DE3817671C2 - - Google Patents
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- DE3817671C2 DE3817671C2 DE19883817671 DE3817671A DE3817671C2 DE 3817671 C2 DE3817671 C2 DE 3817671C2 DE 19883817671 DE19883817671 DE 19883817671 DE 3817671 A DE3817671 A DE 3817671A DE 3817671 C2 DE3817671 C2 DE 3817671C2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P19/00—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
- B23P19/04—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes for assembling or disassembling parts
- B23P19/06—Screw or nut setting or loosening machines
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Automatic Assembly (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automati
schen Einschrauben nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1
und geht aus von der gattungsbildenden DE-OS 33 22 754.
Wenngleich die Erfindung insbesondere anhand einer
Vorrichtung zum automatischen Einschrauben von Zünd
kerzen in die Zündkerzenbohrungen einer Brennkraft
maschine erläutert wird, bleibt sie dennoch nicht auf
jenes Ausführungsbeispiel beschränkt; vielmehr ist der
allgemeine Erfindungsgedanke auch auf ähnliche bolzen
förmige Gewindestifte anwendbar.
Generell besteht die Tendenz, Fertigungs- und Montage
vorgänge zu automatisieren. So ist in der Zeitschrift
"wt" für industrielle Fertigung 74 (1984) auf den Seiten
137 bis 140 das automatische Schrauben mit Industrie
robotern beschrieben. Als Anwendungsbeispiel ist ein
Versuchsaufbau zum automatischen Aufnehmen, Eindrehen
und Festziehen von Zündkerzen genannt. Nähere Erläute
rungen hinsichtlich der genauen Arbeitsweise sind dem
genannten Aufsatz nicht entnehmbar; es ist jedoch zu
vermuten, daß der Industrieroboter während des gesamten
Montagevorganges trotz Verwendung passiver Fügehilfen
vollständig bahngesteuert ist. Derartige Bahnsteuerungen
sind jedoch nicht nur äußerst aufwendig - erforderlich
ist ein komplexes System von Sensoren zur Ermittlung der
genauen Lage der Aufnahmebohrung -, sondern darüber
hinaus auch sehr zeitintensiv. In komplexen Rechenvorgängen
gilt es, den gesamten Bewegungsablauf auf die
toleranzbehaftete, jeweils aktuelle Lage der Aufnahmebohrung
abzustimmen.
Eine vereinfachte Maschine zur automatischen Verschraubung
von in Bewegung befindlichen Werkstücken ist in der
gattungsbildenden DE-OS 33 22 754 beschrieben. Mittels
einer Federanordnung wird eine Schrauberstange dabei
näherungsweise in Achsrichtung der Aufnahmebohrung
gehalten. Die genaue Zuordnung zwischen Schraube bzw.
Gewindestift und Aufnahmebohrung erfolgt dabei durch
Relativbewegung des die Aufnahmebohrung beinhaltenden
Werkstückes gegenüber der die Schraube bzw. den Gewindestift
aufnehmenden Schrauberstange. Vom Grundgedanken
her ist jene Lösung deutlich einfacher als die oben
erläuterte Bahnsteuerung eines Industrieroboters, jedoch
ist sie in der gezeigten Ausführungsform für eine
Vielzahl von Anwendungsfällen ungeeignet. Allzu leicht
kann es insbesondere bei Verwendung längerer Schrauben
zu einem Verkanten der Schraube in der Aufnahmebohrung
kommen. Eine Zerstörung der Gewindegänge ist die Folge.
Wollte man Zündkerzen auf die vorgeschlagene Weise
montieren, so würden darüber hinaus die Elektroden
beschädigt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache, flexibel einsetzbare Vorrichtung
zum automatischen Einschrauben eines bolzenförmigen
Gewindestiftes nach Anspruch 1 in eine Aufnahmebohrung aufzuzeigen,
welche, ohne eine exakt definierte Bahnkurve zu benötigen,
jenen Gewindestift sicher und ohne gegenseitige
Beschädigung in die Aufnahmebohrung zu setzen in der
Lage ist.
