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Bohr-Schraub-Werkzeug
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Die Erfindung betrifft ein Bohr-Schraub-Werlcgeug nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Bei bekannten Werkzeugen der angegebenen Art wird eine einzutreibende
Bohrschraube an der in der zurtickgezogenen Stellung befindlichen Eintreibeinrichtung
befestigt. Das Ausführen dieser Arbeit von Hand ist umständlich und erfordert Sorgfalt,
damit die Schraube genau koaxial zur Eintreibrichtung befestigt wird. Zur maschinellen
Ausführung des Befestigungsvorganges sind verhältnismäßig große Einrichtung zur
Magazillierung, zum Heranbringen und zum Befestigen der Schraube erforderlich. Es
ist schwierig oder sogar unmöglich, derartige baulich große Werkzeuge in schlecht
zugänglichen Bereichen, beispielsweise
in Ecken, des Werkstücks
einzusetzen, Ferner sind die meisten bekannten Schraubvorrichtungen fest für das
Eintreiben vertikal nach unten ausgerichtet und können nur stationär verwendet werden.
Der Antriebsmotor bildet bei den bekannten Schraubwerkzeugen der eingangs angegebenen
Art mit der Eintreibeinrichtung eine Einheit; derartige Werkzeuge können somit nur
für einen engen Bereich möglicher Anwendungsfälle verwendet werden.
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Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, ein maschinell antreibbares
Bohr-Schraub-Werkzeug zu schaffen, das bei einfachem Aufbau und einfacher Handhabung
eine hohe Positioniergenauigkeit ermöglicht.
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Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst Mit einem Bohr-Schraub-Werlçzeug
nach dem Anspruch 1.
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Bei dem erfindungsgemäßen Werkzeug wird die einzutreibende Schraube
nicht an der Eintreibeinrichtung, sondern an der davon getrennten und zum Werkstück
hin versetzten Schraubenhalterung eingesetzt. Da die Schraubenhalterung somit beliebig
nah am Werkstück angeordnet werden kann, kann man leicht dafür sorgen, daß beim
Eintreiben die Schraubenspitze nicht aus der vorgewählten Eintreibposition herauswandert,
und Positionierfehler durch fehlerhaftes Einsetzen sind kaum möglich. Da die Schraubenhalterung
nicht mit der Eintreibeinrichtung hin-und herbewegt wird, kann sie freizügig bemessen
werden, insbesondere
so, daß die Schraube bequem eingesetzt werden
kann und sich in der Schraubenhalterung selbsttätig genau ausrichtet. Die einzutreibende
Schraube wird erst in unmittelbarer Nähe des Werkstücks von der Eintreibeinrichtung
erfaßt, und man kann die, Vorrichtung leicht so gestalten, daß die Schraube von
der Schraubenhalterung genau axial geführt wird, bis sie genügend weit in das Werkstück
eingedrungen ist, um ein Auswandern aus der gewählten Eintreibposition unmöglich
zu machen. Die Schraube wird genügend fest in der Schraubenhalterung gehalten, um
das Werkzeug in jeder beliebigen Position benutzen zu können.
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Die Schraube wird ohne weiteres Zutun von der vorbewegten Eintreibeinrichtung
durch die federnd zurückweichenden Klemmbacken getrieben. Je nach dem Bewegungsspielraum
der Klemmbacken ist die Schraubenhalterung für einen breiten Bereich von Schraubendurchmessern
geeignet. Da die Schraubenhalterung ein von der Eintreibeinrichtung getrenntes Bauteil
darstellt, kann sie leicht als auswechselbare Einheit ausgebildet werden. Aufbau
und Herstellung des erfindungsgemäßen Werkzeugs sind einfach.
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Die Handhabung ist bequem und fehlersicher.
