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Ansatzmundstück fUr ein Werkzeug zum Halten eines Artikels
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Ansatzmundstück für ein Werkzeug
zum Halten eines Artikels, der einen Kopf und einen Schaft aufweist und in oder
gegen ein Werkstück getrieben werden soll, nach dem Obelbegriff des Anspruches 1.
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Unter einem "Artikel" sollen vor allem Schrauben oder Nägel mit einem
Kopf und einem Schaft verstanden werden, die zu einem Antriebswerkzeug fluchtend
ausgerichtet sind und gegen oder in ein Werkstück getrieben werden sollen.
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Gebräuchliche Werkzeuge dieser betrachteten Art sind gewöhnlich in
zwei Kategorien unterteilt. In der einen wird die einzutreibende Schraube be zu
der rückwärtigen Backe eines Paars von Backen gefördert, die zu
der
Antriebsvorrichtung ausgerichtet sind und unter einer Federvorspannung im Sinne
einer geschlossenen Lage stehen. Die Spitze oder das vordere Ende der Schraube wird
durch die Backen getrieben, bis der Kopf der Schraube gegen die rückwärtige Fläche
der Backen anstößt. Wenn die Antriebsvorrichtung vorgeschoben wird, wird die Schraube
nach vorne gedrückt und der Kopf trennt die Backen voneinander auf, wobei die Schraube
frei kommt, so daß sie gegen oder in das Werkstueck getrieben werden kann.
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Bei dieser Art des Werkzeugs werden die einzelnen Schrauben nacheinanderfolgend
aus einem Magazin oder durch ein pneumatisches Rohr oder dergleichen den Backen
einzeln zugeführt. Das Werkzeug ist wegen seiner Bauweise relativ teuer und sperrig
und kann deshalb für viele Tätigkeiten nicht eingesetzt werden, nämlich dort nicht,
wo es erwünscht ist, die Schrauben durch einfaches Einfügen mit dem Kopf voran in
das vordere Ende eines Mundstückes zu laden. Ferner müssen die Backen bei dem Rückwörtslade-Mundstück
mit genügender Kraft aufeinander gepreßt werden, um zu verhindern, daß der Schraubkopf
die Backen voneinander trennt und während der Backen- Lade- Prozedur entkommt. Die
Größe dieser Kraft macht es schwierig und unpraktisch,
das Laden
mit dem Schraubkopf voran in das vordere Ende der Backen zu versuchen. Wenn die
Kraft genügend verringert werden würde, um das frontseitige Laden der Backen leicht
zu ermöglichen, dann wurde die Schraube nicht genügend festgehalten werden.
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Bei der anderen gebräuchlichen Kategorie werden die Schrauben mit
dem Kopf voran in oder auf das Werkzeug gebracht, aber die Haltevorrichtung weist
einfach einen magnetisierten Einsatz auf dem Antriebswerkzeug auf.
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Die Menge dieser Einrichtung sind zahlreich und motorisch bekannt:
Die Einsätze sind relativ teuer und müssen häufig ersetzt werden, da sie nach einem
geringen Verschleiß bereits nicht in der Lage sind, eine Schraube zu halten. Wenn
der Einsatz nicht frei von Schmutz und Metallpartikel ist, kann eine Schraube nicht
gehalten werden, was zur Folge hat, daß das Werkzeug oft gereinigt werden muß. Der
Einsatz hält die Schraube außerdem nur dann, wenn der Schraubkopf in Umfangsrichtung
oder Drehrichtung so ausgerichtet ist, daß der Schlitz mit dem Schrauben zieher-Einsatz
übereinstimmt. Die Achse der Schraube muß genau zu dem des Schraubenantriebs ausgerichtet
sein, damit nicht die Schraube verloren geht oder Spänc von dem Schraubkopf losgetrennt
werden, was die nachfolgende Reinigung des Einsatzes erforderlich macht. Der Einsatz
ist
ferner nicht in der Lage, eine Schraube mit relativ langem
Schaft in horizontaler Richtung zu halten, wenn der Kopfdurchmesser klein ist. Im
allgemeinen sind magnetische Einsätze nur für Schrauben mit Philippskopf und nicht
mit Schlitzköpfen geeignet. Unter gewissen Bedingungen kann eine Schraube von dem
Einsatz ab- oder heruntergeschlagen werden oder auf dem Einsatz schief aufgesetzt
werden, wenn die Schraube nur leicht gegen einen Gegenstand streift.
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Schließlich weist eine dritte bekannte Kategorie von Schraubenantriebsvorrichtungen
einen magnetischen Einsatz in Kombination mit einer federartigen Führung auf, welche
den äußeren Rand des Schraubkopfes erfaßt.
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Diese Vorrichtung ist aber nur dort brauchbar, wo es sich um eine
Spezialschraube mit einem in Umfangsrichtung flachen Teil handelt, an dem die Führung
anliegt, um eine seitliche Stützung für die Schraube zu schaffen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Mundstück der eingangs
angegebenen Art so auszugestolten, daß es relativ einfach und billig herzustellen
ist, daß es rasch und bequem zu handhaben ist und welches so verbessert ist, daß
die geschilderten Nachteile von bekannten Antriebsvorrichtungen
mit
Front ladung vermieden werden.
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Die gestellte Aufgabe wird aufgrund der Maßnahrrle des Hauptanspruches
gelöst und durch die Merkmale der UnteransprUche weiter gefördert.
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Ein Merkmal des Mundstückes gemäß Erfindung besteht in einer Kugel-Greifanordnung,
welche es ermöglicht, eine Schraube in das Werkzeug durch das Vorderende in solcher
Weise einzuführen, daß der Kopf der Schraube fest, aber lösbar gehalten und in richtiger
Lage innerhalb des Mundstückes verriegelt wird, wobei der Schaft axial aus dem Frontende
des Werkzeugs hervorsteht.
