DE2621932B2 - Futter zum Spannen von Kopf- und Stiftschrauben beim Einschraubvorgang - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Futter zum Spannen von Kopf- und Stiftschrauben beim Einschraubvorgang, bestehend aus einer Lagerhülse mit den Schaft der Schraube umfassenden, radial verschiebbar in der Lagerhülse gelagerten Spannkugeln, einer die Lagerhülse umschließenden Spannhülse für die Spannkugeln und einer die Lagerhülse durchdringenden, axial verschiebbaren mit einem Schraubenmitnehmer versehenen Schrauberwelle, wobei Spannhülse und Lagerhülse gegen die Kraft je einer Feder längsverschiebbar angeordnet sind, die Spannhülse im Bereich der Haltelage der Spannkugeln mit einem Spannkonus versehen ist, der unter der Wirkung der Federspannung die Spannkugeln zusammen und damit gegen den Schaft der Schraube drückt, und axial neben dem Spannkonus ein Freiraum zur Aufnahme der Spannkugeln beim Einführen einer Kopfschraube vorgesehen ist, und daß ferner sowohl die Lagerhülse als auch die Spannhülse in gleicher Richtung unter der Vorspannung je einer Feder stehen, die diese beiden Hülsen von einem am rückwärtigen Ende des Futters liegenden Widerlager in Richtung Einschraubstelle drücken.

Ein derartiges Futter ist aus der DE-PS 16 03 888 bekannt. Bei diesem Futter muß ein Drehantrieb zum Einsetzten einer Schraube angehalten werden, der dann nachträglich zum Einschrauben wieder anzulassen ist. Darüber hinaus besteht bei anderen bekannten Futtern das Erfordernis, diese von hinten zu laden, was einen besonderen Zuführmechanismus erfordert.

Der Erfindung liegi die Aufgabe zugrunde, ein Futter

der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, das im Lauf, also bei sich drehendem Antrieb, von vorn geladen werden kann und bei dem sich die Einschraubtiefe begrenzen läßt.

Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, daß dieses Widerlager aus einem in die Spannhülse hineingreifenden Widerlagerrohr besteht, das einen Kupplungsteil zum Begrenzen der Einschraubtiefe bildet, und daß der Spannkonus der Spannhülse der Einschraubstelle näher liegt als ihr Freiraum für die Spannkugeln und daß schließlich eine zwischen dem Spannkonus und dem Freiraum angeordneten Anschlagschulter vorgesehen ist zum Begrenzen des Weges der Lagerhülse zur Einschraubstelie hin.

Es ist zwar durch die DE-PS 7 22 676 an sich ein Futter bekannt, das die Einschraubtiefe durch eine Kupplung begrenzt. Bei diesem Futter wird die Griffhülse von Hand gesteuert. Beim Einschraubvorgang muß hierzu aber beobachtet werden, ob das Einschrauben einer Schraube vollzogen ist, damit die Griffhülse zum Entkuppeln rechtzeitig zurückgeschoben werden kann. Bei schnell laufenden Maschinen ist dies schwierig, da das Einschrauben so schnell erfolgt, daß das Eindringen der Schraube bis zu ihrer Endstellung mit dem Auge kaum verfolgt werden kann. Demgegenüber dient zur Bildung der Kupplung bei dem erfindungsgemäßen Futter das Widerlagerrohr, das alle Teile zusammenhält und in dem sich vorteilhaft ein Kupplungsteil unterbringen läßt.

Durch diese Anordnung der Lagerhülse und der Verriegelungshülse sowie der auf diese Hülsen wirkenden Federn besteht die Möglichkeit, durch Druck einer von vorn zugeführten Schraube die Lagerhülse gegenüber der Verriegelungshülse zurückzuschieben, wobei die Kugeln in den Freiraum ausweichen und danach gegebenenfalls über einen Schraubenkopf schnappen, da unter der Wirkung der auf die Lagerhülse wirkenden Feder diese die Kugeln wieder nach vorn, und zwar in den Spannkonus schiebt. An diesen Verschiebungsvorgängen ist die Schrauberwelle nicht beteiligt, so daß sie so weit hinter den Freiraum zurückgezogen sein kann, daß ihr Schraubenmitnehmer das betreffende Schraubenende noch nicht erreicht. Der Schraubenmitnehmer steht also zunächst noch mit Abstand vor dem betreffenden Schraubenende, wobei aber die Schraube vom Futter gespannt gehalten wird. Wenn dann für den Einschraubvorgang von hinten her der Schrauberantrieb nach vorn gedrückt wird, setzt sich die Schraube mit ihrem aus dem Futter herausragenden Ende gegen das betreffende Werkstück und wird von diesem in das Futter hineingedrückt, wobei die Schraube von dem Futter gespannt gehalten wird, auch wenn sie, wie bei Holzschrauben üblich, selbst etwas konisch ausgebildet ist. In diesem Falle verschieben sich nämlich unter der Wirkung der auf die Lagerhülse wirkenden Federspannung die Kugeln im Spannkonus, wodurch eine Veränderung des Durchmessers der Schraube bei deren Hineingleiten in das Futter ausgeglichen wird. Die Schraube gleitet dann so weit in das Futter hinein, bis sie von dem Schraubenmitnehmer erfaßt wird, der sie daraufhin mitnimmt. Die Schraube schraubt sich dann in das Werkstück ein, bis dieses gegen die vordere Stirnseite der aus dem Futter herausragenden Lagerhülse aufläuft und diese nach und nach zurückschiebt. Das Werkstück erreicht auf diese Weise schließlich auch die Spannhülse, die dann ebenfalls gegenüber der Schrauberwelle zurückgedrückl wird, bis schließlich die Schraube ganz eingeschraubt ist. Bei dem Zurückschieben der Lagerhülse werden die Kugeln mitgenommen und können schließlich in den Freiraum zurückweichen, wobei das Spannen der Schraube aufgehoben wird. Ihre Führung bleibt jedoch einerseits durch das Werkstück und andererseits durch den Schraubenmitnehmer erhalten, wobei eine sichere Lage des Futters gegenüber dem Werkstück dadurch erhalten bleibt, daß, wie gesagt, die Stirnseiten von Lagerhülse und Spannhülse in der Endphase des Einschraubens gegen das Werkstück anliegen.

