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Vorrichtung zum selbsttätigen Eindrehen von Inserts Die Erfindung
bezieht sich auf eine Vorrichtung zum selbsttätigen Eindrehen von Inserts in Öffnungen
eines Werkstükkes, Insbesondere zum EinfÜhren von Inserts in Holz, Plastikwerkstoff,
Aluminium oder anderes verhältnismäßig weiches Material. Es ist bekannt, daß ein
Insert im wesentlichen aus einem rohrförmigen metallischen Teil, beispielblweise
aus Stahl, besteht, welches ein inneres und ein äußeres Gewinde aufweist. Soll ein
Bolzen oder eine Schraube in ein aus solchem Material bestehendes Werkstück eingeschraubt
werden, so ist es bekannt, zunächst ein metallisches Insert in eine darin ausgebildete
Öffnung einzuschrauben, so daß das Insert die Schraube aufnimmt und nicht die Schraube
in das Material selbst eingeschraubt wird, wodurch-vermieden wird, daß die mit Gewinde
versehenen Bereiche des verhältnismäßig weichen Werkstückes unnötig beansprucht
werden und auch die Wahrscheinlichkeit ausgeschaltet wird, daß ein Ausreißen dieser
Gewinde erfolgt.
Obwohl sich die Erfindung in erster Linie auf hohle,
rohrförmige Insertteile bezieht, sollen im Rahmen der Erfindung auch solche Inserts
inbegriffen sein, bei welchen ein mit einem Gewind-- versehener Bolzen in ein verhältnismäßig
weiches Werk#"#ück getrieben wird und ein vorspringendes 1 mit einem
Gewinde versehenes / metallisches Teil für die darauffolgende Anordnung von
Gegenständen an demselben verwendet wird.
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Unter-Berücksichtigung des oben An.-efÜhrten ist es Aufgabe der Erfindung,
eine Vorrichzung zum automatischen Einführen von Inserts in ein 'b,.,er:zstück zu
schaffen.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine solche Vorrichtung
zu schaffen, bei welcher die des Inserts in einer zu der Oberfläche des Gegenstandes
genau rechtwinkelig verlaufenden Richtung gewährleistet ist. Eine weitere Aufgabe
der Erfindung ist, eine automatische Eindrehvorrichtung zu schaffen, welche zun#ichst
in Bewegung gesetzt und gesenkt wird, damit das gewünschte Eindrehen des Inserts
bewirkt wird, wonach die Vorrichtung automatisch umgesteuert -wird, um derart außer
Verbindung mit dem eingeführten Insert zu gelangen und die Vorrichtung nochmals
automatisch die Eindrehrichtung umkehrt, wenn die Eindrehvorrichtung eine obere
Stellung erreicht,
so daß derart ein weiteres Insert 'in Eindrehstellung
gebracht werden kann.
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Erfindungsgemäß werden diese Aufgaben dadurch gelöst, daß an einer
Grundplatte ein Traggestänge an#;cordnet ist, dessen freie Seite in Richtung auf
eine Auflagefläche für ein WerL-stück zu und von dieser weg, sowie in horizontaler
Richtung, beweglich ist und an dem Traggestänge ein in seiner Drehrichtung umsteuerbarer
Motor angeordnet isL, von dem ein Gewindedorn ausgeht, dessen Gewinde dem Gewinde
des Inserts entspricht und Motorumsteuereinrichtungren vorgesehen s'ind, von denen
die eine der#irt mit dem Gestän-e zusam.menwirkt, daß sie nach einer be,#,-,ir.imten
Aufwärtj3schwenkung des Gestänges die 1.,lotordrehrichtung in Insert-Eindrührichtung
umsteuert, und die andere Umsteuereinrichtun- derart ausgebildet ist, daß sie, z-B.
mit Hilfe eines Tasters, die 'll",'lotordrehrichtung urilsteuert, sobald die Lewegung
des Gestänges einen vorbestimmten Abstand von der Oberfläche des Werkstückes erreicht
hat.
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In den beiliegenden Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
dargestellt.
