DE1703418A1 - Schraubenanziehmaschine - Google Patents

Description

Patentanwälte

Dipl. Ing. Walter Meissner München, 16. Mai 1968

Dipl. Ing. Herbert Tischer _er

Büro München

München 2,TaI 71

SociSte Anonyme GEDIO, AHHEOX (Frankreich)

Schraubenanziehmaschine

Die Erfindung bezieht sich auf Schraubenanziehmaschinen, die automatisch arbeiten·

Es ist bekannt, daß Schraubenanziehmaschinen dieser Art im allgemeinen einer Verteiler- bzw· Zuführeinrichtung zugeordnet sind, von der aus eine Schraube nach der anderen in eine Haltevorrichtung eingeführt wird, in der sie elastisch durch Backen gehalten wird, die auf ihren vorspringenden Kopf einwirken· Diese Haltevorrichtung ist im unteren !Seil eines Rohrstücks befestigt, das gegenüber dem eigentlichen Gehäuse der Schraubenanziehmaschine verschiebbar ist« Das Maschinengehäuse enthält einen Schraubenzieher, der durch einen pneumatischen oder elektrischen -Antriebsmotor in Drehung versetzt wird, meist unter Zwischenschaltung eines einstellbaren Drehmomentbegrenzers· Sobald eine Schraube von der Vorrichtung erfaßt ist, verschiebt die Bedienungsperson durch. Drücken das Maschinengehäuse axial gegenüber dem Eohrstückj das sich unter Zwischenschaltung der Schraube gegen die miteinander zu verschraubenden !eile legt· Die Längsverschiebung des Maschinengehäuses bringt also das vordere Ende des Schraubenziehers mit dem Kopf der Schrau-

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^^ Cm ^mm

be in Berührung, die infolgedessen durch Druck aus der Haltevorrichtung ausgestoßen und durch Drehen in die zu verbindenden Teile eingeschraubt wird»

Das Verschieben des Bohrstücks gegenüber dem Maschinengehäuse kompliziert den Aufbau der Haschine und erfordert Führungen, die die Starrheit des Aufbaus beeinträchtigen« Darüber hinaus wird infolge der Verschiebung die Montage der Schraubenanziehmaschine auf einem festen Rahmen erschwert, denn die .Arbeitsweise erfordert die axiale Verschiebung des Maschinengehäuses· Bisweilen ist es notwendig, Maßnahmen zu treffen, um das Verschieben der miteinander zu verbindenden Teile zu gewährleisten·

Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine Schraubenanziehmaschine zu schaffen, die die erwähnten Nachteile nicht aufweist und den verschiedenen Anforderungen der Praxis besser entspricht·

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Maschinengehäuse auf beiden Seiten eines Druckmittelanschlusses je ein Kolben vorgesehen ist, wobei der eine Kolben am Schraubenzieher befestigt ist, um dessen Längsverschiebung zur einzuziehenden Schraube hin und das Eindringen der Schraube in die zu verbindenden Teile zu bewirken, während der andere Kolben einen Antriebsmechanismus mit Drehmomentbegrenzer zwischen dem Schraubenzieher und dem Antriebsmotor betätigt·

Zur Rückführung des dem Antriebsmechanismus zugeordneten Kolbens kann eine Feder vorgesehen sein, die bei der axialen Verschiebung des Kolbens zusammengedrückt wird· In derselben Weise kann zur Rückführung des dem Schraubenzieher zugeordneten Kolbens auch eine Feder vorgesehen sein, jedoch wird gemäß der Erfindung bevorzugt, zur Rückführung des dem Schraubenzieher zugeordneten Kolbens in das Maschinen-

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gehäuse eingeführtes Druckmittel zu benutzen·

Die Zeichnung veranschaulicht zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung. Es zeigt:

Fig· 1 eine Seitenansicht einer senkrecht stehenden Schraubenanziehmaschine;

2 einen Längsschnitt zu Fig· 1;

3a und 3b Längsschnitte durch den unteren Teil der Maschine mit dem Schraubenzieher in seiner tiefsten Stellung;