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Damit verschieden lange Schrauben verwendet werden können, ist zweckmäßigerweise
die Schraubenhalterung in der Eintreibrichtung verstellbar. Dadurch kann sichergestellt
werden, daß in jedem Fall die Schraube so lange in der Schraubenhalterung axial
geführt bleibt, bis die Schraubenspitze in das Werkstück eingedrungen ist; am anderen
Ende wird die Schraube durch die
mit ihr in Eingriff getretene Eintreibeinrichtung
geführt.
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In der Regel wird man das Schraubwerkzeug mit verstellbarem Hub der
Eintreibeinrichtung ausführen; dann lassen sich, zusammen mit der Einstellbarkeit
der Schraubenhalterung, in einem weiten Bereich von Schraubenlängen jeweils optimale
Eintreibbedingungen schaffen.
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In der Schraubenhalterung ist vorzugsweise wenigstens eine Klemmbacke
als Kugel ausgeführt, die in einem quer zur Bintreibrichtung verlaufenden Kugelkanal
geführt und gegen das verengt ausgeführte innere Ende des Kugelkanals federnd vorgespannt
ist. Die Kugelform der Klemmbacke ermöglicht einen gleichmäßigen Verschleiß und
das gleitende Ausweichen der Kleitirnbacke bei den verschiedensten Schraubenformen,
insbesondere auch bei Zylinderkopfschrauben.
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Zweckmäßigerweise sind drei Klemmbacken vorgesehen, wie bei Einspannaferkzeugen
allgemein üblich, damit alle Klemmbacken gleichmäßig an der Schraube anliegen.
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In dem Rahmen ist zweckmäßigerweise eine seitliche Einführöffnung
für das Einführen der einzutreibenden Schrauben vorgesehen. Das erleichtert die
Handhabung.
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Für die Verwendung in der Serienherstellung, zum Beispiel von
Fensterrahmen,
Türrahmen und dergleichen, ist es zweckmäßig, wenn an dem Rahmen eine einstellbare
Führungseinrichtung für ein mit Schrauben zu versehendes Werkstück vorgesehen ist.
Nit der Führungseinrichtung wird die richtige Eintreibposition an jedem Werkstück
selbsttätig sichergestellt. Zweckmäßigerweise wird die Führungseinrichtung im Axialbereich
der Schraubenhalterung vorgesehen; dadurch werden Positionierfehler durch Verkanten
ausgeschlossen.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausfühnuigsbeispiels
in Verbindung mit den Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt: Fig. 1 eine schematische
Axialschnitt-Darstellung eines erfindungsgemäßen Werkzeuges nach der Schnittlinie
1-1 der Fig. 2, und Fig. 2 eine Draufsicht auf den in Fig. 1 unteren Teil des Werkzeuges,
wobei das in Fig. 1 gezeigte Werkstück weggelassen ist.
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Die Figuren zeigen ein Bohr-Schraub-Werkzeug zum Eintreiben von selbstbohrenden
Schrauben in Werkstücke. Das Werkzeug hat einen auf ein Werkstück 1 aufsetzbaren
Rahmen 3 und eine mit einer Schraube in Eingriff bringbare Eintreibeinrichtung 5
die in dem Rahmen 3 entlang einer Eintreibachse 7 verschiebbar gelagert und um die
Eintreibachse 7 maschinell drehantreibbar ist. Die Eintreibeinrichtung 5 hat ein
Spannfutter 9, in welchem eine Schraubklinge 11, hier in Form einer Kreuzschlitzklinge,
leicht auswechselbar gehalten ist. Das Spannfutter 9 ist in einem Lager 13 drehbar
gelagert, an dem eine Antriebseinrichtung 15, beispielsweise ein elektrischer Getriebemotor
oder ein pneumatischer Antriebsmotor, befestigbar ist. Das Lager 13 sitzt in einem
