DE3636446C2 - Gewindemuffeneinschraubvorrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Gewinde­ muffeneinschraubvorrichtung mit einem Werkstückauflagetisch und mit einer darüber angeordneten Ständerschraubmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Gewindemuffeneinschraubvorrichtung ist aus der DE-OS 19 49 570 bekannt.

Das Andrehen der Gewindemuffen an die Einschraubwelle wird bei dieser Maschine dadurch bewerkstelligt, indem die Einschraubwelle mit ihrem auf einem Schlitten angeordneten Motor vor dem Zuführen und Andrehen der Gewindemuffe mittels Druckluft zurückgezogen wird. Die Gewindemuffe wird mit ihrem Zubringer zugeführt und die Einschraubwelle mit ihrem Schlit­ ten wird mittels Druckluft und mit einer der Gewindesteigung angepaßten ölhydraulischen Geschwindigkeitsregelung in die Gewindebohrung der Gewindemuffe eingeführt. Für die unter­ schiedlichen abwechselnd einzuschraubenden Gewindemuffen sind mehrere Geschwindigkeitsregulierdrosselschrauben erforderlich, die wahlweise mittels Drehschieber einzuschalten sind.

Die Druckluftzylinder müssen dem erforderlichen Einschraubdruck widerstehen und sind dementsprechend großgehalten. Das vorhergehend beschriebene Verfahren des automatischen Andrehens der Gewindemuffen an die Einschraubwelle wird nur durch einen erheblichen Herstellungsaufwand für die erforderlichen Maschinenteile ermöglicht. Die enormen Herstellungskosten rentieren sich nur bei Verarbeitung hoher Gewindemuffenstückzahlen. Durch die geringe Nachfrage nach derartigen Maschinen können diese auch nicht in Serie hergestellt werden, was wiederum einer Produktionsverbilligung im Wege steht. Für die Masse der Gewindemuffen verarbeitenden Firmen ist die Anschaffung einer solchen Maschine wegen des geringeren Gewindemuffenverbrauchs nicht rentabel. Diese Gruppe von Firmen konnten deshalb von dem bisherigen Fortschritt nicht profitieren. Hinzu kommt, daß wegen der wartungsbedürtigen ölhydraulischen Geschwindigkeitsregulierung die Gewindemuffeneinschraubvorrichtung nur entweder für eine senkrechte Einschraubwelle oder für eine waagrechte Einschraubwelle ausgelegt sein kann, d.h. daß für jede dieser unterschiedlichen Betriebsarten eine komplette Maschine vorhanden sein muß.

Das Einspannen von Werkstücken an Maschinen mit abgewinkeltem Tisch ist zwar möglich, jedoch zeitraubend und umständlich. Außerdem war es mit derartigen Maschinen nicht möglich, in langen Werkstücken stirnseitig Gewindemuffen einzudrehen.

Bei der bekannten Vorrichtung hat der in axialer Richtung verschiebbare, mit einer Druckfeder arretierte Gewindemuffenträger die Aufgabe, den beim Andrehen der Gewindemuffe an das Eindrehwerkzeug nicht zu vermeidenden Staudruck zu entlasten, wenn beim Einfahren des Eindrehwerkzeuges in die Gewindebohrung der Muffe die Gewinderillen der Gewindemuffe und die Gewinderillen des Einschraubwerkzeuges zur Zeit der Berührung nicht übereinstimmen. Der Staudruck ist auch zu entlasten, wenn beim Eindrehen der Einschraubwelle in die Gewindemuffe die ölregulierte Vorschubgeschwindigkeit der Einschraubwelle größer ist als die Steigungsbewegung der Gewinderillen am Gewindezapfen der Einschraubwelle. Um diese Vorschubgeschwindigkeit annähernd konstant zu halten, ist eine zuverlässige Wartung durch die Bedienperson (wegen der temperaturabhängigen Ölzähigkeit) und bei Reparaturarbeiten äußerste Sauberkeit notwendig. Was beim Einsatz von unqualifiziertem Personal häufig nicht beachtet wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Gewinde­ muffeneinschraubvorrichtung der eingangs genannten Art dahin zu verbessern, daß das Anschrauben der Gewindemuffen an den Gewindezapfen des Einschraubwerkzeuges ohne die aufwendige wartungsbedürftige hydraulische Geschwindigkeitsregulierung bei gleichzeitiger Lagerveränderbarkeit der Position der Einschraubwelle möglich ist.

