DE19842378C2 - Pneumatisches Handschraubgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein pneumatisches Handschraubgerät mit einem ersten pneumatischen Zylinder, in dem ein Schraubendreherkolben sitzt, der mit einer einen pneumatischen Schraubendrehermotor, eine Kupplung und einen Schraubendreher aufweisenden Anordnung verbunden ist, mit einem Schrauberkopf mit Klinkenbacken, denen über eine Zuführleitung automatisch jeweils eine Schraube zugeführt wird, und mit einem zweiten Kolben und einem zweiten pneumatischen Zylinder, die eine erste Vorschubbewegung des Schraubendreherkolbens in einer Position begrenzen, in der die Spitze des Schraubendrehers den Kopf einer den Klinkenbacken zugeführten Schraube im wesentlichen erreicht.

Die dem Schrauberkopf automatisch zugeführte Schraube wird zwischen den Klinkenbacken gehalten und in diesem Zustand von der das Schraubgerät handhabenden Arbeitsperson an einem vorbereiteten Loch des Werkstücks angesetzt. Wenn die Schraube dabei - wie dies bei den meisten Handschraubgeräten der Fall ist - nicht nach hinten abgestützt wird, kann die Schraube in den Schrauberkopf zurückgedrückt werden, wenn sie nicht korrekt an dem Loch angesetzt wird, sondern halbwegs oder ganz neben dem Loch auf das Werkstück auftrifft. Wenn die Schraube in den Schrauberkopf zurückgedrückt wird, ist sie in aller Regel nicht mehr in einer Position, in der sie korrekt in das Werkstück eingedreht werden kann.

Die EP 0 338 406 A2 offenbart ein automatisches Handschraubgerät der eingangs genannten Art, bei dem eine erste Vorschubbewegung des Schraubendreherkolbens durch einen vorderen zweiten Kolben begrenzt ist, um den Schraubendreher zunächst nur bis zum Kopf einer zugeführten Schraube vorzuschieben. Der vordere Kolben wird anschließend durch Entlüftung seiner Zylinderkammer zum weiteren Vorschub freigegeben, so daß die Schraube eingedreht werden kann.

Zur Vorbereitung des nachfolgenden Schraubvorgangs muß die vordere Zylinderkammer mit Druckluft beaufschlagt werden, um den zweiten Kolben wieder in die Ausgangsposition zurückzubewegen. Diese Rückhubzeit ist verhältnismäßig fang, wodurch die Leistungsfähigkeit des Gerätes entsprechend gering ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Handschraubgerät der betrachteten Art so weiter zu entwickeln, daß die Schraubvorgänge in kürzerer Zeitfolge ermöglicht sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung sieht vor, daß während der ersten Vorschubbewegung des Schraubendreherkolbens eine Federeinrichtung gegen einen Federsitz gespannt wird, der Bestandteil des zweiten Kolbens ist.

Durch diese Ausgestaltung wird die Rückhubzeit bei dem erfindungsgemäßen Handschraubgerät nahezu halbiert, weil sich die während der ersten Vorschubbewegung komprimierte Durckfeder entspannt, während gleichzeitig der zweite pneumatische Zylinder mit Druckluft beaufschlagt wird. Dadurch ist das Handschraubgerät sehr viel schneller zum nächsten Schraubvorgang bereit.

Weiter ist vorgesehen, daß die vordere pneumatische Zylinderkammer mit der Druckluftquelle des Handschraubers verbunden ist. Wenn Druckluft in die pneumatische Zylinderkammer gelangt, wird somit der Kolben in die rückwärtige Ausgangslage zurückbewegt, in der der Kolben als Anschlag für die erste Vorschubbewegung des Schraubendreherkolbens bereit ist.

Die vordere pneumatische Kammer kann durch eine Betätigungseinrichtung entlüftet werden. Als Betätigungseinrichtung kann eine an der Längsseite des Gehäuses verlaufende leiste dienen, die dann, wenn sie in Richtung des Gehäuses des Schraubgerätes gedrückt wird, einen Entlüftungskanal der vorderen pneumatischen Zylinderkammer freigibt.

