DE1703418C3 - Schraubvorrichtung mit einer Schraubenzuführeinrichtung und einem Schraubenhalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schraubvorrichtung mit einer Schraubenzuführeinrichtung und einem Schraubenhalter im Bereich des Mundstücks der Schraubvorrichtung, einem als Zylinder ausgebildeten Schraubergehäuse, in dem ein druckmittelbetriebener Schraubenzieherkolben und ein zweiter druckmittelbetriebener Kolben gleichachsig angeordnet sind.

Bei einer bekannten Schraubvorrichtung dieser Art (US-PS 32 83 791) sind die beiden Kolben als doppelt wirkende Kolben ausgebildet, wobei der das Mundstück des Schraubenhalters tragende Kolben bei Betätigung der Kolbenvorrichtung in dem zylindrischen Schraubergehäuse abwärtsgeführt wird, bis das Mundstück unmittelbar über der die Sehraube aufnehmenden Bohrung des Werkstücks liegt. Daraufhin wird der Schraubenzieherkolben mit Druckmittel beaufschlagt und dabei in Umdrehung versetzt, noch bevor der Schraubenzieher mit dem Schlitz im Kopf der einzuschraubenden Schraube in Eingriff gebracht worden ist. Diese Arbeitsweise hat jedoch zur Folge, daß das Mundstück nicht nur zusammen mit dem ersten Kolben abwärtsbewegt werden muß, um über die Schraubbohrung des Werkstücks zu gelangen, sondern daß es auch drehbar sein muß, da die rotierende Schraubenspindel des Schraubenzieherkolbens die Schraube bereits im Mundstück erfaßt und dann axial durch das Mundstück hindurchdrückt. Diese Konstruktion ist jedoch nicht nur aufwendig sondern kann auch dazu führen, daß die Schraube nicht sicher an der vorgesehenen Stelle des Werkstücks eingeschraubt wird, da der axial bewegliche, das drehbare Mundstück aufnehmende Kolben mit Abstand über dem Werkstück gehalten werden muß, um die Werkstückoberfläche durch das rotierende Teil nicht zu beschädigen. Ferner weist die bekannte Konstruktion auch den Nachteil auf, daß die Schraubenzuführeinrichtung beim Abwärtsbewegen des Schraubenzieherkolbens zur Seite geschwenkt werden muß, damit der Schraubenzieher mit dem Schlitz des Schraubenkopfes im Mundstück der Schraubvorrichtung in Eingriff gebracht werden kann.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, die Schraubvorrichtung der genannten Art so auszubilden, daß sie einen wesentlichen einfacheren Aufbau aufweist, und so gebaut ist, daß sich der Schraubenzieher erst nach dem Eindrücken der Schraube in den Schraubenhalter zu drehen beginnt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der zweite ,druckmittelbetriebene Kolben als Einrückkolben für eine zwischen der Abtriebswelle des Schraubermotors und seiner Schrauberspindel angeordnete Einrückkupplung vorgesehen ist, deren getriebene Kupplungshälfte die treibende Kupplungshälfte einer auf der Kolbenstange des Einrückkolbens angeordneten Drehmomentbegrenzungskupplung bildet, wobei die Kolbenflächen des Einrückkolbens und des Schraubenzieherkolbens einem gemeinsamen Arbeitshubraum zugewandt sind und der Arbeitshub des Einrückkolbens nach dem Erreichen einer Haltestellung des Schraubenzieherkolbens an der Schraubenhalteeinrichtung in seine Einrückstellung bringbar ist.

Zur Rückführung des Einrückkolbens kann, gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung, eine Feder vorgesehen werden, die bei axialer Verschiebung des Einrückkolbens zusammengedrückt wird. Für die Rückführung des dem Schraubenzieher zugeordneten Kolbens in die Rohrstücke hat sich die Verwendung eines Druckmittels besonders bewährt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels nähet erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer senkrecht stehenden Schraubvorrichtung,

Fig.2 einen Längsschnitt der Vorrichtung von Fig. 1,

F i g. 3a und 3b Längsschnitte durch den unteren Teil der Vorrichtung mit dem Schraubenzieher in seiner tiefsten Stellung.

Die in F i g. 1 bis 3b dargestellte Schraubvorrichtung weist ein zylindrisches Schraubergehäuse aus zwei Rohrstücken 1 und 2 auf, die miteinander verschraubt sind. Am freien oberen Ende des Rohrstücks I ist das Sehraubergehäuse eines pneumatischen oder elektrischen Schraubermotors 3 befestigt, während auf das untere Ende des Rohrstücks 2 eine Schraubkappe 4 aufgeschraubt ist, die einen Stutzen 4a kleineren Durchmessers aufweist. Der Innenraum der Rohrstücke I und 2 ist ar. 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 Rohrstücken 1, 2 bestehenden Maschinengehäuse durch Anschlußarmaturen 5a, 6a verbunden, die radial in die Wand der Rohrstücke 1 bzw. 2 eingeschraubt sind.