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Hierbei zeigt: Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsge-nä#llü-.1
automatischen Eindrehvorrichtung fÜr Inserts, Fig. 2 eine D.-aufsicht der Vorrichzung
nach Fig. 1,
Fig. 3 eine vergrößerte Vorderansicht
der Eindrehvorrichtung in der ':>Lellung, in welcher sich die Teile vor dem Eindrehen
des Inserts befinden, Fig. 4 eine Teilseitenansicht des Umkehrmechanismus gemäß
der Erfindung in der oberen Stellung der Eindrehvorrichtung, und Fig-
5 eine schematische Kreislaufdarstellung der automatischen Eindrehvorrichtung.
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Fig.
1 zeigt im einzelnen eine Grundplatte
10, an welcher
ein mit einem Schwenkzapfen 12 versehenes Trägerteil
11
befestigt ist. An
dem Zapfen 12 ist ein Ausleger
13 in der
äußeren Ende einen Kopf 14 mit einer innen vorgesehenen Buchse auf, innerhalb welcher
eine senkrecht verlaufende Tragsäule
15 einer Parallelogrammführung
16 drehbar angeordnet ist.
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Die Parallelogrammführung 16 ist-außer von der Tragsäule
15
von im Abstand voneinander angeordneten, schwenkbar an den mit
19 bzw. 20 bezeichneten Stellen mit der Säule 15 verbundenen Führungsarmen
17 und 18 gebildet. Eine Motortragsäule 21 weist-die Schwenkverbindungen
22, 23 auf, die in ihrem Abstand voneinander den Drehpunkten 19 und
20 entsprechen,
wobei der Führungsarin 17 mit dem Drehpunkt
22 und der FÜhrungsarm 18 mit dem Drehpunkt 23 verounden ist.,-Die
Parallelogranimführung kann nach oben und nach unten geschwenkt werden und die Motortragsäule
21 verläuft in jeder Schwenkstellung parallel zu der Säule 15.
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Eine Ausgleichfeder 24 ist schräg zwischen den Führungsarmen
17 und 18 angeordnet und bewirkt eine Gegenkraft zu dem Gewicht der
noch zu beschreibenden, an der Motortragsäule 21 vorgesehenen Motoranordnung. Vorzugsweise
isi die Feder 24 an ihren Enden mit verstellbaren Manschetten 24 a bzw. 24
b verbunden', welche an den Führungsarmen 17 und 18 längs verschiebbar
sind und derart eine veränderliche Gegenkraft ausÜben. Nicht gezeigte Befes'tigungs;-,iittal
können zum Anbringen der Manschetten 24 a, 24 a in jeder beliebigen Stellung
an den Führungsarmen verwendet werden.
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Eine Antriebsmotoranordnung ist seitlich von dem unteren Ende
31 der Motortragsäule 21 angeordnet. Die Anordnung ,weist einen Befestigungsarm
32 auf, der sich seitlich von der Säule 21 erstreckt und an seinem äußeren
Ende'cinen Antriebsmotor M trägt. Vorzugsweise ist der 1"lotnr >I ein Üblicher umsteuerbarer
Druckluftmotor oder Schlagantrieb. Die Betätigung des Schlagantriebs ist in der
vorliegenden Erfindung nicht inbegriffen. Die Erfindung schließt sowohl Druckluftmechanismen
als auch elektrisch betriebene Mechanismen, die umsteuerbar sind, ein.
Der
Befestigungsarm 32 weis-G einen querlau.rend,n Tragflansch 33 auf,
an da3sen Enden sich je eine Öffnung befindet. Der Motor M ist an
dem Befestigungsarm von einer :Zette 311 gohalten, deren Enden mit Gewindebolzen
35, #6 verschen sind, welche durch die im Abstand voneinander vorgesehenen
Öffnungen in den Flansch 33 führen. Ailf die Bolzen 35 bzw-
36 geschraubte Spannmutter'n 37, 38 ziehen die Nette fest um das Gehäuse
des Motors l\I.