Außerdem kann mit großem Vorteil vorgesehen sein, daß der zweite pneumatische Zylinder mit dem zweiten Kolben hinter dem ersten pneumatischen Zylinder angeordnet ist, in dem der Schraubendreherkolben sitzt. Diese Ausbildung hat den Vorteil, daß der Kopf des Handschraubgerätes kleinere Abmessungen hat, was eine bessere Sicht auf den Schraubvorgang erlaubt, und daß der Kopf insgesamt leichter wird, wodurch das Gerät besser handhabbar ist.

Außerdem kann vorgesehen sein, daß der Schraubendrehermotor durch eine zentrale Bohrung unabhängig von den pneumatischen Zylindern mit Druckluft versorgt wird, was den Vorteil hat, daß der Schraubendrehermotor unabhängig von dem Schraubendreherkolben zu einem frei wählbaren Zeitpunkt mit Druckluft versorgt werden kann und daß die Druckluft ungemindert durch eine Vor­ schubbewegung des Schraubendreherkolbens in voller Größe zur Ausführung des Schraubvorgangs zur Verfügung steht.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungs­ form eines pneumatisches Handschraubgerätes,

Fig. 2 und 3 Längsschnitte durch eine zweite Ausführungsform der Erfindung in zwei Betriebszuständen.

In der nachfolgenden Beschreibung ist unter "vorn" werkstückseitig und unter "hinten" antriebsseitig zu verstehen.

Das in Fig. 1 dargestellte pneumatische Handschraubgerät enthält ein langgestrecktes zylindrisches Gehäuse 1, in dessen rückwärtigen Bereich sich eine erste pneumatische Zylinderkammer 2 befindet, in der ein Schraubendreherkolben 3 verschieblich sitzt, der mit einer Anordnung aus einem pneumatischen Schrau­ bendrehermotor, einer Kupplung und weiteren Bauteilen verbunden ist, die im Zusammenhang der vorliegenden Erfindung nicht von Interesse sind. Außerdem ist der Schraubendreherkolben 3 mit einem Schraubendreher 4 zu einer gemeinsamen axialen Bewegung verbunden, der von dem Schraubendrehermotor drehbar ist.

Das Handschraubgerät hat ferner einen insgesamt mit 5 bezeichne­ ten Schrauberkopf mit Klinkenbacken 6, denen durch eine Zuführ­ leitung 7 jeweils vor jedem Schraubvorgang automatisch eine Schraube 8 zugeführt wird, die dann zwischen den Klinkenbacken 6 auf die dargestellte Weise gehalten ist.

Das Handschraubgerät hat außerdem eine vordere zweite Zylinder­ kammer 9, die von einem Kolben 10 und einem Einstellring 11 be­ grenzt ist, dessen axiale Position in einem axialen Bereich von beispielsweise 5 mm verstellbar ist. Der Einstellring 11 wird in der jeweils ausgewählten Lage durch eine eine Bohrung 12 des Gehäuses 1 durchgreifende Schraube fixiert, die in eine Gewinde­ bohrung 13 des Einstellrings eingeschraubt wird.

Der vordere Kolben 10 hat einen mittigen zylindrischen Ansatz 14, der den Einstellring 11 durchgreift, wobei der mittige Ansatz 14 verschieblich in dem Einstellring 11 sitzt, dabei aber so dicht an diesem anliegt, daß in der Zylinderkammer 9 befind­ liche Druckluft hier nicht entweichen kann.

In den Endbereich des Ansatzes 14 ist ein nach außen überstehen­ der Segerring 15 eingelassen, der in der dargestellten zurück­ gezogenen Ausgangslage des Kolbens 10 an dem Einstellring 11 anliegt.

In die Rückseite des Handschraubgerätes mündet eine Leitung 16 ein für die Zuluft für den pneumatischen Schraubendrehermotor und den Schraubendreherkolben. Diese Zuluft tritt durch einen Kanal 17 in die erste Zylinderkammer 2 ein. Der pneumatische Schraubendrehermotor wird dann mit Druckluft versorgt, wenn ein seitlich aus dem Schraubendreherkolben 3 herausführender Druck­ luftzufuhrkanal 18, der in beiden axialen Richtungen durch Dichtringe 19 gegen die Innenwand des Gehäuses 1 abgedichtet ist, in den Bereich eines Einlaßkanals 20 für Motorluft gerät, der in der Innenwand des Gehäuses 1 ausgebildet ist.

