DE3424911C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Eindrehen von Schrauben mit einem selbstfurchenden Gewinde ohne Vorbohren in Werkstücke, mit einem der Gewindesteigung entsprechenden Vorschub-Leitgewinde, mit einer längsverschieblich geführten Aufnahme zum formschlüssigen Einstecken des Schraubenkopfes und einem der Aufnahme gegenüberliegenden Anschluß für eine Drehantriebsvorrichtung.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-OS 32 17 807 bekannt. Mit dieser Vorrichtung lassen sich Schrauben, insbesondere solche mit einem Bohreransatz zur Formung eines Kernloches, eindrehen. Die Schrauben werden durch verschwenkbare Backen, welche mit dem Gewinde der Schraube entsprechenden Innen-Gewindehälften versehen sind, gehalten und geführt. Bedingt durch die Backen können nur relativ lange Schrauben verarbeitet werden. Kurze Schrauben (von etwa 10 bis 20 mm Länge), wie sie z. B. im Fahrzeugbau häufig eingesetzt werden, lassen sich durch die Vorrichtung nicht eindrehen.

Die bekannte Vorrichtung ist außerdem sehr aufwendig und läßt sich aufgrund ihrer großen Abmessungen nicht überall einsetzen. Es besteht auch die Gefahr, daß die beiden in den Backen ausgebildeten Gewindehälften nicht immer genau aufeinander zu bewegt werden können, so daß bedingt durch den Versatz ein Verschneiden der Schraube hervorgerufen wird. Dadurch kann die Oberfläche des Schraubengewindes oder gar das Gewinde selbst beschä­ digt werden. Bei den relativ langen Gewindeteilen, welche mit der bekannten Vorrichtung ausschließlich einschraubbar sind, mag dies aufgrund der langen Ein­ schraubtiefe unbedeutend sein; bei kurzen Gewinden kann jedoch eine nicht unbedeutende Reduzierung der Halte­ kraft eintreten.

Schließlich ist es bei Gewindeschneidmaschinen allge­ mein bekannt, entsprechend der Steigung des zu schnei­ denden Gewindes einen Zwangsvorschub vorzusehen. Da beim Schneiden eines Innengewindes jedoch stets eine Bohrung vorhanden ist, ist eine gänzlich andere Wir­ kungsweise als bei der gattungsgemäßen Vorrichtung gegeben, die ein Eindrehen von Schrauben mit einem selbstfurchenden Gewinde ohne Vorbohren ermöglicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich­ tung zum Eindrehen von Schrauben mit einem selbstfur­ chenden Gewinde ohne Vorbohren in Werkstücke anzugeben, die einen einfachen Aufbau aufweist, wenig Platz benö­ tigt und die Verarbeitung selbst sehr kurzer Schrauben ermöglicht.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die neue Vorrichtung stellt eine kompakte, baulich ein­ fache Einheit dar, durch welche es möglich ist, ohne vorzubohren sowohl lange, aber insbesondere auch sehr kurze Schrauben in dünne Bleche einzudrehen, wobei stets ein sauberes Gewinde in dem Blech erzeugt wird, so daß eine optimale Haltekraft gegeben ist. Beim Ein­ drehen der Schraube zieht diese das Blech kraterförmig ein, wodurch ein längeres Gewinde im Blech möglich ist. Beim Einschraubvorgang wird durch den Zwangsvorschub die Spitze der Schraube in das Blech gedrückt und im weiteren Verlauf die Kernbohrung erzeugt, in die sich durch den ununterbrochenen Zwangsvorschub die Schraube selbstfurchend ihr Gewinde formt. Durch den Zwangsvor­ schub ist ein exaktes Gewindeformen möglich, wobei selbst ein schräges Eindrehen der Schraube festigkeits­ mäßig ohne Belang ist. Die geschaffene Verbindung ist außerdem hochelastisch, so daß die Ausreißgefahr, wie sie bei bekannten, relativ starren Befestigungen be­ steht, nicht gegeben ist. Die Vorrichtung ist vorteil­ haft bei dünnen Blechen einsetzbar, da durch das Ein­ ziehen des Bleches ein Gewinde von wesentlich größerer Länge als der Blechstärke erzeugt wird.