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Aus Vorstehendem geht hervor, daß der Motor von seiner Aufnahme zum
Regulieren, Reparieren oder dergl. einfach abnehmbar ist.
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Ein Tiefentaster 39 (Fig. 3) ist an der Anuriebsinotoranordnung
30 vorgesehen, welchertin Steuerventil in einer im Nachfolgenden näher beschriebenen
Weise auslöst und dadurch eine Umsteuerung der Antriebsrichtung bewirkt.
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Wie am besten aus Fig. 1 und 3 ersichtlich, weist der
Tiefenabtaster eine Manschette 40 auf, die das untere! einen kleineren Durchmesser
aufweisende Ende 41, des drehbaren Führun",-izylinders 42 des Antriebsmotors umgibt.
Wie insbesondere ;.iu#z Fig. 3 hervorgeht, können die 22anschette 40 und
deren im rechten Winkel zu ihr verlaufender Betes'##-""unzsarn 40 a freJ -nach oben
und unten bewegt werdene wie in ge.jtrichelten Linien in Fig. 3 am unter-en-Ende
41 der Spindel angedeuL,#t.
Die 2'#l'otoranor(Inung 30 weist
ein l-:-zÄagreclitf-,s Z>
auf, das sich im Abstand paraiiel zu dein Befestigungsarm
40 a befindet. Der Gleitschaft 47 sich von dem Arm 40 a nach oben, wobei die l#ö'ilest(--llung
des Schaftes mit Hilfe von Stellniuttern 48, 49 ist. An dem Tragstück 116 ist ein
Entlastungsventil an,7,jDi-une-., welches ein mit einem Ci"i%rinde verscheries uri-.-t,res
aufweist, das sich durch eine in dem Tra-'-ztüc".z l*IG bufindliche Öffnung
52 erstrec'.%-,z, wobei an dem TrL.,;.-;-cück förmige StÜtzIcaPP(e
53 befe-sti#;t ibt. Der er-
streckt sich durch eine Öffnung 53'in der
51 bis in dzu Bohrung 501des Liitli#stungsven-#ils 50 und üin rinjföri-.iiger
Flansch 47; dar fest mit dein Schaft 47 ver*--,ji,#t;en ist begren.--,# dessen Abwärtsbewegung
in der zzPl)e 53- S chr Z-b- en f L- d e r 54 ist senkrecht
zwischen der Kappe 53 unc: dcr Stel,-, 49 angeordnet, damit der 40 a nach
unten #;cdrückt wird.
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Das Ventil 50 weist an seinc-,.-z oberen Ende ui#.un Lurchlaß
55 auf, der zu der einen größeren Durchmesser z.-,Zlli-#-eisenden Solf.-rung
50' fÜhrt. Ein Kolben 56 j4.st«verschiebbar in der Bohru:.-55 angeordnet
und weist einen von seiner Unterseite vorspri:i-Senden Bolzen 5o' auf, gejen welc'.Aen
das inn,#re Ende des Schaftes 47 wirkt. Der Xo-lbcn 56 -.#7-ird nor:nalerii-u--'so
von einer Schraubenfeder 57 nach uiitcn-gedrÜc::t und schließt diu Ausi.a,aöffiiuil,;
50'. In dem :Zolben sind die rurc'l-.jän--, 59 angc--ordnet, welche
eine mit den 55 und r
herstellen, wenn der Kolben
56 in der nachfolZünd beschricbenen Weise nach oben bei-jegt wird.
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Aus Vorstehendem geht hervor, daß, wenn die Manschütte 40 und deren
damit verbundener Befestigungsarm 40 a nach oben bewegt werden, der Schaft 47 ebenfalls
nach oben bewegt wird. Folglich wird der Kolben 56 angehoben, so daß der
Durchlaß 58
mit dem Durchlaß 55 durch den Kolbendurchgang
59 in Verbindung gelangt.
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Die Tiefentasteranordnung ist nur oben anhand eines AusfÜhrungsbeispieles
beschrieben, welches vielfälti"-, abgewandelt werden kann.
