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Die
Erfindung betrifft ein Handwerkzeug zum Festspannen, Verbinden,
Abnehmen bzw. Festklemmen, insbesondere eine Positioniervorrichtung
für auswechselbare Werkzeugköpfe (Nüsse)
eines Handwerkzeugs, wobei die Positioniervorrichtung für die
Verbindung beider Werkzeugköpfe in unterschiedlichen Ausführungen
geeignet ist. Unter Längenveränderung kann eine
magnetische Anziehung der Schraube durch eine angepasste Einstellung
der Positioniervorrichtung ebenfalls stattfinden.
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Eine
Schraubenpositioniervorrichtung mit der Möglichkeit zur
flexiblen Anpassung an die Ausführung von Werkzeugköpfen,
wie in den
1 bis
3 gezeigt,
ist aus der
US 6520509 ”SCREW GUIDE
DEVICE WITH DRILL BIT/SCREW BIT AND COUNTER SINK/DRILL STOP MEANS” bekannt. Bei
dieser Schraubenpositioniervorrichtung ist wenigstens eine Hülse
12 vorhanden,
die außen am vorderen Ende eines Werkzeugschafts
10 angebracht ist.
Sind mehrere Hülsen
12 vorgesehen, werden sie stufenartig übereinander
gelagert. Im Endabschnitt des Werkzeugschafts
10 befindet
sich eine Längsbohrung
11, in der ein Werkzeugkopf
13 untergebracht
ist. Die Hülse
12 ist an ihrem Aufsteckteil mit einem
federnden Rastabschnitt
121 versehen, wobei ein nach innen
vorspringender Anschlag
122 und eine sich anpassende Öffnung
123 am
anderen Ende der Hülse
12 ausgebildet sind.
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Der
Gebrauch der oben erwähnten Vorrichtung geschieht in der
Weise, dass der Werkzeugkopf 13 manuell auf eine Schraube 14 so
gestellt wird, dass diese sich aneinander anpassen und ineinander greifen,
woraufhin die Hülse 12 mit der Hand so gezogen
wird, dass die Hülse 12 in der Länge
etwa mit der Schraube 14 identisch ist. Danach können
der Werkzeugschaft 10 und die Schraube 14 nach
der zu befestigenden Stelle ausgerichtet und angepasst an die Öffnung 123 auf
die zu befestigende Oberfläche gebracht, um ein problemloses
Drehen des Werkzeugschafts 10 sowie ein zuverlässiges
Anziehen der Schraube 14 zu ermöglichen. Beim
Befestigen werden die Hülsen 12 eingesetzt, die
nach der zu befestigenden Stelle ausgerichtet werden und für
eine vertikale Positionierung sorgen. Damit wird vermieden, dass
die Schraube 14 schräg eingeschraubt wird.
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Die
oben erwähnte Konstruktion ist zwar durch Ziehen/Schieben
der Hülsen 12 angepasst an Werkzeugköpfe 13 unterschiedlicher
Ausführungen verstellbar, gewährleistet eine zuverlässige
Positionierung der Schraube 14 und verhindert ein schräges Einschrauben.
Beim Gebrauch bestehen jedoch noch viele Nachteile:
- 1. Die oben erwähnte Schraubenpositioniervorrichtung
ist nicht für die magnetische Anziehung der Schrauben 14 unterschiedlicher
Ausführungen geeignet. Die Schraube 14 muss in
der Hülse 12 untergebracht sein, so dass sie kleiner
sein muss als der kleinste Innendurchmesser der Hülse 12.
Daher ist der Einsatz nur für die Schraube 14 möglich,
die kleiner ist als der kleinste Durchmesser der Hülse 12.
Die Anwendung auf die Schraube 14 mit größeren
Abmessungen oder in spezieller Ausführung ist jedoch nicht
möglich. Damit sind die Anwendungsgebiete in erheblichem
Maße eingeschränkt.
- 2. Nach der Anziehung der Schraube 14 ist das Innere
der Hülse 12 im Befestigungsvorgang nicht sichtbar.
Besteht ein zu großer Unterschied zwischen dem Außendurchmesser
der Hülse 12 und der Schraube 14, tritt
ebenfalls beispielsweise die Befestigungsabweichung auf. Da die
Befestigung der im Inneren der Hülse 12 befindlichen Schraube 14 nicht
sichtbar ist, kann eine rechtzeitige Justierung nicht vorgenommen
werden.
- 3. Die Hülse 12 ist nur für die bei
der Befestigung erforderliche, vertikale Positionierung der Schraube 14 vorgesehen.
Diese ist jedoch beim Abnehmen der Schraube 14 nutzlos.
- 4. Der durch die Hülse 12 gehaltene Werkzeugschaft 10 ist
nur unter der Bedingung verwendbar, bei der die Schraube 14 senkrecht
zur Befestigungsfläche steht. Unter anderen Bedingungen ist
die Anwendung aber nicht geeignet. Damit sind die Anwendungsgebiete
sehr eng begrenzt.
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Als
weitere Beispiele sind ”Extension rod assembly” und ”screw
positioning device for a screwdriver” aus
US 7096768 bzw.
US 7124665 bekannt, die beide vom
Erfinder der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen worden sind. Bei
diesen beiden Konstruktionen wird eine Montagehülse eingesetzt,
die für die Positionierung des Werkzeugschafts sorgt. Die
Montagehülse besitzt ein magnetisch anziehendes Element,
mit dem die Schraube in der Lage gehalten wird. Gleichzeitig wird
die Schraube durch den Werkzeugschaft befestigt. Die Montagehülse
bietet die Möglichkeit zur Positionierung des Werkzeugschafts
bei nur einer einzigen Ausführung. Das heißt, dass
es nicht möglich ist, die Montagehülse für
die Montage eines weiteren Werkzeugschafts mit einer zweiten Ausführung
einzusetzen und gleichzeitig die Schraube mit dem magnetisch anziehenden
Element zu halten. Die beiden herkömmlichen Konstruktionen weisen
gleichzeitig den Nachteil auf, dass sie nicht für zwei
Werkzeugschäfte mit unterschiedlicher Ausführung
eingesetzt werden können.