Die Spannhülse kann man zweckmäßig dadurch axial verschiebbar mit dem Widerlagerrohr in Verbindung bringen, daß sich die Spannhülse mit ihrem rückwärtigen Ende hinter einen nach außen gerichteten Vorsprung des Widerlagerrohrs setzt.

Um der Lagerhülse eine einfach definierbare Begrenzung ihrer Bewegung nach vorn zu geben, läßt man die Lagerhülse zweckmäßig mit einer axial hinter den Spannkugeln sitzenden Schulter gegen einen nach innen weisenden Anschlag am vorderen Ende der Spannhülse auflaufen.

Eine konstruktiv einfache Lösung für die Ausbildung der Schulter der Lagerhülse erhält man dann, wenn man diese Schulter als nach außen gerichteten Bund ausbildet, gegen den die die Lagerhülse vorspannende Feder drückt. Dementsprechend kann man vorteilhaft die Verriegelungshülse hinter dem Freiraum mit einem nach innen gerichteten Bund versehen, gegen den die die Verriegelungshülse vorspannende Feder drückt.

Um am Ende des Einschraubvorganges automatisch die Schrauberwelle von ihrem Antrieb entkuppeln zu können, gestaltet man das Futter zweckmäßig so, daß in die rückwärtige Stirnseite des Widerlagerrohres mehrere nahezu halb aus dieser Stirnseite herausragende Kupplungskugeln eingelassen sind und gegen diese Stirnseite eine die herausragenden Kugelteile in Löchern aufnehmende, durch eine Druckfeder vorgespannte Lochscheibe drückt, die mit einer auf der Schrauberwelle drehbar gelagerten Antriebshülse kraftschlüssig, axial verschiebbar gekuppelt ist, wobei die Schrauberwelle kraftschlüssig mit dem Widerlagerrohr verbunden ist und die Druckfeder zwischen Antriebshülse und Lochscheibe sitzt.

Die Kupplung wird dabei über die Kupplungskugeln durch die Lochscheibe und das die Kupplungskugeln aufnehmende Widerlagerrohr bewirkt, wobei die Lochscheibe schließlich von der rückwärtigen Stirnseite des Widerlagerrohres abgehoben wird. Beim Eindrehen der Schraube gleitet nämlich im letzten Teil dieses Arbeitsvorganges das die Kupplungskugeln aufnehmende Widerlagerrohr in die Spannhülse hinein, so daß sich auch eine Relativbewegung zwischen der Spannhülse und der gegen das Widerlagerrohr gedrückten Lochscheibe ergibt, bis eine Stellung erreicht ist, in der die rückwärtige Stirnseite der Spannhülse auf die Lochscheibe einwirken kann.

Um dieses Abheben der Lochscheibe von dem Widerlagerrohr von einer bestimmten Einschraubtiefe der Schraube abhängig machen zu können, versieht man die Lochscheibe mit mindestens zwei radial, nach außen über den Durchmesser des Widerlagerrohres ragenden Nasen, die in axial unterschiedlich lang abgestuften Nuten einer das Widerlagerrohr umgebenden, gegenüber diesem axial verschiebbaren und drehbaren Stellhülse eingreifen. Durch Verdrehung der Stellhülse stehen dann den Nasen der Lochscheibe jeweils entsprechend lange Nuten gegenüber, wodurch sich die relative Lage von Schraubenmitnehmer und damit

Lochscheibe einerseits und rückwärtige Stirnseite des Widerlagerrohres mit den Kupplungskugeln andererseits einstellen läßt.