Diese Aufgabe wird
bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung
durch die kennzeichnenden Merkmale
des ersten Anspruchs gelöst, vorteilhafte Weiterbildungen
beschreiben die Unteransprüche.
Eine weitere, am stiftartigen Fortsatz formschlüssig angreifende
Haltevorrichtung hält den
Gewindestift sicher und exakt in der an der Schrauberstange
angeordneten Schraubernuß.
Diese weitere formschlüssige Haltevorrichtung gewährleistet
- anders als beispielsweise eine aus der US 26 24 223 bekannte
Magnet-Schraubernuß - eine sicherste Führung.
Die Gewindestange kann
somit ohne Verkanten beschädigungsfrei in die Aufnahmebohrung
eingeführt werden, wenn die Schraubernuß
ihrerseits exakt geführt bzw. positioniert ist.
Hierzu kann die Außenkontur der Schraubernuß
an die als Leitbohrung ausgebildete Aufnahmebohrung
angepaßt sein. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die
Aufnahmebohrung versenkt angeordnet, so daß der umgebende,
in etwa trichterförmig konisch-zylindrische
Wandbereich als Leitbohrung dient, und die Schraubernuß
ihrerseits ebenfalls zylindrisch geformt sein kann.
Abweichend von der gattungsbildenden Schrift bietet es
sich hierbei an, bei stillstehendem Werkstück bzw.
zugehöriger Aufnahmebohrung im wesentlichen die Schraubernuß
gegenüber der Schrauberstange in Achsrichtung der
Aufnahmebohrung zu bewegen. Die zum Auffinden der
Aufnahmebohrung erforderliche Relativbewegung zwischen
Gewindestift und Aufnahmebohrung findet dabei unter
deutlich reduziertem Arbeitsaufwand statt.
An dieser Stelle soll ausdrücklich darauf hingewiesen
werden, daß die Federanordnung bei gegenüber der vertikalen
Ebene geneigter Einbaulage so ausgelegt sein kann,
daß die Gewichtskraft des Gewindestiftes, der Schraubernuß
sowie der Schrauberstange kompensiert wird. Ohne
Schwerkrafteinfluß ist es somit möglich, die Schraubernuß
bezüglich der Schrauberstange unter Führung durch
die Leitbohrung in Richtung der Aufnahmebohrung zu
bewegen. Selbstredend kann anstelle der Federanordnung
auch eine dazu äquivalente Lösung vorgesehen sein.
Wesentlich ist es, die gelenkig aufgehängte Schrauberstange
näherungsweise in Achsrichtung der Aufnahmebohrung
zu halten. Besonders geeignet sind hierfür zweifelsohne
Federanordnungen, welche zwei vorzugsweise
orthogonale Koordinatenachsen der zur Achse der Aufnahmebohrung
senkrechten Ebene darstellen.
Die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 2 haben den
Vorteil, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung dafür
geeignet ist, nicht nur in der ersten, durch eine erste
Federanordnung definierten Einbaulage zu arbeiten,
sondern darüber hinaus auch Gewindestifte in eine
zweite, gegenüber der ersten geneigt angeordnete Aufnahmebohrung
einzuführen. Da sich in dieser zweiten,
gegenüber der ersten geneigten Einbaulage andere Schwerkraft-
Momente bezüglich des gelenkigen Aufhängepunktes
der Schrauberstange einstellen, ist für diese zweite
Einbaulage eine zweite Federanordnung mit anderer
Federkraft erforderlich, welche erfindungsgemäß in der
ersten Einbaulage durch einen Anschlag außer Kraft
gesetzt ist.
