DE1527542B2 - Schrauber - Google Patents
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- B25B23/00—Details of, or accessories for, spanners, wrenches, screwdrivers
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- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
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- B23P19/04—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes for assembling or disassembling parts
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Description
Die Erfindung betrifft einen Schrauber mit einem in axialer Richtung geführten Spindelgehäuse sowie
einer mit einer fest am Maschinenständer angeordneten drehmomentabhängigen Kupplung verbundenen
Spindelantriebswelle.
Bei derartigen Schraubern, die insbesondere zum Einbringen von Schrauben benötigt werden, muß auf
den Arbeitskopf einerseits ein Drehmoment und mit eine ordnungsgemäße Funktion erfolgt. Bei bekannten
Schraubern erfolgt ein gleichmäßiger Vorschub meistens über einen pneumatischen Antrieb, es
erfolgt also ein gleichmäßiger axialer Druck in Vorschubrichtung. Das Drehmoment wird dabei über
eine drehmomentabhängige Kupplung übertragen. Das notwendige Drehmoment ändert sich jedoch längs
des Einschraubweges der Schrauber.
Mit den bekannten Vorrichtungen dieser Art ist jedoch eine Abstimmung der Axialkraft und des
Drehmomentes nicht möglich. Hinzu kommt, daß bei den bekannten Schraubern ständig die Arbeitsspindel
rotiert. Beim Aufsetzen der Arbeitsspindel auf den Schraubenkopf besteht die Gefahr, daß der Schraubenkopf
von der rotierenden Spindel beschädigt wird.
Es ist bekannt, axiale Bewegungen in Drehbewegungen umzusetzen, dabei also mit einer Axialkraft
ein Drehmoment zu erzeugen, beispielsweise über einen Kugelkäfig, dessen Kugeln in schraubenlinien-
förmige Kugelbahnen einer Kugelbüchse eingreifen (französische Patentschrift 634 924). Bekannt ist ein
Schlagschrauber, bei dem die Schlaghülse und die darin federnd eingesetzte Arbeitsspindel mit dem
5 Schraubkopf kraftschlüssig über Kugeln und schraubenlinienförmige
Kugelführungsbahnen verbunden sind (britische Patentschrift 867 602). Durch Schlagen
auf die Schlaghülse wird die Arbeitsspindel und der Schraubenkopf jeweils in eine Drehbewegung
ίο versetzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schrauber der genannten Art so auszubilden, daß
während des Spindelvorschubes automatisch eine Anpassung der Axialkraft an das notwendige Drehmoment
erfolgt, und bei dem außerdem ein selbständiger Eingriff einer Arbeitsspindel in den Schraubenkopf
erfolgt.
Ausgehend vom genannten Stand der Technik wird die Aufgabe der Erfindung an einem Schrauber der
eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß in dem Spindelgehäuse mittels Axiallagern ein an der Spindelantriebswelle
sitzender, hülsenförmiger Kugelkäfig gelagert ist, und innerhalb des Kugelkäfigs eine in
axialer Richtung nachgiebig gehaltene, eine Arbeitsspindel tragende Kugelführungsbüchse mit steigenden
Kugelführungsbahnen für die Kugeln des Kugelkäfigs sitzt.
Nach einer besonderen Ausführungsart wird die Kugelführungsbüchse im Kugelkäfig durch eine
Schraubenfeder in Arbeitsrichtung gedrückt.
Zur Weiterbildung der Erfindung gehört auch das Merkmal/ daß die in Axialrichtung verschiebbare
Spindelantriebswelle über eine Klauenkupplung mit der fest am Maschinenständer angeordneten drehmomentabhängigen
Lamellenkupplung in Eingriff bringbar ist.
Der erfindungsgemäße Schrauber hat den Vorteil, daß sich der Axialdruck der Vorrichtung gewissermaßen
dem Drehmoment der Schraube in der Bohrung anpaßt. Die Arbeitsspindel läuft gewissermaßen
der Schraube nach.
Bei höherem gefordertem Drehmoment der Schraube erhöht sich infolge der Kraftübertragung
über die schraubenlinienförmigen Kugelführungsbahnen der Axialdruck, der jedoch durch das maximale
Drehmoment begrenzt ist.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist darin zu sehen, daß die Arbeitsspindel
zunächst ohne Drehbewegung zum Schraubenkopf herangeführt wird, nach dem Aufsetzen unter dem
Druck des Kugelkäfiges mit den Kugeln eine Drehung ausführt und dabei mit ihrem Schraubkopf selbsttätig
in die Nut des Schraubenkopfes hineinkommt. Erst danach wird über die Klauenkupplung die
Arbeitswelle angetrieben. Es wird dadurch vermieden, daß der Schraubenkopf von einer rotierenden
Spindel beschädigt werden kann.
Ein derartiger Schrauber ist für Schrauben aller Art, wie Gewindestifte, Kopfschrauben, Schrauben
mit Mehrkantköpfen, Schlitzschrauben, Imbusschrauben u. dgl. verwendbar.