Eine andere Art der Kupplung zwischen Antrieb und Schrauberwelle ist so ausgebildet, daß in das Wideriagerrohr in einer Ebene radial nach innen ragende Kupplungsstifte eingelassen sind und diese Kupplungsstifte mittels einer auf das Widerlagerrohr wirkenden Druckfeder gegen eine mit entsprechenden Nuten versehene Ringschulter der Schrauberwelle drücken, wobei auf der Schrauberwelle eine die Druckfeder abstützende Antriebshülse drehbar ohne axiale Verschiebbarkeit gelagert ist, die kraftschlüssig verschiebbar in das Widerlagerrohr eingreift. Diese Art der Kupplung läßt eine stufenlose Einstellung der Entkupplung zu, wozu in das Widerlagerrohr neben der Antriebshülse achsparallel eine Stellschraube eingesetzt ist, die in den Innenraum hinter dem Widerlagerrohr reicht und für die Lagerhülse einen Anschlag bildet, der bei Aufsetzen der Lagerhülse ein Abheben der Kupplungsstifte aus den Nuten der Ringschulter bewirkt. Bei dieser Art der Kupplung stößt die hintere Stirnseite der Lagerhülse schließlich gegen die Stellschraube und drückt damit das Widerlagerrohr gegenüber der Schrauberwelle nach hinten, wodurch der Entkupplungsvorgang eingeleitet wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt. Es zeigt

Fi g. 1 eine Ausführungsform mit einer Kupplungskugeln aufweisenden Kupplung, bei der von dem Futter eine Schraube zu Beginn des Einschraubvorganges gespannt gehalten ist,

F i g. 2 die gleiche Ausführungsform in vollständig eingedrehter Lage der Schraube und entkuppelter Kupplung,

F i g. 3 die bei der Ausführungsform gemäß den F i g. 1 und 2 verwendete Stellhülse im Schnitt,

F i g. 4 eine Draufsicht auf die Stellhülse mit in dieser liegender Lochscheibe,

Fig.5 eine Ausführungsform mit einer Kupplungsstifte verwendenden Kupplung in einer eine Schraube vor dem Einschraubvorgang spannenden Lage (s'. Fig. 1).

Fig.6 die Ausführungsform gemäß Fig. 5 in einer Lage, in der die Kupplung gerade abhebt,

Fig. 7 die Ringschulter der Schrauberwelle gemäß der Ausführungsform nach F i g. 5 und 6,

Fig.8 eine Draufsicht auf diese Ringschulter der Schrauberwelle,

F i g. 9 die Ausführungsform gemäß den F i g. 5 und 6 im vollständig entkuppelten Zustand und vollständig eingedrehter Lage der Schraube.

Das in der Fig. 1 im Schnitt dargestellte Futter besteht aus der Lagerhülse 1 und der diese umgebenden Spannhülse 2, in deren rückwärtiges Ende das Widerlagerrohr 3 hineinragt. Gegen dieses Widerlagerrohr 3 stützen sich die Federn 4 und 5, wobei sich die Feder 4 einerseits gegen einen nach innen ragenden Bund 6 des Widerlagerrohres 3 und andererseits gegen einen nach außen ragenden Bund 7 der Lagerhülse 1 setzt. Die Feder 4 drückt dabei die Lagerhülse 1 von dem Widerlagiirrohr 3 weg. Die Feder 5 sitzt zwischen dem nach außen ragenden Bund 8 des Widerlagerrohres 3 und dem nach innen ragenden Bund 9 der Spannhülse 2, so daß auch die Spannhülse 2 von dem Widerlagerrohr 3 unter der Wirkung der Feder 5 weggedrückt wird. Der Spannhülse 2 ist dabei durch den Sprengring 10 ein Anschlag gegeben, der sich hinter den Bund 8 des Widerlagerrohres 3 setzt und aufgrund der Spannung der Feder 5 hier gehalten wird. Die Lagerhülse 1 ist mit vier Ausnehmungen 11 versehen, in denen je eine Spannkugel 12 gelagert ist. In der dargestellten Lage des Futters werden die Spannkugeln am Herausgleiten nach außen durch die vordere Stirnseite der Spannhülse 2 gehindert. Nach außen zu besitzen die Ausnehmungen 11 eine in der Figur nicht dargestellte geringfügige Verengung, vor die sich der Äquator der Spannkugeln 12 setzt, so daß diese aus den Ausnehmungen 11 nichl herausfallen können.