In die Rückseite des Gehäuses 1 mündet ferner eine Leitung 21 für Zuluft zu der vorderen Zylinderkammer 9 ein, deren Verbin­ dung mit der Zylinderkammer 9 in der Zeichnung nicht dargestellt ist.

Wenn den Klinkenbacken 6 automatisch eine Schraube 8 zugeführt ist, wird durch eine Betätigungseinrichtung den beiden pneuma­ tischen Zylindern 2 und 9 Druckluft zugeführt, woraufhin der Schraubendreherkolben 3 mit dem Schraubendrehermotor etc. sowie dem Schraubendreher 4 vorgeschoben wird, der dabei durch die mittige Bohrung des Kolbens 10 und dessen Ansatz 14 gleitet. Diese erste Vorschubbewegung des Schraubendreherkolbens endet in dem Augenblick, in dem ein mit der Anordnung des Schraubendre­ herkolbens 3 fest verbundener Vorsprung 22 mit seiner Stirn­ fläche 23 auf den vorderen Kolben 10 auftrifft, dessen Halte­ kraft die Vorschubkraft des Schraubendreherkolbens 3 übertrifft. In diesem Augenblick befindet sich die Spitze 24 des Schrauben­ drehers 4 an der Rückseite 25 des Schraubenkopfs 26 oder dicht bei dieser.

Der in der Zeichnung obere Dichtungsring 19 oberhalb der Einmün­ dung des Druckluftzuführkanals 18 für den Schraubendrehermotor befindet sich dicht oberhalb des Einlaßkanals 20.

Wenn die Schraube 8 mit ihrem Schaft in das Loch des Werkstücks (nicht dargestellt) eingesetzt ist, wird eine an der Seite des Gehäuses 1 angebrachte Druckleiste 27 in Richtung des Gehäuses 1 gedrückt, wodurch ein Ventilkörper 28 in einer rückwärtigen Kammer 29 des Gehäuses 1 gegen die Kraft einer Feder 30 in der Figur nach links verschoben wird. Hierdurch wird ein Entlüf­ tungskanal 31 für die vordere Zylinderkammer 9 freigegeben, durch die die Druckluft aus der vorderen Zylinderkammer 9 ent­ weichen kann.

Damit ist die axiale Position des Kolbens 10 nicht länger bloc­ kiert, so daß der Schraubendreherkolben 3 um ein kleines Stück weiter vorrücken kann, wodurch Druckluft in den Einlaßkanal 20 und in den Druckluftzufuhrkanal 18 des Schraubendrehermotors ge­ langt. Wenn nun ein Anpreßdruck auf den Schraubendreher 4 ausge­ übt wird, wird der Schraubendrehermotor automatisch in Drehung versetzt.

Nach Beendigung des Schraubvorgangs wird die Druckluftzufuhr zu der rückwärtigen Zylinderkammer 2 unterbrochen, so daß der Schraubendreherkolben 3 durch Einwirkung einer Spiralfeder 32 in die in der Figur dargestellte Ausgangslage zurückkehrt. Durch Zufuhr von Druckluft in die vordere Zylinderkammer 9 kehrt der Kolben 10 in die dargestellte Ausgangslage zurück.

In den Fig. 2 und 3 ist eine besonders bevorzugte Ausfüh­ rungsform des erfindungsgemäßen Handschraubgerätes dargestellt. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, werden nachfolgend nur die Bestandteile dieser Ausführungsform beschrieben, die sich von denen der Ausführungsform gemäß Fig. 1 unterscheiden.

Fig. 2 zeigt das Handschraubgerät in dem Zustand, in dem sich der Schrauberdreherkolben 3 in dem zurückgezogenen Ausgangs­ zustand befindet. Im Gegensatz zu der oben beschriebenen ersten Ausführungsform befindet sich der zweite pneumatische Zylinder 33 mit dem zweiten Kolben 34 axial hinter dem ersten pneumati­ schen Zylinder 2. Der zweite Kolben 34 wird von einer insgesamt etwa rohrförmigen Verlängerung 35 des ersten pneumatischen Kol­ bens 33 durchgriffen, die eine in axialer Richtung verlaufende, zentrale Bohrung 36 enthält, durch die dem mit dem Schrauben­ dreherkolben 3 verbundenen, in den Zeichnungen nicht dargestell­ ten Schraubendrehermotor jederzeit Druckluft zuführbar ist.

