DE1278966B - Eindrehwerkzeug, insbesondere fuer kleine Schrauben - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES WWW PATENTAMT Int. CL:

B 25 b

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche KL: 87 a-19

Nummer: 1278 966

Aktenzeichen: P 12 78 966.1-15 (B 74263)

Anmeldetag: 14. November 1963

Auslegetag: 26. September 1968

Die Erfindung bezieht sich auf ein Eindrehwerkzeug, insbesondere für kleine Schrauben, wobei die zu verarbeitenden Schrauben pneumatisch in eine die Schraubenzieherschneide umgebende Kammer befördert werden.

Derartige Eindrehwerkzeuge, die gewöhnlich während ihrer Benutzung ständig von einem Motor angetrieben und von Hand geführt werden, sind bekannt. Während das Eindrehen größerer Schrauben, die man bereits mittels einer leichten Anfangsdrehung in das zu verschraubende Gewinde einsetzt, im allgemeinen keine großen Schwierigkeiten bereitet, stellt das Eindrehen kleiner Schrauben bisher eine mühselige Arbeit dar, da das Problem, die kleinen Schrauben in der richtigen Orientierung dem Schraubenzieher zuzuführen und die Schraubenzieherspitze in korrekter Weise mit dem Schraubenkopf in Berührung zu bringen, so daß die Schneide des Schraubenziehers in die Nut des Schraubenkopfes einrastet, noch nicht befriedigend gelost worden ist und einen beachtlichen technischen Aufwand in Form zusätzlicher Zuführungseinrichtungen für die Schrauben erfordert. Daher ist die Verarbeitung kleiner schrauben, insbesondere bei der Serienfertigung von Gerätegehäusen oder Chassis, trotz Verwendung mit Motorkraft angetriebener Eindrehwerkzeuge, noch sehr aufwendig und zeitraubend.

So sind Eindrehwerkzeuge bekannt, bei denen die Schrauben mittels mechanisch oder pneumatisch betätigten Zuführungseinrichtungen in regelmäßiger Ausrichtung und Anordnung in eine die Schraubenzieherschneide umgebende Kammer befördert und dort von Klauen, Magneten oder Federn gehalten werden.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein handliches Eindrehwerkzeug, vorzugsweise für kleine Schrauben, zu schaffen, mit welchem die Aufnahme der Schrauben und das Einsetzen der Schraubenzieherschneide in die Nut des Schraubenkopfes gegenüber den bisherigen Methoden wesentlich vereinfacht wird. Hierzu ist das Eindrehwerkzeug nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufnahme der durch das Werkzeug zu verarbeitenden Schrauben die die Schraubenzieherschneide umgebende Kammer in Verlängerung des Schraubenziehers am Werkzeugkopf mit einer Düse ausgestattet ist und innerhalb der Kammer ein Unterdruck zur Aufnahme der einzelnen Schrauben erzeugt wird.

Eine weitere Ausbildung der Erfindung sieht vor, den zum Ansaugen der zu verarbeitenden Schrauben angewandten Unterdruck einstellbar zu machen, wozu Eindrehwerkzeug, insbesondere für kleine
Schrauben

Anmelder:
5

Burnand S. A., Lausanne (Schweiz)

Vertreter:

Dr. Fr. Hadenfeldt, Dr. H. Daube
ίο und H. Lienau, Rechtsanwälte,

2000 Hamburg 1, Mönckebergstr. 17

Als Erfinder benannt:
Oliver Burnand, Lausanne (Schweiz)

zweckmäßigerweise eine in ihrer Leistung verstell-

ao bare Membranpumpe Verwendung finden kann.

Weitere Erfindungsmerkmale sind den Unteransprüchen 3 bis 12 zu entnehmen.

In der nachfolgenden Beschreibung ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Verbindung mit der Zeichnung erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch den Kopf eines Eindrehwerkzeuges nach der Erfindung und

F i g. 2 eine schematische Ansicht einer Membranpumpe zur Erzeugung des Unterdruckes.

