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Schrauber für Faßschraubdeckel
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Die Erfindung betrifft einen Schrauber der im Oberbegriff des Anspruches
1 genannten Art.
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Bei automatischen Faßbehandlungsstationen werden derartige Schrauber
eingesetzt. Sie dienen zum Auf- und gegebenenfalls Abschrauben der Spundlochschraubdeckel
von Fässern. Dabei stehen die Fässer auf dem Boden und sind mit ihrem Spundloch
ausgerichtet, oder gegebenenfalls wird der Schrauber in einer Horizontalführung
zum Spundloch ausgerichtet. Der Schrauber ist ferner mit einer Vertikalschlittenführung
höhenbeweglich gelagert und kann mit seinem Schraubkopf in bzw. außer Eingriff mit
dem Spundloch gebracht werden, wobei er in seiner oberen Stellung den aufzuschraubenden
Deckel aufnimmt bzw. den abgeschraubten Deckel abgibt.
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Wenn das Faß mit der Spundlochachse genau in Regelstellung, also lotrecht
steht, ergeben sich keine Probleme. Diese treten aber dann auf, wenn das Faß eine
von der lotrechten Regelstellung abweichende Spundlochachslage aufweist. Diese
kann
sich ergeben bei Fremdkörpern unter dem Faß, die dieses schräg stellen, bei Fertigungsabweichungen
in der Faßform oder aus sonstigen Gründen.
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Bei derartiger Regelabweichung der Spundlochachse wird der Schraubkopf
zwar zentriert auf das Spundloch abgesenkt, jedoch mit einer Achsabweichung, die
einen Fehlwinkel zwischen dem Schraubkopf und dem Spundloch ergibt. Das korrekte
Auf- bzw. Abschrauben des Deckels wird dadurch erschwert bzw. verhindert.
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Schrauber der eingangs genannten Art weisen daher in der Wellenübertragung
zwischen dem Schrauberantrieb und dem Schraubkopf ein Winkelausgleichsgelenk auf,
das beispielsweise nach Art eines Kardangelenkes gestaltet ist. Dadurch wird der
Ausgleich des Fehlwinkels bzw. eine Winkelanpassung des Schraubkopfes in bezug auf
die Winkelstellung des Spundloches ermöglicht.
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Diese bekannte Konstruktion weist jedoch eine Reihe von Nachteilen
auf. So ist beispielsweise eine Gelenkkonstruktion wartungsanfällig. Von grundsätzlichem
Nachteil ist aber die sich aus der bekannten Konstruktion ergebende Kinematik. Das
Gelenk kann nur oberhalb der unten liegenden Eingriffsfläche des Schraubkopfes liegen.
Bei der erwünschten Schrägstellung der Eingriffsfläche des Schraubkopfes ergibt
sich dabei am Ort des Gelenkes zwangsweise eine Seitenverschiebung, die mit den
bekannten Konstruktionen nicht oder nur ungenügend aufgenommen werden kann und daher
zum Verklemmen führt. Eine tieferliegende Anordnung des Gelenkes ist aber aufgrund
des konstruktiv notwendigen Höhenmaßes des Schraubkopfes nur bedingt möglich.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Schrauber
der eingangs genannten Art zu schaffen, der bei
einfacher konstruktiver
Ausbildung einen funktionell befriedigenden Winkelausgleich ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Kennzeichnungsteils
des Anspruches 1 gelöst.
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Bei der erfindungsgemäßen Konstruktion ist anstelle eines Gelenkes
eine Spiralfeder vorgesehen, die einen Teil der Antriebswelle ersetzt. Bei geeigneter
Dimensionierung und Materialwahl kann eine solche Spiralfeder das zum Schrauben
notwendige Drehmoment ohne weiteres übertragen. Das sich bei Ausübung des Drehmomentes
ergebende geringfügige Verdrillen stört - wie Versuche zeigen - keineswegs. Von
wesentlichem Vorteil ist die Eigenschaft einer Spiralfeder, Winkelauslenkungen sowie
zusätzliche seitliche Verschwenkungen ohne weiteres aufnehmen zu können. Bleibt
das obere Ende der Feder über dem Spundloch und setzt sich der Schraubkopf schräg
auf das Spundloch auf, so ergibt sich insbesondere bei hoch über dem Spundloch angeordneter
Feder eine größere, weitgehend S-förmige Verschwenkung der Federachse. Diese wird
von der Feder ohne weiteres aufgenommen, wobei störungsfreie und insbesondere ruckfreie
Drehmomentübertragung beim rotierenden Betrieb gewährleistet ist. Derartige kinematische
Eigenschaften sind mit Gelenkkonstruktionen nach dem Stand der Technik nicht erreichbar.
