DE69119347T2

DE69119347T2 - Automatisches Gerät mit Eigenvorschub zum Anbringen von Befestigungsmitteln mit Positionierung im einsehbaren Bereich

Info

Publication number: DE69119347T2
Application number: DE69119347T
Authority: DE
Inventors: Mattia Zucchelli
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-10-09
Filing date: 1991-10-07
Publication date: 1996-09-05
Anticipated expiration: 2011-10-08
Also published as: EP0480347B1; IT1244141B; DE69119347D1; EP0480347A3; IT9021676A1; EP0480347A2; IT9021676A0

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine automatische Vorrichtung mit Eigenvorschub für die Anbringung von Einsätzen mit sichtbarer Positionierung.
Wie bekannt ist, trifft man gegenwärtig auf erhebliche konstruktive Probleme bei der Herstellung von automatischen Vorrichtungen mit Eigenvorschub wie beispielsweise Schraubendrehern mit sichtbarer Positionierung des Einsatzes, die sich hauptsächlich aus der Tatsache ergeben, daß sich die Betätigungseinheit, die durch den Motor und die Kupplung gebildet ist, während des Eigenvorschubschritts bewegen muß, um in der Praxis die Stellung der Schraubeinrichtung während des Schraubens des Einsatzes stabil zu halten; die Betätigungseinrichtung unterliegt einer ähnlichen Bewegung während der sichtbaren Positionierung des Einsatzes.
Diese Tatsache ist die Quelle beträchtlicher konstruktiver Probleme, und die Bewegung der Massen innerhalb des Schraubendrehers kann für den Benutzer Unbehagen verursachen.
Vorrichtungen mit solchen Nachteilen sind aus dem Stand der Technik, der EP- A-0 338 408 (hier auf Grund der Regel 29(1) zitiert) und der US-A-3 283 791 bekannt.
Das Ziel der Erfindung ist die Lösung der vorstehend beschriebenen Probleme durch die Schaffung einer automatischen Vorrichtung mit Eigenvorschub für das Anbringen von Einsätzen mit sichtbarer Positionierung, während die Betätigungseinheit ihre Stellung im wesentlichen beibehält, wodurch alle konstruktiven Charakteristiken des Schraubendrehers vereinfacht werden.
Innerhalb des Umfangs des vorstehend beschriebenen Ziels ist es eine besondere Aufgabe der Erfindung, eine automatische Vorrichtung zu schaffen, die beim Gebrauch besonders handlich und praktisch ist.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer automatischen Vorrichtung, die leicht in verschiedenen Ausführungen auf der Grundlage des gleichen Erfindungskonzepts hergestellt werden kann, d.h. die mit einer Hebelbetätigung, mit automatischer Betätigung und mit Schraubdrehmomentsteuerung hergestellt werden kann.
Es ist auch eine erfindungsgemäße Aufgabe, eine automatische Vorrichtung zu schaffen, die aufgrund ihrer besonderen konstruktiven Eigenschaften beim Gebrauch die größte Zuverlässigkeit und Sicherheit bietet.
Es ist auch eine erfindungsgemäße Aufgabe, eine automatische Vorrichtung mit Eigenvorschub für die Anbringung von Einsätzen mit sichtbarer Positionierung zu schaffen, die die in Anspruch 1 und 8 angegebenen Merkmale aufweist.
Weitere Eigenschaften und Vorteile sind aus der Beschreibung einiger bevorzugter, aber nicht ausschließlicher Ausführungsformen einer automatischen Vorrichtung mit Eigenvorschub für das Anbringen von Einsätzen mit sichtbarer Positionierung ersichtlich, die nur als nichteinschränkendes Beispiel in den beiliegenden Zeichnungen gezeigt sind, in denen zeigen:
Fig. 1 eine Ansicht einer automatischen Vorrichtung mit Hebelbetätigung während des anfänglichen Schritts des Einsetzens des Einsatzes,
Fig. 2 eine Ansicht der Vorrichtung während des Schritts der sichtbaren Positionierung des Einsatzes,
Fig. 3 eine Ansicht der Vorrichtung während des Schraubschritts,
Fig. 4 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung mit automatischem Arbeitsbeginns während des Schritts der sichtbaren Positionierung des Werkzeugs,