In der Fig. 1 ist das Futter mit einer eingespannten Schraube 13 dargestellt. Um die Schraube 13 in die dargestellte Lage zu bringen, wird sie zunächst von unten her mit ihrem Schraubenkopf 14 gegen die Spannkugeln 12 gedrückt, die dabei mit der Lagerhülse 1 gegen die Spannung der Feder 4 nach innen in das Futter zurückweichen, bis die Spannkugeln \2 in den Bereich der Freiräume 15 in der Spannhülse 2 gelangen und in diese Freiräume 15 ausweichen. Lagerhülse 1, Spannhülse 2 und Spannkugeln 12 nehmen dabei die in der F i g. 2 dargestellte Lage ein (abgesehen von der Lage des Schraubendrehers). Wenn nun der Schraubenkopf 14 nocht weiter nach innen gedrückt wird, können die Spannkugeln 12 schließlich nach innen zu gegen den Schaft 16 der Schraube 13 laufen, wobei sie zunächst entlang dem Führungskonus 17 am vorderen Ende der Spannhülse 2 gleiten, bis sie in den Spannkonus 18 gelangen, unter dessen Wirkung die Spannkugeln 12 zusammengedrückt werden, da gleichzeitig die Feder 4 die Lagerhülse 1 nach vorn drückt. Die Spannkugeln 12 wandern dabei entlang des relativ schlanken Spannkonus 18, so daß eine beträchtliche Andruckkraft der Spannkugeln 12 gegenüber dem Schaft 16 der Schraube 13 erzielt wird. Die Schraube 13 und die Spannkugeln 12 haben dann die in der Fig. 1 dargestellte Lage erreicht. In dieser Lage sitzt der Äquator 19 der Spannkugeln 12 gerade noch hinter dem vorderen Ende des Spannkonus 18, so daß die dargestellte Lage etwa dem minimalen Durchmesser einer spannbaren Schraube entspricht. Bei größerem Durchmesser einer Schraube liegt der Äquator 19 weiter innen im Spannkonus 18. Hat das Futter keine Schraube aufgenommen, so stößt die vordere äußere Kante des Bundes 7 der Lagerhülse 1 gegen den Führungskonus 17 an, womit die vordere Endstellung erreicht ist. In dieser Lage sitzt der Äquator 19 der Spannkugeln 12 etwa am Ende des Spannkonus 18, so daß, wie oben bereits dargelegt, das Herausfallen der Spannkugeln 12 nach außen verhindert ist.

Das in der F i g. 1 dargestellte Futter ist weiterhin mit der Schrauberwelle 20 versehen, an deren vorderen Ende der Schraubenmitnehmer, hier die Schraubenklinge 21, angeordnet ist. Nach rückwärts geht die Schrauberwelle in einen dünneren Teil 20' über, auf dem drehbar die Antriebshülse 22 sitzt. Nach hinten hin wird die Antriebshülse 22 von der Mutter 23 gehalten, die auf das Ende des dünneren Teils 20' der Schrauberwelle 20 aufgeschraubt ist. An ihrem vorderen Ende besitzt die Antriebshülse 22 den Vierkanthals 24, über den die

^ä0 Lochplatte 25 geschoben ist. Die Lochplatte 25 besitzt innen eine mi' dem Vierkanthals 24 zusammenpassenden Ausnehmung, so daß eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Vierkanthals 24 und damit der Antriebshülse 22 einerseits und der Lochplatte 25 andererseits besteht. Die Lochplatte 25 ist axial verschiebbar auf dem Vierkanthals 24 gelagert und wird durch die Feder 26 von der Antriebshülse 22 weggedrückt. Unabhängig von der Lage der Lochplatte

25 in bezug auf die Schulter 27 der Antriebshülse 22 besteht stets die vorstehend erwähnte kraftschlüssige Verbindung zwischen Antriebshülse 22 und Lochplatte 25, so daß bei Drehung der Antriebshülse 22 stets die Lochplatte 25 mitgenommen wird.

Zum Eindrehen der Schraube 13 wird nun die Antriebshülse 22 in eine entsprechende Aufnahme einer Antriebsmaschine eingesetzt (nicht dargestellt) und in Drehung versetzt. Gleichzeitig wird die Antriebsmaschine und damit die Antriebshülse 22 vorwärts gedrückt, wobei die von dem Futter eingespannte Schraube 13 sich gegen das betreffende Werkstück (nicht dargestellt) setzt. Hierbei wird von dem Werkstück die Schraube 13 nach innen zu in das Futter gedrückt, wobei die Spannkugeln 12 im Falle der hier dargestellten Schraube 13 mit konischem Schaft 16 unter der Wirkung des Spannkonus 18 entsprechend zusammenlaufen und dabei die Schraube gespannt halten. Die Schraube 13 kommt schließlich mit ihrem Kopf 14 in Eingriff mit der Klinge 21 und wird von dieser mitgenommen und damit in das Werkstück eingeschraubt.

Die Drehung der Schrauberwelle 20, während der bereits die Schraube 13 eingesetzt werden kann, kommt folgendermaßen zustande: Wie oben erwähnt, ist die Lochscheibe 25 kraftschlüssig mit der in Drehung versetzten Antriebshülse 22 verbunden. Die Lochscheibe 25 ist mit vier Ausnehmungen 28 versehen, in die Kupplungskugeln 29 nahezu halb hineinragen. Die Kupplungskugeln 29 sind in die rückwärtige Stirnseite des Widerlagerrohres 3 fest eingesetzt und bilden daher mit dem Widerlagerrohr 3 eine starre Verbindung. Die Ausnehmungen 28 der Lochscheibe 25 haben nun einen geringfügig größeren Durchmesser als die Kupplungskugeln 29, so daß sie sich dicht neben den strichpunktiert eingezeichneten Äquator 30 der Kupplungskugeln 29 setzen. An dieser Stelle ragen die Kupplungskugeln mit ihrer Wandung fast rechtwinklig zur Stirnseite des Widerlagerrohres 3 heraus, so daß die Kupplungskugeln 29 im Effekt wie ein Mitnehmer in bezug auf die Lochscheibe 25 wirken. Es ist damit also zwischen der Lochscheibe 25 und den Kupplungskugeln 29 eine kraftschlüssige Verbindung hergestellt, was bedeutet, daß insgesamt ein Kraftschluß von Antriebshülse 22 über Vierkanthals 24, die Lochscheibe 25, die Kupplungskugeln 29 und das Widerlagerrohr 3 besteht. Zwischen dem Widerlagerrohr 3 und der Schrauberwelle 20 besteht nun ebenfalls eine kraftschlüssige Verbindung, und zwar über den Sechskant 50 als Bestandteil der Schrauberwelle 20, der in einen so entsprechenden Innensechskant des Widerlagerrohres 3 eingreift. Auf diese Weise wird also in der dargestellten Lage die Drehung der Antriebshülse 22 auf die Schrauberwelle 20 übertragen.