Außer am Arm eines Industrieroboters
kann die Schrauberstange auch an
frei programmierbaren Portalmaschinen od. ä. Fertigungsvorrichtungen
angebunden sein. In allen Fällen ist es
möglich, weitere Arbeitsschritte durch den Industrieroboter
bzw. die Fertigungsvorrichtung ausführen zu
lassen. Insbesondere bietet sich dabei die Entnahme des
Gewindestiftes aus einem Lagerbehälter an. Da der
formschlüssige Aufnahmebereich der Schraubernuß für das
Ergreifen des Gewindestiftes ungeeignet ist, empfiehlt
es sich, diesen Greifvorgang mittels der weiteren
Haltevorrichtung der Schraubernuß auszuführen.
Insbesondere bietet sich eine derartige Gestaltung bei
der Montage von Zündkerzen an. Zündkerzen werden üblicherweise
in Styroporpaletten steckend dem Arbeitsbereich
der erfindungsgemäßen Einschraubvorrichtung
zugeführt. Auch wegen des geringen Abstandes zwischen
den einzelnen Zündkerzen ist es dabei nicht möglich,
diese direkt mittels der formschlüssig den Zündkerzen-
Sechskant ergreifenden Schraubernuß zu entnehmen.
Hierfür bietet nun die zusätzliche Haltevorrichtung der
Schraubernuß, welche vorzugsweise verschiebbar innerhalb
der Schraubernuß angeordnet ist, Abhilfe.
Neben dieser Entnahmefunktion kann der Industrieroboter
bzw. die Fertigungsvorrichtung weitere Arbeitsschritte
übernehmen. Beispielhaft genannt sei hierbei wieder für
den Fall der Zündkerzenmontage die Kontrolle des Zündkerzen-
Wärmewertes. Zündkerzen unterschiedlichen Wärmewertes
sind üblicherweise in verschiedenartig farbig
gekennzeichneten Styroporpaletten abgelegt. Mit Hilfe
einer weiteren Information über den momentan benötigten
Zündkerzentyp ist es somit möglich, aus einer Vielzahl
von unterschiedlichen Styroporpaletten die jeweils
geforderte Zündkerze zu entnehmen. Im übrigen empfiehlt
es sich, während des Transportweges vom Zündkerzen- bzw.
Gewindestift-Lagerbehälter zur Aufnahmebohrung die
gelenkig aufgehängte Schrauberstange bezüglich des
Roboterarmes mittels eines Steckbolzens oder eines
äquivalenten Mittels lagezufixieren.
Anspruch 3 beschreibt eine Antriebseinheit
für die Schraubernuß zum Ausführen der Einschraub-Drehbewegung.
Da sich in Abhängigkeit der jeweiligen Toleranzen
die Position der Schrauberstange bzw. Schrauber
nuß beim Einschrauben verschiedenartig einstellt,
empfiehlt es sich zur Vermeidung komplizierter Über
tragungseinrichtungen, die Antriebseinheit an der
Schrauberstange aufzuhängen. Die Drehmomentabstützung
erfolgt dabei vorzugsweise mittels eines Kulissenbolzens
innerhalb einer externen Kulissenführung. Zusätzlich
kann die Antriebseinheit dabei mit einer Registrierein
heit zur zumindest qualitativen Ermittlung des übertra
genen Drehmomentes verbunden sein, um zum einen den
Gewindestift bzw. die Zündkerze drehmomentgesteuert
festziehen zu können und zum anderen eventuell überhöhte
Drehmomentwerte zu Beginn des Einschraubvorganges -
beispielsweise verursacht durch schadhafte Gewindegänge
- zu erkennen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Zum besseren
Verständnis erfolgt die Erläuterung zunächst anhand
einer Prinzipdarstellung; im Anschluß daran werden die
erfindungswesentlichen Merkmale nochmals in einem
konstruktiv konkret ausgeführten bevorzugten Ausfüh
rungsbeispiel erläutert. Im einzelnen zeigt:
Fig. 1 in einer Prinzipskizze die Seitenansicht der
erfindungsgemäßen Vorrichtung für zwei ver
schiedenartig ausgerichtete Aufnahmebohrungen,
Fig. 2 den Teilschnitt A-A aus Fig. 1,
Fig. 3 die der Fig. 1 entsprechende Ansicht in
konstruktiv konkreter Ausgestaltung,
Fig. 4 die Ansicht Z aus Fig. 3,
Fig. 5 die Teil-Ansicht X aus Fig. 4, sowie
Fig. 6 die Teil-Ansicht Y aus Fig. 4.