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Ein Impulsventil
60 ist an der Motortragsäule 21 vorgesehen
und zwar in einer dem oberen Führungsarm
17 der Parallelo-
Führungsarmes
17 angeordnet ist. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, greift bei einer
Aufwärtsbewegung der ParallelogrammfÜhrung bis zu einer vorbestimmten Höhe der FÜhrungsarm
17 den Anschlag
61 an und drÜckt.denselben riach unten, wie nachfolgend
näher erläutert.
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Nachstehend wird der Betätigungsablauf der Einrichtung beschrieben.
Wie insbesondere in Fig- 5 gezeigt, wird dem Absperrda---,#>ventil
101 Über die Leitung 100 Druckluft zugeführt, damit die Anlage in
Betrieb gesetzt und der 'Motor angetrieben wird.
1. W
Wenn
der Kreislauf zuerst durch Betätigun- de-;- Veri-.---*ls 101 in Betrieb
gesetzt wird, wird das Drucl#z#ende dur %nlage durch das Vierwegeventil 102 mit
der Leitung 103 verbunden, welche zu einer der beiden ',k"lotoran;sch'LÜsse
fülirt. Die andere, von dem Motor wegführende Leitung 104 ist'durch ZD das Ventil
102 mit der Atmosphäre Über die Leitung 125 verbunden.
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Aus VÖrstehendem geht hervor, daß der Motor in ersten Richtung angetrieben
wird, da die Druckluft durch die Leitung 103 zugeführt wird. Die Stellung
der Teile in Fig- 5
entspricht der Anfan-sste#lluiij der Einrichtun,3, ivann
ein Insert eingedreht werden soll, wobei der Führungsarm 17
sich im Abstand
von dem Betätigungsanschlag 61 befindet. Das heißt, daß ein Insert I an dem
wit eine.-.i Gewinde versehenen Ende 45 des FÜhrungszylinders aufgenommen wird,
welcher im Uhrzeigersinn oder in der das Insert eindrehenden Richtung umläuft. Die
Bedienungsperson läßt daraufhin das Insert bis in eine gewünschte Stellunj in eine
in dem WerkstÜck ausgebildete Öffnung A, wie in 3 ersichtlich, hinab.
Das Insert wird fortschreitend in das -Iateria'L des "e--rieben Werkstücks von dem
umlaufenden FÜhrungszy14nder r bis das untere Ende der Manschette 40 die obere Fläche
des Werkstücks berÜhrt, zu welchem Zeitpunkt ein weiteres Eindringen des Inserts
in das WerkstÜck W bewirkt, daß die Manschette 40 nach oben bewegt wird.
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Ilenn die Manschette 110, der damit #rerbundene Befesuilungsmarm
40
a und der Schaft 47 im Verhältnis Z-(.1... '.#:Z)tor um einen ausreichenden
Weg, wie er Curc.i die S#-ellun#; cles lit bestiauat ist, nach oben geschobeil werden,
b,;ivc,-t sic'.-i der Kolben 56 des Ventils 50 nach oben und ö.-fnct
die Auz#laßöffnun- 53, so daß ein Ende der Leitung cler Atmosphäre li 1111
105 r.'; t in Verbindung gebracht wird. Das andere Lnde der Leitung
105 ist mit einer an dem gescizlloszjcnen Ende Gas Zusatzvontilb 1(,.# ausgehildeten
Kammer C verbunden, wobei das Zusat..#ven-.il verschiebbaren Kolben
107 z#u."'weist, welcher von der Feder auf das End'a 109 des Ventils
zu gedrückt wird. Au.#'z#rdem ist Leitung 105 Über die Leitung
1051 durch die Dros-seljzclle 103'
mit der Leitung 110 verbuiide-ti4
Dem Ende 109 das Ventils 106 wird normalerwuise Druckluft durch die
Laitung 110 zugeführt. Da jedoch der Druck an bei.-den Enden des Kolbens
107 durch die Leitun-,- 1.G51 wird, reicht die Kraft der Feder
103 in der C aus, u,:. den Kolben 107 in der in Figi
5 zrezeigten Stellung zu haltc-;.. Wird das Ventil 50 durch eine Aufwärtsbewegun,#;
dts KoIbens zur Atmosphäre geöffnet, sinkt der Druck ir, Kar.-.mar C pl#---.
lich, so daß der Druck in der Leitung 11.0 ausreichte, um den Kolben 107
nach rechts gegen die Kraft der Feder '.'0ö zu drük.-ken.