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Diese Maßnahme führt zu den wünschenswerten Vorteilen, daß das Laden
einer Schraube in das Werkzeug vereinfacht wird und rasch auszuführen ist. Die Greitkraft
des Mundstückes auf die Schraube ist so gut, daß vermieden wird, daß sich die Schraube
schräg stellt oder herausfällt, wenn die Schraube relativ zu dem Werkstück ausgerichtet
wird oder gar während der Antriebsoperation. Der sichtbar hervorragende Schaft der
ergriffenen Schraube ermöglicht es der Bedienungsperson, die Schraube relativ zu
dem Werkstück genau auszurichten.
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Ein weiterer Vorteil des neuen Mundstückes besteht in einer wegabhängigen
Lösung des Schraubenkopfes, und zwar ist diese Loslaßstruktur der Kugelgreifanordnung
zugeordnet und arbeitet mit den Kugelelementen in dem Mundstück derart zusammen,
daß während des Ladens das Mundstück ein zwangsweises Greifen auf die Schraube ausführt
und während des letzten Stadiums des Eintreibens einer Schraube wird ein automatisches
Loslassen des Schraubkopfes bewirkt, so daß sich diese aus dem Mundstück herausbewegen
kann und den endgültigen Sitz in dem Werkstück erreichen kann.
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Das neue Mundstück zum Halten beispielsweise einer Schraube für ein
Schraubantriebswerkzeug mit einem Schraubantriebseinsatz weist innere und äußere
hülsenartige Glieder, die axial relativ zueinander verschiebbar sind, eine Kupplungsmuffe
zum Halten der Hülsen am Gehäuse des Werkzeugs für relative axiale Bewegung in koaxialer
Beziehung zum Antriebseinsatz des Werkzeugs, eine lösbare Blockiereinrichtung, die
von der inneren Hülse gehalten wird und normalerweise die Einführung des Kopfes
einer Schraube in die innere Hülse blockiert, eine von der äußeren Hülse gehaltene
Einrichtung, welche auf eine vorbestimmte Rückzugbewegung der innen Hülse anspricht
und die Lösung der Blockiereinrichtung aus der Blockierlage bewirkt, so daß der
Kopf einer Schraube
in die innere Hülse jenseits der Blockiereinrichtung
eingeführt werden kann, und eine Federeinrichtung auf, welche auf die rückgezogene
Beziehung der inneren Hülse anspricht und die innere Hülse und die Blockiereinrichtung
in ihre Normalposition zurückführt, so daß der Kopf einer zuvor eingeführten Schraube
in der inneren Hülse jenseits der Blockiereinrichtung blockiert und am Entweichen
aus der inneren Hülse gehindert wird.
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Die Erfindung wird anhand eines von Hand zu haltenden Schraubenantriebs-Werkzeugs
in zwei Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt: Fig.
1 bis 4 die erste Ausführungsform der Erfindung mit Fig. 1 einem Längsschnitl durch
das Schraubenontriebswerkzeug im Bereich eines Mundstückes und in der Ruhelage des
Werkzeugs bzw. in der Normalposition, Fig. 2 eine Einzelheit des Mundstückes in
der unverriegelten Lage,
Fig. 3 eine Einzelheit des Mundstückes
in der rückwärtig verriegelten Lage und Fig. 4 eine Einzelheit in der ausgestreckten
verriegelt ten Lage des Mundstücks, Fig. 5 eine Einzelheit einer Variante des Mundstückes
gemäß Fig. 1, bei welcher eine Stützhülse fest mit der inneren Hülse verbunden ist,
Fig. 6 bis 11 eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit: Fig. 6 einem Längsschnitt
durch ein Schraubenantriebswerkzeug mit modifiziertem Mundstück in der Ruhe lage
oder Normalposition, Fig. 7 eine Einzelheit der entriegelten oder gelösten Betriebsbedingung
des Mundstücks, Fig. 8 eine Einzelheit des Mundstücks beim Greifen eines eingeführten
Schraubkopfs,
Fig. 9 eine Einzelheit des Mundstücks in einer Lage
vor Eintreiben der Schraube in das Werkstück, Fig. 10 eine Einzelheit des Mundstücks
mit inneren und äußeren Hülsen in einer Kugeifreigabelage während des Eintreibens
der Schraube, welche Lage es der Schraube ermöglicht, jenseits der Kugel und aus
dem Mundstück herauszutreten, Fig. 11 eine Einzelheit des Mundstückes in einer Lage,
wenn die Schraube endgültig aus dem Mundsiück ausgetreten und mit Sitz in das Werkstück
eingetrieben wird, Fig. 12 eine Einzelheit des unteren Endes des Werkzeugs, von
der Seite gesehen, welche das Mundstück in einer möglichen Ausführungsform mit einer
seitlichen Abflachung darstellt, um in engen Winkeln mit dem Mundstück arbeiten
zu können,
Fig. 13 einen Querschnitt gemäß Linie 13-13 nach Fig.
12, Fig. 14 eine weitere Variante des Mundstücks in einer Schnittdarstellung ähnlich
Fig. 13, jedoch mit drei seitlichen Abflachungen und Fig. 15 eine Ansicht von der
Seite der Ausführungsform nach Fig. 14.
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Es wird Bezug auf Fig. 1 bis 4 genomrnen. Ein gemäß Erfindung verbessertes
Mundstück 10 ist mit einem Gehäuse 11 eines konventionellen, von Hand zu haltenden,
motorbetriebenen Schraubenantriebswerkzeug gekuppelt. Von dem Werkzeug ist nur soviel
gezeigt, wie zum Verständnis der Erfindung notwendig. Das Werkzeug weist eine Spindel
12 auf, an der der Schaft eines Antriebseinsatzes 13 für die Schraube starr befestigt
ist. Der Einsatz 13 weist ein bekanntes Antriebsende zum Eingriff in den Antriebsflansch
des Kopfes einer Schraube 14 auf, die angetrieben werden soll. Die Spindel 12 hat
eine Antriebsverbindung zu einer motorbetriebenen Vielle 20 und ist gegen axiale
Verschiebung relativ zum Gehäuse des Werkzeuges festgehalten.