Zunächst wird anhand der Fig. 1 und 2 der prinzipiel
le Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert.
Dabei soll in die mit 1 bezeichnete Zündkerzen-Auf
nahmebohrung eine Zündkerze 2 eingeschraubt werden. Dazu
dient die erfindungsgemäße Vorrichtung zum automatischen
Einschrauben, welche im wesentlichen besteht aus der
Schraubernuß 3, sowie der im Punkt 4 gelenkig aufgehäng
ten Schrauberstange 5. Der Aufhängpunkt 4 besteht aus
zwei Teilgelenken 4a, 4b welche - wie durch Pfeile
dargestellt - eine Drehbewegung sowohl innerhalb der
Zeichenebene als auch in der dazu senkrechten Ebene
erlauben. Die Schraubernuß 3 ihrerseits ist innerhalb
der Schrauberstange 5 - wie ebenfalls durch Pfeile 6a,
6b dargestellt - drehbar und längsverschieblich ge
lagert.
Die Zündkerze 2 weist einen Sechskant 7 auf und wird in
diesem Bereich von der entsprechend gestalteten Schrau
bernuß formschlüssig aufgenommen. Des weiteren ist
innerhalb der Schraubernuß 3 eine in Pfeilrichtung 8
längsverschiebbare Haltevorrichtung 9 vorgesehen, welche
am sogenannten SAE-Anschluß der Zündkerze 2 angreift.
Nicht dargestellt ist der erste Teil des Montagevor
ganges, bei welchem die Schrauberstange 5 inklusive
ihres Aufhängepunktes 4 von einem - nicht gezeigten -
Industrieroboter zu einem Zündkerzen-Lagerbehälter
gefahren wird. Hier bewegt sich die Haltevorrichtung 9
so weit aus der Schraubernuß 3 heraus, daß eine Zünd
kerze 2 am SAE-Anschluß ergriffen wird. Dann wird die
Haltevorrichtung 9 zurück gefahren, bis die formschlüs
sige Verbindung zwischen dem Sechskant 7 sowie der
Schraubernuß 3 hergestellt ist. Nunmehr ist die Zünd
kerze 2 innerhalb der Schraubernuß 3 an zwei Punkten
gehalten.
Der eigentliche Einschraubvorgang in die dargestellte
Zündkerzen-Aufnahmebohrung 1 erfolgt mit Hilfe einer
neutralen Federanordnung 10a, 10b sowie einer ersten Feder
anordnung 11a, 11b, welche beide lediglich äußerst abstrahiert
dargestellt sind. Die erste Federanordnung 11a, 11b besteht
aus einer Zugfeder 11a, welche zwischen der Schrauber
stange 5 sowie einer Federplatte 11b eingespannt ist. Da
sich jene Federplatte 11b auf einem ersten Anschlag 11c
abstützt und die Zugfeder 11a kräftig genug ist, die
Gewichtskraft der Zündkerze 2, der Schraubernuß 3 sowie
der Schrauberstange 5 zu kompensieren, wird die Schrau
berstange 5 bzw. die Schraubernuß 3 durch die erste
Federanordnung 11a, 11b bezüglich des Gelenkpunktes 4a nähe
rungsweise in Achsrichtung der Zündkerzen-Aufnahmeboh
rung 1 gehalten. Bezüglich des Gelenkpunktes 4b ist die
neutrale Federanordnung 10a, 10b vorgesehen, welche ebenfalls
aus einer Zugfeder 10a besteht, die ebenfalls zwischen
der Schrauberstange 5 sowie einer ortsfest fixierten
Federplatte 10b eingespannt ist. Da in jener Schwenk
richtung kein Schwerkraftanteil kompensiert werden muß,
ist die Zug- bzw. Druckfeder 10a wesentlich schwächer
ausgebildet als die Zugfeder 11a.