An Hand eines abgebildeten Ausführungsbeispieles wird im folgenden die Erfindung erläutert. Es zeigt
F i g. 1 eine teilweise geschnittene schematische Gesamtansicht eines Schraubers mit einer mehrteiligen
Spindel,
F i g. 2 einen Schnitt durch das Spindelgehäuse, F i g. 3 eine perspektivische Darstellung der Kugel-
3 4
führungsbüchse und eines Teiles des Spindelgehäuses Die Arbeitsweise des beschriebenen Schraubers ist
und folgende: Die einzudrehenden Schrauben werden in F i g. 4 einen Schnitt durch die Antriebskupplung. die zugehörigen Gewindelöcher eingesetzt und durch
Zunächst wird auf die F i g. 1 Bezug genommen. abgefederte Kugeln, Führungsstangen oder andere an
Über eine mit Keilriemen 3 angetriebene Lamellen- 5 sich bekannte Hilfsmittel gehalten. Die Lamellenkupplung
2 in einem Kupplungsgehäuse 1 kann der kupplung 2 ist ständig angetrieben, so daß der
Antrieb der Spindelantriebswellen 4, 9, 8 erfolgen. Das Klauenflansch 27 fortgesetzt umläuft. Wie man ins-Kupplungsgehäuse
1 ist an einem nicht dargestellten besondere aus F i g. 1 ersieht, dreht sich die Spindel-Maschinenrahmen
festgehalten. Zur Vorschubsteue- antriebswelle 4 zunächst nicht, da der Klauenkopf 31
rung dient ein vorzugsweise pneumatisch betätigter io mit dem Klauenflansch 27 nicht im Eingriff ist. Zur
Hubzylinder 5, an dem mit einem Ausleger 6 ein Einschaltung des automatischen Arbeitsablaufes wird
Spindelgehäuse 7 befestigt ist. In dieses Spindel- nunmehr der Hubzylinder 5 eingeschaltet, wodurch
gehäuse 7 ragt von oben die Spindelantriebswelle 8, sich das Spindelgehäuse 7 mit der Arbeitsspindel 10
welche mit der Spindelantriebswelle 4 über die Spin- absenkt. Im Laufe dieser Vorschubbewegung setzt
delantriebswelle 9 gekoppelt ist. Somit ist der Ab- 15 der Einschraubkopf 11 auf einen Schraubenkopf auf.
stand des Spindelgehäuses 7 von der Spindelantriebs- Durch den entstehenden Axialdruck beim Aufsetzen
welle veränderbar. Aus dem Spindelgehäuse 7 ist wird die Arbeitsspindel 10 verdreht,. wobei der Arnach
unten die Arbeitsspindel 10 mit dem Ein- beitskopf 11 sich selbsttätig in den Schlitz einer Kopfschraubkopf
11 herausgeführt, der im Ausführungs- schraube hineindreht. Beim weiteren Vorschub des
beispiel in den Schlitz einer Kopfschraube hinein- 20 Spindelgehäuses 7 wird der Klauenkopf 31 an der
paßt. Ein solcher Einschraubkopf kann auch eine Spindelantriebswelle 4 in den Klauenflansch 27 an
Mehrkanthülse für Mehrkantschraubköpfe, eine der Lamellenkupplung hineingezogen. Nunmehr wird
Kreuzschneide für Kreuzschlitzschrauben, ein Mehr- die Arbeitsspindel 10 ständig angetrieben, der Einkantprisma
für Imbusschrauben oder eine andere Schraubvorgang des Schraubers beginnt. Form besitzen. 25 Während des Einschraubvorganges kann die Ar-In
den F i g. 2 und 3 sind Einzelheiten des Spindel- beitsspindel 10 unter der Führung der Kugelführungsgehäuses
7 erläutert. Dieses Spindelgehäuse ist am bahnen 20 innerhalb des Kugelkäfigs 13 geringe axiale
Ausleger 6 kraftschlüssig angeklemmt oder in anderer Bewegungen ausführen, womit sich die Axialkraft
Weise gehalten. Innerhalb des Spindelgehäuses ist jeweils selbsttätig nachregelt und somit Ungleichmittels
Axiallagern 12 ein zylindrischer Kugelkäfig 13 30 mäßigkeiten im Gewinde ausgleicht. Die jeweilige
gelagert, welcher seinerseits an die Spindelantriebs- Axialkraft wird durch das geforderte Drehmoment
welle 8 angeflanscht ist. Der Kugelkäfig 13 besitzt der Schraube sowie durch die Steigung der Kugelvorzugsweise
vier, jeweils um 90° gegeneinander führungsbahnen 20 bestimmt. Bei erhöhtem Widerversetzte
Öffnungen 14 und 15, von denen die zwei stand der Gewinde beispielsweise steigt auf Grund
einander diametral gegenüberliegenden Öffnungen 14 35 des höheren geforderten Drehmomentes der Axialzur
Aufnahme von Kugeln 16 dienen. In die beiden druck an. Dieser Druck ist jedoch durch das maxianderen ebenfalls einander diametral gegenüber- male Drehmoment begrenzt, so daß dadurch verstehenden
Öffnungen 15 greifen Klemmnocken 17 mieden wird, daß das Gewinde unter zu starkem
einer Gleithülse 18 ein, welche die Kugelöffnungen Axialdruck beschädigt werden kann und gleichzeitig
14 abschließt. In den Kugelkäfig 13 ist eine Kugel- 4° das Drehmoment aufzehrt.