Fig· 4 einen Längsschnitt durch den unteren

!Cell einer weiteren ^usfiihrungsform der Haschine gemäß der Erfindung}

Fig· 5 und 6 Querschnitte nach den Linien V-T bzw, VI-VI in Fig· 4;

Fig« 7 bis 9 Längsschnitte ähnlich Fig· 4 zur Veranschaulichung der Wirkungsweise·

Sie in Fig· 1 bis 3 dargestellte Schraubenanziehmaschine enthält ein zylindrisches Gehäuse aus zwei Bohrstücken 1 und 2, die miteinander verschraubt sind« im freien oberen Sode des Rohrstücks 1 ist das Gehäuse eines pneumatischen oder elektrischen .Antriebsmotors 3 befestigt, während auf das untere Ende des Bohrstücks 2 eine Schraubkappe 4 aufgeschraubt ist, die einen Stutzen 4a von kleinerem Durchmesser aufweist« Der Innenraum der Bohrstücke 1 und 2 ist an Leitungen 5 bzw· 6 angeschlossen, die zu einem Steuerventil führen, das seinerseits mit einer Druckluftquelle verbunden ist· Die Leitungen 5 und 6 sind mit den aus den Bohr stücken 1,2 bestehenden Haschinengehäuse durch Anschlußaxmaturen 5a,6a verbunden, die radial in die Wand der Bohrteile 1 bzw· 2 eingeschraubt sind, 109883/0308

Unterhalb der Anschlußarmatur 5a enthält das Maschinengehäuse 1,2 einen Kolben 7 C^ig· 2 und 3a) mit Kolbenring 7a, der den Kolben 7 beim Verschieben im Bohrstück 1 abdichtet· Dieser Kolben 7 wird von einem zylindrischen Kopf 8 getragen, der unten eine axiale Sackbohrung aufweist und mit einer Kugelverriegelung 8a versehen ist, durch die das obere Ende eines Schraubenziehers 9 abnehmbar am Kopf 8 befestigt ist· Der aussere !Teil der erwähnten axialen Sackbohrung hat einen polygonalen Querschnitt und das obere Ende des Schraubenziehers ist entsprechend gestaltet, so daß eine gegen Drehen gesicherte Verbindung mit dem Kopf 8 vorliegt· Dieser Kopf sitzt gegen axiales Verschieben und Drehen gesichert an einer senkrechten Stange 1o von polygonalem Querschnitt, die längsverschieblich in eine Hülse 11 eingesetzt ist, deren Innenbohrung dem Profil der Stange 1o entspricht«

Auf das untere Ende der Hülse 11 ist ein Kolben 12 mit Kolbenring 12« aufgesetzt, der sich oberhalb der Anschlußarmatur ^a der Leitung 5 befindet· Dieser Kolben 12 ist auf der Hülse 11 mittels eines Spreizrings 13 und einer Gewindebuchse 14 mit Gegenmutter 15 axial festgelegt, die auf die mit Aussengewinde versehene Hülse 11 aufgeschraubt sind· Über der Gegenmutter 15 sitzt auf der Hülse 11 eine weitere Mutter 16, die ein einstellbares Auflager für den Federtθlicr 17 einer Feder 18 bildet, deren oberes Ende sich gegen eine Scheibe 19 legt· Die Innenbohrung dieser Scheibe 19 entspricht dem polygonalen Profil des entsprechenden Teils der Hülse 11, so daß die angetriebene Scheibe beim Umlaufen die Hülse 11 mitnimmt, wobei sie sich aber axial auf der Hülse 11 entgegen der Wirkung oder unter der Wirkung der Feder 18 verschieben kann·

Wie insbesondere aus Fig« 3a hervorgeht, weist der obere Band der Scheibe 19 eine Reihe von Zähnen auf, die mit entsprechenden Zähnen am unteren Band eines anliegenden Hinge 2o zusammenwirken, der auf die Hülse 11 aufgesetzt