Die Lösung dieser Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Muffenzubringereinrichtung erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 erreicht, so daß ein Zuführen der Gewindemuffen einschließlich Anschrauben an den Gewindezapfen der Einschraubwelle komplett durch die Muffenzubringereinrichtung ausgeführt wird. Erfindungsgemäß wird der Gewindemuffenträger mit der Gewindemuffe zum Anschrauben der Gewindemuffe an die Einschraubwelle fast kraftlos mit einer Feder in Schraubwellenachsrichtung gegen den Gewindezapfen der Einschraubwelle bewegt und nach dem Andrehen durch einen Stellmotor in die Ausgangsstellung zurückgedrückt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Insbesondere mit der Kombination von Feder und dem im Lagerbolzen angeordneten Stellmotor wurde die Voraussetzung für einen kompakten Aufbau und für eine robuste und trotzdem schnelle Gewindemuffenzuführung an den Gewindezapfen der Einschraubwelle geschaffen, die ein störungsfreies Anschrauben der Gewindemuffe an die Einschraubwelle verschleißarm und wartungsfrei gewährleistet und die Lebensdauer des Gewindezapfens der Einschraubwelle erhöht.

Im Zuge der Aufgabe war es auch vorteilhaft, für die Klemmung der Gewindemuffe und für die Freimachung des seitlich offenen Gewindemuffenkäfigs für den Durchlaß der angedrehten Gewindemuffe beim Rückhub der Muffenzubringereinrichtung aus Platzgründen neue Lösungen zu entwickeln.

Die erfindungsgemäß neuentwickelte Klemmvorrichtung ermöglicht eine seitliche Begrenzung des Muffenkäfigs zur Verhinderung von Einfallstörungen beim Einfallen der Gewindemuffen in den Gewindemuffenkäfig mit Hilfe eines Klemmhebels, der durch gegenseitig wirkende Federn in seiner Nullstellung gehalten wird. Erfindungsgemäß wurde einerseits zur Arretierung des Klemmhebels ein federbelasteter unter höherem Druck nachgiebiger Anschlag vorgesehen, der trotz Arretierung des mit einem Druckluftzylinder beaufschlagbaren Klemmhebels ein Klemmen der Gewindemuffen gestattet. Andererseits ist eine Feder vorgesehen, die den Klemmhebel gegen den federbelasteten Anschlag drückt, dadurch kann die nach dem Anschrauben an die Einschraubwelle innerhalb des Muffenkäfigs sich befindende Gewindemuffe beim Rückhub der Muffenzubringereinrichtung den Klemmhebel, der in seiner Nullstellung die offene Seite des Muffenkäfigs versperrt, gegen die leichte Federkraft seitlich wegdrücken.

Ein austauschbares Druckstück am Klemmhebel ermöglicht das Zuführen im Durchmesser unterschiedlicher Muffen.

Mit den vorhergehend beschriebenen Erneuerungen und dem platzsparenden Gewindemuffenträgerantrieb und der Gewindemuffenklemmung entfallen die eingangs angesprochenen großausgelegten Druckluftzylinder, die dem Einschraubdruck widerstehen mußten. Aus vorgenanntem Grund entfällt auch die aufwendige ölhydraulische, auch wegen ihrer Temperaturabhängigkeit wartungsbedürftige, Geschwindigkeits-Reguliereinrichtung der Einschraubwelle zum Erreichen eines exakten, der jeweiligen Gewindesteigung angepaßten Einschraubwellenvorschubes während des Anschraubens der Gewindemuffe.

Schließlich liegt es auch noch im Rahmen der Erfindung, die erfindungsgemäße Gewindemuffeneinschraubmaschine auf einem Schwenkträger an einem Maschinengestell schwenkbar zu lagern, da aufgrund der speziellen Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Änderung der Lageorientierung der Einschraub­ welle ohne weiteres möglich ist, d.h. sowohl ein senkrechtes Einschrauben als auch ein waagrechtes Einschrauben der Ge­ windemuffen in die Werkstücke möglich ist.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung er­ geben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausfüh­ rungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine insbesondere im Bereich der Muffenzubringerein­ richtung teilweise geschnittene Ansicht einer erfin­ dungsgemäßen Gewindemuffeneinschraubmaschine,

Fig. 2 eine vergrößerte Aufsicht auf die Muffenzubringerein­ richtung der Maschine nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Aufsicht entsprechend Fig. 2 in der um etwa 90° gegenüber Fig. 2 verschwenkten Stellung des Muffen­ trägers mit unter dem Muffenmagazin angeordneten Käfig,

Fig. 4 einen vergrößerten Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 1 durch die Achse des im Lagerbolzen des Muffenträgers angeordneten Stellmotors und

Fig. 5 einen abgewinkelten Schnitt etwa längs der Linie V-V in Fig. 3.