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Das Mundstück 10 ist als ganzes an das untere Ende des Gehäuses des
Werkzeuges in einem axialen Fortsatz mittels eines Kupplungsgliedes 15 befestigbar
und lösbar. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel arbeitet das Kupplungsglied 15
infolge einer Verschraubung 16 mit dem Gehäuse des Werkzeugs zusammen. Das Mundstück
10 weist einen zentralen Kanal 17 auf, in welchem sich der Einsatz 13 axial erstreckt
und zum eventuellen Antriebseingriff mit dem Kopf der Schraube nach vorwärts verschoben
werden kann. Die Schraube wird in den Kanal 17 durch die vordere Öffnung des Mundstückes
geschoben. Diese Öffnung weist eine konische Oberfläche 18 als Führung zur Erleichterung
der Einführung des Schrauben kopfes auf. Das Mundstück 10 weist ferner eine äußere
Hülse 19, eine innere Hülse 21 und eine innerste Hülse 22 auf.
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Die äußere Hülse 19 dient zum Loslassen einer Kugel 27 und erstreckt
sich axial durch eine Bodenöffnung der Kupplung 15, in welcher die Hülse 19 verschiebbar
geführt ist. Ein radial abgesetzter Flansch 23 am oberen Ende liegt normalerweise
auf einem inneren Bund 24 der Kupplung auf, und zwar infolge der Vorspannung einer
Rückholfeder 25.
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Die innere Hülse 21 dient zum Halten der Kugel 27 und weist am unteren
Ende
eine Gruppe von Taschen oder Bohrungen 26 auf, die sich radial
durch die Seitenwandung erstreclten. Insgesamt sind drei Bohrungen 26 vorgesehen,
von denen jedoch nur eine sichtbar ist. Die unterschiedlichen Bohrungen 26 liegen
in der gleichen Ebene und weisen zueinander einen Umfangsabstand auf. Jeweils eine
Kugel 27 ist drehbar in jeder Bohrung 26 angeordnet. Die Kugeln ragen etwas über
den Umfang der inneren Hülse 21 hervor, d.h., der Durchmesser der Kugel 27 ist etwas
größer als die radiale Erstreckung der Bohrung 26. Der innere Rand jeder Bohrung
ist im Sinne einer nach innen gewendeten Lippe umgebörtelt, um die jeweilige Kugel
27 daran zu hindern, in den Kanal 17 zu fallen.
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Wenn die Kugel an der Lippe anliegt, ragt die Kuppe der Kugel in den
Kanal 17 hinein und auch die entgegengesetzt Seite ragt leicht oder genügend aus
der Bohrung hervor, um über die Kugeln eine Abmessung zu schaffen, die leicht größer
als der Innendurchmesser der äußeren Hülse 19 ist.
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Die innere Hülse 21 besitzt einen begrenzten axialen Gleitweg in
und aus der äußeren Hülse 19, was durch das Zusammenwirken der Kugeln 27 mit einer
ringförmigen inneren Nut 28 der äußeren Hülse 19 bestimmt wird. Unter der Vorspannung
einer Rückholfeder 29 (Fig. 1) weist die
innere Hülse 21 eine ausgestreckte
Lage aus, welche als die Normalposition bezeichnet wird, in welcher das vordere
Ende aus der äußeren Hülse 19 hervorsteht. Die Nut 28 weist vorne eine geneigte
oder Nockenoberfläche 30 auf, auf welche die Kugel 27 infolge der Federkraft 29
in der Nomialposition geschoben werden, wobei noch die Kraft einer Feder 34 über
die innerste Hülse 22 auf die Kugeln 27 einwirkt. Infolge dieser Klemmung zwischen
dem äußersten Ende der Schrägfläche 30 und der innersten Hülse 22 wird die innere
Hülse 21 relativ zur äußeren Hülse 19 verriegelt. In dieser ausgestreckten verriegelten
Lage der inneren Hülse 21 bestimmt das Hervortreten der Kugeln 27 in den Kanal 17
eine Drossel oder Engstel le, welche den Eintritt des Kopfes der Schroube 14 in
den Kanal 17 jenseits der Kugeln 27 verhindert, weil der Kopf der Schraube 14 größer
ist als der Durchmesser der Engstelle infolge der hervorstehenden Kugeln .
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Die innere Hülse 21 weist eine mittlere unverriegelte Stellung auf,
die in Fig. 2 skizziert ist, in welcher das vordere Ende 32 zum entsprechenden Ende
der äußeren Hülse 19 fluchtet, und die Kugeln 27 zur Nut 28 so ausgerichtet sind,
daß die Kugeln 27 frei aus den Bohrungen 26 in die Nut 28 austreten können und den
Kanal 17 für den freien Eintritt des Kopfes einer Schraube in jeder Richtung hinter
den Kugeln freigeben. Im Maße, wie
die Schraube nach innen oder
außen in die unverriegelte Lage der Hülse verschoben wird, verschiebt der Kopf der
Schraube die Kugeln 27 in die Nut 28.
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Die innere Hülse 21 weist noch eine zurückgezogene Klemmiage auf,
die in Fig. 3 skizziert ist, bei welcher die innere Hülse 21 gegen die Kraft der
Rückholfeder 29 noch weiter in die äußere Hülse 19 verschoben ist, bis die Kugeln
27 gegen den rückwärtigen oberen Rand 33 der anderen Schrägfläche der Nut 28 anstoßen,
wodurch die weitere Verschiebung der Hülse 21 verhindert wird. Bei der Verschiebung
der Hiilse 21 in diese Klemmlage erreichen die Kugeln 27 eine Position auf der Unterseite
des Schraubkopfes 14, der zuvor aus der Lage nach Fig. 2 in das Mundstück jenseits
der Kugeln 27 verschoben worden ist.