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und axial auf ihr verschiebbar ist· Der Hing 2o weist aussen eine Hingschulter 2oa, die sich auf dem oberen Band des Bohrstücks 1 abstützt, und ferner innen eine zweite Bingschulter auf, die einen axialen -Anschlag für einen vorspringenden Band 11a (Tig· 2) der Hülse 11 bildet· Auf diesem Band 11a ist das untere !Ende einer Druckfeder 21 abgestützt, deren oberes Ende sich gegen den Boden einer Sappe 22 legt, die gegen Drehen gesichert mit der Antriebswelle 3a des bereits erwähnten Motors 3 verbunden ist» Diese Kappe 22 hat an ihrem unteren freien Band 2 halbzylindrische Klauen 22a, die einander diametral gegenüberliegen und mit zwei entsprechenden Klauen 2ob am oberen Band des anliegenden Bings 2o zusammenwirken, so daß der BIng 2o über diese Klauenkupplung vom Motor 3 angetrieben wird«

Das untere Ende des Schraubenziehers 9 iß* verschiebbar in einer axialen Bohrung 2a des Bohrstücks 2 gelagert, wobei die Abdichtung durch einen Dichtungsring 23 bewirkt wird» Oberhalb desselben befindet sich ein erweiterter Bohrungsteil 2b, der durch eine Badialbohrung mit der AnschluSarmatur 6a verbunden ist, die zum Anschluß der Druckluftleitung 6 dient« Das untere Ende der Bohrung 2a steht mit einem seitlichen, schräg nach oben führenden Kanal 2c in Verbindung· In der Schraubkappe 4 befindet eich eine Haltevorrichtung, die drei radiale Backen,24 enthält* Diese Backen 24 werden durch eine Ringfeder 24a nach Art eines Klemmfutters zusammengehalten und arbeiten mit drei Verlängerungen 2d des Bohrstücks 2 zusammen, zwischen die sie waagerecht verschiebbar eingesetzt sind· Di· nach innen gewandte Fläche jeder Back· 24 weist eine Einkerbung 24b von kegelstumpfförmigem Profil in senkrechter Achs· auf· Die Einkerbungen der drei Backen 24 bilden einen Hohlraum, dessen Profil dem des Kopfs von Sehrauben entspricht, dl· mit der Maschine angezogen werden sollen·

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Der schräge Kanal 2c ist durch ein Rohr oder durch einen Schlauch 25 mit dem unteren Auslaßrohr der üblichen Verteilervorrichtung verbunden, die der Schraubenanziehmaschine zugeordnet ist« Bekanntlich arbeitet eine solche Vorrichtung derart, daß in bestimmtem Turnus eine Reihe von Schrauben 34 abgegeben wird, die aufeinanderfolgend durch pneumatische Mittel in das Innere des Schlauche 25 geführt werden· Jede Schraube 34 gelangt somit in den schrägen Kanal 2c (Fig· 2) der Maschine und setzt sich zwischen die Backen 24, die den Kopf der Schraube halten· Die durch Druckluft bewirkte Zuführung von der Verteilervorrichtung wird dann gestoppt und gleichzeitig wird die Leitung 5 an die Druckluftquelle angeschlossen·

Die radial in das Maschinengehäuse 1,2 eintretende Druckluft drückt den Kolben 7 nach unten, wobei die Stange

10 sich axial im Innern der Hülse 11 verschiebt, und zwar so lange, bis das freie Ende 9a des Schraubenziehers 9 gegen den Kopf der Schraube 34- stößt· Wenn die feder 24a der Backen 24 entsprechend gewählt ist, wirkt sie der Bewegung des Kolbens 7 uit einer Kraft entgegen, die größer ist als die Kraft der oberen Feder 21, so daß die in das Maschinengehäuse 1,2 eingeführte Druckluft nunmehr den Kolben 12 und die Hülse 11 entgegen der Wirkung der Feder 21 nach oben verschiebt* M^t dem Verschieben der Hülse