Gehäuserohr 17, das auf einem rohrförmigen Abschnitt 19 des Rahmens 3 entlang der
Eintreibachse 7 verschiebbar ist. Zwischen dem Gehäuserohr 17 und dem rohrförmigen
Abschnitt 19 des Rahmens 3 ist eine Schraubenfeder 21 wirksam, die das Gehäuserohr
17 und damit auch die Eintreibt einrichtung 5 auseinanderdrückt und dadurch die
Bintreibeirichtung 5 in eine zurückgezogene Stellung vorspamit, die in Fig. 1 dargestellt
ist. Zur Begrenzung der Auseinanderbewegung und damit zur Festlegung der zurückgezogenen
Stellung dient ein Anschlag 23. Dieser ist bei der dargestellten Ausführungsf9rm
dadurch gebildet, daß das Gehäuserohr 17 ein achsparalleles Langloch 25 aufweist,
in welchem ein an dem rohrförmigenbAtschnitt 19 vorgesehener Vorsprung 27, hier
in Form einer Schraube, läuft. Das im Sinne der Fig. 1 untere Ende des Langlochs
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bildet mit dem Vorsprung 27 den Anschlag 23. Zum Jerlcs-t;üclcnalren
Ende des Rahmens 3 hin kann die Eintreibeinrichtung 5 unter Zusammendrücken der
Schraubenfeder 21 bis in eine Eintreibstellung vorbewegt werden, die durch einen
zweiten Anschlag bestimmt ist. Dieser ist bei der dargestellten Ausführungsform
dadurch gebildet, daß an dem Gehäuserohr 17 in-axialer Ausrichtung zu dem Vorsprung
27 des rohrförmigen Rahmen-Abschnitts 19 ein zweiter radialer Vorsprung 29 vorgesehen
ist. Dieser zweite radiale Vorsprung weist eine achsparallele Stellschraube 31 mit
Feststellmutter 33 auf, so daß damit die Eintreibstellung einstellbar ist.
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In einem werkstückseitigen Endbereich des Rahmens 3 ist eine von der
Eintreibeinrichtung 5 getrennte Schraubenhalterung 35 vorgesehen. Diese hat einen
in der Eintreibachse 7 liegenden Einsteckkanal 37 zum Einstecken und axialen Ausrichten
einer einzutreibenden Schraube 39. Der Einsteckkanal 37 ist von drei radial federnden
Klemmbacken 41 begrenzt, die so ausgebildet sind, daß die eingesteckte Schraube
39 von der Eintreibeinrichtung 5 bei deren Bewegung zur Eintreibstellung hin, d.h.
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in Richtung des Pfeils 43 der Fig. 1, unter federndem Ausweichen der
Klemmbacken 41 1 durch die Schraubenhalterung 35 hindurch in das jenseits davon
angeordnete Werkstück 1 vorgetr.eben werden kann.
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Man erkennt ohne weiteres, daß die Positioniergenauigkei.t am höchsten
ist, wenn die eingesetzte Schraube 39 in das Werk stück 1 unter noch vorhandener
axialer Führung durch den Einsteclckanal 37 eintritt. Damit dies bei verschieden
langen Schrauben erreicht werden kann, ist die Schraubenhalterung 35 entlang der
Eintreibachse 7 verstellbar. Zu diesem Zweck ist die Schraubenhalterung 35 in einem
Körper 45 ausgebildet, der in einem Führungskörper 47 verstellbar und mittels einer
Klenwischraube 49 (Fig. 2) festklemmbar ist. Bei der dargestellten Ausf'ihrungsform
wird der Einstecklcanal 37 zwischen drei Klemmbacken 41 gebildet, die als Kugeln
ausgeführt sind. Jede Kugel ist in einem quer zu der Eintreibachse 7 erstreckten
ICugelkanal 51 geführt. Jeder Kugelkanal hat ein verengtes inneres Ende und enthält
eine die Kugel zu dem inneren Ende hin vorspannende Feder 53.
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Der Rahmen 3 hat eine seitliche Einführöffnung 55, die so groß bemessen
ist, daß eine einzutreibende Schraube 39 bequem in die Schraubenhalterung 35 eingesetzt
werden kann.