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Die innerste Hülse 22 dient zur Abstützung der Schraube 14 und wird
von einer Rückholfeder 34 relativ zur inneren Hülse 21 nach vorne gedrängt und liegt
in der Normal lage an den verschiedenen Kugeln 27 an. Die innerste oder Stützhülse
22 widmet unter der Federkraft mit der inneren Hülse 21 und den Kugeln 27 so zusammen,
daß ein vernünftiger zwangsweiser Greifzustand wf den Kopf der Schraube ausgeübt
wird, die in
das Mundstück 10 jenseits der Kugeln 27 eingeführt
worden ist, wie in Fig. 4 dargestellt.
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Die Stützhülse 34 ist zwischen einem Ring 35, der sich an einem Sicherungsring
36 der inneren Hülse 21 abstützt, und einer inneren Schulter oder Bund 37 der Stützhülse
22 eingespannt. Die Feder 29 ist zwischen einem Ring 38, der in der äußeren Hülse
19 mit einem Sicherungsring 39 gehalten wird, und einer Endschulter 42 eingespannt.
Die Sicherungsringe 36 und 39 greifen in jeweiligen Ringnuten der inneren Hülse
21 bzw. der äußeren Hülse 19 ein, wie gezeigt. Die jeweiligen Federkernlinien und
Vorspannungen der Federn 25, 29 und 34 sind so zueinander gewählt, daß auf die Druckkrofte
in solcher Weise reagiert wird, daß die Verschiebungen der Hülsen 19, 21 und 22
relativ zueinander und relativ zu dem Kupplungsglied oder Adapter 15 in der unten
beschriebenen Weise erfolgt. Im Einzelfall kann die Feder 25 als stärker gegenüber
der Feder 34 und diese wiederum als stärker ge -genüber der Feder 29 betrachtet
werden. Diese speziellen Verhältnisse können nicht außerhalb des Bereichs der Verschiebungen
der verschiedenen Elemente erhalten werden, in welchen sie ihre jeweiligen Funktionen
erfüllen.
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Der die Schraube antreibende Einsatz 13 erstreckt sich axial durch
die äußere und innere Hülse in die Stützhülse.
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Die Wirkungsweise des Mundstückes 10, angekoppelt an das Werkzeug,
ist wie folgt: eine Schraube 14 wird mit dem Kopf voran in die innere Hülse 21 durch
das vordere Ende des Mundstückes eingefügt. Wenn der Schraubenkopf an die nach innen
vorstehenden Kugeln 27 (Fig. 1) anstößt, führt die weitere Einwärtsbewegung der
Schraube gegenüber den Kugeln dazu, daß die innere Hülse 21 und die Stützhülse 22
nach innen gegen die Kraft der Federn 29 bzw. 34 relativ zur äußeren Hülse 19 verschoben
werden. Da die Kugeln 27 bei dieser Tätigkeit von dem vorderen Rand 30 der Nut 28
weg verschoben werden, wirkt der Schraubenkopf als ein Nocken zur Verschiebung der
Kugeln aus dem Kanal 17 in die Nut 28. Sobald die innere Hülse 21 die in Fig. 2
gezeigte unverriegelte Lage erreicht, stehen sich die Kugeln 27 und die Nut 28 gegen-Uber,
so daß die Kugeln infolge der Kraft des Schraubkopfes in die Nut 28 eintreten können
und der Schraubkopf an den Kugeln 27 vorbeirutscht und in Kontakt mit der Stützhülse
22 kommt. Die weitere Verschiebung der Schraube nach Passieren der Kugeln 27 wirkt
auf die Stützhülse 22, welche infolge der Federkraft die innere Hülse 21 bei
der
Verschiebung relativ zur äußeren Hülse 19 mitnimmt. Wie die innere Hülse 21 nach
rückwärts verschoben wird, laufen die Kugeln 27 gegen die rückwärtige geneigte Fläche
der Nut 28 auf und werden zwischen dem rückwärtigen Rand 33 und der Unterseite des
Schraubenkopfes geklemmt, so daß die Hülse gegenüber weiterer Verschiebung nach
rückwärts aus der rückgezogenen Lage verriegelt wird und gleichzeitig der Kopf der
Schraube zwischen der Rückhaltehülse und den Kugeln geklemmt wird, wie in Fig. 3
angedeutet.
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Wenn die Bedienungsperson danach den von der Hand auf die Schraube
ausgeübten Druck aufgibt, entspannt sich die Feder 29 der inneren Hülse 21 und führt
diese in die ausgestreckte Riegelposition gemäß Fig. 4. Die federbelastete Stützhülse
22 folgt dem Schraubkopf bei dieser Bewegung.
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Bei diesem Übergang der inneren Hülse 21 und der Stützhülse 22 aus
der rückwärtigen Klemmposition gemäß Fig. 3 in die ausgestreckte Riegelposition
nach Fig. 4 erfolgt die Verschiebung der Hülsen über die unverriegelte Lage gemäß
Fig.2 ohne Kontroliverlust über die Schraube. Dies wegen der Raschheit des Übergangs
über die kurze axiale Spannweite der Nut 28.
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Wenn die innere Hülse 21 in der ausgestreckten Riegel lage ist und
die Schraube zwangsweise zwischen der Stützhülse 22 und den Kugeln 27 (Fig. 4) ergriffen
wird, kann das Werkzeug, ohne daß die Kontrolle über die Schraube verlorengeht,
von der Bedienungsperson in jede beliebige Richtung manövriert werden, um den sichtbar
hervorragenden Schaft der Schraube genau auf dem Werkstück auszurichten. Die Stützhülse
22 sorgt für eine gleichförmige rückwärtige Stütze für die Schraube, wodurch die
Schraube stabilisiert wird, wenn sie relativ zu dem Werkstück an richtige Stelle
gebracht wird.
