DE2830906A1 - Schraubvorrichtung zum einschrauben und festziehen von schrauben mit hohem anzugsmoment - Google Patents

Description

Schraubvorrichtung zum -Einschrauben und Festziehen von Schrauben mit hohem Anzugsmoment

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schraubvorrichtung zum Einschrauben und Festziehen von Schrauben mit hohem Anzugsmoment (200 Nm und mehr).

Bisher werden Schrauben, die ein Anzugsmoment erfordern, das mit leicht handhabbaren Vorrichtungen durch menschliche Kraft nicht mehr ohne weiteres aufbringbar ist, mit sogenannten Schlagschraubern angezogen. Aufgrund der Schlagbewegung dieser Schlagschrauber beim Anziehen solcher Schrauben reicht ein releativ geringes Anzugsmoment für ein Festziehen der Schraube aus. Diese Schlagschrauber haben jedoch den großen Nachteil, daß die Schlagbewegung in erheblichem MaJ3e Lärm erzeugt, insbesondere dann, wenn die Schrauben in große Metallteile eingeschraubt werden müssen, die als Resonanzkörper wirken. Solche große Metallteile sind z. B. Rahmen für Lastkraftwagen. Da bei der Herstellung solcher

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Großteile häufig gleichzeitig mehrere Schrauben angezogen werden müssen, steigert sich der durch Schlagschrauber erzeugte Lärm häufig zu einem gesundheitsschädigenden Ausmaß.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Schraubvorrichtung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, bei deren Betrieb nur minimale Geräuschentwicklung auftritt, die einfach handhabbar ist, und die darüber hinaus mit geringem baulichem Aufwand verwirklicht werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß eine gattungsgemäße Schraubvorrichtung eine an einer Deckenschiene hängende ausziehbare Teleskopstütze umfaßt und einen an dieser so befestigten Winkeldrehschrauber, daß dessen Reaktionsmoment von der Teleskopstütze aufgenommen

Durch den Einsatz eines Drehschraubers anstelle eines Schlagschraubers wird jegliche Geräuschentwicklung beim Festziehen von Schrauben vermieden. Außerdem läßt sich das gewünschte Anzugsmoment beim Drehschrauber viel genauer einstellen als beim Schlagschrauber. Das entstehende Reaktiönsmoment in gleicher Höhe wie das notwendige Anzugsmoment läßt sich durch die Ausbildung des Drehschraubers als Winkeldrehschrauber und dessen geeigneter Befestigung an einer Teleskopstütze auf diese Teleskopstütze und von dort auf die Deckenschiene übertragen, d. h. es braucht nicht von Hand abgestützt zu werden.

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Zur Erleichterung der Handhabung der Schraubvorrichtung, insbesondere beim Einsatz an großen Bauteilen soll die Teleskopstütze selbst mittels eines Rollwagens entlang der Deckenschiene verfahrbar sein, um so an verschiedenen Stellen eingesetzt zu werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Schraubvorrichtung soll der Schaft des Drehschraubers etwa senkrecht zur Teleskopstütze ausgerichtet sein und an wenigstens einer entfernt von der Schraubachse liegenden Stelle an der Teleskopstütze abgestützt sein, wobei die Teleskopstütze eine Klemmvorrichtung zur Fixierung ihrer Länge aufweist. Bei dieser Ausführungsform wird das Reaktionsmoment beim Festziehen einer Schraube aufgrund der waagrechten Ausrichtung des Drehschraubers als Längskraft in die Teleskopstütze eingeleitet, weshalb eine Klemmvorrichtung für die Teleskopstütze vorgesehen sein muß.

Bei einer anderen bevorzugten Ausfuhrungsform soll der Schaft des Drehschraubers parallel zur Teleskopstütze ausgerichtet sein und es soll eine Blockiervorrichtung für den Rollwagen vorgesehen sein. Bei dieser Stellung des Drehschraubers wird das Reaktionsmoment beim Anziehen einer Schraube in Form einer Querkraft auf die Teleskopstütze übertragen, die je nach der Ausrichtung der Schraubachse