11 nach oben verschieben sich natürlich auch die von ihr getragenen (Delle (die Feder 18 ist hierbei als ein starres Organ zu betrachten), so daß die Klauen 2ob mit den Klauen 22a der Kappe 22 in Eingriff kommen· Der Antriebsmotor 3, der nach Lage des Falles entweder dauernd umläuft oder beim Anschließen der Leitung 5 zum Anlaufen gebracht wird, wird also über den Ring 2o und die Scheibe 19 mit der Hülse 11 und weiter mit der Stange 1o gekuppelt, so daß diese in Drehung versetzt wird· Dichtungen Tb und 12b ermöglichen das Umlaufen der Stange 1ο und der Hülse 11 und ergeben an den Kolben 7 und 12 die Abdichtung·

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Aa Ende der Abwärtsbewegung der Hülse 11 drückt die weiter in das Maschinengehäuse 1,2 einströmende Druckluft den Schraubenzieher 9 von neuem nach unten, der gleichzeitig in Drehung versetzt wird, so daß sein Ende 9a in den üblichen Schlitz der Schraube 34 eingreift, die dadurch ebenfalls in Drehung versetzt wird« Die Klauen 24 öffnen sich entgegen der Wirkung der Feder 24a und die Schraube 54 wird also nach unten durch den Stutzen 4a der Kappe 4 (Fig· 3b) durchgedrückt und in die zu verbindenden Teile 35 eingeschraubt·

Sobald die Schraube 34 voll eingezogen ist, bewirkt das Drehmoment, das sie rückwirkend auf den Schraubenzieher 9 ausübt, daß sich die Klauen der Scheibe 19 und des Hinge 2o axial voneinander entfernen, wobei die Scheibe 19 efch nach unten entgegen der Wirkung der Feder 8 verschiebt· Das aus den Teilen 18,i9,2o bestehende Ganze wirkt also als Drehmomentbegrenzer, so daß der Motor 3 weiterlaufen kann, ohne den Schraubenzieher 9 mitzunehmen·

Die Bedienungsperson schaltet nun die Druckluftzufuhr durch die Leitung 5 ab, was zur Folge hat, daß unter der Wirkung der Feder 21 die Hülse 11 und der Schrauben- a zieher 9 in die ausgekuppelte Lage zurückgeführt werden ™ und der Motor 3 stillgesetzt wird· Gleichzeitig wird von der Bedienungsperson die Leitung 6 an die Druckluftquelle angeschlossen, so daß die Druckluft nunmehr auf die untere Fläche des Kolbens 7 einwirkt, der sich dadurch nach oben verschiebt, bis er seine Ausgangslage wieder erreicht hat« Die Maschine ist nunmehr für einen neuen Schraubenanziehvorgang bereit·

Versuche haben gezeigt, daß die Schraubenansiehmaschine gemäß der Erfindung einen völlig zufriedenstellenden Betrieb gewährleistet· Das Maschinengehäuse 1,2 kann starr an einem Rahmen oder einer anderen Unterlage befestigt

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werden, damit beim Eindringen der Schrauben in die zu verbindenden Teile keine axiale Verschiebung des Maschinengehäuses 1,2 stattfindet·

Bei der in Fig. 4 bis 9 dargestellten Ausführungsform ist das untere Rohrstück 1o2 der Maschine mit zwei Backen 124 versehen, die an den Baden von zwei senkrecht verschiebbaren Blattfedern 126 angebracht sind. Eine Ringfeder 124a, die an den Köpfen von Befestigungsschrauben 124b für die Backen 124 anliegt, hält die Backen 24 in der geschlossenen Lage· Sie oberen Enden 126a der Blattfedern 126 sind waagerecht nach aussen abgebogen und auf senkrechte Stangen 127 aufgeschoben, die in je einer Ausnehmung des Bohrstücks 1o2 liegen« Der FuB der Stangen 12? sitzt in einem würfelförmigen Klotz 128, der zwischen die Schenkel einer U-Schiene eingesetzt ist· Biese U-Schiene befindet sich in der erwähnten senkrechten Ausnehmung des Bohrstücks 1o2, Die Klötze 128 und die U-Schienen 129 sind am Bohrstück 1o2 mittels Stiften 13o befestigt· Auf jede Stange 127 ist eine Bückführfeder 131 aufgesteckt, die die Blattfedern 126 mit den Klauen 124 in die angehobene Stellung zurückbringt·