Nach F i g. 1 weist das Eindrehwerkzeug ein Gehäuse 1 auf, in dessen Innerem die Abtriebswelle 2 beispielsweise auf Kugellagern drehbar gelagert ist. Diese Abtriebswelle 2 wird in ihrem unteren Teil durch den Werkzeugkopf 3 geführt, welcher in eine untere Öffnung eines Ansatzteiles 4 eingesetzt ist, das seinerseits fest mit dem Gehäuseteil 1 verbunden ist. Das in das Ansatzteil 4 hineinragende Teil des Werkzeugkopfes 3 weist ringförmige Ansätze 3 α und 3 b auf, mit denen der Werkzeugkopf 3 in der Öffnung des Ansatzteils 4 axial verschiebbar geführt wird. Unter der Wirkung einer Feder 5, die sich einerseits gegen den radialen Flansch des Ansatzteiles 4 und andererseits gegen die innere Stirnfläche des Werkzeugkopfes 3 abstützt und welche die Antriebswelle 2 mit Spiel umgibt, wird in der Nichtbetriebsstellung des Werkzeuges der Werkzeugkopf 3 teleskopartig gegenüber dem Gehäuse 1 nach unten herausgedrückt. Diese Auswärtsbewegung wird durch Anschlag des Ringansatzes 3 b gegen die in das Ansatzteil 4 eingelassenen Schrauben 6 begrenzt.

In die untere Stirnseite der Antriebswelle 2 ist ein Schraubenzieher 7 derart eingesetzt, daß er in der er-

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wähnten Nichtbetriebsstellung des Werkzeuges, also teleskopartig, wie bereits beschrieben, in das Gebei aus dem Gehäuse herausgedrücktem Werkzeug- häuse hinein, so daß der Schraubenzieher 7 unter kopf 3, im Werkzeug versenkt ist, wie es in F i g. 1 dem ständig ausgeübten Abwärtsdruck der Abwärtsdargestellt ist. bewegung der sich eindrehenden Schraube stetig folgt.

An seiner Spitze hat der Werkzeugkopf 3 in der 5 Beim Abheben des Eindrehwerkzeuges nach erAchse des Werkzeuges und mit dem Schrauben- folgter Verschraubung nimmt der Werkzeugkopf 3 zieher 7 fluchtend eine Düse 8, deren Innendurch- unter der Wirkung der Feder 5 wieder seine in F i g. 1 messer größer als der Durchmesser des Schrauben- gezeigte Ruhestellung ein, d. h., der Schraubenzieher 7 ziehers 7 und als der Durchmesser der Köpfe der zu wird im Werkzeugkopf 3 versenkt, so daß die Düse 8 verarbeitenden Schrauben ist. Wenn man das Werk- io zur Aufnahme der nächsten Schraube frei gemacht ist. zeug mit seinem Werkzeugkopf 3 auf eine Unterlage Je nach Schraubengröße und Schraubengewicht ist

aufsetzt und es, am Gehäuse 1 haltend, nach unten der in der Kammer 9 erzeugte Unterdruck gemäß drückt, dann wird der Werkzeugkopf 3 gegen die einer weiteren Ausbildung des Erfindungsgedankens Wirkung der Feder 5 in das Ansatzteil 4 hinein- einstellbar. In F i g. 2 ist schematisch eine an sich gedrückt, wodurch der Schraubenzieher 7 durch die 15 bekannte, für die praktische Ausführung der Erfin-Düse 8 hindurch abwärts bewegt wird. Diese axiale dung zweckmäßig zu verwendende Membranpumpe Verschiebbarkeit des Werkzeugkopfes 3 gegenüber dargestellt, bei welcher man zur Einstellung des gedem Gehäuse mit der Antriebswelle 2 und dem wünschten Unterdrucks den Hub auf einfache Weise Schraubenzieher 7 ist derart bemessen, daß in der ändern kann. Die Membranpumpe besteht aus einem letzten Phase des Eindrehens einer Schraube die 20 Gehäuse 11, dessen offene Oberseite durch eine Spitze des Schraubenziehers 7 aus dem Werkzeug- Membran 12 verschlossen ist. Der Innenraum des kopf 3 unten herausragt, so daß auch versenkte Gehäuses 11 ist über ein sich nur in Einlaßrichtung Schrauben bis zur Endstellung fest angezogen werden öffnendes Ventil 13 mit der Saugleitung 14 verbunkönnen. ' den, welche an das in Fig. 1 mit 10 bezeichnete An-

Durch die untere Stirnfläche der Abtriebswelle 2 25 satzröhrchen angeschlossen wird. Über das sich nur und durch die Innenwandung des Werkzeugkopf es 4 . in Auslaßrichtung öffnende Ventil 15 wird die Luft wird eine den Unterteil des Schraubenziehers 7 um- ausgestoßen. Die Pfeile F1 und F 2 zeigen die Richgebende Kammer 9 gebildet, die einerseits mit der tung der durch die Membranpumpe geförderten Düse 8-und andererseits mit einem radial gerichteten Luft an.