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quer zur oder auch in Richtung der Deckenschiene verlaufen kann. Ist die Schraubachse senkrecht zur Richtung der Deckenschiene gerichtet, so ergibt sich eine Querkraft in der Teleskopstütze, die in Richtung der Deckenschiene verläuft, weshalb es dann vorteilhaft ist, eine
Blockiervorrichtung für den Rollwagen vorzusehen, um
nicht ein Wegrollen des Teleskopstütze aufgrund der Reaktionskraft beim Anziehen einer Schraube in Kauf nehmen zu müssen. Allerdings sind die Bremskräfte, die von der Blockiervorrichtung am Rollwagen aufgebracht werden müssen, im Regelfall sehr gering, da der Abstand zwischen der Deckenschiene und der Schraubachse doch mehrere Meter beträgt. Für den Fall, bei dem der Schaft des Drehschraubers parallel, zur Teleskopstütze ausgerichtet ist, kann auf eine Klemmvorrichtung für die Teleskopstütze selbst verzichtet werden, da Längskräfte von der Teleskopstütze in diesem Fall praktisch nicht übertragen werden.

Vorzugsweise soll für die Klemmvorrichtung und/oder die
Blockiervorrichtung eine Schaltvorrichtung vorgesehen sein, die mit dem Schalter des Drehschrauberantriebs gekoppelt ist. Durch eine solche Koppelung läßt sich erreichen, daß tatsächlich dann, wenn Reaktionsmoment auftritt, d. h.
also bei eingeschaltetem Drehschrauberantrieb dieses entweder über die Klemmvorrichtung oder über die Blockiervorrichtung aufgenommen wird.

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In weiterer Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Koppelung zwischen dem Schalter des Drehschrauberantriebs und der Schaltvorrichtung so ausgelegt ist, daß nur bei eingeschalteter Klemmung und/oder Blockierung der Drehschrauber antreibbar ist. Dadurch ist sichergestellt, daß noch vor Beginn einer Schraubbewegung die Schraubvorrichtung im Hinblick auf Reaktionsmomente festgelegt ist, so daß auch ein bei Einsetzen der Schraubbewegung unvorhergesehener Widerstand nicht zu einer unkontrollierten Reaktionsbewegung der Schraubvorrichtung führen kann.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Drehschrauber einen Druckluftantrieb aufweist, da bei einem Druckluftantrieb das Abschaltmoment besonders leicht einstellbar ist und da bei einem Druckluftantrieb harte Schaltstöße vermieden werden können.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß in der Teleskopstütze eine als Gasfeder ausgebildete Gewichtsausgleichsvorrichtung angeordnet ist. Eine solche Gasfeder als Gewichtsausgleichsvorrichtung hat den Vorteil, daß sich die gewünschte Betriebshöhe für die Schraubvorrichtung bzw. eine nach oben gerichtete Rückstellkraft sehr leicht einstellen läßt, so daß der Drehschrauber nach beendeter Arbeit langsam nach oben gezogen wird.

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Schließlich ist es vorteilhaft,, daß die Klemm- und/oder Blockiervorrichtung pneumatische Vorrichtungen sind und daß auch die Steuerung zur Schaltung der Klemm- und Blockiervorrichtung und des Drehschrauberantriebs eine pneumatische Steuerung ist. Dadurch kann die gesamte Schraubvorrichtung mit Druckluft als ausschließlichem Arbeitsmedium betrieben werden, was sie für den Einsatz in Werkhallen besonders geeignet macht.

Anhand der beigefügten Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine Gesamtanordnung einer erfindungsgemäßen Schraubvorrichtung in einer Betriebsstatte,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Schraubvorrichtung entsprechend Pfeilrichtung II aus Fig. 1,

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schraubvorrichtung ausschnittweise in Seitenansicht und

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Fig. 4 eine schematische Darstellung der Steuerung für die Schraubvorrichtungen nach den Fig. 1 bis 3.