Fig. 5 eine Ansicht der Vorrichtung von Fig. 4 während des Schraubschritts,
Fig. 6 eine schematische Ansicht des zwischen dem Positionierkolben und dem Werkzeug eingesetzten Lagers,
Fig. 7, 8 und 9 Ansichten einer unterschiedlichen Ausführungsform der automatischen Vorrichtung jeweils während der Schritte der Einsatzpositionierung, der sichtbaren Einsatzpositionierung und des Schraubens,
Fig. 10 eine Ansicht einer unterschiedlichen Ausführungsform der Vorrichtung, bei der die sichtbare Positionierung des Einsatzes mittels eines Druckluftkopfs erhalten wird,
Fig. 11 einen Schnitt durch den Druckluftkopf, wobei sich die Backen in der Stellung zum Arretieren des Einsatzes in der sichtbaren Stellung befinden, und
Fig. 12 einen Schnitt durch den Druckluftkopf mit den Backen in der Öffnungsstellung für den Schraubschritt.
Unter Bezugnahme auf die vorstehend angegebenen Figuren und insbesondere auf Fig. 1 bis 3 umfaßt die erfindungsgemaße automatische Vorrichtung mit Eigenvorschub für die Anbringung von Einsätzen mit sichtbarer Positionierung einen Einsatzhalterkopf (1) eines an sich bekannten Typs, der axial mit einer Kappe (2) verschraubt ist, die mit einem äußeren Mantel 3 verbunden ist, der innen eine zylindrische Kammer 4 begrenzt, in der ein Positionierkolben 5 abdichtend bewegbar ist. Der Positionierkolben trägt ein Werkzeug 10 so, daß es sich frei bewegen kann, dessen Form dem Einsatz 11, auf den es einwirkt, entspricht. Wie in Fig. 6 deutlicher gezeigt ist, ist das Werkzeug 10 mit dem Kolben 5 durch Zwischenanordnung einer Rollenanordnung 12 verbunden, die in der Praxis ein mit 15 bezeichnetes, kombiniertes Rollen- und Drucklager aufweist, das mit einem Mitnehmer 16 verbunden ist, mit dem das Werkzeug 10 durch Verschrauben verbunden werden kann. Es gibt auch eine mit 17 bezeichnete Drehdichtung, die an einem Ring 18 ausgebildet ist, der in seiner Lage durch einen Anschlagring festgehalten ist.
Es gibt weiterhin einen Vorschubkolben 20, der in der Kammer 4 ebenfalls abdichtend bewegbar ist und der mit einer Hülse 21 versehen ist, die das Werkzeug 10 abdichtend ergreift.
Das Werkzeug 10 ist mittels einer Teleskopeinrichtung mit einer Betätigungseinheit, im allgemeinen mit 25 bezeichnet, verbunden, die aus einem Motor und einer Kupplung gebildet ist. Die Betätigungseinheit 25 ist mit einem vieleckigen Schwenkzapfen 26 versehen, der sich teleskopisch in einen entsprechenden von dem Werkzeug 10 gebildeten, vieleckigen Hohlraum 27 einsetzt, um die translatorische Bewegung der Betätigungseinheit ohne die translatorische Bewegung der Betätigungseinheit zu erfordern zu gestatten.
An der Kammer 4 befindet sich eine erste Öffnung 30, die an dem hinteren Ende des Kolbens 5 angeordnet ist, wobei das Ende gegenüber dem Vorschubkolben als hinteres Ende betrachtet wird, eine zweite Öffnung 31, die zwischen dem Positionierkolben und dem Vorschubkolben angeordnet ist, und eine dritte Öffnung 32, die in dem Bereich der Kammer 4 wirkt, der von dem Positionierkolben 20 begrenzt ist.
Wie in Fig. 1 gezeigt, wird der durch die Schraube 11 gebildete Einsatz in dem anfänglichen Schritt in den Kopf 1 eingesetzt und dann wird, wie in Fig. 2 gezeigt, Druckluft in die Kammer 4 mittels der ersten Öffnung eingeleitet, wodurch die translatorische Bewegung des Positionierkolbens 5 bewirkt wird, die das Werkzeug 10 bewegt, damit es den Einsatz erfaßt und ihn bewegt, damit er sichtbar ist.
Die translatorische Bewegung des Kolbens 5 wird fortgesetzt, bis er gegen den Kolben 20 anschlägt, der sich nicht bewegen kann, da der Druck in dem entsprechenden Bereich der Kammer 4 aufrechterhalten wird.
