sicherung
des Spindellagers in das obere Ende der Hülse eingeschraubt, um den Außenring des
Lagers in vorschriftsmäßiger Lage zu halten. Eine Spindel 150 ist direkt oberhalb
des Innenringes des Lagers 144 durch eine Stellschraube 152 auf der Antriebsspindel
88 befestigt. Das Lager 144 nimmt beim Auf-und Abbewegen der Spindel zusammen mit
der Hülse die Spindel mit, während es die Drehung der Spindel relativ zur Hülse
zuläßt, was ohne weiteres erkennbar ist: Die Spindel ist mit einer Nut 154 (F i
g. 2) versehen, durch die sie mit der Antriebsscheibe (E6) drehfest verbunden ist.
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Am unteren Ende der Antriebsspindel 88 und der Hülse 122 ist ein weiteres
Spindeldrucklager 156 vorgesehen, dessen Innenring mit der Spindel verbunden ist
und dessen Außenring von einer Ausnehmung 15E am unteren Ende der Hülse aufgenommen
ist. Das
obere Ende eines Kupplungsgehäuses 160 ist bei 162 in das
untere Ende der Hülse eingeschraubt und drückt gegen die Unterkante des Lageraußenringes,
um diesen in richtiger Lage innerhalb der Ausnehmung 158 zu sichern.
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Auf der Außenfläche des Kupplungsgehäuses sind dicht unterhalb der
Hülse 122 ein Ringflansch 164 (F i g. 3) und direkt unter diesem ein geschlitzter
Einstellring 166 für die Schraubenaufnahmevorrichtung vorgesehen.
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Der Einstellring 166 weist einen Arm 200 auf, der an seinem äußersten
Ende eine Manschette 202 trägt. In dieser Manschette ist ein Ständerrohr 350 befestigt,
das zu einer hier nicht weiter interessierenden Zuführeinrichtung für Schrauben
gehört. Die Schrauben 420 gelangen von dieser Zuführeinrichtung über eine Rutsche
402 zu dem Schraubenfänger 330 am unteren Ende der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Die Spindel 88 trägt an ihrem unteren Ende eine Manschette 204 (s.
F i g. 3), die ihrerseits, über eine nicht näher zu beschreibende Kupplung, mit
dem Einschraubwerkzeug 300 verbunden ist. Dieses einsteckbare Werkzeug umfaßt einen
oberen Schaftteil 302 von nicht kreisförmigem Querschnitt und trägt an seinem unteren
Ende das eigentliche einschraubbare Werkzeug 306 bzw. einen einschraubbaren Mutternsteckschlüssel.
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Die Arbeitsweise der Vorrichtung zum Eindrehen von Schrauben ist am
besten im Zusammenhang mit F i g. 3 zu verstehen. Sobald eine Schraube 420 über
die Rutsche 402 abwärts in den Zwischenraum zwischen Zangen 332 des Schraubenfängers
330 gerutscht ist, wird sie durch die Zangen erfaßt. Wenn das Pedal 38 niedergedrückt
wird, strömt Druckluft in den Raum zwischen der inneren und der äußeren Dichtung
124 und 130, zwischen der Hülse 122 und dem Gehäuse 1.06. Auf diese Weise
werden die Hülse und die Antriebsspindel 88 niedergedrückt, wobei die Spindel über
die Antriebsscheibe 86 und über die axial verschiebbare Keilverbindung angetrieben
wird. Die Verbindung des Kupplungsgehäuses 160 mit der Hülse 122 bewirkt, daß sich
auch das Kupplungsgehäuse gleichzeitig absenkt. Ein weiteres Absenken des Kupplungsgehäuses
bringt dann die Spitze des Werkzeugs 306 in Arbeitseingriff mit der Schraube 420.
Dadurch wird bewirkt, daß das Werkzeug einem weiteren Absenken widersteht. Nach
Eingreifen einer Kupplung setzt sich das Werkzeug 300 in Drehung.
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Da sich die Vorrichtung unter der Wirkung der Druckluft zwischen den
Dichtungen 124 und 130 weiter absenkt, wird die Schraube 420 in das Loch eines Werkstückes
eingeführt. Wenn die Schraube zum Teil in dieses Loch eingedreht ist, bewirkt ein
Anschlag, daß sich das Kupplungsgehäuse nicht weiter absenkt.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist nicht auf das Eindrehen von Schrauben
oder sonstiger drehbarer Befestigungsmittel beschränkt. So können z. B. auch Nägel
eingetrieben werden, wenn man die Schraubenzieherspitze durch eine Stumpfspitze
ersetzt. In diesem Fall wäre keine drehbare Vorrichtung nötig.