Beim Einschrauben der Schraube 13 setzt schließlich die vordere Stirnseite 31 der Lagerhülse 1 gegen das betreffende Werkstück an und wird von diesem in das Futter zurückgedrückt. Dabei lösen sich zwar die Spannkugeln 12 vom Schaft 16 der Schraube 13, was jedoch in dieser Arbeitsphase keine Rolle mehr spielt, < >o da die Schraube 13 bereits ausreichend durch das Werkstück geführt ist. Andererseits wird dem Futter gegenüber dem Werkstück dadurch Halt gegeben, daß, wie gesagt, die vordere Stirnseite 31 der Lagerhülse 1 gegen das Werkstück drückt. Im weiteren Verlauf des Einschraubvorganges setzt schließlich auch die vordere Stirnseite 32 der Spannhülse 2 auf das Werkstück auf, wobei von jetzt an, wenn die Schraube noch nicht vollständig in das Werkstück eingedreht ist, sowohl die Lagerhülse 1 als auch die Spannhülse 2 gegenüber der Schrauberwelle 20 zurückgedrückt werden. Dabei drücken sich die Federn 4 und 5 entsprechend zusammen, das Widerlagerrohr 3 wird jedoch von der Schrauberwelle 20 mitgenommen, da die gegenüber den Federn 4 und 5 stärkere Feder 26 die Lochscheibe 25 und damit auch das vor der Lochscheibe 25 sitzende Widerlagerrohr 3 nach vorn drückt. Die Feder 26 stützt sich dabei gegen die Schulter 27 der Antriebshülse 22 ab, welch letztere ihrerseits durch die Mutter 23 axial gegenüber der Schrauberwelle 20/20' gehalten wird. Bei dem beschriebenen Vorgang bleibt also die axiale Lage von Widerlagerrohr 3 und Schrauberwelle 20 unverändert, was übrigens für sämtliche Arbeitsphasen gilt.

In der F i g. 2 ist der Einschraubvorgang der Schraube 13 in seiner Endphase dargestellt. Der Kopf 14 liegt hier am Werkstück 33 an. Die Lagerhülse 1 und die Spannhülse 2 sind gegenüber der Schrauberwelle 20 und dem Widerlagerrohr 3 zurückverschoben. In dieser Lage hat nun die zurückverschobene Spannhülse eine Entkupplung herbeigeführt, die nachstehend beschrieben sei: Die rückwärtige Stirnseite 34 der Spannhülse 2 drückt über eine Klemmscheibe 35 auf die Stellhülse 36, mit der die Lochscheibe 25 von den Kupplungskugeln 29 abgehoben v/ird. Diese Funktion sei nachstehend anhand der F i g. 3 und 4 näher erläutert.

Die Stellhülse 36 ist in der F i g. 3 im Schnitt gezeigt. Sie besitzt die axialen Nuten 37, die wie die F i g. 3 zeigt, unterschiedlich lang abgestuft sind. Die Stellhülse 36 ist mit drei Gruppen derart abgestufter Nuten 37 versehen, wobei diese drei Gruppen untereinander gleich sind. In die Nuten 37 ragen drei Nasen 38 der Lochscheibe 25 hinein, wobei durch die Zuordnung der Nuten 37 und der Nasen 38 erreicht wird, daß die Nasen 38 jeweils in Nuten 37 gleicher Länge einfallen. Durch Verdrehung der Stellhülse 36 gegenüber der Lochscheibe 25 läßt sich dann die jeweilige Einfalltiefe der Nasen 38 in die Stellhülse 36 wahlweise bestimmen. Dies bedeutet, daß je nach eingestellter Einfalltiefe der Nasen 38 in die . Stellhülse 36 die Lochscheibe 25 bei unterschiedlicher Verschiebung der Lagerhülse 1 und der Spannhülse 2 gegenüber der Schrauberwelle 20 abgehoben wird, und zwar von der rückwärtigen Stirnseite des Widerlagerrohres 3. Dieser Abhebevorgang erfolgt also auf grund des Auflaufens der vorderen Stirnseite 32 der Spannhülse 2 gegen das Werkstück 33, wodurch die rückwärtige Stirnseite 34 der Spannhülse 2 infolge Druckes gegen die Klemmscheibe 35 und die Stellhülse 36 letztere gegenüber dem Widerlagerrohr 3 verschiebt, wobei über die Nasen 38 der Lochscheibe 25 und die Enden der auf sie eingestellten Nuten 37 die Lochscheibe 25 mitgenommen wird, die sich infolgedessen von der rückwärtigen Stirnseite des Widerlagerrohres 3 in die in der F i g. 2 dargestellte Lage abhebt.