Nachdem nunmehr die Schraubernuß 3 bzw. die Schrauber
stange 5 in näherungsweiser Achsrichtung der Zündker
zen-Aufnahmebohrung 1 gehalten ist, wird die Schrauber
nuß 3 in Pfeilrichtung 6a bewegt. Da die Außenkontur der
Schraubernuß 3 der als Leitbohrung 13 ausgebildeten
Zündkerzen-Aufnahmebohrung 1 angepaßt ist, wird die
Zündkerze 2 dabei automatisch in ihre Aufnahmebohrung 1
geführt. Wie ersichtlich, genügt als Leitbohrung 13 eine
einfache zylindrisch-konische Gestaltung, so daß die
Schraubernuß 3 ebenfalls im wesentlichen zylindrisch
geformt sein kann. An den Einführvorgang schließt sich
das eigentliche Einschrauben der Zündkerze 2 an. Hierzu
wird die Schraubernuß 3 mittels einer Antriebseinheit
14 gegen Pfeilrichtung 6b in eine Drehbewegung ver
setzt.
Um mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch in einer
zweiten Einbaulage - gekennzeichnet durch die Achs
richtung 20 - arbeiten zu können, ist neben der ersten
Federanordnung 11a, 11b eine zweite, ebenfalls stark abstra
hiert dargestellte Federanordnung 12a, 12b vorgesehen. Diese
besteht aus einer Zugfeder 12a, welche zwischen der
Federplatte 11b sowie einer Federplatte 12b eingespannt
ist. In der zweiten Einbaulage entsprechend Achsrichtung
20 ist dabei die Federplatte 12b von einer Vorrichtung
12c festgehalten. In jener Lage zieht dabei die Zugfeder
11a die zugehörige Federplatte 11b aufgrund des wesent
lich geringeren bzw. nicht vorhandenen Schwerkraft-
Momenteneinflusses bezüglich des Gelenkpunktes 4a gegen
einen zweiten Anschlag 12d. Somit ist also die erste
Federanordnung 11a, 11b außer Kraft gesetzt, und es kommt
neben der weiterhin wirksamen neutralen Federanordnung
10a, 10b die zweite Federanordnung 12a, 12b zum Einsatz. Die Funk
tionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist im
übrigen jedoch in dieser zweiten Einbaulage gleich
derjenigen der ersten bereits erläuterten Einbaulage.
In jener zweiten Einbaulage (Achsrichtung 20) ist
des weiteren die die Schraubernuß 3 in Drehbewegung
versetzende Antriebseinheit 14 schematisch dargestellt.
Angebunden ist jene Antriebseinheit 14 an der Schrau
berstange 5, um trotz deren verschiedenartiger Posi
tionen eine einfache Übertragung der Drehbewegung zu
ermöglichen. Für die Abstützung des Reaktionsmomentes
der Antriebseinheit 14 ist dabei ein an deren Gehäuse
angeordneter Kulissenbolzen 15 vorgesehen, welcher in
eine ortsfest gelagerte Kulissenführung 16 eingreift.
Wie insbesondere Fig. 2 entnommen werden kann, bietet
jene Kulissenführung 16 dem Kulissenbolzen 15 dabei
einen ausreichenden Bewegungsspielraum zum Auffinden der
Leitbohrung 13 durch die Schraubernuß 3 - eine Bewe
gung, welche sich über die Schrauberstange 5 direkt auf
die Antriebseinheit 14 sowie deren Kulissenbolzen 15
überträgt. Nicht gezeigt ist eine mit der Antriebsein
heit 14 verbundene Registriereinheit zur zumindest
qualitativen Ermittlung des übertragenen Drehmomentes.