Unterhalb der Anschlußarmatur 5a enthalten die Rohrstücke 1,2 einen Schraubenzieherkolben 7 (F i g. 2 und 3a) mit einem Kolbenring 7a, der den Schraubenzieherkolben 7 beim Verschieben im Rohrstück I abdichtet Der Schraubenzieherkolben 7 wird von einem zylindrischen Kopf 8 getragen, der unten eine axiale Sackbohrung aufweis und mit einer Kugelverriegelung 8a versehen ist, durch die das obere Ende eines Schraubenziehers 9 abnehmbar am Kopf 8 befestigt ist. Der äußere Teil der erwähnten axialen Sackbohrung hat einen polygonalen Querschnitt, und das obere Ende des Schraubenziehers 9 ist ensprechend gestaltet, so daß eine gegen Drehen gesicherte Verbindung mit dem Kopf 8 besteht Dieser Kopf 8 sitzt gegen axiales Verschieben und Drehen gesichert auf einer senkrechten Stange 10 polygonalen Querschnitts, die längsverschieblich in eine Hülse U eingesetzt ist, deren Innenbohrung dem Profil der Stange 10 entspricht. Schraubenzieher 9, Stange 10 und Hülse 11 bilden die Schrauberspindel.

Auf das untere Ende der Hülse 11 ist ein Einrückkolben 12 mit Kolbenring 12a aufgesetzt, der sich oberhalb der Anschlußarmatur 5a der Leitung 5 befindet Dieser Einrückkolben 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 Federteller 17 einer Feder 18 bildet, derer* 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 19 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 F i g. 3a hervorgeht, weist der obere Rand der Scheibe 19 eine Reihe von Zähnen auf, die mit entsprechenden Zähnen am unteren Rand einer anliegenden, angetriebenen Kupplungshälfte 20 '.usammenwirken, die auf die Hülse U eingesetzt und axial auf ihr verschiebbar ist. Die Teile 17, 18, 19 und 20 bilden eine Drehmomentbegrenzungskupplung. Die Kupplungshälfte 20 weist außen eine Ringschulter 20a, die sich auf dem oberen Rand des Rohrstücks 1 abstützt, und ferner innen eine zweite Ringschulter auf, die einen axialen Anschlag für einen vorspringenden Rand lla (F i g. 2) der Hülse 11 bildet Auf diesem Rand 11 a ist das untere Ende einer Feder 21 abgestützt, deren oberes Ende sich gegen den Boden der anderen in Form einer Kappe ausgebildeten Kupplungshälfte 22, legt, die gegen Drehen gesichert mit der Antriebswelle 3a des Schraubermotors 3 verbunden ist Diese Kupplungshälfte 22 hat an ihrem unteren freien Rand 2 halbzylindrische Klauen 22a, die einander diametral gegenüberliegen und mit zwei entsprechenden Klauen 20b am oberen Rand der anliegenden Kupplungshälfte 20 zusammenwirken, so daß die Kupplungshälfte 20 über diese Klauenkupplung vom Schraubermotor 3 angetrieben wird. Die beiden Kupplungshälften 20,22 bilden also eine Einrückkuppljng.

Das untere Ende des Schraubenziehers 9 ist verschiebbar in einer axialen Bohrung 2a des Rohrstücks 2 gelagert, wobei die Abdichtung durch einen Dichtungsring 23 bewirkt wird. Oberhalb desselben befindet sich ein erweiterter Bohrungsteil 2b, der du^ch eine Radialbohrung mit der Anschlußarmatur 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 20 in Verbindung. In der Schraubkappe 4 befindet sich eine Schraubenhaltevorrichtung 24 mit drei radialen Backen. Diese Backen werden durch eine Ringfeder 24a nach Art eines Klemmfutters zusammengehalten und arbeiten mit drei Verlängerungen 2d des Rohrstücks 2 zusammen, zwischen die sie waagerecht verschiebbar eingesetzt sind. Die nach innen gewandte Fläche jeder Backe weist eine Einkerbung 24b kegelstumpfförmigen Profils in senkrechter Richtung auf. Die Einkerbungen der drei Backen bilden einen Hohlraum, dessen Profil dem des Kopfes von Schrauben entspricht, die mit der Vorrichtung angezogen werden sollen.

Der schräge Kanal 2c ist durch ein Rohr oder durch einen Schlauch 25 mit dem untei-.n Auslaßrohr einer üblichen Verteilervorrichtung verbi-nden, die der Schraubvorrichtung 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 Schlauchs 25 geführt werden. Jede Schraube 34 gelangt somit in den schrägen Kanal 2c (F i g. 2) der Schraubvorrichtung und setzt sich zwischen die Backen der Schraubenhalteeinrichtung 24, die den Kopf der Schraube hält. Die durch Druckluft bewirkte Zuführung von der Verteilervorrichtung wird dann gestoppt, und gleichzeitig wird die Leitung 5 an die Druckluftquelle angeschlossen.