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Um die Schraube in das Werkstück zu treiben, drückt die Beaienungsperson
leicht nach vorwärts auf das Werkzeug, während die Schraube in dem Werkstück eingreift.
Die Stützhülse 22 ist an einer Verschiebank zum Werkstück zu durch den Eingriff
des Schraubenkopfes behindert. Die äußere Hülse 19 nähert sich dem Werkstück unter
der stärkeren Kraft der Feder 25, aber die innere Hülse 21 ist daran gehindert,
mit der äußeren Hülse nach vorne zu rücken, und zwar, weil die mittlere Kraft der
Feder 34 und der schwächeren Feder 29 zusammengepreßt werden und so die relative
Verschiebung der inneren und äußeren Hülsen zueinander erleichtern. Während dieser
relativen Bewegung verschieben
sich die Teile von der ausgestreckten
Riegelposition nach Fig. 4 jenseits der Freigabeposition nach Fig. 2 zu der zurückgezogenen
Riegelposition nach Fig. 3. Wie bei dem Ladeverfahren tritt der Übergang zwischen
den beiden Riegelpositionen so rasch ein, daß die Kontrolle über die Schraube nicht
verlorengeht. Während dieser Bewegung wird der Einsatz 13 in Ein.
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griff mit dem Schraubenkopf nach vorne verschoben. Die Bedienungsperson
schaltet dann den Motor ein, um mit Hilfe des Antriebseinsatzes die Schraube in
das Werkstück zu treiben.
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Danach folgen die Hülsen 19, 21 und 22 der Verschiebung des Schraubenkopfes,
bis die äußere Hülse 19 auf das Werkstück auftrifft und die Verschiebung angehalten
wird. Die innere Hülse 21 schiebt sich weiter vor, bis auch sie mit dem Werkstück
in Berührung kommt und angehalten wird.
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Die Hülsen 19 und 21 sind dann in der unverriegelten Lage gemäß Fig.
2.
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Die Feder 25 beginnt sich zusammenzuziehen und das Gehäuse des Werkzeugs
gleitet nach vorne relativ zur äußeren HJlse, was den Einsatz dazu bringt, weiter
die Schraube nach vorwärts anzutreiben. Der Kopf der sich bewegenden Schraube verschiebt
die Kugeln 27 nach außen und die Schraube kann nunmehr voll in das Werkstück eingetrieben
werden.
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Die Stützhülse 22 stabilisiert die Schraube während aller außer der
letzten
Vortriebsstufe. Wenn das Werkzeug von dem Werkstück abgehoben
wird, kehren die Elemente des Mundstückes in die normale Lage zurück.
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Ein durch die Feder 34 gegebener glücklicher Umstand besteht darin,
daß die Stützhülse 22 in Anpassung an unterschiedliche Dicken des Schraubkopfes
zwischen den Kugeln 27 und der Stützhülse 22 nachgiebig ist.
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Dieser Vorteil wird bei einer festen Stützplatte 22a gemäß Fig. 5
nicht erzielt, auch dann nicht, wenn eine feste Lage mit Bezug auf die innere Hülse
21a eingehalten wird. Bei dieser letzten Anordnung ist die Stützhülse 22a bezüglich
der Dicke der Schraubköpfe beschränkt, die in den Raum 43 zwischen Hülse und Kugeln
27'hineinpassen. Die Hülse 22a kann auch im Preßsitz in der Hülse 21a geführt sein
und kann durch Pressen in jede Richtung wie gewünscht verschoben werden, um die
Lage zur Aufnahme von Schraubköpfen unterschiedlicher Dicke einzustellen.
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Während das in Fig. 1 bis 5 offenbarte Mundstück im Zusammenwirken
mit einem Werkzeug dargestellt ist, welches eine Spindel aufweist, die gegen axiale
Verschiebung relativ zum Gehäuse festgelegt ist, kann das Mundstück auch betriebsmäßig
einem Werkzeug zugeordnet sein, bei dem die Spindel, welche das Antriebswerkzeug
trägt, axial relativ zum
Gehäuse zur Lösung einer axial lösbaren
Antriebskupplung verschiebbar ist.
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Die in Fig. 6 bis 11 offenbarte Ausführungsform der Erfindung zeigt
eine Variante zu dem Mundstück gemäß Fig. 1 bis 5. In dieser weiteren Ausführungsform
ist das Mundstück 50 einem konventionellen, von Hand gehaltenden, Motor angetriebenen
Schraubenantrie bswerkzeug zugeordnet, bei welchem eine Spindel 51 einen Schraubantriebseinsatz
52 trägt und relativ zum Gehäuse 53 des Werkzeugs axial verschiebbar ist. Eine Antriebswelle
54 eines drehbaren Motors ist über eine axial einrückbare und ausrückbare Kupplung
55 verbunden.
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Die Spindel 51 trägt an ihrem rückwärtigen Ende eine Klauenkupplungshälfte
56, die gegenüber der Vorspannung einer Kupplungsfeder 57 mit einer anderen Klauenkupplungshälfte
58 zusammenarbeitet, welche mit der Antriebswelle 54 des Motors verbunden ist und
gegenüber axialer Verschiebung zum Gehäuse festgehalten ist. Statt der Klauenkupplung
55 kann auch eine andere Backenkupplung verwendet werden.