Bei diesem Schritt gibt es ein teilweises Zurückziehen der Betätigungseinheit 25, die zum Schrauben vorbereitet ist.
Der anschließende Verschraubschritt umfaßt die translatorische Bewegung des Vorschubkolbens 20, die mittels des Abgebens der Luft durch die dritte Öffnung 32 erhalten wird.
Bei allen Kolbenbewegmigschritten unterliegt die Betätigungseinheit keiner translatorischen Bewegung, da sie aufgrund der Teleskopeinrichtung gekoppelt ist, die die translatorische Bewegung des Werkzeugs ohne Beeinflussung der Betätigungseinheit in diesem Sinn gestattet.
Unter Bezugnahme auf Fig. 4 und 5 wird eine prinzipiell ähhliche Lösung gezeigt. Der Unterschied ist, daß das Starten der Vorrichtung automatisch erfolgt, und nicht hebelbetätigt, und mittels einer mit 40 bezeichneten Betätigungskappe erreicht wird, die sich gegen eine durch eine Feder 41 gebildete elastische Einrichtung gleitend verschieben kann, die dann, wenn die Schraube sich bewegt hat, um sichtbar zu sein, die Betätigung der Betätigungseinheit mittels eines auf die Vorrichtung ausgeübten Drucks bewirken kann. Der Druck bewirkt die translatorische Bewegung der Betätigungskappe mit dem darauffolgenden Anlassen des Motors, der die Drehung bewirkt.
Fig. 7 bis 9 zeigen eine Vorrichtung, die prinzipiell ähnlich der vorstehend beschriebenen mit dem strukturellen Vorteil ist, daß sie keine Drehdichtungen zwischen dem Werkzeug 10 und dem Vorschubkolben 20 erfordert.
Für diesen Zweck weist der Kolben 20 eine äußeren Mantel 40 auf, der sich axial auf der gleichen Seite wie der Betätigungskolben 5 erstreckt, abdichtend in der Kammer 4 bewegbar ist und eine abgedichtete Bewegungskammer für den Kolben 5 bildet. Für diesen Zweck weist der Mantel 50 ein Verbindungsloch 51 auf, das in der Nähe des Kopplungsbereichs des Vorschubkolbens 20 angeordnet ist.
In ähnlicher Weise weist der Positionierkolben 5 einen inneren Mantel 53 auf, der sich abdichtend mit Bezug auf einen Zwischenmantel 55 bewegen kann, der sich axial von dem Kolben 20 aus erstreckt und mit Bezug auf die Kappe abdichtend bewegbar ist.
In der Nähe der Enden des äußeren Mantels befindet sich ein Stopanschlag 60, der das zufällige Herausziehen des Kolbens 5 mit Bezug auf den äußeren Mantel 50 verhindert.
Im praktischen Betrieb wird Druckluft anfänglich über eine erste Öffnung eingeleitet und bewirkt die translatorische Bewegung des Kolbens 5 innerhalb des Mantels, bis er gegen den Kolben 20 anliegt und den Einsatz in Sichtweite bewegt.
Dann beginnt Druckluft aus der Öffnung 32 zu entweichen, woraufhin sich das Werkzeug vorschiebt und der Einsatz verschraubt wird.
Wenn der Verschraubschritt beendet ist, wird Druckluft durch die zweite Öffnung eingeleitet, wodurch aufeinanderfolgend das Zurückziehen des Positionierkolbens und das Zurückziehen des Vorschubkolbens zur Rückkehr in den Anfangszustand erhalten werden.
Diese Lösung schaltet die Drehdichtungen zwischen dem Werkzeug und dem Kolben aus und stellt so bessere Betriebsbedingungen sicher, da Verschleiß- und die konstruktiven Schwierigkeiten, die typisch für Drehdichtungen sind, verhindert werden.
Gemäß den Darstellungen in Fig. 10 bis 12 ist eine automatische Vorrichtung gezeigt, die das Erzielen eines Eigenvorschubs und einer sichtbaren Positionierung mit verschiedenen Mitteln gestattet. Insbesondere wird der Vorschubkolben 20 durch einen pneumatisch betätigten Kopf ersetzt, der den Einsatz in einer sichtbaren Lage arretieren kann.
Der Druckluftkopf, im allgemeinen mit dem Bezugszeichen 100 bezeichnet, der mit dem Ende des äußeren Mantels 3 abdichtend verbunden ist, weist einen mit 101 bezeichneten Betätigungskolben, der in einer Betätigungskammer 102 wirkt, die mit einer Zugangsöffnung 103 für die Einleitung von Druckluft versehen ist.