Schon mit Beginn dieses Abhebevorganges geraten die Ausnehmungen 28 der Lochscheibe 25 in Bereich der Kupplungskugeln 29, in denen deren Oberfläche mehr schräg zur hinteren Stirnseite des Widerlagerrohres 3 verläuft, so daß schließlich die Lochscheibe 25 über die Kupplungskugeln 29 hinwegratschen kann. Dabei wird die Spannung der Feder 26 ausgenutzt, die es der Lochscheibe 25 ermöglicht, nach hinten hin gegen die Schulter 27 auszuweichen. Hierdurch wird nun die vorher bestandene, kraftschlüssige Verbindung zwischen Lochscheibe 25 und Kupplungskugeln 29 aufgehoben, d. h. es besteht auch keine kraftschlüssige Verbindung zwischen der Antriebshülse 22 und der

Schrauberwelle 20 mehr, so daß trotz weiterer Drehung der Antriebshülse 22 die Schrauberwelle 20 und damit die Klinge 21 stehenbleibt. Die Schraube 13 wird damit nicht weiter in das Werkstück 33 eingetrieben. Es ergibt sich dabei übrigens ein ratschendes Geräusch, so daß die Bedienungsperson darauf aufmerksam gemacht wird, daß der Einschraubvorgang beendet ist. Das Futter hat dabei die in der F i g. 2 dargestellte Lage eingenommen, in der es ohne weiteres von der Schraube 13 abgezogen werden kann. Dabei drücken dann die Federn 4 und 5 die Lagerhülse 1 und die Spannhülse 2 wieder nach vorn, wobei auch die Lochscheibe 25 sich wieder gegen die rückwärtige Stirnseite des Widerlagerrohres 3 setzen kann. Es nimmt dann schließlich das Futter wieder in der F i g. 1 dargestellte Lage ein (allerdings ohne eingeführte Schraube).

Da die Stellhülse 36 axial verschiebbar und drehbar gegenüber dem Widerlagerrohr 3 angeordnet ist, andererseits aber auch dafür zu sorgen ist, daß sich die Stellhülse 36 nicht in unerwünschter Weise durch Erschütterungen oder sonstwie verdreht, ist die bereits oben erwähnte Klemmscheibe 35 vorgesehen, die mit einer leichten Spannung auf dem Widerlagerrohr 3 sitzt und sich daher nicht von selbst gegenüber dem Widerlagerrohr 3 verschieben kann. Zur gewünschten Einstellung der Stellhülse 36 wird diese zunächst gegen die Stirnseite 34 der Spannhülse 2 geschoben und dann so verdreht, daß die Nasen 38 vor den gewünschten Nuten 37 stehen. Daraufhin wird lediglich durch axiale Verschiebung (also ohne Verdrehung) die Stellhülse 36 zusammen mit der Klemmscheibe 35 in die in der F i g. 1 dargestellte Lage gebracht, in der die Klemmscheibe 35 die Stellhülse 36 festhält. Anstelle der Klemmscheibe 35 kann auch eine Schraubenfeder verwendet werden.

Bei dem in der F i g. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine andere Form der Kupplung vorgesehen. Bezüglich der Funktion von Lagerhülse 1, Spannhülse 2 und Spannkugeln 12 sowie der zugehörigen sonstigen Teile kann auf die vorstehende Beschreibung verwiesen werden, da diesbezüglich die gleichen Funktionen vorliegen.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig.5 wird die kraftschlüssige Verbindung zwischen Antriebshülse 22 und Schrauberwelle 20 folgendermaßen hergestellt: Die Antriebshülse 22 ragt ähnlich wie beim Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 mit einem Vierkanthals 24 in eine entsprechend vierkantige Ausnehmung des Widerlagerrohres 39, das also stets von der Antriebshülse 22 mitgenommen wird. Dabei ist das Widerlagerrohr 39 axial verschiebbar auf dem Vierkanthals 24 gelagert. Mittels der Feder 26, die sich gegenüber der Schulter 27 an der Antriebshülse 22 abstützt, wird das Widerlagerrohr 39 nach vorn gedrückt. In das Widerlagerrohr 39 sind in einer Ebene radial nach innen ragende Kupplungsstifte 40 eingelassen und bilden mit dem Widerlagerrohr 39 eine starre Verbindung. Die Kupplungsstifte 40 ragen nach innen hin in eine Ausdrehung des Widerlagerrohres 39, in die die Schrauberwelle 20 mit ihrer Ringschulter 41 hineinragt. Wie insbesondere den Fig.7 und 8 deutlich zu entnehmen ist, besitzt die Ringschulter 41 den Kupplungsstiften 40 gegenüber angepaßte Nuten 42, in die jeweils ein Kupplungsstift 40 einfällt. Die Kupplungsstifte 40 werden dabei so weit von den Nuten 42 aufgenommen, daß die Kupplungsstifte 40 gegenüber den Nuten 42 praktisch wie Mitnehmer wirken. An ihren Seiten gehen die Nuten 42 in Schrägen 43 über, durch die erreicht wird, daß bei Abheben der Kupplungsstifte