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Das Ventil lo6 weist oine Aüslaß%:#j##lrfnun" 111 zur Atmos häre.
P auf. Eine im Abstand vorl-esehe#ne Öffnu..j 112 des Vehtllg»i0(, ist über die
Leitung llj mit einer in
Ende 115 des Vieri%rogcvcntils
102 verbunC.(1111,1.
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Das Ventil 106 weist außerdem eine i-ic;iL'ere Drucköffnun#:
auf, die über die Leitung 117 mit einer Üffnung 118 am z,:it. ren
Ende 119 des Vierivegeventils 102 verLunden ist.
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Der Kolben 107 des Ventils !06 weist einen Verb--',.ndungsl.,i.-.ii
120 auf, der die Druckleitung 110 mit dur Leitung 117 vclbi«ndet,
wenn der Kolben --enügend weit nzzc'.-i rechz verschAbtwird. Gleichermaßen vurbindet
ein Verbindungs-#anal 121 der lZechtsverschiebun", des Kolbuns 107 die Lei'--ui-l";
113 1-nit Auslaßöffnung 111.
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Aus Vorstehendem geht "l-#ul-vor, daß die Büi.c-julig des Kolbei--,
C2
56 eine zeitweilige- küchtsverschielbung clus l",o:«Lie;-i.:;
107 z-:-r Folge hat, wobei durch diese Verschiebung die Lultung l-7 der Druckluft
und die Leitun3 113 mit der Atmosphäre in bindung gelangt.
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Aufgrund dieser Verbindung wird ulc-r i#olben 1-22 des Vieri,-(-,1,-.'
ventils 102 von der in Fiff.. 5 gezeig-cLrj. Stellung nach verschoben.
Als Folge dieser Verschiebu#ng nach rechts de:-Kolbens 122 wird Dein Druck der Leitung
123 in den Kanal des Kolbens 122 geleitet. Gleichermaßen wird die Auslaß1c-'-tung
125 als Folge einer solchen Versc'#-.-:Lebung mit dem Kanz-126 des Kolbens
1221-verbunden.
Die zum Motor führende Leitung 103 steht
jederzeit"init Kanal 126 in Verbindung und die Leitung 10 , 1 ist
immer w.!*. dem Kanal 124 verbunden. Derart wird als Ergebnis des Vi-,rschiebens
des Kolbens 122 na ch rechts durch die Leitung IC
auf den Motor ein Druck
ausgeübt und die Leitung 103 wird der Atmosphäre in Verbindung gebracht,
wodurch die Umlaufr tung des Motors M umgekehrt wird.
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Aufgrund des hohen Reibungskoeffizienten zwischen dem Inse und dem
Werkstück, in welches dieses eingedreht wurde, hat die Umsteuerung des Notors zur
Folge, daß der mit einem (le winde versehene FÜhrungszylinder 41 F-us den Innengewinden'
des Inserts herausgefÜhrt wird, wodurch der Führungszyli.rid frei von dem nunmehr
eingedrehten Insert ist. Der Motor lä nun in einer Richtung, Jie der zum Anbringen
eines weitere Inserts an dem Führungszylinder und dem Eindrehen eines so chen Inserts
erforderlichen Richtung entgegengesetzt ist. Folglich wird die Manschette 40 von
der Feder 54 nach unte gedrückt und der Schaft 47 bewegt sich auch abwärts, wobei
die Auslaßöffnung 58 des Ventils 50 geschlossen wird. Dies
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hat zur FQlge, daß der Druck in der Kammer C derart anstei daß er
gleich dem Druck ist, 'der gegen das linke Ende des Kolbens 107 wirkt, so
daß die Feder 108 den Kolben 107 in gez%eigte LInksstellung bewegt.