In Fig. 1 ist in Seitenansicht ein Fahrzeugrahmen 1 dargestellt, der auf einem Montagewagen 21 aufgenommen ist. Der Montagewagen 21 steht auf dem Fußboden 22 einer Fertigungshalle. Gleichfalls auf dem Fußboden 22 der Fertigungshalle abgestützt ist eine Säule 3, die eventuell mit anderen eine Deckenschiene 2 trägt. Die Deckenschiene 2 kann auch wie es durch die Schwenkachse 13 angedeutet ist, schwenkbar auf der Säule 3 befestigt sein. Auf der Deckenschiene 2 läuft ein Rollwagen 4, an dem eine ausziehbare Teleskopsützte 6 hängt. In der Teleskopstütze 6 ist eine nicht näher dargestellte Gasfeder als Gewichtsausgleichsvorrichtung angeordnet. Am unteren Ende der Teleskopstütze 6 ist ein Winkeldrehschrauber 8 befestigt. Die Schraubachse des Winkeldrehschraubers ist mit 9 bezeichnet und es ist aus der Figur zu ersehen, daß der Winkeldrehschrauber 8 senkrecht zur Teleskopstütze 6 ausgerichtet ist und an einer entfernt von der Schraubachse 9 liegenden Stelle an der Teleskopstütze 6 befestigt ist. Der Winkeldrehschrauber 8 ist ein pneumatisches Werkzeug, und wird über eine Druckluftzufuhrleitung 10 mit Druckluft versorgt. Am unteren Ende der Teleskopstütze 6 ist eine Klemmvorrichtung 7 vorgesehen, die ebenfalls druck-

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luftbetätigt arbeitet. Hierfür und für eine gleichzeitig oder alternativ vorgesehene Blockiereinrichtung 5 im Rollwagen 4 zur Blockierung des Rollwagens 4 auf der Deckenschiene 2 führt eine weitere Druckluftversorgungsleitung vom Winkeldrehschrauber 8 zur Klemmvorrichtung 7 und gegebenenfalls von dort zur Blockiervorrichtung 5- Mit Hilfe der dargestellten Schraubvorrichtung sollen Schrauben, deren Schraubachsen mit 20 bezeichnet sind, im Fahrzeugrahmen 1 eingeschraubt und festgezogen werden. Dabei ist die Einschraubrichtung in der Zeichnung entgegen dem Uhrzeigersinn, wie vom Pfeil 19 angegeben, da die Schraubvorrichtung als hinter dem Fahrzeugrahmen 1 liegend zu denken ist. Vor dem Einschrauben und Festziehen der Schrauben wird der Winkeldrehschrauber 8 unter Verlängerung der ausziehbaren Teleskopstütze 6 soweit nach unten gezogen, bis die Schraubachse 9 mit einer der Schraubenachsen 20 im Fahrzeugenrahmen 1 zur Deckung kommt, so daß das Schraubwerkzeug auf den entsprechenden Schraubenkopf aufgesteckt werden kann. Bei Betätigung eines Schalters für den Drehschrauber (12 in Fig. 2) wird zunächst die Klemmvorrichtung 7 betätigt, und danach der Drehschrauberantrieb eingeschaltet. Dadurch kann das beim Festziehen der Schraube entstehende Reaktionsmoment als Zugkraft von der Teleskopstütze 6 aufgenommen und in die Deckenschiene 2 eingeleitet werden.

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In Fig. 2 ist der Winkeldrehschrauber 8 aus Fig. 1 in Draufsicht vergrößert dargestellt. Gleiche Teile sind mit

gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 versehen. Am hinteren Ende des Winkeldrehschraubers 8 befindet sich ein Druckluftanschluß 28, an den die Druckluftzufuhrleitung 1O angeschlossen ist. Der Schalter 12 wird von einer Rückzugsfeder 14 in seiner Neutralstellung gehalten, so daß er nur so lange in Schaltstellung bleibt, wie er von Hand betätigt ist.

In Fig. 4 ist die Steuerung für den Drehschrauberantrieb und die Klemmvorrichtung 7 schematisch dargestellt. Der Schalter 12 ist aus Gründen einfacher zeichnerischer Darstellung als Schaltstange dargestellt, deren Schaltbewegung in Pfeilrichtung zu denken ist. Dieser Schalter 12 ist nun mit einer im ganzen als 11 bezeichneten Schaltvorrichtung gekoppelt, und zwar so, daß der obere Schaltnocken des Schalters 12 bei Betätigung dieses Schalters in Schaltrichtung zuerst ein pneumatisches Schaltventil für die Klemmvorrichtung 7 betätigt und danach der untere Nocken des Schalters 12 ein pneumatisches Schaltventil 18 für den Antrieb des Winkeldrehschraubers 8 betätigt. Durch diese Steuerung ist sichergestellt, daß immer dann, wenn der Antrieb des Winkeldrehschraubers 8 eingeschaltet ist, die Schraubvorrichtung gegen Reaktionsmomente aus der Schraubbewegung abgestützt ist.

