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Schraubkopf an einer Schraubmaschine I Die Erfindung betrifft einen
Schraubkopf an einer Schraube maschine für automatic zugeführte Schrauben, wo ein
Schrauben dreher axial verschiebbar innerhalb eines Schraubenfuhrungsrohres angeordnet
ist, das austrittsseitig eine je eine Schraube am Schraubenkopf und ochraubenschaft
haltende, in Freigabestellung bewegbare Haltevorrichtung aufweist.
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Zur Führung und Zentrierung von Schrauben beim Einschrauben ist bereits
an einem solchen Schraubkopf die Verwendung einer Zange am Austrittsende des Schraubenführungsrohres
bekannt, die die Schraube festhält. Diese Zange öffnet beim Einschrauben aufgrund
des axialen Druckes, der über eine keilförmige Fläche eine radiale Komponente zum
Öffnen der Zange erzeugt. »wenn eine Schraube schief oder verkantet an dem Gewindeloch
ansetzt oder 1auf ein Hindernis trifft, kann es auftreten, daß die Zange in unerwünschter
Weise öffnet, weil die betreffende Schraube innerhalb des Schraubenführungsrohres
schief steht. Dies bedingt erhebliche Störungen an der Schraubmaschine.
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Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Schraube kopfes,
der eine genaue Zentrierung einer Schraube gewährleistet und erst bei Erreichen
einer gewünschten Einschraubtiefe öffnet.
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Diese aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß mindestens
drei als Haltevorrichtung vorgesehene Backen in axialen Schlitzen des Schraubenführungsrohres
jeweils in einer axial ebene schwenkbar gehalten sind und auf kegelförmig sich in
Einschraubrichtung verjüngenden Auflageflächen den Schraubenkopf aufnehmen sowie
mit Ilaltestegen den Schraubenschaft abstützen, daß Stelischenkel der Backen an
einer Profilfläche eines Steuerrings anliegen, der kraftschlüssig mit einem Tragzylindermantel
verbunden ist, und daß das Schraubenführungsrohr innerhalb des Tragzylindermantels
drehbar angeordnet und entgegen der Einischraubdrehrichtung gegen einen festen nschlag
des Tragzylindermantels vorgespannt ist. des TrazYlinder Die Erfindung stellt eine
einwandfreie Zentrierung und führung 1der Schrauben sicher, weil sowohl der Schraubenkopf
als auch der Schraubenschaft an mindestens drei Punkten gehalten und geführt sind.
Die Backen sind durch Profilführungen zwangsläufig festgelegt. Infolgedessen können
die Backen einem radialen Druck nicht nachgeben. Das öffnen der Backen erfolgt vielmehr
derart, daß im Maße des Einschraubens das Schraubenführungsrohr entgegen 1seiner
Vorspannung durch die Reibung zwischen dem Schraubenkopf und den Auflageflächen
der Backen in Einschraubdrehrichtung mitgenommen wird. Dabei gleiten die Stellschenkel
der Backen über ientsprechende Profilabschnitte, so daß die Backen im Maße dieser
bewegung öffnen. Das öffnen der Backen wird damit genau auf die Einschraubbewegung
abgestimmt. Die Schraube wird so lange zentral geführt, bis sie sicher in den Gewindeanfang
einläuft. Verbantungen der Schraube können nicht zu einem öffnen der Backen führen,
weil die Backen nicht auf radiale Kräfte ansprechen.
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pn weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der teuerring
innerhalb des Tragzylindermantels drehbar angeordnet 1 und durch eine Spannvorrichtung
entgegen der Einschraubdrehrichtung vorgespannt ist und daß ein Anschlag den Steuerring
in der Haltestellung für die Haltevorrichtung fixiert.
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Diese Weiterbildung der erfindung ermöglicht ein willkürliches öffnen
der Backen durch Drehen des Steuerrings. Damit lassen sich jederzeit Störungen beseitigen.
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Schließlich sieht die Erfindung vor, daß in den Innenraum des Schraubenführungsrohres
federnde Rastelemente in einer {höhe oberhalb der Auflagefläche der Backen hineinragen.
Diese aus bildung erlaubt eine Verwendung des Schraubkopfes in beliebiger Ausrichtung
zur Horizontalen, bspw. wenn die Schrauben mit Druckluft zugeführt werden. Die Rastelemente
halten dann die Schrauben am Austrittsende des Schraubenführungsrohres fest.