Die Kammer 102 ist von der Kammer 4 mittels einer Trennwand 105 abgetrennt, durch die das Werkzeug, wieder mit 10 bezeichnet, mit einer flüssigkeitsdichten Abdichtung geführt ist.
Ein Betätigungsmitnehiner 110 erstreckt sich axial von dem Betätigungskolben 101 aus und steht mit den Backen des Kopfes, die allgemein mit 120 bezeichnet sind, in Wechselwirkung.
Die Backen 120 sind in einem mit 121 bezeichneten, mittleren Teil an dem Körper des Kopfes angelenkt und weisen ein äußeres Griffende 122 auf, das mit dem Werkzeug 10 und dem Einsatz in Wechselwirkung steht, wie nachstehend ersichtlich wird, und einem mit 124 bezeichneten Betätigungsarm, der mit nockenförmigen Vorsprüngen 125 endet, die in den Körper des Kopfes durch mit 126 bezeichnete Schlitze eintreten, um mit dem Betätigungsmitnehmer 110 in Wechselwirkung zu stehen.
Wie deutlicher schematisch in Fig. 11 gezeigt ist, steht dann, wenn sich der Betätigungskolben 101 in der vorgeschobenen Stellung befindet, d.h. unter Druck stehendes Fluid der Kammer 102 zugeführt wird, das Ende des Mitnehmers mit den nockenförmigen Vorsprüngen 125 in Wechselwirkung, wodurch die Drehung der Arme 124 und folglich das Öffnen der Backen verhindert wird, so daß gemäß Darstellung in Fig. 10 und 11 der Vorschubkolben 5 den Einsatz 11 bewegt, um ihn in eine sichtbare Lage zu bringen, er kann seinen Hub jedoch nicht fortsetzen, da die Backen verklemmt und in der Schließstellung bleiben.
Um den anschließenden Schritt des Vorschubs mit dem vorstehenden Einsatz durchführen zu können, wird der Druck aus der Kammer 102 entfernt, so daß der durch das Werkzeug 10 auf den Einsatz ausgeübte Druck es gestattet, ein freies Öffnen der Backen zu erzielen, da der Betätigungskolben in seine Anfangsstellung, wie in Fig. 12 gezeigt, zurückkehrt, und die Klemmeinrichtung kann sich folglich frei öffnen.
Die Tatsache sollte weiterhin betont werden, daß bei dieser Anordnung, bei der es keinen Verschleiß der Backen, die normalerweise elastisch gegen das Werkzeug gedrückt werden, gibt, da den Backen kein Widerstand durch elastische Drückeinrichtungen entgegengesetzt wird, sondern sie sich in der Arretierungsstellung aufgrund einer Druckluftwirkung anordnen und sie sich in der Freigabestellung frei öffnen ohne ein Hindernis für den Vorschub des Werkzeugs darzustellen öffnen können.
In der Praxis wird deshalb bei dieser Lösung ein Druckluftkopf erhalten, der es gestattet, eine sichtbare Positionierung auf äußerst einfache Weiche zu erhalten und er ist in vorteilhafter Weise auf eine Vorrichtung mit einem Eigenvorschubwerkzeug anwendbar, wodurch die zwei Wirkungen kombiniert werden.
Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß die Erfindung die beabsichtigten Zwecke und Aufgaben erzielt. Insbesondere wird die Tatsache betont, daß eine Vorrichtung mit Eigenvorschub geschaffen wird, bei der die Betätigungseinheit keiner translatorischen Bewegung während der Arbeitsschritte unterliegt, was folglich beträchtliche praktische und konstruktive Vorteile hat.
Die so erdachte Erfindung kann zahlreichen Modifikationen und Änderungen unterliegen.
Alle Einzelheiten können weiterhin durch andere technisch äquivalente Elemente ersetzt werden.
In der Praxis können die verwendeten Materialien so lange sie mit der spezifischen Anwendung und den möglichen Formen und Abmessungen kompatibel sind, irgendwelche gemäß den Erfordernissen sein.
Wo auf in irgendeinem Anspruch erwähnte Merkmale ein Bezugszeichen folgt, wurden diese Bezugszeichen nur aufgenommen, um die Verständlichkeit der Ansprüche zu erhöhen, und folglich haben solche Bezugszeichen keine einschränkende Wirkung auf den Umfang jedes Elements, das beispielhaft mittels eines solchen Bezugszeichens identifiziert wurde.