Die Grundplatte 1 der Ständerschraubmaschine 2 ist mit dem Schwenkträger 3 fest verschraubt. Der Schwenkträger 3 ist auf einem nicht dargestellten Maschinengestell um die Achse 4 schwenkbar gelagert und mit deren Hilfe kann die Einschraub­ maschine von der senkrechten Stellung in die waagrechte Stel­ lung geschwenkt werden. Der Antriebsmotor 5 der Einschraub­ welle 6 kann mittels Handhebel 7 (z.B. mit einem Zahnstangen­ trieb) in einem bestimmten Bereich gegenüber der Grundplatte 1 auf und ab bewegt werden. Mit der Welle des Motors 5 ist die Einschraubwelle 6 mittels Steckkupplung 8 verbunden. Die Ein­ schraubwelle 6 ändert bei kurzem Ziehen die Drehrichtung, so daß nach dem Einschrauben der Gewindemuffe in das Werkstück die Einschraubwelle 6 sich wieder lösen kann. Die relativ lange Einschraubwelle 6 ist zusätzlich in einem Kugellager 9 gelagert. Um den Lagerbolzen 10 der Gewindemuffenzubringeinrichtung M, der mit einer Mutter 11 an der Grundplatte 1 befestigt ist, ist der Zubringerkörper 12 in Nadellagern 13 drehbar gelagert. An­ getrieben wird der Zubringerkörper 12 von einem Stellmotor, beispielsweise mit einem Druckluftzylinder 14 (Fig. 2), dessen Kolbenstange 15 an einem Hebelansatz des Zubringerkörpers 12 angreift. Der Führungsbolzen 16 mit seinem festverlöteten Ge­ windemuffenträger 17 ist in den Lagerbüchsen 18 und 19 gelagert, wobei am Führungsbolzen 16 am oberen Ende ein Bundaufsatz 20 befestigt ist. Eine Druckfeder 21 drückt den Gewindemuffen­ träger 17 über Führungsbolzen 16 und Bundaufsatz 20 gegen die Lagerbüchse 18, wenn während des Betriebsablaufes die Gegenhalte­ druckkraft im Zylinderraum 22 beseitigt wird. Ein Rundschnur­ ring 23 dient in diesem Fall als Stoßdämpfer. Im anderen Fall - wie in Fig. 1 dargestellt - wird durch das Ausfüllen des Zylinderraumes 22 mit entsprechender Druckluft die Kolben­ stange 24 - welche in der Lagerplatte 25 geführt wird - mit ihrem Kolben über Kugellagerbolzen 26 und Kugellager 27 gegen den fest im Gewindemuffenträger 17 eingepreßten Arretierbol­ zen 28 gedrückt. Das axiale Spiel des Kugellagerbolzens 26 ist mit Hilfe einer Mutter 29 eingestellt. Zum Dämpfen der von Druckluftbeaufschlagung im Gewindemuffenträger 17 aufgespeicher­ ten Verschiebeenergie ist unter dem Bundaufsatz 20 eine Tellerfeder 30 angeordnet, die mit Hilfe einer um den Bundaufsatz 20 aufgepreß­ ten Büchse 31 gehalten wird. Die Tellerfeder 30 wird in diesem Fall von dem Bundaufsatz 20 gegen den Bund der Lagerbüchse 19 gedrückt. Der Bundaufsatz 20 mit seiner aufgepreßten Büchse 31 ist in der Lagerbüchse 19 mit Spiel gelagert. Auf dem Gewinde­ muffenträger 17 ist ein Käfig 32 zur Aufnahme der Gewindemuffe 33 aufgeschraubt. Die Gewindemuffe 33 wird während der Zubringung unterhalb der Einschraubwelle mit Hilfe eines Druckstückes 34 (Fig. 2) gegen den Käfig 32 geklemmt und damit gegen Verdrehung gesichert. Das Druckstück 34 ist fest mit dem Klemmhebel 35 verschraubt und mit einem Stift 36 (Fig. 5) arretiert. In dem Klemmhebel 35 ist ein Lagerbolzen 37 eingepreßt, der einerseits im Lagerbock 38 und andererseits in der Lagerplatte 39, die mit dem Lagerbock 38 verschraubt ist, schwenkbar gelagert ist. Die Hebelarmverlängerung 35a ist mit dem Hebelarm 35 fest verlötet. Der Lagerbock 38 ist mit dem Gewindemuffenträger 17 mittels Schrauben befestigt (Fig. 1 und 5) und nimmt einen Druckluft­ zylinder 40 (Fig. 3) auf, dessen Kolben 41 während der Muffen­ zubringung und des Gewindemuffenandrehens an die Einschraubwelle mit Druckluft beaufschlagt wird und damit der Klemmhebel 35 mit seinem Druckstück 34 gegen die Gewindemuffe 33 drückt. Der Kolben 41 ist mit seiner Stange in dem Flanschlager 42 gelagert. Am Gewindemuffenträger 17 ist ein Ansatz 43 be­ festigt. Dieser Ansatz besitzt einen eingepreßten Stift 44 zur Aufnahme einer Zugfeder 45 und eine Bohrung zur Aufnahme einer Führungsbüchse 46. Das andere Ende der Zugfeder 45 ist in einem Stift 47 eingehängt, der im verlängerten Klemmhebel 35a eingepreßt ist. Die Zugfeder 45 zieht den Klemmhebel 35 gegen einen Anschlag 48, der in der Führungsbüchse 46 ge­ lagert ist. Wenn der Druckluftzylinder 40 zum Beispiel beim Zurückschwenken des Zubringerkörpers 12 unter das Zuführrohr drucklos ist, so wird der Bund des Hohlkolbens mittels einer innenliegenden Druckfeder 49, die sich am Ansatz 43 abstützt, gegen die Führungsbüchse gedrückt, da die Kraft der Zugfeder 45 geringer ist als die Kraft der Druckfeder 49. In dieser Lage ist zwischen der Gewindemuffe 33 im Käfig 32 und dem Druckstück 34 ein genügend großer Freiraum vorhanden, damit die nächste Muffe ohne Anstoß in den Käfig 32 einfallen kann (Fig. 3). Im anderen Fall verhindert die Zugfeder, daß sich das Druckstück 34 des Klemmhebels 35 zu weit von der Gewinde­ muffe 33 entfernt und verhindert auch damit beim Einfallen der Gewindemuffe 33 in den Käfig 32 ein mögliches Umfallen der Gewindemuffe 33. Beim Zurückschwenken des Zubringerkörpers 12 und damit natürlich auch des Gewindemuffenträgers 17 ist jedoch eine größere Auslenkung des Klemmhebels 35 erforderlich, wenn das Druckstück 34 den Weg zum Zurückschwenken des Zu­ bringers bei an die Einschraubwelle angeschraubter Gewindemuffe freimachen muß. An der Grundplatte 1 ist ein Magazin oder Zu­ führrohr 50 befestigt, in welchem die Gewindemuffen 33 überein­ ander gestapelt sind. Nach unten stützen sich die Gewindemuffen 33 auf einer Gleitfläche des Zubringerkörpers 12 ab (Fig. 4).