Ansatzröhrchen 10 in Verbindung steht, das in der 30 An der Membran 12 ist mit Hilfe eines Gelenks 16 Zylinderwand des Werkzeugkopfes 3 eingelassen ist. ein Hebel 17 gelagert, der um den festen Drehpunkt Das Ansatzröhrchen 10 wird an erne. Vorrichtung 18 schwenkbar ist. Am freien Ende des Hebels 17 ist zur Erzeugung eines Unterdruckes angeschlossen. ein Magnetanker 19 befestigt, der mit einer über ihm

Das beschriebene Eindrehwerkzeug arbeitet wie angeordneten Spule 20 mit Kern zusammenarbeitet, folgt: Die WeUe 2 wird von einem Antriebsmotor an- 35 Bei Erregung dieser Spule mit Wechselstrom wird der getrieben und befindet sich während der Benutzung Hebel 17, da der magnetisierbare Anker 19 durch den des Werkzeuges ständig in Rotation, so daß der Elektromagneten 20 abwechselnd angezogen und abSchraubenzieher 7 ständig in Umdrehung versetzt gestoßen wird bzw. abwechselnd angezogen wird und wird. Die zu verarbeitenden kleinen Schrauben wer- abfällt, in Richtung des Doppelpfeiles F 3 in Schwinden zweckmäßigerweise für die Aufnahme durch das 40 gungen versetzt. Dadurch wird in bekannter Weise Werkzeug derart bereitgelegt, daß sie mit ihren die Kammer der Pumpe durch die elastische Mem-Köpfen nach oben weisen. Das kann beispielsweise ' bran 12 abwechselnd komprimiert und expandiert, dadurch geschehen, daß man sie auf einem Netz mit wobei während der Expansion ein Ansaugen durch entsprechend engen Maschen oder einer anderen, die Leitung 15 und damit die Erzeugung des Unterperforierten Fläche rüttelt, wodurch die Schräubchen 45 druckes in der Kammer 9 des Werkzeugkopfes und mit ihren Bolzen durch die Maschen des Netzes hin- bei der Kompression das Ausstoßen der Luft durch durchragen und mit der Unterseite ihrer Köpfe auf ' die Leitung 21 erfolgt, dem Netz liegen.. Der Elektromagnet 20 ist nun in Richtung des

Über das Ansatzröhrchen 10 werden mit Hilfe Doppelpfeils F 4 parallel zum Hebel 17 verschiebbar einer Vorrichtung, wie sie beispielsweise nachstehend 50 auf einer Führungsschiene 22 gelagert. Je nach der noch näher beschrieben wird, ein Unterdruck in der Stellung des Elektromagneten 20 relativ zum Magnet-Kammer 9 und damit ein Sog in der Düse 8 erzeugt. anker 19 am Hebel 17 wird nun der wirksame Ma-Indem man nun das Werkzeug ans einem Gehäuse- gnetfluß zwischen Elektromagneten und Magnetteil 1 ergreift und die öffnung der Düse 8 im Werk- anker 19 und damit die Kraft verändert, welcher der zeugkopf 3 über den Kopf der aufzunehmenden 55 Hebel 17 bei Erregung des Elektromagneten 20 unter-Schraube hält, wird diese Schraube durch den er- liegt. Auf diese Weise läßt sich sehr einfach die wähnten Sog in die Düse 8 hineingezogen und legt Schwingungsamplitude des Hebels 17 und damit die sich sofort mit ihrem Kopf an die Spitze des sich Größe des erzeugten Unterdrucks variieren und eindrehenden Schraubenziehers 7 an. Dabei erfolgt stellen, ohne daß der Erregerstrom für den Elektroselbsttätig die Einrastung der Schneide des Schrau- 60 magneten 20 geregelt zu werden braucht, benziehers 7 in die Nut des Sehraubenkopfes, so daß Damit auch Schrauben, deren Kopfdurchmesser

von diesem Augenblick an die Schraube, immer noch wesentlich kleiner als der Innendurchmesser der durch den Unterdruck in der Kammer 9 gehalten, be- , Düse 8 ist, auf die beschriebene Weise sicher aufreits mit dem Schraubenzieher rotiert. Nun wird das genommen werden können und koaxial zur Achse Eindrehwerkzeug in bekannter Weise mit seinem 65 des Werkzeuges orientiert gegen die Schneide des Kopf auf die zu verschraubende Öffnung aufgesetzt Schraubenziehers 7 zur Anlage kommen, sieht die und nach unten gedrückt. Dabei schiebt sich der Erfindung ferner vor, die Kammer 9 mit einem Werkzeugkopf 3 entgegen der Wirkung der Feder 5 pulsierenden Unterdruck zu speisen. Auf diese Weise