Claims

1.Automatische Vorrichtung mit Eigenvorschub für die Anbringung von Einsätzen mit sichtbarer Positionierung, umfassend einen Einsatzhalterkopf (1), der mit einem äußeren Mantel (3), der eine Kammer (4) begrenzt, in der ein Positionierkolben (5) abdichtend bewegbar ist, verbindbar ist, wobei der Kolben (5) ein frei drehbares Werkzeug (10) trägt, der durch eine Betätigungseinheit (25) betätigbar ist und mit einem Vorschubkolben (20) in Wechselwirkung steht, wobei die Kammer (4) einen ersten Bereich, der am hinteren Ende des Positionierkolbens (5) angeordnet ist und eine erste Öffnung (30) aufweist, einen zweiten Bereich, der zwischen dem Positionierkolben (5) und dem Vorschubkolben (20) definiert ist und eine zweite Öffnung (31) aufweist, und einen dritten Bereich, der durch den Vorschubkolben (20) in dessen vorderen Teil begrenzt ist und eine dritte Öffnung (32) aufweist, definiert, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin eine Teleskopeinrichtung (26, 27) umfaßt, die für die Verbindung des Werkzeugs (10) mit der Betätigungseinheit (25) während des Vorschubs des Positionierkolbens (5) und des Werkzeugs (10) mit Bezug auf die Betätigungseinheit (25) und die Drehung des Werkzeugs (10) vorgesehen ist, wobei die zweite Öffnung (31) und die dritte Öffnung (32) geeignet sind, um die Einführung von unter Druck gesetztem Fluid in den zweiten Bereich und den dritten Bereich der Kammer (4) zu gestatten, ob ein Zurückstellen des Werkzeugs (10) und des Positionierkolbens (5) mit Bezug auf den und zusammen mit dem Vorschubkolben (20) zu erreichen.

2. Automatische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin eine Kappe (2), die mit dem Mantel (3) verbunden ist, umfaßt, wobei der Einsatzhalterkopf (1) mit der Kappe (2) verbunden ist und der dritte Bereich der Kammer (4) zwischen dem Vorschubkolben (20) und der Kappe (2) begrenzt ist.

3. Automatische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teleskopeinrichtung durch eine vieleckige Stange (26) gebildet ist, die mit der Betätigungseinheit (25) verbunden ist und die gleitend verschiebbar mit einem vieleckigen Hohlraum (27) in Eingriff steht, der komplementär gestaltet und durch das Werkzeug (10) begrenzt ist.