Die radial in die Rohrstücke 1, 2 eintretende Druckluft drückt den Schraubenzieherkolben 7 nach unten, wobei die Stange 10 sich axial im Inneren 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 der Schraubenhalleeinrichtung 24 entsprechend gewählt ist, wirkt sie der Bewegung des Kolbens 7 mit einer Kraft entgegen, die größer ist als die Kraft der oberen Feder 21, so daß die in die Rohrstücke 1, 2 eingeführte Druckluft nunmehr den Einrückkolben 12 und die Hülse 11 entgegen der Wirkung der Feder 21 nach oben verschiebt. Mit dem Verschieben der Hülse 11 nach oben verschieben sich auch die von ihr getragenen Teile, denn die Feder 18 ist hierbei als ein starres Organ zu betrachten, so daß die Klauen 20Zj mit den Klauen 22a der Kupplungshilfte 22 in Eingriff kommen. Der Schraubermotor 3, der entweder dauernd umläuft oder beim Anschließen der Leitung 5 zum Anlaufen gebracht wii j, wird also über die Kupplungshälfte 20 und die Scheibe 19 mit der Hülse 11 und weiter mit der Stange IO gekuppelt, so daß diese in Drehung versetzt wird. Dichtungen Tb und 126 ermöglichen das Umlaufen der Stange 10 und der Hülse 11 und dichten den Schrdubenzieherkolben 7 bzw. den Einrückkolben 12 an der Stange 10 bzw. der Hülse 11 ab. Die Kolbenflächen des Einrückkolbens und des Schraubenzieherkolbens sind einem gemeinsamen Arbeitshubraum T zugewendet.

Am Ende der Aufwärtsbewegung der Hülse 11 drückt die weiter in Rob^rstücke 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 Backen der Schraubenhalteeinrichtung 24 öffnen sich entgegen der Wirkung der Feder 24a. und die Schraube 34 wird nach unten durch den Stutzen 4a der Kappe 4 (F i g. 3b) durchgedrückt und in die zu verbindenden Teile 35 eingeschraubt.

Sobald die Schraube 34 fest angezogen ist, bewirkt das Drehmoment, das sie rückwirkend auf den Schraubenzieher 9 ausübt, daß sich die Klauen der Scheibe 19 und der Kupplungshälfte 20 axial voneinander entfernen, wobei die Scheibe 19 sich nach unten entgegen der Wirkung der Feder 18 verschiebt. Die Teile 17,18,19,20 wirken also wie eine Drehmomentbegrenzungskupplung so daß der Schraubmotor 3 weiterlaufen kann, ohne den Schraubenzieher 9 mitzunehmen.

Die Bedienungsperson schalte: nun die Druckluftzuder Wirkung der Feder 21 die Hülse 11 und der Schraubenzieher 9 in die ausgekuppelte l^ge zurückgeführt werden und der Schraubmotor 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 Schraubenan/iehVorgang bereit.

Versuche haben gezeigt, daß die hier beschriebene Schraubvorrichtung zufriedenstellend arbeitet. Die Rohrstückc 1, 2 können starr an einem Rahmen oder einer anderen Unterlage befestigt werden, damit beim Kindringen der Schrauben in die zu verbindenden Teile keine axiale Verschiebung der Rohrstücke 1, 1 stattfindet.

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Hierzu 2 Blatt /.ciclimmcen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schraubvorrichtung mit einer Schraubenzuführeinrichtung und einem Schraubenhalter im Bereich des Mundstücks der Schraubvorrichtung, einem als Zylinder ausgebildeten Schraubergehäuse, in dem ein druckmittelbetriebener Schraubenzieherkolben und ein zweiter druckmittelbetriebener Kolben gleichachsig angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite druckmittelbe- ■■. triebene Kolben als Einrückkolben (12) für eine zwischen der Abtriebsweile (3a) des Schraubermotors (3) und seiner Schrauberspindel (11, 10, 9) angeordnete Einrückkupplung (20, 22) vorgesehen ist, deren getriebene Kupplungshälfte (20) die i_:, treibende Kupplungshälfte einer auf der Kolbenstange (11) des Einrückkolbens (12) angeordneten Drehmomentbegrenzungskupplung (20, 19, 18, 17) bildet, wobei die Kolbenflächen des Einrückkolbens und des Schraubenzieherkolbens (7) einem gemein- n. samen Arfceitshubraum (7') zugewandt sind und der Arbeitshub des Einrückkolbens nach dem Erreichen einer Haltestellung des Schraubenzieherkolbens an der Schraubenhalteeinrichtung (24) in seine Einrückstellung bringbar ist. >

2. Schraubvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Rückführung des Einrückkolbens (12) eine Feder (21) vorgesehen ist, die beim axialen Verschieben des Einrückkolbens (12) zusammendrückbar ist.

3. Schraubvorrichtung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Rückführung des dem Schraubenzieher (9) zu£ .-ordneten Schraubenzieherkolbens (7) ein in die Rohrstücke (1, 2) eingeführtes Druckmitte! dient is

4. Schraubvorrichtung nach einem der Ansprüche 1—3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenhalteeinrichtung (24) mit Backen versehen ist, die durch eine Ringfeder (24a) klemmfutterartig zusammenhaltbar sind und mit Einkerbungen (24b) ₄.< versehen sind, welche einen Hohlraum zur Aufnahme des Kopfes einer einzuschraubenden Schraube (34) bilden.