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Zwei Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme
auf die anliegenden Zeichnungen erläutert, in denen darstellen: Fig. 1 einen Schraubkopf
nach der Erfindung im AxiUlschnitt, Fig. 2 einen Schnitt nach der linie II-II in
Fig. 1,1 Fig. 3 einen Schraubkopf mit Rastelementen für die Festhaltung einer Schraube
in schematisierter Darstellung und Fig. Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV
in Fig. 3.i Der Schraubkopf nach Fig. 1 besitzt einen Tragzylinder 1, dessen: Oberteil
2 unter Zwischenlage eines Ringes 3 abgesetzt ist. Der Tragzylinder ist an einem
Ausleger oder dem Körper der Schraubmaschine in üblicher Weise gehalten. Ein Schraubenführungsrohr
4 ist in einen Durchgang des Tragzylinders 1 eingesetzt und stützt sich mit einem
Kopfflansch 5 für ein Axiallager 6 auf dem Ring 3 oder einer anderen Lagerfläche
ab. Infolgedessen ist das Schraubenführungsrohr 4 innerhalb des Tragzylinders 1
drehbar.
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Eine Ringkammer 7 des Schraubenführungsrohres nimmt eine Spiralfeder
8 auf, die einerseits mit ihrem Außenende an dem Tragzylinder 1 und mit ihrem Innenende
an dem Schraubenführungsrohr 4 festgelegt ist. Die Spiralfeder 8 erzeugt eine Vorspannung
für
das Schraubenführungsrohr entgegen der Einschraub- 1 drehrichtung. Das Schraubenführungsrohr
4 besitzt in seiner Umfangsfläche einen Umfangsschlitz 9, der über ein Viertel bis
ein Drittel des Umfangs reicht. Dieser Schlitz beginnt in Fig. 1 etwa in der Schnittebene
und setzt sich in den Untergrund der Zeichenebene fort. Als Anschlag 10 ist ein
Gewindestift in eine Bohrung des Tragzylinders 1 eingesetzt. Der Anschlag 10 ragt
in den Umfangsschlitz 9 hinein. Infolgedessen wird das Schraubenführungsrohr 4 dadurch
die Spiralfeder 8 an diesem Anschlag 10 in Anlage gehalten.
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Der Tragzylinder 1 und das Schraubenführungsrohr 4 besitzen jeweils
geneigt zur Achsrichtung verlaufende Durchgänge 11 und 12 zur Zufuhr einer Schraube
13. Innerhalb des Schraubenführungsrohres 4 befindet sich ein Schraubendreher 14,
dessen Klinge 15 auf den Schlitz des betreffenden Schraubenkopfes 16 abgestimmt
ist.
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Stirnseitig besitzt das Schraubenführungsrohr 4 drei in Achsrichtung
verlaufende Schlitze 17, die gleichmäßig über den Umfang des Schraubenführungsrohrs
verteilt sind. Ein jeder Schlitz 17 nimmt einen Backen 18 auf, der um einen Bolze/schwenkbar
ist. Jeder Backen ragt mit einem Haltesteg 20 in den Innenraum des Schraubenführungsrohres
hinein. Der Haltesteg 20 besitzt eine kegelförmig sich in Einschraubrichtung verjüngende
Auflagefläche 21 sowie eine in Achsrichtung verlaufende Stützfläche 22 zur Führung
und Abstützung des Schraubenschaftes 23.
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Ein Stellschenkel 24 jedes Backens ragt aus der Außenfläche des Schraubenführungsrohrs
4 hinaus. Die Stellschenkel 24 sind durch eine ochraubenringfeder miteinander verbunden
und in Freigabestellung vorgespAnnt.
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Eine Führungsfläche 26 jedes Stellschenkels liegt an einer Profilfläche
27 eines Steuerrings 28 an. Der Steuerring 28 sitzt drehbar auf einem Ansatz 29
des Tragzylinders 1. Eine Schraubenfeder 30 spannt den Steuerring 28 entgegen der
Einschraubdrehrichtung vor. Ein Anschlag 31 inform eines Gewindestiftes
ist
in eine Gewindebohrung des Ansatzes 29 eingeschraubt und ragt in einen Bogenschlitz
32 des Steuerrings hinein. Dadurch ist eine feste Anlagestellung des Steuerrings
gegeben und außerdem die Drehbewegung desselben begrenzt. Die Profilfläche 27 besitzt
für die Führungsfläche 26 eines jeden Stellschenkels 24 einen steigungsfre-ien Halteabschnitt
33 und einen in Einschraubrehrichtung geneigten Profilabschnitt 34. Auf den Steuerring
28 ist eine Kappe 35 aufgesetzt und durch eine oder mehrere Spann-Schrauben 36 festgehalten.
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einer Einführen einer neuen Schraube wird in üblicher Weise der Schraubendreher
14 zurückgezogen, bis die Durchgänge 11 und 12 frei münden. Dann wird eine Schraube
zugeführt. Bei einer Ausrichtung des Schraubkopfes nach den Fig. 1 und 2 kann die
Zuührung der Schraube unter dem Einfluß der Schwerkraft erfolgen.