erfahren die Schrauben in der Düse 8 eine ständige axiale Vibrationsbewegung, wobei selbstverständlich die Halbwelle negativen Druckes größer als die Halbwelle positiven Druckes gewählt wird, so daß der Mittelwert des pulsierenden Unterdruckes unter dem Atmosphärendruck liegt und die Schraube, in axialer Richtung vibrierend, nach oben gezogen wird. Dabei kann die Spitze der positiven Druckhalbwelle vorzugsweise größer als der Atmosphärendruck sein, damit die Abwärtsamplituden der Schraube während der vibrierenden Annäherung nicht lediglich allein durch das Gewicht der Schraube, sondern durch einen echten Druckstoß verstärkt werden.

Durch eine derartige Vibration wird mit Sicherheit erreicht, daß die anfänglich möglicherweise verkantet in der Düse 8 liegende Schraube während der Aufwärtsbewegung ihre koaxiale Orientierung einnimmt. Selbstverständlich kann der beschriebene Betrieb mit pulsierendem Unterdruk mit Vorteil auch bei Schrauben angewendet werden, deren Kopfdurch- ao messer kaum kleiner als der Innendurchmesser der Düse 8 ist, um ein etwaiges Verkanten der Schrauben mit Sicherheit zu verhindern.

Eine einfache Möglichkeit zur Erzeugung des erwähnten pulsierenden Unterdruckes besteht darin, daß der Elektromagnet 20 nach Fig. 2 in der Richtung des Doppelpfeiles F 4 auf der Führungsschiene 22 mit geeigneter Frequenz hin- und herbewegt wird. Dadurch werden die Anzugskraft, die Amplitude des Hebels 17 und damit die Größe des Unterdruckes periodisch verändert.

Selbstverständlich kann zur Erzeugung des Unterdruckes sowie auch zur Erzeugung eines pulsierenden Unterdruckes jede andere beliebige Pumpenvorrichtung bekannter Art verwendet werden.

Die Erfindung sieht weiterhin vor, die durch den Werkzeugkopf 3 aufgenommene Schraube während ihrer Aufwärtsbewegung infolge des Unterdrucks in Rotationsrichtung des Schraubenziehers in Drehung zu versetzen, um auf diese Weise die relative Drehgeschwindigkeit zwischen Schraubenzieher und Schraube zu verringern. Da, wie bereits erwähnt, der Schraubenzieher 7 ständig angetrieben wird und rotiert, wird eine sich nicht drehende Schraube, wenn die Schneide des Schraubenziehers 7 bei Anlage der Schraube in die Nut des Schraubenkopfes eingreift, schlagartig mitgenommen, was wegen der ruckweisen Beanspruchung der Schraubenzieherschneide unerwünscht sein kann. Zur Erzeugung einer derartigen Drehbewegung der Schraube bei ihrer Aufwärtsbewegung innerhalb der Düse 8 kann erfindungsgemäß beispielsweise eine transversale und bzw. oder axiale Vibrationsbewegung dienen, welcher der Werkzeugkopf 3 in geeigneter Weise ausgesetzt wird. Andererseits kann auch der Schraubenzieher einer derartigen transversalen und bzw. oder axialen Vibrationsbewegung unterworfen werden. Diese Vibration kann in Resonanz mit der Rotationsbewegung des Schraubenziehers erfolgen.

Eine weitere Möglichkeit zur Erzeugung der Drehbewegung der Schraube besteht darin, daß die Innenwand der Düse 8 nach Art eines gezogenen Gewehrlaufes mit Spiralnuten versehen wird, welche der aufwärts bewegten Schraube einen Drall verleihen.

Wie an sich bekannt, können die zu verarbeitenden Schrauben dem Werkzeugkopf 3 auch automatisch nacheinander zugeführt werden, wozu vorteilhafterweise ein Zuführungskanal an den Werkzeugkopf derart angeschlossen wird, daß er, ähnlich wie das Ansatzröhrchen 10, von der Seite her radial in die Düse 8 mündet. Der Durchmesser dieses Zuführungskanals ist derart bemessen, daß ihn die Schrauben nur einzeln nacheinander passieren können. Zur Erzeugung der Zuführungsbewegung selber kann von demselben Unterdruck Gebrauch gemacht werden, der ohnehin zum Ansaugen der Schrauben innerhalb der Düse 8 erforderlich ist.