40 aus den Nuten 42 die Kupplungsstifte 40 sich gegenüber der Ringschulter 41 weiter verdrehen können, was der Lage in entkuppeltem Zustand entspricht. Die Kupplungsstifte 40 gleiten dabei über zwischen den Nuten 42 liegende Kanten 44 weg, die dafür sorgen, daß den Kupplungsstiften 40 immer die Tendenz gegeben wird, über die Schrägen 43 in die Nuten 42 einzugleiten. Auf diese Weise wird verhindert, daß etwa die Kupplungsstifte 40 in einer Mittellage zwischen den Nuten 42 stehenbleiben können.

Wenn also die Kupplungsstifte 40 in den Nuten 42 liegen, besteht eine kraftschlüssige Verbindung von der Antriebshülse 22 über das Widerlagerrohr 39, die Kupplungsstifte 40 zu der Schrauberwelle 20, womit bei Antrieb der Antriebshülse 22 die Klinge 21 der Schrauberwelle 20 in Drehung versetzt wird.

Das Spannen einer Schraube 13 und deren Einschrauben in ein Werkstück findet nun in der gleichen Weise statt, wie anhand der F i g. 1 bis 4 beschrieben. Es ergibt sich dabei auch das Aufsetzen der vorderen Stirnseiten 31 und 32 der Lagerhülse 1 und der Spannhülse 2 auf das Werkstück 33, wobei sich Lagerhülse 1 und Spannhülse 2 gegenüber dem Widerlagerrohr 39 zurückverschieben. Die Lagerhülse 1 erreicht dabei schließlich die in der Fig.6 dargestellte Lage, in der die rückwärtige Stirnseite 45 der Lagerhülse 1 gegen die Stellschraube 46 anschlägt. Die Stellschraube 46 ist in das Widerlagerrohr 39 eingeschraubt, so daß bei fortschreitendem Einschraubvorgang, bei dem sich die Schrauberwelle 20/20' gegenüber der Lagerhülse 1 vorschiebt, auch eine entsprechende Verschiebung der Schrauberwelle 20 gegenüber der Lagerhülse 39 eintritt, da letztere nunmehr von der gegen das Werkstück 33 stoßenden Lagerhülse 1 aufgehalten wird. Die Folge davon ist ein Abheben der Ringschulter 41 der Schrauberwelle 20 von den in dem Widerlagerrohr 39 festsitzenden Kupplungsstiften 40. Die Kupplungsstifte 40 gleiten dabei aus den Nuten 42 heraus, wodurch die kraftschlüssige Verbindung von Antriebshülse 22 zu Schrauberwelle 20 unterbrochen wird. Die Kupplungsstifte 40 können jetzt über die Schrägen 43 hoch gleiten und werden in der Folge immer wieder über die Kanten 44 geleitet, wobei sich jeweils die in der Fig.9 dargestellte Lage von Kupplungsstiften 40 und Schrauberwelle 20 ergibt, in der auch die Schraube 13 voll in das Werkstück 33 eingeschraubt ist. Die Schrauberwelle 20 bleibt stehen, an dem ratschenden Geräusch der über die Kanten 44 hinweg gleitenden Kupplungsstifte 40 erkennt die Bedienungsperson, daß der Einschraubvorgang beendet ist.

Bei diesem Entkupplungsvorgang ist noch wesentlich, daß das Widerlagerrohr 39 so gegenüber der Antriebshülse 22 nach hinten verschoben wird, daß dabei die Schrauberwelle 20/20' nicht ebenfalls nach hinten ausweichen kann, da nämlich dann die Kupplungsstifte 40 nicht aus den Nuten 42 herausgehoben werden wurden. Die jeweilige Vorschublage der Schrauberwelle 20/20' bleibt dadurch erhalten, daß der dünnere Teil 20'. der Schrauberwelle 20 sich mit der Schulter 47 gegen die Innenschulter 48 der Antriebshülse 22 stützt. Wenn also aufgrund des Vorschiebens der Antriebshülse 22 zusammen mit der Schrauberwelle 20/20' das Widerlagerrohr 39 über die Stellschraube 46 schließlich gegenüber der Schrauberwelle 20/20' nach hinten verschoben wird, dann kann diesen Verschiebevorgang, bei dem ja die Kupplungsstifte 40 aus den Nuten 42 herausgehoben werden, die Schrauberwelle 20/20' nicht mit zurückverschieben. so daß also die erwünschte

Lösung der Kupplungsstifte 40 aus den Nuten 42 auch erreicht wird.