Der Aufbau derartiger Registriereinheiten als solcher
ist jedoch dem Fachmann hinreichend bekannt.
In den Fig. 3 bis 6 ist ein konstruktiv konkret
ausgearbeitetes Ausführungsbeispiel dargestellt. Die
bereits erläuterten Bauelemente sind dabei mit den
bereits verwendeten Ziffern gekennzeichnet. Es sind
jedoch weitere erfindungswesentliche Merkmale darge
stellt. So zeigt Fig. 4 einen mit 22 bezeichneten
Flansch zur Befestigung der erfindungsgemäßen Vor
richtung am Arm eines Industrieroboters. Des weiteren
zeigt jene Figur ein zwischen der Schraubernuß 3 sowie
der Antriebseinheit 14 zugeordnetes Getriebe 23, welches
zugleich mit dem zur Abstützung des Reaktionsdrehmomen
tes vorgesehenen Kulissenbolzen 15 versehen ist. Darge
stellt ist des weiteren ein Arretierzylinder 24, welcher
die Schrauberstange 5 auf dem Weg vom Lagerbehälter in
die näherungsweise Achsrichtung der Leitbohrung 13
bezüglich des Industrieroboter-Armes mittels eines
Steckbolzens 25 lagefixiert.
Fig. 3 zeigt die Schraubernuß 3 sowie die Schrauber
stange 5 im Schnitt. Dargestellt ist dabei auch die
Haltevorrichtung 9, welche am SAE-Anschluß 21 der
Zündkerze 2 angreift. Um jene Haltevorrichtung 9 inner
halb der Schraubernuß 3 zum Ergreifen der Zündkerze 2
gemäß Pfeilrichtung 8 verschieben zu können, ist des
weiteren ein Pneumatikzylinder 36 vorgesehen. Ein
Pneumatikzylinder 26 sowie ein damit verbundenes Koppel
getriebe 27 dient zum alleinigen Anheben bzw. Absenken
der Schraubernuß 3 bezüglich der Schrauberstange 5.
Gezeigt ist des weiteren ein Fügezylinder 28 zum Längs
verschieben der teleskopartig aufgebauten Schrauber
stange 5 gemäß Pfeilrichtung 6a. Mit diesem Bewegungs
ablauf erübrigt sich eine Bahnsteuerung für den Roboter
beim Eintauchen der Schraubernuß 3 in die Leitbohrung
13. Auf der gegenüberliegenden Seite ist der mit der
Ziffer 29 bezeichnete elektrische Schraubermotor dar
gestellt, welcher zusammen mit dem Getriebe 23 die
Antriebseinheit 14 bildet. Gezeigt ist ferner eine
zwischen der Schraubernuß 3 sowie der Haltevorrichtung 9
angeordnete Reibkupplung 30, sowie zwei Federpakete 31
und 32, welche die Schraubernuß 3 sowie die Haltevor
richtung 9 gegenüber der Schrauberstange 5 abfedern. Mit
der Ziffer 33 ist die Registriereinheit zur zumindest
qualitativen Ermittlung des von der Antriebseinheit 14
übertragenen Drehmomentes bezeichnet.
Anhand insbesondere jener Fig. 3 soll nochmals der
Arbeitsablauf beschrieben werden. Zunächst wird mittels
der Haltevorrichtung 9 die Zündkerze 2 aus der Styro
porpalette 34 entnommen. Während die Schraubernuß 3
unter Einwirkung des Pneumatikzylinders 26 angehoben
ist, ergreift die Haltevorrichtung 9 unter Betätigung
des Pneumatikzylinders 36 die Zündkerze 2 am SAE-An
schluß 21. Danach wird die Schraubernuß 3 gegen Pfeil
richtung 8 abgesenkt. Mittels der Antriebseinheit 14
(Schraubermotor 29 und Getriebe 23) wird dabei die
Schraubernuß 3 solange gedreht, bis die formschlüssige
Verbindung mit dem Sechskant 7 der Zündkerze 2 herge
stellt ist. Während dieses Vorganges wird die Haltevor
richtung 9 mittels der Reibkupplung 30 festgehalten.