Während des Andrehens der Gewindemuffe 33 (Fig. 1) dreht sich die Einschraubwelle 6 mit dem Gewindezapfen 6a. Ein Stellmotor, beispielsweise ein Druckluftzylinder 14, schwenkt die Gewinde­ muffe 33 mittels Zubringerkörper 12 und Gewindemuffenträger 17 unter die Einschraubwelle 6 (in Stellung Fig. 1), gleich­ zeitig wird der Kolben 41 des Druckluftzylinders 40 mit Druck­ luft beaufschlagt und drückt die Gewindemuffe 38 mit Hilfe eines Klemmhebels 35 und Druckstücks 34 gegen den Käfig 32. Sobald die Gewindemuffe 33 direkt unter die Einschraubwelle 6 transportiert ist (Stellung Fig. 1), wird die Druckluft aus dem Zylinderraum 22 herausgelassen. Die Druckfeder 21 zieht den Gewindemuffenträger 17 mit der Gewindemuffe 33 nach oben gegen den Gewindezapfen 6a der Einschraubwelle 6 und die geklemmte Gewindemuffe 33 wird an die Einschraubwelle 6 geschraubt. Kurz vor Vollendung des Anschraubvorganges wird der Zylinder 40 entlüftet, der Trägerkörper 12 mit Hilfe eines Stellmotors 14 um einen bestimmten Winkel zurückgedreht und gleichzeitig der Zylinderraum 22 mit Druckluft gefüllt, bis der leere Käfig 32 unter einem Zuführ- oder Magazinrohr 50 zu liegen kommt (Fig. 3 und 5). Die im Magazinrohr 50 befind­ lichen Gewindemuffen 33, welche sich zuvor auf einer Gleit­ fläche des Zubringerkörpers 12 (Fig. 4) abstützen, fallen nach, bis die unterste Gewindemuffe im Käfig 32 aufliegt (Fig. 5). Sobald nach dem Einschraubvorgang, der mit Hilfe des Handhebels/ausgeführt wird, sich die freigewordene Einschraubwelle 6 (Fig. 6) auf dem Rückweg befindet, wird die neue Gewindemuffe 33 im Käfig 32 geklemmt und durch Schwenken des Zubringerkörpers 12 unter die Einschraubwelle 6 transportiert, der nächste Andrehvorgang wird durch Ent­ lüften des Zylinderraumes 19 eingeleitet.