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Bei der dargestellten Ausführungsform ist an dem Rahmen 3, genauer
an dem damit verbundenen Führungskörper 47, eine einstellbare Führungseinrichtung
57 für das mit Schrauben zu versehende Werkstück 1 vorgesellen. Diese Führungseinrichtung
kann nach Bedarf so ausgebildet sein, daß sie auf einer Seite oder auf mehreren,
beispielsweise parallelen, Seiten des Werkstücks
zum Anschlag
gebracht werden kann. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Führungseinrichtung
im Axialbereich der Schraubenhalterung 35 befestigt und enthält zwei quer zu der
Eintreibachse 7 verlaufende Stangen 59, 61 und zwei beiderseits der Eintreibachse
7 auf den Stangen angeordnete parallele Führungselemente 63, 65, von denen wenigstens
eines, hier das Führungselement 63, auf den Stangen verschiebbar und mittels einer
Klemmschraube 67 festklemmbar ist. Dadurch können die Führungselemente 63, 65 an
verschieden breiten Werkstücken 1 beiderseits zum Anschlag gebracht werden. Bei
der dargestellten Ausführungsform sind die Stangen 59, 61 in dem Rahmen 3 (genauer
in dessen Führungskörper 47) verschiebbar und mittels einer Klemmschraube 69 festklemmbar.
Somit läßt sich die Lage der Eintreibachse 7 durch Verschieben des Rahmens .3 in
die gelinschte Position relativ zum Werkstück 1 bringen. Zusätzlich kann noch eine
vor einer Skala laufende Markierung vorgesehen sein (nicht dargestellt), um die
Einstellung nach vorgegebenen Daten zu erleichtern.
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Die Befestigung der Antriebseinrichtung 15 an dem Lager 13 wird zweckmäßig
so gestaltet, daß die Antriebseinrichtung 15 in verschiedenen Positionen anbringbar
ist. Dadurch kann man bei Antriebs einrichtungen, die wie dargestellt nicht rotationssymmetrisch
zur Eintreibachse 7 sind, stets eine für den jeweiligen Anwendungsfall bestgeeignete
Anordnung der kltriebseinrichtung einstellen; das ist besonders dann wertvoll, wenn
nur
wenig Platz zur Verfügung steht. Bei der dargestellten Ausführungsform
dient zur Befestigung der Antriebseinrichtung 15 eine Klemmhülse 71 mit Klemmschraube
73, so daß die Antriebseinrichtung stufenlos über einen Bereich von 3600 in verschiedenen
relativen Drehlagen bezüglich der Eintreibachse 7 anbringbar ist. Eine hhllliches
jedoch stufenweise Verstellbarkeit kann man mit einer Flanschverbindung erzielen
(nicht dargestellt).
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Die Arbeitsweise des Werkzeuges ergibt sich ohne weiteres aus der
vorstehenden Beschreibung seines Aufbaues. Nach dem Aufsetzen auf das Werkstück
1 und Festlegen der für die zu verarbeitenden Bohrschrauben geeigneten Einstellungen
der ;Lage der Schraubenilalterungen 35 (Klemmschraube 69) und der Länge des Eintreibweges
(Anschlag 29) wird eine Schraube 39 eingesetzt, und danach wird bei laufender Antriebseinheit
15 das Geiihäuse-Ein rohr 17 und damit die hntreibeinriclltung.5 zum Werkstück 1
hin bewegt. Dabei tritt die Spitze der Schraubklinge 11 miti dem Kopf 75 der Schraube
39 in Eingriff und treibt die Schraube unter fortwährender Drehung bis zu der durch
den Anschlag 29 bestimmten Tiefe in das Werkstück 1 ein. Sodann wird~das Gehäuserohr
17 unter der Wirkung der Feder 21 wieder in die zurückgezogene Stellung (Fig. 1)
zurückbewegt, das Werkstück 1 wird relativ zu dem Werkzeug weiterbewegt, bis die
nächste Eintreibstelle auf die Eintreibachse 7 ausgerichtet ist, und der Vorgang
wird wiederholt.
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