In jenem Zustand bringt der Industrieroboter die erfin
dungsgemäße Vorrichtung in eine derartige Position, daß
die Schrauberstange 5 näherungsweise mit der Achsrich
tung der Aufnahmebohrung 1 zusammenfällt. Nunmehr löst
der Arretierzylinder 24 den Steckbolzen 25 und gibt
somit der Schrauberstange 5 die für das Einführen der
Schraubernuß 3 in die Leitbohrung 13 erforderliche
Bewegungsfreiheit. Wie bereits erläutert ist jene
Bewegungsfreiheit durch die gelenkige Aufhängung im
Punkt 4 sowie durch die beiden Federanordnungen 10a, 10b und
11a, 11b bzw. 10a, 10b und 12a, 12b sichergestellt. In diesem Stadium
veranlaßt der Zylinder 28 eine Bewegung der
Schraubernuß 3 gegen Pfeilrichtung 8, so daß die Schrau
bernuß 3 unter Einfluß der Leitbohrung 13 in Richtung
der Aufnahmebohrung 1 geführt wird. Zur Unterstützung
dreht dabei die Antriebseinheit 14 die Schraubernuß 3 in
Gewinde-Ausdrehrichtung. Dieser Vorgang dauert solange
an, bis die Zündkerze 2 mit einer leichten definierten
Kraft am Gewinde der Aufnahmebohrung 1 anliegt. Jene
Kraft läßt sich einfach ermitteln, da die Schraubernuß 3
sowie die Haltevorrichtung 9 unter Zwischenschaltung der
Federpakete 31 und 32 abgefedert gelagert sind. Nunmehr
gibt die Haltevorrichtung 9 die Zündkerze 2 frei. Im
Anschluß daran dreht die Antriebseinheit 14 die Schrau
bernuß 3 mit niedriger Drehzahl ca. drei Umdrehungen in
Gewinde-Eindrehrichtung, dabei wird mittels der Regi
striereinheit 33 das Reaktionsmoment überwacht. Diese
Maßnahme dient der Qualitätssicherung; dabei erfolgt
eine Abschaltung des Schraubermotors 29, bevor Gewinde
gänge beschädigt werden. Im Anschluß daran wird die
Zündkerze 2 auf das vorgegebene Moment festgezogen; dazu
muß selbstredend die Registriereinheit 33 außer Kraft
gesetzt werden. Schließlich verfährt der Zylin
der 28 die Schraubernuß 3 sowie die Haltevorrichtung 9
in Pfeilrichtung 8, wonach die gesamte Vorrichtung vom
Industrieroboter in die Abholposition der nächsten
Zündkerze 2 bewegt wird.
Insgesamt betrachtet ist es mit diesem Montagekonzept
möglich, flexibel die einzelnen Gewindestifte bzw.
Zündkerzen 2 in einem einzigen Arbeitsgang mit hohem
Qualitätsniveau einzufädeln und festzuschrauben. Flexi
bilität dieses Montagekonzeptes ist gegeben, da Gewin
destifte/Zündkerzen 2 mit unterschiedlichen Einbaulagen
montiert werden können und dabei nur geringe Suchkräfte
beim Suchen der Aufnahmebohrung 1 auftreten. Die Gewinde
stifte bzw. Zündkerzen 2 werden äußerst schonend behan
delt, obwohl der Einfädelvorgang lediglich eine kurze
Zeitspanne in Anspruch nimmt. Aufgrund der sphärischen
Aufhängung der Schrauberstange 5 sowie des relativ großen
Abstandes zwischen Gewindestift/Zündkerze 2 und Aufhänge
punkt darf beim ausgeführten Ausführungsbeispiel der
Mittelpunkt der Aufnahmebohrung 1 gegenüber dem sphäri
schen Aufhängepunkt 4 der Schrauberstange 5 um bis zu +/-
3 mm versetzt sein. Aus diesem Grunde ist auch die
Schwenkbewegung der Schrauberstange 5 um den Aufhänge
punkt 4 für den Suchvorgang der Aufnahmebohrung 1 bzw.