Die stufenlose Einstellbarkeit der Stellschraube 46 ermöglicht es, eine entsprechend stufenlose Einstellung der Klinge 21 zu erzielen, in der der Entkupplungsvorgang ausgelöst wird.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Futter zum Spannen von Kopf- und Stiftschrauben beim Einschraubvorgang, bestehend aus einer Lagerhülse mit den Schaft der Schraube umfassen- s den, radial verschiebbar in der Lagerhülse gelagerten Spannkugeln, einer die Lagerhülse umschließenden Spannhülse für die Spannkugeln und einer die Lagerhülse durchdringenden, axial verschiebbaren mit einem Schraubenmitnehmer versehenen Schrau- to berwelle, wobei Spannhülse und Lagerhülse gegen die Kraft je einer Feder längsverschiebbar angeordnet sind, die Spannhülse im Bereich der Haltelage der Spannkugeln mit einem Spannkonus versehen ist, der unter der Wirkung der Federspannung die Spannkugeln zusammen und damit gegen den Schaft der Schraube drückt, unJ axial neben dem Spannkonus ein Freiraum zur Aufnahme der Spannkugeln beim Einführen einer Kopfschraube vorgesehen ist, und daß ferner sowohl die Lagerhülse als auch die Spannhülse in gleicher Richtung unter der Vorspannung je einer Feder stehen, die diese beiden Hülsen von einem am rückwärtigen Ende des Futters liegenden Widerlager in Richtung Einschraubstelle drücken, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Widerlager aus einem in die Spannhülse (2) hineingreifenden Widerlagerrohr (3; 39) besteht, das einen Kupplungsteil (6; 40) zum Begrenzen der Einschraubtiefe bildet, und daß der Spannkonus (18) der Spannhülse (2) der Einschraubstelle näher liegt als ihr Freiraum (15) für die Spannkugeln (12) und daß schließlich eine zwischen dem Spannkonus und dem Freiraum angeordnete Anschlagschulter (17) vorgesehen ist zum Begrenzen des Weges der Lagerhiilse (1) zur Einschraubstelle hin.

2. Futter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Spannhülse (2) mit ihrem rückwärtigen Ende hinter einen nach außen gerichteten Vorsprung (8) des Widerlagerrohres (3) setzt.

3. Futter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerhülse (1) mit einer axial hinter den Spannkugeln (12) sitzenden Schulter gegen einen nach innen weisenden Anschlag (17) am vorderen Ende der Spannhülse (2) aufläuft.

4. Futter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schulter der Lagerhülse (1) als nach außen gerichteter Bund (7) ausgebildet ist, gegen den die die Lagerhülse (1) ^Μ vorspannende Feder (4) drückt.

5. Futter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannhülse (2) hinter dem Freiraum (15) mit einem nach innen gerichteten Bund (9) versehen ist, gegen den die die Spannhülse (2) vorspannende Feder (5) drückt.

6. Futter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in die rückwärtige Stirnseite des Wideiiagerrohres (3) mehrere nahezu halb aus dieser Stirnseite herausragende Kupplungskugeln (29) eingelassen sind und gegen diese Stirnseite eine die herausragenden Kugelteile in Löchern (28) aufnehmende, durch eine Druckfeder (26) vorgespannte Lochscheibe (23) drückt, die mit einer auf der Schrauberwelle (20') drehbar gelagerten Antriebshülse (22) kraftschlüssig, axial verschiebbar gekuppelt ist, wobei die Schrauberwelle (20') kraftschlüssig mit dem Widerlagerrohr (3) verbunden ist und die Druckfeder (26) zwischen Antriebshülse (22) und Lochscheibe (25) sitzt.

7. Futter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochscheibe (25) mit mindestens zwei radial nach außen über den Durchmesser des Widerlagerrohres (3) ragenden Nasen (38) versehen ist, die in axial unterschiedlich lang abgestufte Nuten (37) einer das Widerlagerrohr (3) umgebenden, gegenüber diesem axial verschiebbaren und drehbaren Stellhülse (36) eingreifen.

8. Futter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in das Widerlagerrohr (39) in einer Ebene radial nach innen ragende Kupplungsstifte (40) eingelassen sind und diese Kupplungsstifte (40) mittels einer auf das Widerlagerrohr (39) wirkenden Druckfeder (26) gegen eine mit entsprechenden Nuten (42) versehene Ringschulter (41) der Schrauberwelle (20) drücken, wobei auf der Schrauberwelle (20') eine die Druckfeder (26) abstützende Antriebshülse (22) drehbar ohne axiale Verschiebbarkeit gelagert ist, die kraftschlüssig verschiebbar in das Widerlagerrohr (39) eingreift.

9. Futter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in das Widerlagerrohr (39) neben der Antriebshülse (22) achsparallel eine Stellschraube (46) eingesetzt ist, die in den Innenraum hinter dem Widerlagerrohr (39) reicht und für die Lagerhülse (1) einen Anschlag bildet, der bei Aufsetzen der Lagerhülse (1) ein Abheben der Kupplungsstifte (40) aus den Nuten (42) der Ringschulter (41) bewirkt.

10. Futter nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Nuten (42) ein Eingleiten der Kupplungsstifte (40) in die Nuten (42) ermöglichende Kanten (44) liegen.