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Anstelle der Klemmvorrichtung 7 in Fig. 4 kann auch die Blockiervorrichtung 5 betätigt werden, was insbesondere dann der Fall ist, wenn eine Anordnung des Winkeldrehschraubers an der Teleskopstütze 6 gemäß Fig. 3 vorgesehen ist. Bei dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schraubvorrichtung steht der Schaft des Winkeldrehschraubers 8 parallel zur Teleskopstütze 6. Ist der Winkeldrehschrauber 8 dabei so ausgerichtet, daß die Schraubachse 9 in Richtung der Deckenschiene 2 zeigt, dann wäre keinerlei Klemmung oder Blockierung.zur Aufnahme von Reaktionsmomenten erforderlich, da sich das Reaktionsmoment als Querkraft senkrecht zur Deckenschiene 2 über die Rollen des Rollwagens an dieser leicht abstützen läßt. Steht jedoch die Schraubachse 9 senkrecht zur Richtung der Deckenschiene 2, dann ist es notwendig, die Blockiervorrichtung 5 für den Rollwagen 4 zu betätigen, da sonst der Rollwagen 4 bei Auftreten von Reaktionsmoment am Winkeldrehschrauber 8 auf der Deckenschiene 2 entlangrollen würde. Dieses Wegrollen des Rollwagens 4 infolge des Entstehens von Reaktionsmoment könnte allerdings auch dadurch vermieden werden bzw. in engen Grenzen gehalten werden, daß wie auch bei der Ausführungsform nach Fig. 2 eine Klemmvorrichtung 7 an der Teleskopstütze 6 vorgesehen ist, die eine Verlängerung dieser Teleskopstütze verhindert und damit auch eine seitliche Verschiebung des Rollwagens 4 in engen Grenzen hält.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   ( 1.) Schraubvorrichtung zum Einschrauben und Festziehen von Schrauben mit hohem Anzugsmoment (200 Nm und mehr), gegekennzeichnet durch eine an einer Deckenschiene (2) hängende ausziehbare Teleskopstütze (6) und einen an dieser so befestigten Winkeldrehschrauber (8), daß dessen Reaktionsmoment von der Teleskopstütze (6) aufgenommen wird.

   2. Schraubvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teleskopstütze selbst mittels eines Rollwagens (4) entlang der Deckenschiene (2) verfahrbar ist.

   3. Schraubvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft des Drehschraubers (8) etwa senkrecht zur Teleskopstütze (6) ausgerichtet und an wenigstens einer entfernt von der Schraubachse (9) liegenden Stelle an der Teleskopstütze (6) abgestützt ist und daß die Teleskopstütze (6) eine Klemmvorrichtung (7) zur Fixierung ihrer Länge aufweist.

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   4. Schraubvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft des Drehschraubers (8) parallel zur Teleskopstütze (6) ausgerichtet ist und eine Blockiervorrichtung (5) für den Rollwagen (4) vorgesehen ist.

   5. Schraubvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die Klemmvorrichtung (7) und/oder die Blockiervorrichtung (5) eine Schaltvorrichtung (11) vorgesehen ist, die mit dem Schalter (12) des Drehschrauberantriebs gekoppelt ist.

   6. Schraubvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelung zwischen dem Schalter (12) des Drehschrauberantriebs und der Schaltvorrichtung (11) so ausgelegt ist, daß nur bei eingeschalteter Klemmung (Klemmvorrichtung 7) und/oder Blockierung (Blockiervorrichtung 5) der Drehschrauber (8) antreibbar ist.

   7. Schraubvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehschrauber (8) einen Druckluftantrieb aufweist.

   8. Schraubvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Teleskopstütze (6) eine als Gasfeder ausgebildete Gewichtsausgleichsvorrichtung angeordnet ist.

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   9. Schraubvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemm- und /oder Blockiervorrichtung (7, 5) pneumatische Vorrichtungen sind.

   10. Schraubvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung zur Schaltung der Klemm- und Blockiervorrichtung (7, 5) und des Drehschrauberantriebs eine pneumatische Steuerung ist.

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