führungsbüchse 19 eingesetzt, mit welcher die den Die Einschraubbewegung wird so lange fortgesetzt,
Einschraubkopf 11 tragende Arbeitsspindel 10 ver- bis die Lamellenkupplung 2 bei Erreichen des maxikeilt
ist. Die Kugelführungsbüchse besitzt zwei ein- malen Anzugmomentes rutscht. Nunmehr schaltet in
ander diametral gegenüberliegende, Schraubenlinien- üblicher Weise der Hubzylinder auf Rücklauf um,
förmige Kugelführungsbahnen 20, in denen die Kugeln 45 so daß das Spindelgehäuse 7 mit der Arbeitsspindel
16 sich abwälzen. Die Kugelführungsbahnen 20 stei- 10 wieder angehoben wird.
gen entgegen der in F i g. 3 durch einen Pfeil ange- Der Kugelkäfig ermöglicht eine stetige Kraftüberzeigten
Drehrichtung der Spindelantriebswelle 8 an. tragung über die gesamte Länge des Einschraub-Vorzugsweise
wählt man eine Steigung von 30°. weges, obwohl die Lamellenkupplung 2 unverschieb-Zwischen
der Stirnfläche 21 der Kugelführungsbüchse 50 bar gehalten ist. Während des Einschraubvorganges
19 und der Stirnwand 22 des Kugelkäfigs 13 stützt verschiebt sich die Kugelbüchse mit der Arbeitssich
eine Schraubendruckfeder 24 ab. spindel in entsprechendem Maße innerhalb des Kugel-Einzelheiten
der drehmomentabhängigen Lamel- käfigs, v/obei ständig infolge der Kraftübertragung
lenkupplung 2 ergeben sich aus F i g. 4. Die Lamel- über Kugeln und Kugelführungsbahnen der notwenlenkupplung
2 ist in üblicher Weise in Kugellagern 55 dige Axialdruck sowie auch das erforderliche Dreh-25
gelagert und besitzt ein Lamellenpaket 26, mit moment an der Arbeitsspindel zur Verfügung steht,
dem ein Klauenflansch 27 verbunden ist, in den ein Man kann innerhalb des Kugelkäfigs auch eine
entsprechender Klauenkopf 31 am Ende der Spindel- Mehrzahl von Kugeln sowie innerhalb der Kugelantriebswelle
4 eingreifen kann. Zur Einstellung des führungsbüchse eine Mehrzahl von Kugelführungsvon
der Kupplung zu übertragenden maximalen 60 bahnen vorsehen. Die Verwendung von Kugeln ist
Drehmomentes dient eine Schraubendruckfeder 28, hinsichtlich der Reibungsverhältnisse am günstigsten,
welche mittels einer Stellschraube 29 über einen Ge- doch kann man statt dessen auch Gleitstücke mit
windering 30 eingestellt werden kann. entsprechenden Gleitführungen verwenden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Schrauber mit einem in axialer Richtung geführten Spindelgehäuse sowie einer mit einer
fest am Maschinenständer angeordneten drehmomentabhängigen Kupplung verbundenen Spindelantriebswelle,
dadurch gekennzeichnet, daß in dem Spindelgehäuse (7) mittels
Axiallagern (12) ein an der Spindelantriebswelle (8, 9, 4) sitzender, hülsenförmiger Kugelkäfig (13)
gelagert ist und daß innerhalb des Kugelkäfigs eine in axialer Richtung nachgiebig gehaltene,
eine Arbeitsspindel (10) tragende Kugelführungsbüchse (19) mit steigenden Kugelführungsbahnen
(20) für die Kugeln (16) des Kugelkäfigs (13) sitzt.
2. Schrauber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Kugelkäfig (13) eine sich
gegen die Kugelführungsbüchse (19) abstützende Schraubenfeder (24) angeordnet ist.
3. Schrauber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelführungsbahnen (20)
der Kugelführungsbüchse (19) linksgängig schraubenlinienförmig angeordnet sind.
4. Schrauber nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Kugelkäfigs
(13) zwei einander diametral gegenüberliegende Kugeln (16) sowie an der Kugelführungsbüchse
(19) zwei Kugelführungsbahnen (20) vorgesehen sind.
5. Schrauber nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die in Axialrichtung
verschiebbare Spindelantriebswelle (4) über eine Klauenkupplung (27, 31) mit der fest am Maschinenständer
angeordneten drehmomentabhängigen Kupplung (2) in Eingriff bringbar ist.
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