4. Automatische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (10) mit dem Positionierkolben (5) über eine freie Dreheinrichtung in Eingriff steht, wobei die freie Dreheinrichtung durch ein kombiniertes Rollen- und Drucklager (15) gebildet ist, das zwischen dem Positionierkolben (5) und einem Kopplungsmitnehmer (16) für das Werkzeug (10) angeorndet ist, wobei ein Abstützring (13) für eine Drehdiclitung (17) mit dem kombinierten Lager (15) in Berührung steht, wobei der Ring (18) durch einen Anschlagring (19) in seiner Lage gehalten wird, der auf dem Positionierkolben (5) ausgebildet ist.

5. Automatische Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorschubkolben (20) einen axialen Mitnehmer (21) aufweist, der abdichtend mit dem Werkzeug in Eingriff steht.

6. Automatische Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es für die automatische Startphase eine Betätigungskappe (40) gibt, die gleitend verschiebbar mit dem Mantel (3) in Gegenwirkung zu von einer Feder (41) gebildeten, elastischen Mitteln in Eingriff steht, wobei die Schubbewegung der Betätigungskappe (40) durch Zusammendrücken für die Betätigung der Betätigungseinheit geeignet ist.

7. Automatische Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorschubkolben (20) einen äußeren Mantel (50) aufweist, der sich in axialer Richtung erstreckt und abdichtend in der Kammer (4) bewegbar ist, wobei der äußere Mantel (50) eine abgedichtete Schiebekammer für den Positionierkolben (5) begrenzt, wobei es auch einen inneren Mantel (53) gibt, der sich axial von dem Positionierkolben aus erstreckt und abdichtend gleitend verschiebend bewegbar mit Bezug auf einem Zwischenmantel (55) ist, der sich axial von dem Vorschubkolben (20) aus auf der Seite gegenüber dem äußeren Mantel (50) erstreckt, wobei er in dem Kopplungsbereich des Vorschubkolbens (20) ein Verbindungsloch (51) für das Verbinden der Schiebekammer des Positionierkolbens (5) mit der zweiten Öffnung (31) begrenzt.

8. Automatische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch modifiziert, daß der Vorschubkolben (20) durch einen pneumatisch betätigten Kopf (100) ersetzt ist, der abdichtend mit dem äußeren Mantel (3) verbunden ist, wobei der Kopf Backen (120), die nockenförmige Enden (125) aufweisen, und einen Betätigungskolben (101) besitzt, der mit einem Betätigungsmitnehmer (110) versehen ist, wobei der Kolben (101) innerhalb einer Betätigungskanuner (102) des Kopfes (100) für die Bewegung zwischen einer Stellung in der der Mitnehmer (110) mit den nockenförmigen Enden (125) in Wechselwirkung steht, um die nockenförmigen Enden (125) in einem geschlossenen Zustand zu verriegeln, und einer Freigabestellung bewegbar ist, die es den Backen (120) erlaubt, sich frei öffnen, um einen Vorschub des Werkzeugs (10) zu gestatten.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungskolben (101) abdichtend in der Betätigungskanuner (102) bewegbar ist, die von dem zweiten Bereich der Kammer (4) dichtend getrennt ist, wobei die Backen (120) an dem Kopf (100) schwenkbar angelenkt sind und Betätigungsarme (124) umfassen, wobei die nockenförmigen Vorsprünge (125) an dem Ende der Betätigungsarme (124) vorgesehen und zur Wechselwirkung mit dem Betätigungsmitnehmer (110) geeignet sind, um die Backen (120) in der Schließstellung zu halten, wobei der Einsatz (11) sichtbar.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie einander gegenüberliegende Öffnungen (126) an dem Körper des pneumatischen Einsatzhalterkopfs (100) für das entfernbare Einsetzen der Betätigungsnocken (125) in dem Wirkungsbereich des Betätigungsmitnehmers (110) umfaßt.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinheit (25) aus einem Motor und einer Kupplung gebildet ist.