Die neue Vorrichtung umfaßt ein Klammerteil, durch welches das Werkstück gegen die Werkzeugaufnahme ge­ spannt wird. Dadurch ist die Vorrichtung sehr univer­ sell und auch mit Handhabungsautomaten einsetzbar. So kann beispielsweise ohne irgendwelche Kraftaufwendung eine Schraube an einem dünnwandigen Blechteil, z. B. einer Fahrzeugkarosserie, eingedreht werden. Bei der Vorrichtung gemäß der DE-OS 32 17 807, die kein Klam­ merteil aufweist, ist es hingegen erforderlich, daß die Vorrichtung angesetzt und gegen die Spitze der Schraube gedrückt wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher be­ schrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Schraube, ein zu befestigendes Bau­ teil und einen Blechabschnitt, in den die Schraube eingedreht werden soll,

Fig. 2 die Teile aus Fig. 1 in der zusammenge­ fügten Lage,

Fig. 3 eine ähnliche Anordnung, bei der jedoch die Schraube nacheinander in zwei Bleche eingedreht ist, und

Fig. 4 eine Vorrichtung zur Erzielung der Ver­ bindung nach Fig. 2 bzw. 3.

Fig. 1 zeigt einen Abschnitt eines Bleches 5, an dem ein Werkstück 7 mittels einer Schraube 9 befestigt werden soll. Die Schraube 9 weist ein zugespitztes Ende auf, bis zu dem sich auch ihr Gewinde 11 erstreckt. Am anderen Ende trägt die Schraube 9 einen Schrauben­ kopf 13 mit einem Kreuzschlitz 15. Anstelle des Kreuz­ schlitzes 15 könnte der Schraubenkopf 13 auch mit einer anderen geläufigen Kopfform versehen sein.

Fig. 2 zeigt die mittels der Schraube 9 hergestellte Schraubverbindung im Schnitt. Die Schraube ist dabei unter Zwangsvorschub in das ohne eine Bohrung ver­ sehene Blech 5 eingedreht worden. Bei diesem Vorgang drückt die Spitze der Schraube 9 durch das Blech 5 und erzeugt eine Kernbohrung dadurch, daß sie durch Ein­ ziehen des Bleches 5 einen ringförmigen Krater 17 er­ zeugt, an dessen Innenseite durch das selbstfurchende Gewinde 11 der Schraube 9 ein entsprechendes Innenge­ winde geformt wird. Durch das Einziehen des Bleches ergibt sich eine Gewindelänge, die ein Vielfaches der Stärke des Bleches 5 ist.

Fig. 4 zeigt eine Vorrichtung, durch welche die in Fig. 2 oder in Fig. 3 dargestellte Schraubverbindung erzeugt werden kann. Die Vorrichtung umfaßt eine an sich bekannte und deshalb nicht näher dargestellte Schraubeinrichtung 19 mit der Möglichkeit des Rechts- und Linkslaufes. Das antreibende Element der Schraubeinrichtung 19 - hier gebildet durch einen Sechskantstift 21 - wird längsverschieblich in einem Bolzen 23 aufgenommen. An seinem der Schraubeinrichtung 19 abgewandten Ende ist der Bolzen 23 mit einer Klinge 25 versehen, auf die die Schraube 9 aufgesteckt ist. Am Außenumfang des Bolzens 23 ist ein Gewinde 27 vorgesehen, welches in seiner Steigung der Steigung des Gewindes 11 der Schraube 9 genau entspricht. Der Bolzen 23 wird von einer Werkstückaufnahme 29 mit einem Innengewinde 31 umschlossen. Beim Einschalten der Schraubeinrichtung 19 wird bei feststehender Werkstückaufnahme 29 durch die Gewinde 27 bzw. 31 der Bolzen 23 und damit die Schraube 9 gedreht und axial vorgeschoben.