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Die Spindel 51 weist eine Normalposition, wie in Fig. 6 dargestellt,
auf, worin eine Schulter dieser Spindel auf einer Schulter 59 des Gehäuses
unter
der Vorspannung der Kupplungsfeder aufruht, welche normalerweise die angetriebene
Kupplungshälfte von der antreibenden Kupplungshälfte getrennt hält. Die Spindel
ist relativ zu dem Gehäuse rückziehbar und die Kupplungsfeder dient zur Betätigung
der Kupplungshälfte.
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Das Mundstück 50 ist austauschbar am unteren Teil des Gehäuses 53
befestigt, und zwar in axialer Verlängerung dieses Gehäuses mittels einer Kupplungsmuffe
61, die ein Schraubgewinde 62 zum Anschrauben am Gehäuse aufweist. Das Mundstück
bestimmt einen zentralen Kanal oder Durchlaß 63, in die eine Kopfschraube 64 eingefügt
werden kann, damit der Antrieb durch den Einsatz 52 erfolgt. Die Eintrittsöffnung
des Mundstückes weist eine konische Fläche als Führung auf, um die Einführung der
Schraube mit dem Kopf zuvor zu erleichtern. Das vordere Ende des Einsatzes erstreckt
sich in die Einführungsöffnung, wo sie sichtbar in den Schraubkopf eingreifen kann.
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Das Mundstück weist eine zylindrische äußere Hülse 65 und eine zylindrische
innere Hülse 66 auf, die in Gleitführung zueinander und zum Gehäuse sowie der Kupplung
53, 61 angeordnet sind und zum Lösen bzw.
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Halten von Kugeln dienen.
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Die äußere Hülse 65 erstreckt sich in das offene Ende der Kupplungsmuffe
61 und weist dort einen Flansch 67 auf, der in der Kupplungsmuffe 61 mit Gleitpassung
geführt ist und gegen eine innere Schulter bei ausgestreckter Lage der Hülse 65
anläuft.
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Die innere Hülse 66 erstreckt sich durch die äußere Hülse 65, in welcher
sie mit Gleitpassung geführt ist. Unter der Vorspannung einer Rückholfeder 68 nimmt
die innere Hülse 66 ihre Normallage ein, bei welcher ein Flansch 69 am oberen Ende
der inneren Hülse auf einen nachgiebigen O-Ring 71 aufruht und eine Druckkraft auf
diesen ausübt, der auf dem Flansch der äußeren Hülse aufsitzt. In der normalen oder
ausgestreckten Lage der inneren Hülse 66 steht das Ende oder die Nase 70 aus der
Bodenöffnung der äußeren Hülse 65 hervor, wie die Fig.6 zeigt Die innere Hülse 66
hat am unteren Ende eine Gruppe von Taschen oder Bohrungen 72 zur Aufnahme von Kugeln
73 (im vorliegenden Fall drei), die sich radial durch die Seitenwandung der inneren
Hülse erstrecken.
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Die verschiedenen Bohrungen 72 liegen in der gleichen Ebene und weisen
gleichen Umfangsabstand voneinander auf. Jeweils eine Kugel 73 ist drehbar in jeder
Bohrung angeordnet und weist einen größeren
Durchmesser auf, als
es der radialen Abmessung der Bohrung entspricht.
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Eine nach innen gebördelte Lippe am inneren Rand jeder Bohrung verhindert,
daß die jeweilige Kugel 73 aus der Bohrung in den Kanal 63 fallen. Bei der Anlage
an der Lippe stehen die Kugeln ein wenig in den Kanal vor und die entgegengesetzte
Seite reicht etwas aus der Bohrung über den Umfang der Hülse hervor, so daß die
Abmessung etwas größer ist, als der Innendurchmesser der äußeren Hülse 65.
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Die innere Hülse 66 weist einen beschränkten axialen Verschiebungsweg
relativ zur äußeren Hülse 65 auf, wie durch das Zusammenwirken der Kugeln 63 mit
der inneren ringförmigen Nut 65 in der äußeren Hülse 65.
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In der ausgestreckten normalen Lage der inneren Hülse 66 gemäß Fig.
6 steht das vordere Ende 70 aus der äußeren Hülse hervor und die Kugeln 73 bewirken
eine Verriegelung am unteren ringförmigen Rand 74. der Nut.
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In dieser ausgestreckten Lage der inneren Hülse 66 reichen die Kugeln
73 in den mittleren Kanal 63 und bestimmen eine lösbare Engstelle oder Drossel von
geringerem Durchmesser als der Kopf der Schraube 64, so daß normalerweise die Verschiebung
der Schraube in den zentralen Kanal jenseits der Kugeln blockiert wird.
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Die innere Hülse 66 weist eine zurückgezogene zweite Lage auf, die
in Fig. 7 dargestellt ist und bei welcher das normalerweise vorstehende nasenartige
Ende 70 zum Ende der äußeren Hülse 65 fluchtet und die verschiedenen Kugeln 73 auf
gleicher Höhe mit der Ringnut 75 sind, so daß sie in diese ausweichen können, wenn
der Schraubenkopf eingeführt wird. Die Nut 75 ist dementsprechend genügend tief,
damit der Schraubkopf in jeder Richtung jenseits der Kugeln verschoben werden kann.
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Ein Stützring oder Schraube 76 ist in dem zentralen Kanal des Mundstückes
vorgesehen und umgibt den Antriebseinsatz 52 kaaxial und mit einem gewissen Abstand.
Das rückwärtige Schraubenende 77 greift in eine entsprechende Verschraubung der
inneren Hülse 66 ein. Das vordere Ende 78 des Stützringes 76 ist schürzenartig ausgebildet
und stützt den Schraubkopf, der jenseits der Kugeln 73 eingeführt worden ist, wie
in Fig. 9 gezeigt. Der Stützring oder die Schraube 76 dient dazu, eine gleichmäßige
Stützung für den Schraubkopf zu bilden, wenn dieser anfänglich von dem Einsatz 72
angetrieben wird.