Da der Zuführungskanal, wie erwähnt, seitlich in die Düse 8 mündet, wird selbstverständlich auch in diesem Zuführungskanal ein Sog erzeugt, welcher die im Kanal zunächst liegende Schraube in die Düse 8 hineinzieht, wo sie dann, infolge des gleichen Unterdruckes, aufwärts bewegt wird. Wenn der Durchmesser der Schrauben groß genug ist, so daß durch sie die Düse 8 weitgehend verstopft wird, kann sich der Unterdruck, solange sich eine Schraube in der Düse 8 befindet, nicht mehr in ausreichendem Maße auf den Zuführungskanal auswirken, womit die Zufuhr einer weiteren Schraube selbsttätig unterbunden wird. Ist der Durchmesser der Schrauben jedoch wesentlich kleiner als die Düse 8, so daß auch bei Gegenwart einer Schraube in der Düse 8 ein merklicher Sog auf den Zuführungskanal wirkt, dann kann man von Hand oder automatisch durch die Schraube betätigte Mittel vorsehen, um die Erzeugung eines Unterdruckes im Zuführungskanal so lange zu sperren, bis die im Werkzeugkopf befindliche Schraube eingedreht worden und die Düse 8 zur Aufnahme der nächsten Schraube frei geworden ist.

Um zu erreichen, daß die Schrauben durch den Zuführungskanal in der richtigen Orientierung zugeführt werden, wird vorzugsweise ein solcher Kanal mit einem etwa der Schraubenform angepaßten Profil ausgebildet. Hierzu würde der Kanal aus einer Nut bestehen, in welche die Schrauben mit ihren Bolzen nacheinander geführt werden, während der Schraubenkopf, nach oben gerichtet, auf den Rändern der Nut gleitend aufliegt.

Erforderlichenfalls kann zur Unterstützung der Hubbewegung der Schrauben am Werkzeugkopf 3 auch noch ein die Düse 8 umgebender, ringförmiger Dauermagnet angeordnet sein.

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Eindrehwerkzeug, insbesondere für kleine Schrauben, wobei die zu verarbeitenden Schrauben pneumatisch in eine die Schraubenzieherschneide umgebende Kammer befördert werden, dadurch gekennzeichnet, daß in der in Verlängerung des Schraubenziehers (7) mit einer Düse (8) ausgestatteten Kammer (9) ein Unterdruck zur Aufnahme einzelner Schrauben erzeugt wird.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des Unterdrucks einstellbar ist.

3. Werkzeug nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an die Kammer (9) über einen Stutzen (10) eine Membranpumpe (11 bis 18) angeschlossen ist, deren Membran (12) durch einen elektromagnetisch betätigten Hebel (17) bewegt wird.

4. Werkzeug nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (20) eines

Elektromagneten relativ zu einem mit dem Ende eines Hebels (17) verbundenen Anker (19) verschiebbar und damit die Amplitude der Hebelbewegung einstellbar ist.

5. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur koaxialen Ausrichtung der Schrauben in der Düse (8) ein pulsierender Unterdruck an die Kammer (9) angelegt wird.

6. Werkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckspitzen bei pulsierendem Unterdruck oberhalb des Atmosphärendruckes liegen.

7. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrauben während des Ansaugens in der Düse (8) zur Verringerung der relativen Drehgeschwindigkeit zwischen dem ständig rotierenden Schraubenzieher (7) und der aufzunehmenden Schraube in Drehung versetzt werden.

8. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugkopf (3) eine transversale und bzw. oder axiale Vibrationsbewegung ausführt.

9. Werkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schraubenzieher (7) eine Vibrationsbewegung ausführt.

10. Werkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand der Düse (8) nach Art eines gezogenen Laufes mit eingelassenen Spiralnuten versehen ist.

11. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Unterstützung der Schraubenaufnahme am Werkzeugkopf (3) ein die Düse (8) umgebender ringförmiger Dauermagnet angeordnet ist.

12. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine automatisch die Schrauben dem Werkzeug zuführende Vorrichtung vorgesehen ist, welche aus einem radial in die Düse (8) mündenden Zuführungskanal besteht, den die Schrauben einzeln unter der Wirkung des Unterdrückes passieren.

In Beträcht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 574 127;
USA.-PatentschriftenNr. 2 973 021, 2 989 996.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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