Als weiterer Vorteil ergibt sich die erheblich einfachere konstruktive Ausführung,
die ohne Gelenke auskommt und daher insbesondere vollständig wartungsfrei ist.
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Weiterhin vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Konstruktion durch
die Merkmale des Anspruches 2 gekennzeichnet. Auf diese Weise läßt sich die Konstruktion
sehr einfach ausführen.
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Weiterhin vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 3
vorgesehen.
Auf diese Weise ist eine hochgenaue Lagerung der Federenden erreichbar, wobei durch
Verdrehen der Schraube in den Nuten die Feder bezüglich freier Länge und Winkelstellung
genau justierbar ist.
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In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise und schematisch
mit einer Seitenansicht eines Schraubers dargestellt.
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In der Zeichnung ist ein Schrauber erfindungsgemäßer Ausbildung dargestellt.
Dieser weist einen Antriebsmotor 1 auf, der mit einem Schlitten 2 in vertikaler
Richtung auf einer Vertikalführung 3 höhenverschiebbar gelagert ist.
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Der Motor 1 treibt einen Schraubkopf 4 über einen Wellenstrang, bestehend
aus einer oberen Welle 5 und einer unteren Welle 6. Die beiden Wellenstücke 5, 6
sind über eine Spiralfeder 7, die koaxial zu den Wellen angeordnet ist, verbunden.
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Die sich gegenüberliegenden Wellenenden sind identisch ausgebildet,
wie in dem Teilschnitt am Ende der oberen Welle 5 zu ersehen ist. Dementsprechend
ist das Wellenende 8 mit einer Spiralnut versehen, die der Form der Spiralfeder
7 entspricht. Auf diese Spiralnut kann das Federende aufgeschraubt werden. Um das
Wellenende 8 herum ist ein Klemmring 9 angeordnet, der mit einer Spannschraube 10
gespannt wird. In der Innenfläche des Klemmringes 9 sind entsprechende Schraubennuten
ausgebildet. Wie die Figur zeigt, liegt daher ein Ende der Feder mit mehreren Windungen
in präzise vorgegebener Lage in den schraubenförmigen Nuten der sich gegenüberliegenden
Klemmflächen zwischen dem Wellenende 8 und dem Klemmring 9. Durch Verschrauben der
Spiralfeder 7 vor dem Anziehen der Spannschraube 10 kann die freie Länge der Feder
genau eingestellt werden.
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In der Zeichnung ist der dargestellte Schrauber über einem Faß II
typischer Konstruktionsweise targestellt. Die Oberseite 12 des im Schnitt dargestellten
Fasses weist einen umlaufenden Rand 13 auf, an dem die Seitenwand 14 des Fasses
mit der Oberwand verbunden ist. In der Oberwand ist ein Spundloch 15 mit Innengewinde
angeordnet, in das ein Deckel 16 einzuschrauben ist, der ein entsprechendes Außengewinde
aufweist. Der Deckel ist in Aufnahme im Schraubkopf 4 dargestellt.
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Zu Beginn des Auf- bzw. Abschraubvorganges werden Schrauber und Faß
in die in der Figur dargestellte fluchtende Lage gebracht, bei der die Achse von
Motor 1, Wellen 5, 6 und Schraubkopf 4 lotrecht über der Mitte des Spundloches 15
stehen. Dies kann durch entsprechende Ausrichtung des Fasses oder durch Ausrichtung
des Schraubers über dem Faß erfolgen. Trotz dieser Justierung kann, wie im dargestellten
Falle, das Faß schräg stehen oder bei verbeultem Faß dessen Oberseite 12 schräg
stehen, so daß diese und das Spundloch 15 die dargestellte Schräglage aufweisen.
Dabei ist zwar die Spundlochmitte in bezug auf die Drehachse des Schraubers ausgerichtet,
jedoch weisen die Spundlochachse, also die Achse des Innengewindes auf dem Spundloch
und die Schrauberachse eine Winkelabweichung -auf.
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In der Ausgangsstellung des Schraubers ist dieser mit dem Schlitten
2 auf der Vertikalführung 3 über die dargestellte Lage angehoben. Nicht dargestellte
Mittel führen Deckel 16 dem Schraubkopf 4 zu oder entfernen in dieser hochgezogenen
Lage abgeschraubte Deckel aus dem Schrauber.
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Zu Beginn des Schraubvorganges wird nun der Schrauber mit dem Schlitten
2 abgesenkt, bis der Schraubkopf 4 in Ein-
griff mit dem Spundloch
15 kommt. Durch Andruck beim Absenken bis der Schraubkopf it Vorspannung auf dem
Spundloch anliegt, wird die Anlage des Schraubkopfes an dem Spundloch bewirkt, wobei
der Schraubkopf, wenn er einen Deckel abschrauben soll, diesen erfaßt, oder wenn
er einen Deckel aufschrauben soll, diesen in Gewindeeingriff mit dem Spundloch bringt.