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Eine neuerliche Umlaufumkehr wird automatisch von der erfindungsgemäßen
Eindreheinrichtung fÜr Inserts7 bewirkt.'i)i erneute Umsteuerung erfolgt durch die
BediOnungsperson, in
dem diese den Arm 21 in die in 7ig. 4 gezeigte
obere S-Gellun",-bringt, zu welchem Zeitpunkt der Betätigungsanschlag
61 des Impulsventils 60 durch den Führun-sarm 17 niedor,-cdrÜc'.z.t
wir(i. Das Ventil 60 weist einen Kolben 130 auf, der von einer Feder
131 nach unten oder auf das Ende 132 des Ventils zu gedrückt wird..Die
Leitung 133 zu dem Ventil 60 ist immer mit der Druckmittelquelle verbunden,
*obei die Leitung 134 jederzeit mit der Atmosphäre in Verbindung steht.
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Die Leitung 135 verläuft von dem Ventil 60 zu dem rechten
Ende 115 des Kolbenraumes CI in dem Vierwegeventil 102. Glei-Z chermaßen
verläuft die Leitung136 von dem Ventlii 60 bis zu dem entgegengesetzten Ende
119 das Ventils 102. Normalerweise ist die Druckleitung 133 von der
Leitung 135
getrennt und-die Auslaßleitung 134 ist von-der Leitung
136
getrennt. Wenn jedoch der Betätigungsanschlag 61 das Ventils durch
eine Aufwärtsbewegung der Parallelogrammführung nach innen gedrückt wird, wird der
Kolben 130 in dem Ventil 60 nach oben geschoben, wodurch der Kanal'137
die Leitung 136 mit der-Leitung 134 und der Kanal 138 die Leitung
135 mit der Leitun"" 133 verbindet.
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Durch oben angefÜhrte Verbinc#,.i-#.gan wird der Kolber, 1.22 des
Vierwegeventils in d#JO ent,-c.",-,i1.-esetzte Richtung geschoben,
wodurch
die in Fig- 5 gezei-,a Auseangsz;tollung dc-s Veniiwieder eingonoimmen wird.
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Aus Obigem geht hervor, d-Z im Betrieb der derart umgesteuert wird,
daß er in einer Antriebsrichtung umläuft, wenn die Paralielogram.-#iführur#.- sich
in ihrer ober-a Stellung befindet. Wenn der Mfotor derart u-niläuft, kann das Insert
leicht auf dem Führungszylinder angebracht werden, indem das mit einem Innengewinde
verschone Teil des Insertin Eingriff mit dem Führun,-szylinder gebracht wird. Die
Bc:-dienungsperson senkt dann nur die FÜhrung, um das Insert in die gewünschte Öffnung
in dam Werkstück zu führen. Wenn der Tiefenabtaster durch das Eindrehen des Inserts
bis zu der gewünschten Tiefe in dem Werkstück niedergedrückt wirc:, wird das Ventil
50 betät2L"lrt, welches abwechselnIdas Zusatzventil 106 in Betrieb
setzt und den Kolben des VierwegevE#.z-.-tils 102 verschiebt, um einen rückläufigen
Umlauf des Antriebsmotors zu bewirken. Wie vorstehend angeführt, wird der Führungszylinder
aus dE.. Insert herausgeführt, wobei das Insert in der gewünschten Stellung verbleibt
und das nachfolgende Anheben der Paral-". -logrammfÜhrung durch die Bedienungsperson
###-ieder die Umla.L.'-richtung das Motors umkehrt, damit mÖglichst schnell ein
,weiteres Insert eingedreht werden kann.
Da an der erfindungsgemäßen
Einrichtun- #*,bäriderung#c-n durchgeführt iverden könnten und viele unterschie-#-liche
Ausführungsfornen im Rahmen der Erf--*ndung verwirklicl-.#. werden könnten, ist
der in obiger Beschreibung und dcn nungen dargestellte Gegenstand nur als reines
Ausführungsbeispiel zu betrachten. - 16 -