Das Zuführen der Gewindemuffen 33 an die Ein­ schraubwelle 6 kann auch von Hand durchgeführt werden. Zu diesem Zweck ist der Ansatz 43 des Gewindemuffenträgers 17 als Griff ausgebildet, der mit zwei Fingern erfaßt wird. Durch einen Druck mit dem Daumen gegen den verlängerten Teil des Klemmhebels 35a wird die Gewindemuffe 33 gegen den Käfig 32 gedrückt. Nach dem Einschwenken des Zubringerkörpers 12 wird der Gewindemuffenträger 17 gegen die Einschraubwelle 6 gezogen, bis die Gewindemuffe an den Gewindezapfen 6a ange­ schraubt ist.

Das Gewindemuffenandrehen bei waagrecht liegender Einschraub­ welle 6 geschieht in gleicher Weise wie bei senkrecht stehen­ der Einschraubwelle. In diesem Fall werden die Gewindemuffen aus einem senkrechten Zuführrohr mit Hilfe einer 90°-Bogen­ rinne umgelenkt.

Claims (7)

1. Gewindemuffeneinschraubvorrichtung mit einem Werkstückauflagetisch, mit einer darüber angeordneten, axial zustellbaren Ständerschraubmaschine, die eine motorgetriebene Einschraubwelle (6) aufweist und mit einer dazwischen angeordneten Muffenzubringereinrichtung (M), die parallel zum Werkstückauflagetisch zwischen einem Muffenmagazin und der Einschraubwelle (6) verschwenkbar ist und die einen in Schraubwellenachsrichtung verschiebbaren und über eine Druckfeder (21) rückstellbaren Muffenträger (17) aufweist, an dem zur Aufnahme einer Gewindemuffe (33) ein oben und seitlich offener Käfig (32) sowie eine Klemmeinrichtung angeordnet ist, gekennzeichnet durch einen vorzugsweise pneumatischen Stellmotor (22, 24) zur axialen Verschiebung des Muffenträgers (17) aus einer angehobenen Andrehstellung, in die er durch die Druckfeder (21) gegen die zunächst axial unbeweglich gehalterte Einschraubwelle (6) rückstellbar ist, nach unten in Muffentransportstellung.

2. Gewindemuffeneinschraubvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebeenergie des Muffenträgers (17) von einer Tellerfeder (30) aufgenommen wird.

3. Gewindemuffeneinschraubvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellmotor (22, 24) in einem Lagerbolzen des Muffenzubringers (12) angeordnet ist und über ein Kugellager (27) am Muffenträger (17) angreift.

4. Gewindemuffeneinschraubvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmeinrichtung einen vorzugsweise druckluftbeaufschlagten Stellmotor (40) aufweist.

5. Gewindemuffeneinschraubvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmeinrichtung gegenläufig wirkende Federn (45, 49) sowie einen federbelasteten Anschlag (48) für einen Klemmhebel (35) aufweist.

6. Gewindemuffeneinschraubvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Klemmhebel (35) ein abnehmbares Druckstück (34) befestigt ist.

7. Gewindemuffeneinschraubvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie auf einem Schwenkträger (3) an einem Maschinengestell schwenkbar gelagert ist.