Die Schrauben 134 werden durch einen Kanal 1o2c seitlich in das Bohrstück 1o2 eingeführt und zunächst zwischen den Klauen 124 gehalten (Fig· 4), wie dies auch beim Aueführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 3 der fall ist* Wenn sich der Schraubenzieher 1o9 gegen den zwischen den Klauen 125 sitzenden Kopf der Schraube 134 legt, verschieben sich die Klauen 124 mit den Blattfedern 126 entgegen der Wirkung der Federn 131 nach unten in Richtung der zu verbindenden !Peile (Fig· 7)· Die Schraube 134 dringt also in die zu verbindenden !Peile ein, und wenn die Backen 124 gegen diese !Peile stoßen (Fig· 8), wird die senkrechte Bewegung gestoppt, so daß sich die Backen 24 unter elastischer Verformung und Aufweitung der Bingfedern 124a öffnen und der Schraubenzieher 1o9

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sowie der Kopf der Schraube 1o4 zwischen den Backen 124 durchgehen können· Die Schraube 1o4 wird damit völlig eingezogen (Fig« 9) und gleichzeitig gehen die beweglichen Backen 124 mit ihren Blattfedern 126 unter Wirkung der Federn 131 in die Ausgangslage zurück· Am Ende des Einschraubvorgangs geht auch der Schraubenzieher 1o9 im Innern des Rohrstücks 1o2 in der bereits beschriebenen Weise wieder nach oben·

Wie ersichtlich, gewährleistet die senkrechte Abwärtsbewegung der Backen 124· die Führung der Schraube 154 beim Eindringen in die zu verbindenden Teile, so daß ein zufälliges Verkanten der Schraube 154 vermieden wird.

Selbstverständlich können bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel Abänderungen vorgenommen werden, insbesondere durch Ersetzen einzelner technischer Mittel durch Äquivalente, ohne sich aus dem Bereich der Erfindung zu entfernen·

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Claims (1)

1. Patentanwälte
   Dipl. !ng. Walter Meissner

   Tischer München, 16. Mai 1968

   -~ Ti

   I 7- ^Cr

   Patentanspruch·

   Γ 1»/Schraubenanziehmaschine, dadurch 6 e k-e nnzeichnet , daß im Maschinengehäuse (1,2) auf beiden Seiten eines Druckmittelanschlusses (5a) je ein Kolben (7 bzw· 12) vorgesehen ist, wobei der eine Kolben (7) am Schraubenzieher (9) befestigt ist, um dessen Längsverschiebung zur einzuziehenden Schraube (34-) hin und das Eindringen der Schraube (34) in die zu verbindenden Teile (35) zu bewirken, während der andere Kolben (12) einen Antriebsmechanismus mit Drehmomentbegrenzer (2o,22) zwischen dem Schraubenzieher und dem -Antriebsmotor (3) betätigt·

   2» Schraubenanziehmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Rückführung des dem Antriebsmechanismus zugeordneten Kolbens (12) eine Feder (2o) vorgesehen ist, die bei der axialen Verschiebung des Kolbens (12) zusammengedrückt wird«

   3· Schraubenanziehmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Rückführung des dem Schraubenzieher (9) zugeordneten Kolbens (7) in das Maschinengehäuse (1,2) eingeführtes Druckmittel dient«

   4» Schraubenanziehmaschine nach .Anspruch 1,

   dadurch gekennzeichnet, daß Backen (124) vorgesehen sind, die mit dem Kopf der Schraube (134) zusammenwirken und von Blattfedern (126) getragen werden, die senkrecht gegenüber dem Maschinengehäuse (1,2) verschiebbar sind, um die Schraube (134) während eines Teils des Eindringens in die zu verbindenden Teile zu führen·

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