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Die Schraube trifft mit ihrem Schraubenkopf 16 auf die geneigten Auflageflächen
21. Der Schraubenschaft 23 wird zwischen en Stützflächen 22 zentriert. In dieser
Haltestellung ragt der Fuß der Schraube 13 nur geringfügig, wenige Millimeter, aus
den Backen 18 heraus. Nachdem sich der Tragzylinder 1 bereits in der Einschraublage
befindet, fährt nunmehr der Schraubendreher 1 in üblicher Weise in das Schraubenführungsrohr
4 ein. Schließlich erfaßt die Klinge 15 den Schlitz des Schraubenkopfes 16.
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Die Schraube wird durch den Schraubendreher schraubend weiterbewegt,
wobei sie in das jeweilige Gewinde einläuft. Sobald die gewünschte Einschraubtiefe
erreicht ist und damit der Schraube benkopf 16 fest auf die Auflageflächen 21 drückt,
werden infolge der Reibung die Backen 18 und das Schraubenführungsrohr 4 in Einschraubdrehrichtung
entgegen der Vorspannung mitgenommen. Infolgedessen verschi*ben sich die Führungsflächen
26 der Stellschenkel 24 auf der Profilfläche 27 und kommen mit den geneigten Profilabschnitten
34 in Eingriff. Nunmehr werden die Backen 18 lurch die Schraubenringfeder 25 in
Freigabestellung verschwenkt.
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Diese Verschwenkung erfolgt jedoch allmählich im Maße des Einchraubvorgangs,
weil die Reibungskraft, die das Schraubenführungsrohr 4 in Einschraubdrehrichtung
mitnimmt, von dem axiale
Druck abhängt. Infolgedessen wird die Öffnungsbewegung
der Backen unmittelbar durch den axialen Druck gesteuert.
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In Fig. 1 ist die Schraube 13 in einer Lage gezeigt, wo der Schraubenkopf
16 bereits auf den auflageflächen 21 aufliegt.
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Bei der Zufuhr einer Schraube 13 wird dieselbe möglicherweise schon
in einem oberen Bereich der Backen hängenbleiben. Jedenfalls wird der Fuß der Schraube
am Beginn der Gewindebohrung, in die die Schraube eingeschraubt werden soll, stehen
bleiben.
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Die Schraube wird durch den Schraubendreher schraubend vorgeschoben,
bis der Schraubenkopf 16 in der vorgesehenen Einschra tiefe auf die Auflageflächen
21 aufsetzt und damit die beschriebene Oeffnung der Backen einleitet.
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Der Steuerring 28 ist durch die Schraubenfeder 30, die drehend beansprucht
wird, in inschraubrichtung vorgespannt, so daß der Steuerring 28 eine feste Ausrichtung
hat. Durch Anfassen an der Kappe 35 kann jedoch der Steuerring 28 entgegen der Einschraubdrehrichtung
gedreht werden, so daß die Führungsflächen 26 der Stellschenkel '4 an den rofilabschnitten
34 vorbeigleiten. Dabei werden unter der irkung der Schraubenringfeder 25 die Backen
18 in die gestrichelt eingezeichnete Freigabestellung verschwenkt. Infolgedessen
ist es jederzeit zu einigungszwecken, zur Beseitigung beliebiger Störungen oder
aus anderen Gründen möglich, die Backen zu öffnen.
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Die Erfindung sieht über den Umfang verteilt drei Backen 18 vor,;
so daß die Schraube symmetrisch an drei Umfangsstellen gehalten wird.
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I Die Fig. 3 und 4 zeigen in schematischer Ansicht eine abgewandelte
Ausführungsform der Erfindung. Dabei ist nur das Schraubenführungsrohr 4 gezeigt.
Dasselbe besitzt, wie zuvor beschrieben, Schlitze 17 zur Aufnahme von Backen 18,
die durch die Schraubenringfeder 25 zusammengehalten sind. Der Tragzylinde und der
Steuerring sind in den Fig. 3 und 4 nicht gezeigt.
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Bei dieser Abwandlung der Erfindung sind in der Wandung des Schraubenführungsrohres
4 weitere Axialschlitze 37 vorgesehen.
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Bei der dargestellten Ausführungsform sind drei Axialschlitze 37 vorhanden,
die zueinander in einem Umfangswinkel von 120 gelegen sind. In die Axialschlitze
37 sind jeweils Zungenfedern 38 eingesetzt, deren Ende 39 in den Innenraum des Schraubenführungsrohrs
4 hineinragt. Die Enden 39 stellen widerhakenartige Rastelemente dar, die eine Zurückbewegung
der Schraube 13 ausschließen. Die Zungenfedern 38 sind im übrigen durch ein Spannelement
40 festgehalten.
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Diese Ausführungsform der Erfindung ist dann zweckmäßig, wenn das
Schraubenführungsrohr 4 nicht vertikal nach unten ausgerichtet ist, sondern eine
nach oben gerichtete Arbeitslage hat.
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In diesem Fall werden die Schrauben 13 mit Preßluft eingeschossen
und durch die Zungenfedern 38 an einem Zurückgleiten gehindert.