Die rohrförmige Verlängerung 36 hat einen äußeren ringförmigen Bund 37, an dem sich eine in den Fig. 2 und 3 strichpunktiert angedeutete Spiralfeder 38 abstützt, die mit ihrem in den Figu­ ren unteren Ende an einer Ringschulter 39 abstützt, die Bestand­ teil des zweiten Kolbens 34 ist.

Wenn bei dieser zweiten Ausführungsform der Erfindung dem ersten pneumatischen Zylinder 2 Druckluft zugeführt wird, wird der Schraubendreherkolben 3 vorwärts geschoben, wobei die Spiralfe­ der 38 zusammengedrückt wird. Der zweite Kolben 34 wird durch der zweiten Zylinderkammer zugeführte Druckluft axial unver­ schieblich gehalten.

Die Federkraft der Schraubendruckfeder 38 ist so gewählt, daß die Vorschubbewegung des Schraubendreherkolbens 3 durch die Kraft der Feder so abgebremst wird, daß die Spitze des Schrau­ bendrehers in etwa den Kopf der zugeführten Schraube erreicht oder mit einer so geringen Geschwindigkeit auf diese auftrifft, daß die Vorschubbewegung problemlos durch die zwischen den Klinkenbacken gehaltene Schraube gestoppt wird.

Wenn der hintere pneumatische Zylinder 33 entlüftet wird, was beispielsweise wiederum mittels der oben beschriebenen seitli­ chen Druckleiste 27 geschehen kann, ist die axiale Position des Kolbens 34 nicht länger blockiert, so daß der Schraubendreher­ kolben 3 zum Eindrehen der Schraube weiter vorrücken kann.

Diese Ausführungsform hat auch den Vorteil, daß die Rückhubzeit dadurch etwa halbiert wird, daß gleichzeitig der hintere pneuma­ tische Zylinder 33 mit Druckluft beaufschlagt wird und sich die Druckfeder 38 entspannt.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß auch bei ersten Ausfüh­ rungsform eine Feder vorgesehen sein kann, die bei der ersten Vorschubbewegung gespannt wird und dadurch die Bewegung ab­ bremst. Andererseits kann die Ausbildung der zweiten Ausfüh­ rungsform so getroffen sein, daß der Schraubendreherkolben mit einem mit ihm verbundenen Anschlag auf den zweiten Kolben auf­ trifft, dessen axiale Lage dann zur Anpassung an unterschiedli­ che Schraubentypen einstellbar ist.

Claims (6)

1. Pneumatisches Handschraubgerät mit einem ersten pneumatischen Zylinder, in dem ein Schraubendreherkolben sitzt, der mit einer einen pneumatischen Schraubendrehermotor, eine Kupplung und einen Schraubendreher aufweisenden Anordnung verbunden ist, mit einem Schrauberkopf mit Klinkenbacken, denen über eine Zuführ­ leitung automatisch jeweils eine Schraube zugeführt wird, und mit einem zweiten Kolben und einem zweiten pneumatischen Zylin­ der, die eine erste Vorschubbewegung des Schraubendreherkolbens in einer Position begrenzen, in der die Spitze des Schraubendre­ hers den Kopf einer den Klinkenbacken zugeführten Schraube im wesentlichen erreicht, dadurch gekennzeichnet, daß während der ersten Vorschubbewegung des Schraubendreherkol­ bens (3) eine Federeinrichtung (38) gegen einen Federsitz (39) gespannt wird, der Bestandteil des zweiten Kolbens (34) ist.

2. Handschraubgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite pneumatische Zylinder (33) und der zweite Kolben (34) hinter dem Schraubendreherkolben (3) angeordnet sind.

3. Handschraubgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schraubendreherkolben mit einem mit ihm verbundenen Anschlag auf den zweiten Kolben auftrifft.

4. Handschraubgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schraubendrehermotor durch eine zentrale Bohrung (36) unabhängig von den pneumatischen Zylindern (2, 33) mit Druckluft versorgt wird.

5. Handschraubgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite pneumatische Zylinderkam­ mer (9, 33) durch eine Betätigungseinrichtung (27) zu entlüften ist.

6. Handschraubgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Betätigungseinrichtung eine an der Längsseite des Gehäuses verlaufende Druckleiste (27) vorge­ sehen ist.