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Bei der erfindunnsgemäßen Ausbildung mit Schraubenfeder 7 kann sich
der Schraubkopf seitlich abkippend mit seiner Rotationsachse in die Achse des Spundloches
einstellen, wodurch sauberer Gewindeeingriff gewährleistet wird. Die Schraubenfeder
7 nimmt die sich aus dieser Abkippbewegung des Schraubkopfes ergebende Winkelversetzung
und seitliche Versetzung auf und gewährleistet dabei weiterhin die gewünschte Drehmomentübertragung.
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Vorteilhaft ist in nicht dargestellter Weise in dem Antriebsstrang
beispielsweise zwischen dem Wellenstück 5 und dem Motor 1 ein Schiebestück und eine
Druckfeder vorgesehen, die bei höhenfeststehendem Motor 1 eine Bewegung des Wellenstückes
5 in Axialrichtung und unter Vorspannunz nach unten zulassen, so daß nach Ansetzen
des Schraubkopfes dieser die notwendige Bewegung in Achsrichtung zum Aufschrauben
des Deckels ausführen kann und wobei an diesem Schiebestück mit der dort vorgesehenen
nicht dargestellten Feder der zum Schrauben notwendige Anpreßdruck aufrechterhalten
wird.
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Aufschrauben bzw. Abschrauben eines Deckels kann auf diese Weise außerordentlich
vorteilhaft durchgeführt werden. Die wesentlichen Eigenschaften des erfindungsgemäß
vorgesehenen Winkelausgleichsgelenkes, nämlich der Spiralfeder 7, liegen darin,
daß eine Winkelversetzung und
eine seitliche Versetzung bei konstanter
Drehmomentübertragung möglich sind. Ferner stellt sich die Schraubenfeder 7, wenn
der Schraubkopf 4 außer Eingriff ist, stets in die dargestellte Mittellage ein,
bei der der Schraubkopf 4 in der Mittellage, also in der Schrauberachse, liegt.
Auf diese Weise wird sichergestellt, daß beim Absenken des Schraubers auf das Spundloch
der Schraubkopf das Spundloch genau trifft. Mit der erfindungsgemäß vorgesehenen
Schrauben feder ist dies durch Rückstellung in die Mittellage stets automatisch
gegeben, während bei Gelenkkonstruktionen, z. B. Kardangelenken,nach dem Stand der
Technik es vorkommen kann, daß der Schraubkopf bei schwergängigem Gelenk schräg
steht und daher ungenau ansetzt.
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Ferner ist bei entsprechender Dimensionierung der Schraubenfeder 7
und daher entsprechender Rückstellkraft in die zentrische Mittellage dafür Sorge
getragen, daß Taumelbewegungen unterdrückt werden, die bei bekannten Gelenkkonstruktionen
äußerst störend wirken können und mit zusätzlichen, die Konstruktion komplizierenden
Rückstellmitteln bzw. Dämpfungsmitteln unterdrückt werden müssen.
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Die erfindungsgemäße Konstruktion mit Schraubenfeder 7 bietet auch
den Vorteil, daß das Gelenk zwischen den Wellenstücken 5 und 6 relativ weit oberhalb
des Schraubenkopfes 4 angeordnet werden kann, da die Schraubenfeder die beim Abkippen
des Schraubkopfes sich an der Stelle des Gelenkes ergebenden seitlichen Versetzungen
gut auffangen kann. Auch größere seitliche Versetzungen, die sich bei relativ hoch
liegenden Anordnung der Feder ergeben, können beherrscht werden. Der Schraubkopf
4 kann also in seiner Konstruktionsweise weitgehend beliebig gestaltet werden und
insbesondere auch sehr hochbauend ausgeführt sein.
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in der dargestellten Ausführungsform ist eine Schraubenfeder mit Runddrahtausbildung
dargestellt. Es sind auch andere Schraubenfedern, z. B. mit Flachdraht oder solche
progressiver Federcharakteristik verwendbar, bei deren Verwendung sich besondere
vorteilhafte Eigenschaften ergeben können. Die dargestellte Befestigungsart der
Federenden auf den Wellenenden 8 kann vereinfacht werden, z. B.
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dadurch, daß die Federenden auf das glatte Wellenende aufgeschoben
und dort mit einfachen Schellen gesichert werden. Wellenenden und Federenden können
auch beispielsweise durch Lötung verbunden sein.
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