Das Eindrehen der Schraube 9 in das Blech 5 mittels der vorbeschriebenen Vorrichtung erfolgt in der Weise, daß zunächst die Schraube 9 auf die Klinge 25 des Bolzens 23 aufgesteckt und das Werkstück 7 in die Werkstückaufnahme 29 eingelegt wird. Anschließend wird die Vorrichtung aufgesetzt, die Schraubein­ richtung 19 eingeschaltet und durch die dadurch erzeugte Rechtsdrehung die Schraube 9 in das Blech 5 eingeschraubt. Bei Anliegen des Schraubenkopfes 13 am Werkstück 7 unter einem vorgegebenen Dreh­ moment schaltet sich die Schraubeinrichtung 19 ab und die Vorrichtung kann abgenommen werden. Wenn die Schraubeinrichtung 19 abgenommen ist, schaltet sie selbsttätig auf Linkslauf um und bewegt den Bolzen 23 in die Ausgangsstellung zurück.

Die auftretenden Drehmomente während der Blechdurch­ dringungsphase sind nur ein Bruchteil der vorgegebenen Anzugsdrehmomente, so daß die Schraubeinrichtung 19 nicht vorzeitig abschaltet. Die zum Durchdrücken des Kernloches für die Schraube 9 erforderlichen Kräfte müssen entsprechend aufgebracht bzw. abgestützt werden. Wird die Vorrichtung auf das Blech 5 aufgesetzt, dann können die Gegenkräfte durch das Gewicht der Vor­ richtung aufgefangen werden, welches wesentlich größer als die Kräfte zum Durchdrücken der Schraube ist. Statt des Gewichts der Vorrichtung kann auch eine Um­ klammerung 28 Verwendung finden, welche nach Beendigung des Schraubvorganges abgehoben wird, um einen Freigang für den Schraubeinsatz bei seiner Bewegung in umgekehrter Richtung zu schaffen. Bevorzugt kann eine in Fig. 4 mit 30 bezeichnete Ratsche oder ein Freilauf im Bolzen 23 das Zurückbewegen des Bolzens 23 ohne Drehung der Klinge 25 ermöglichen.

Die Vorrichtung kann in verschiedenster Weise einge­ setzt oder abgewandelt werden, insbesondere im Hin­ blick darauf, ob Werkstücke aufgenommen werden oder in welcher Art und Weise dies erfolgen soll; wie die Vorrichtung an das Blech herangeführt wird oder wie die auftretenden Kräfte aufgefangen werden.

In Fig. 3 ist außerdem zu erkennen, daß an der Rück­ seite des Bleches 5 ein Versteifungsblech 35 durch Punktschweißung befestigt ist. Im Bereich der vorge­ sehenen Befestigung weist das Versteifungsblech 35 eine Sicke 37 auf. Durch das Versteifungsblech 35 wird eine höhere Ausreißfestigkeit der Schraubver­ bindung erreicht, da die Schraube nacheinander in zwei Bleche eingedreht wird, wobei in jedem Blech eine größtmögliche Gewindelänge, wie in Fig. 2 gezeigt, erzeugt wird.

Claims (2)

1. Vorrichtung zum Eindrehen von Schrauben mit einem selbstfurchenden Gewinde ohne Vorbohren in Werk­ stücke, mit einem der Gewindesteigung entsprechenden Vorschub-Leitgewinde, mit einer längsverschieblich geführten Aufnahme zum formschlüssigen Einstecken des Schraubkopfes und einem der Aufnahme gegen­ überliegenden Anschluß für eine Drehantriebsvorrich­ tung, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Aufnahme aufweisender Bolzen (23) an seiner Umfangsfläche zumindest abschnittsweise ein Außengewinde (27) mit einer der eingesetzten Schraube entsprechenden Ge­ windesteigung aufweist, daß der Bolzen (23) mit sei­ nem Außengewinde in einem Innengewinde (31) einer Werkzeugaufnahme (29) aufgenommen geführt ist, und daß mit der Werkzeugaufnahme (29) ein das Werkstück (5) gegen die Grundfläche der Werkzeugaufnahme (29) in Richtung auf die Spitze der Schraube (9) zu ver­ spannendes Klammerteil (28) zusammenwirkt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Anpassung an unterschiedliche Schrauben/- Werkstücke der Bolzen (23) und/oder die Werkzeugauf­ nahme (29) leicht lösbar mit der Drehantriebsvor­ richtung (19) verbunden ist.