der Leitbohrung 13 besser geeignet als beispielsweise
ein achsparalleler Kreuzschlitten. Der darüber hinaus
vorgesehene Industrieroboter kann zusätzliche Funktionen
übernehmen, so daß insgesamt eine äußerst vorteilhafte,
anwendungsfreundliche sowie günstige Vorrichtung zum
automatischen Einschrauben eines bolzenförmigen Gewin
destiftes in eine Aufnahmebohrung, insbesondere einer
Zündkerze in die Zündkerzenbohrung einer Brennkraft
maschine aufgezeigt wird.
Claims (3)
1. Vorrichtung zum automatischen Einschrauben eines
bolzenförmigen Gewindestiftes (2) mit einem Schraubgewinde,
zumindest einer Aufnahmefläche (Sechskant 7)
für ein Schraubwerkzeug sowie einem dem Schraubgewinde
axial gegenüberliegenden, stiftartigen Fortsatz
(21) (SAE-Anschluß) in eine Aufnahmebohrung (1), insbesondere zum Einschrauben
einer Zündkerze in die Zündkerzenbohrung
einer Brennkraftmaschine, bestehend aus einer den
Gewindestift (2) formschlüssig aufnehmenden Schraubernuß
(3), welche um ihre Achse drehbar und längs
ihrer Achse verschiebbar an einer Schrauberstange
(5) angeordnet ist, die ihrerseits gelenkig aufgehängt
und durch eine Federanordnung (11) näherungsweise
in Achsrichtung der Aufnahmebohrung gehalten
ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubernuß (3) mit
einer weiteren, am stiftartigen Fortsatz (21) formschlüssig
angreifenden Haltevorrichtung (9) versehen
ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß zum näherungsweisen Ausrichten
in eine gegenüber der ersten Aufnahmebohrungs-
Achsrichtung geneigte zweite Einschraub-Achsrichtung
(20) eine zweite Federanordnung (12) vorgesehen
ist, welche an der dann mittels eines zweiten
Anschlages (12d) stillgesetzten ersten Federanordnung
(11) angreift, und ihrerseits bei Einschraubvorgängen
in der ersten Achsrichtung durch einen
ersten Anschlag (11c) außer Kraft gesetzt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, mit einer die
Schraubernuß (3) um ihre Achse in Drehbewegung versetzenden
Antriebseinheit (14),
dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheit (14)
an der Schrauberstange (5) aufgehängt ist und sich
reaktionsmomentenmäßig mittels eines Kulissenbolzens
(15) in einer ausreichenden Bewegungsspielraum zum
Auffinden der Leitbohrung (13) durch die Schraubernuß
(3) bereitstellenden Kulissenführung (16) abstützt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883817671 DE3817671A1 (de) | 1988-05-25 | 1988-05-25 | Vorrichtung zum automatischen einschrauben |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883817671 DE3817671A1 (de) | 1988-05-25 | 1988-05-25 | Vorrichtung zum automatischen einschrauben |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3817671A1 DE3817671A1 (de) | 1989-11-30 |
DE3817671C2 true DE3817671C2 (de) | 1991-06-13 |
Family
ID=6355053
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19883817671 Granted DE3817671A1 (de) | 1988-05-25 | 1988-05-25 | Vorrichtung zum automatischen einschrauben |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3817671A1 (de) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102014201183A1 (de) | 2014-01-23 | 2015-07-23 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Schraubwerkzeug mit motorischer Antriebseinrichtung und Momentenabstützung |
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DE102014214515A1 (de) * | 2014-04-29 | 2015-10-29 | Siemens Aktiengesellschaft | Schrauber und Verfahren zum selbständigen Einfädeln einer Schrauberklinge |
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