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Die Stützschraube 76 weist eine vordere Anschlagslage infolge einer
Schulter 79 an der inneren Hülse 66 auf und läßt einen vorbestimmten
Abstand
80 zu den Kugeln 73 frei. Dadurch ist mit einiger Toleranz die Aufnahme eines Schraubenkopfes
zwischen Stützschraube 76 und Kugeln 73 möglich, wie in Fig. 8 angedeutet. Die Verschraubung
77 der Mutter 76 mit der inneren Hülse 66 ermöglicht die relative Einstellung der
Mutter zur Anpassung des Aufnahmeraumes an unterschiedliche Schraubkopfabmessungen.
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Im Kopf der Mutter 76 sind Antriebsschlitze 81 (Fig. 7) vorgesehen,
um mit einem geeigneten Werkzeug diese Einstellung vorzunehmen. Die Einstellung
wird vor dem Ankuppeln des Mundstückes an das Werkzeug 53 vorgenommen.
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In der normalen Lage des Mundstückes und der Spindel 51 erstreckt
sich der Antriebseinsatz 52 nach vorwärts jenseits der Kugeln 73 bis zu einer Stelle
kurz vor dem vorderen Ende der inneren Hülse 66, wo die Antriebskante zum Eingreifen
in den Schraubkopf sichtbar ist, wie in Fig. 6 dargestellt.
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Die Betriebsweise des Mundstückes zusammen mit dem Werkzeug ist wie
folgt: Wenn eine Schraube 64 gemäß Fig. 6 manuell mit dem Kopf voran
in
die innere Hülse 66 durch das Vorderende des Mundstückes eingeführt wird, sitzt
der Kopf über dem Vorderende des Antriebsansatzes 52 und steht mit der Unterfluche
der vorstehenden Kugeln 73 in Kontakt. Die Verschiebung der Schraube weiter ins
Innere gemäß Fig. 7 verschiebt gleichzeitig den Einsatz und die Spindel rückwärts
gegen die Kupplungsfeder 57, und wirkt auf Kugeln 73 ein, so daß die innere Hülse
66 gegen die Feder 68 relativ zur Kupplungsmuffe 61 und die äußere Hülse 65 verschoben
wird.
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Dabei wird die innere Hülse 66 von dem nachgiebigen Gummi O-Ring 71
abgehoben. Im entspannten Zustand übt dieser O-Ring eine Vorwärtskraft auf die äußere
Hülse 65 aus und dient zur Vermeidung einer Verschiebung dieser Hülse nach rückwärts
zusammen mit der inneren Hülse 66. Normalerweise wird infolge der relativen Lockerheit
der äußeren Hülse 63 in der Innenhülse 66 die Mitnahme vermieden, jedoch führt der
O-Ring 71 eine gewisse Klemmung im Winkel zwischen der Innenoberfläche der Kupplungsmuffe
61 und der Schulter 67. Gegebenenfalls kann ein Stift oder eine Schraube 60 in der
äußeren Hülse 65 vorgesehen sein und in eine axiale Nut der inneren Hülse 66 hineinreichen,
um eine gegenseitige Drehung zu verhindern, ohne die axiale Verschiebung zu behindern,
wie in Fig. 6 in gestrichelter Darstellung angedeutet. Wenn die Kugeln 73 bei der
rückwärtigen Bewegung der inneren Hülse 66 zur Nut 75
fluchten,
drückt der Kopf der sich nach rückwärts verschiebenden Schraube die Kugeln beiseite
in die Nut und gelangt an den Kugeln vorbei.
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Nachdem der Kopf der Schraube 64 jenseits der Kugeln 73 in den Raum
80 zwischen der Rückhaltemutter 76 und den Kugeln 73 verbracht ist, und dann von
der Bedienungsperson von Hand losgelassen wird, verschiebt die Entspannungskraft
der auf die innere Hülse 66 einwirkenden Feder 68 die Kugeln 73 aus der Hohl nut
75 und führt die innere Hülse plötzlich in die Lage nach Fig. 8 entsprechend der
normalen ausgestreckten Position zurück. Dabei treten die Kugeln 73 in den mittigen
Kanal 63 ein, aber nunmehr an der Unterseite des Schraubkopfes. Als Folge des manueilen
Loslassens der Schraube verschiebt sich ferner der Antriebseinsatz 52 unter der
Vorspannung der Kupplungsfeder 57 nach vorne und preßt und klemmt den Schraubenkopf
fest gegen die Kugeln 73, wie aus Fig. 8 hervorgeht.
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In dieser Lage wird die Schraube mit ihrem Kopf festgehalten und
die Schraubenspitze steht aus dem Mundstück heraus und die Bedienungsperson kann
ohne Durch vor Verlieren der Schraube das Werkzeug in jedel Richtung wie gewünscht
oder benötigt halten und die Schraube
genau zum Werkstück ausrichten.
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Um die Schraube in das Werkstück, gegen welches es gerichtet ist,
hineinzutreiben, drückt die Bedienungsperson das Werkzeug vorwärts und bringt das
Gehäuse und die Kupplung 53, 61 dazu, sich relativ zur Spindel 51 und dem Einsatz
52 nach vorwärts zu bewegen, so daß die angetriebene Kupplungshölfte 58 in die andere
Kupplungshälfte 56 gegen die Kraft der Feder 57 eingreift. Hierbei drückt die Feder
68 die innere Hülse 66 nach vorne, bis die Rückhaltemutter 76 gegen den Kopf der
Schraube anstößt (Fig. 9). Die Kugeln 73 werden hierbei mit einem entsprechenden
Abstand von der Unterseite des Schraubkopfes geführt und die lose angecrdnete äußere
Hülse 65 gleitet relativ zur inneren Hülse 66 nach unten, bis der untere ringförmige
Rand der Nut 75 durch Verriegelung an den verschiedenen Kugeln 73 die Verschiebung
begrenzt. Bei Erreichen der in Fig. 9 dargestellten Lage steht die Nase der äußeren
Hülse 66 leicht gegenüber der inneren Hülse vor. Auch hier geschieht der Übergang
zwischen der verriegelten Lage nach Fig. 8 und 9 so schnell, daß die Kontrolle der
Schraube beim Überwechseln in die unverriegelte Lage nach Fig. 7 nicht verlorengeht.
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Während des weiteren Druckes nach vorne auf das Werkzeug stellt die
Bedienungsperson den Motor an und bringt den Antriebseinsatz-dazu, die Schraube
in das Werkstück hineinzutreiben.
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Die Stützmutter 76 dienl zur Stabilisierung der Schraube während des
ersten Stadiums des 4 ntreibens der Schraube in das Werkstück. Im Maße, wie die
Schraube allmählich in das Werkstück eindringt, folgt die Stützmutter 76 im Preßkontakt
mit dem Kopf. Wenn das Werkzeug sich nach vorwärts mit der Schraube bewegt, kommt
die äußere Hülse gegebenenfalls mit der Werkstückoberfläche in Berührung und wird
nach oben gedrückt, wonach die Nut 75 den Kugeln 73 gegenübersteht und die unteren
Enden beider Hülsen 65, 66 zueinander fluchten. Im Maße, wie die Schraube weiter
in das Werkstück eindringt, werden beide Hülsen nach oben relativ zu der sich abwärts
bewegenden Schraube zurückgezogen.
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Hierbei werden die Kugeln 73 von dem Schraubkopf in die Nut 75 gedrückt,
wie aus Fig. 10 ersichtlich. Der Schraubkopf wandert dann jenseits der Kugeln 73
aus dem Mundstück heraus, bis er ganz in dem Werkstück sitzt, wie in Fig. 11 dargestellt.
Wenn das Werkzeug danach von dem Werkstück abgehoben wird, gehen die Bauteile des
Werkzeugs und des Mundstücks in die Normallage zurück.
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Es wird nunmehr auf die Fig. 12 bis 15 Bezug genommen. Das Werkzeug
kann eine seitliche Abflachung 83 (Fig. 12, 13) aufweisen, welche sowohl die innere
wie die äußere Hülse betrifft. Diese Abflachung ist dann von Vorteil, wenn mit dem
Mundstück in engen Winkeln oder Vierecken gearbeitet werden soll. Gegebenenfalls
können noch weitere Abflachungen 83 hinzugefügt werden, wie aus Fig. 14 ersichtlich,
in welcher drei derartige Abflachungen gezeigt sind. Jede seitliche Abflachung wird
durch eine Ebene 84 auf der Oberfläche der inneren Hülse bestimmt, die sich nach
oben in einem vorbestimmten Abstand vom vorderen Ende der inneren Hülse erstreckt
und durch eine entsprechende Öffnung 85 der äußeren Hülse außen sichtbar ist. Die
äußere Wandoberfläche 86 der Öffnung fluchtet zur Ebene 84 der inneren Hülse.
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Wenn in der Ausbildungsform nach Fig. 12 - 15 die Hülsen 65 und 66
relativ zueinander drehbar wären, könnten Kugeln 73 aus den Enden der Nut oder der
Nutsegmente 75 infolge der Abflachungen herausfallen. Es ist eine geeignete Einrichtung
zur Verhinderung dieser relativen Drehung vorgesehen, beispielsweise wie in Fig.
12 gezeigt, aus einer Schraube 88 in der Wand der äußeren Hülse 65 und einem vertikalen
Führungsschlitz 90 in der inneren Hülse 66, in welche der Kopf der Schraube 88 eingreift.
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In der Ausführungsform nach Fig. 14, 15 können die abgeschnittenen
Teilstücke der Hülsen als mehrere Fingerpaare betrachtet werden, die in Längsrichtung
relativ zueinander verschiebbar sind, um die Verriegelung und Entriegelungsverschiebung
der Kugeln 73 auszuführen. Der Erfindungsgedanke umschließt somit solche auf das
Werkzeuggehäuse montierte Finger, die in anderer Weise als durch Verbindung mit
zwei konzentrischen Hülsen verbunden sind.
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Bei den verschiedenen dargestellten Formen der Erfindung nehmen die
Kugeln 27 und 75 jeweils gleichen Umfangsabstand voneinander ein.
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Insbesondere aus den Fig. 13 und 14 ist jedoch ersichtlich, daß eine
andere Umfangsverte i lung zur Anpassung an unterschiedliche Anordnungen der Abflachungen
83 vorgesehen sein können. Beispielsweise könnten vier Kugeln in einer Anordnung
mit zwei diametral gegenüberstehenden Paaren verwendet werden, wobei die Kugeln
jedes Paares relativ enger zueinander stehen, als der Umfangsabstand zwischen den
Paaren beträgt. Eine solche Anordnung erleichtert es, zwei parallele, sich gegenüberstehende
Abflachungen 83 vorzusehen.
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Während die Erfindung mit Bezug auf ein Schraubeintriebswerkzeug
beschrieben
worden ist, ist es im allgemeinen auch für Werkzeuge zum Antrieb anderer Arten von
Artikeln mit einem Kopf und einem Schaft verwendbar, beispielsweise für Nägel, Nieten,
Bolzen oder mit Köpfen versehenen Stutzen. Zusätzlich zu einem sich drehenden Antrieb
kann die Erfindung auch auf Werkzeuge angewendet werden, bei denen durch trennende
oder hin- und hergehende Antriebe wie bei Nagelvorrichtungen oder Nietvorrichtungen
vorgesehen sind, oder es können auch Antriebe mit ständig linearem Druck verwendet
werden, wie diese durch einen Hydraulikzylinder betätigbar sind.
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