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Zurzeit
können die herkömmlichen Schraubenpositioniervorrichtungen
nur für einen Werkzeugkopf in gewisser Ausführung
eingesetzt werden. Daher ist es notwendig, passende Schraubenpositioniervorrichtungen
auszuwechseln, wenn Werkzeugköpfe unterschiedlicher Länge
eingesetzt werden. Dies führt dazu, dass zu viele Werkzeuge
mitgeführt und die Schraubenpositioniervorrichtungen umständlich
ausgewechselt werden müssen. Handwerkzeuge, die über ähnliche
Funktionen verfügen, bieten aber keine Möglichkeiten
zum Einsatz in Schrauben mit mehreren oder speziellen Ausführungen.
Dabei tritt noch das Abweichungsproblem beim Einschrauben der Schraube
auf. Außerdem sind diese Handwerkzeuge nur für
den Einsatz in der vertikalen Positionierung beim Einschrauben der
Schraube geeignet. Darüber hinaus sind diese nutzlos, wenn
der Demontagevorgang vorgenommen wird. Diese Eigenschaften sind
nicht als optimal anzusehen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schraubenpositioniervorrichtung
zu schaffen, die für den Einsatz in zwei Werkzeugköpfen
unterschiedlicher Ausführung geeignet ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
eine Schraubenpositioniervorrichtung mit der Möglichkeit
zum Einsatz in zwei Werkzeugköpfen mit unterschiedlichen
Abmessungen, die die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den
Unteransprüchen hervor.
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Gemäß der
Erfindung wird eine Schraubenpositioniervorrichtung mit der Möglichkeit
zum Einsatz in zwei Werkzeugköpfen mit unterschiedlichen Abmessungen
geschaffen, die eine Montagebaugruppe, eine Gleithülse
und ein magnetisch anziehendes Element aufweist, wobei die Schraubenpositioniervorrichtung
für die Anbringung eines Werkzeugkopfs sowie für
eine magnetische Anziehung einer Schraube in Anpassung an den Werkzeugkopf sorgt.
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Die
Montagebaugruppe besitzt einen Endabschnitt, der die Möglichkeit
bietet, eine Werkzeugmaschine mit dem Werkzeugschaft zu verbinden.
Der Außenumfang des anderen Endabschnitts ist mit einem
Lagebegrenzungsrand versehen. Am anderen Ende des Werkzeugschafts
ist eine Werkzeugnut ausgebildet. Die Gleithülse weist
innen ein Durchgangsloch auf, wobei ein Lagebegrenzungsrand an der
inneren Begrenzungswand eines Endes des Durchgangslochs ausgebildet
ist. Die Montagebaugruppe ist derart verschiebbar im Durchgangsloch
der Gleithülse angeordnet, dass der Lagebegrenzungsrand
der Gleithülse für eine Lagebegrenzung eines Endes
der Montagebaugruppe sorgt. Das magnetisch anziehende Element ist
am anderen Ende des Durchgangslochs der Gleithülse angeordnet.
Durch den Zusammenbau der oben erwähnten Komponenten ergibt
sich eine erfindungsgemäße Schraubenpositioniervorrichtung
mit der Möglichkeit zum Einsatz in zwei Werkzeugköpfen
mit unterschiedlichen Abmessungen.
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Im
Vergleich zum Stand der Technik lassen sich mit der erfindungsgemäßen
Schraubenpositioniervorrichtung beispielsweise folgende Vorteile
realisieren:
- 1. Die Aufgabe der Erfindung besteht
darin, eine Schraubenpositioniervorrichtung zu schaffen, die für
den Einsatz in zwei Werkzeugköpfen unterschiedlicher Ausführung
geeignet ist. Unter Verwendung des magnetisch anziehenden Elements erfolgt
derart eine praktische Verstellung in Abhängigkeit von
den Werkzeugköpfen unterschiedlicher Länge durch
die Verschiebung der Gleithülse, dass Endabschnitte der
Werkzeugköpfe irgendeiner Länge gleich lang sind,
wobei das magnetisch anziehende Element teilweise herausragt. Auf
diese Weise bewirkt das magnetisch anziehende Element eine magnetische
Anziehung, wenn der Endabschnitt des Werkzeugkopfs in die Schraube
eingreift. Daher bietet die Schraubenpositioniervorrichtung die
Möglichkeit zum Einsatz in zwei Werkzeugköpfen
mit unterschiedlichen Abmessungen.
- 2. Greift der Endabschnitt des Werkzeugkopfs in die Schraube
ein, wirkt die von dem magnetisch anziehenden Element erzeugte Anziehungskraft gleichzeitig
auf den Rand der gehaltenen Schraube ein. Diese beiden vorläufigen
Stellungen zur Befestigung der Schraube sorgen für ein
stabileres Einschrauben und verhindern dabei auch ein schräges
Einschrauben.
- 3. Bei der erfindungsgemäßen Schraubenpositioniervorrichtung
gewährleistet das am vorderen Ende der Gleithülse
angeordnete, magnetisch anziehende Element eine magnetische Anziehung der
Schraube. Diese am vorderen Ende vorkommende, magnetische Anziehung
ohne einer am Rand vorkommenden Beschränkung bietet die Möglichkeit
zum Einsatz von Schrauben unterschiedlicher und sogar spezieller
Ausführung. Daher weist die erfindungsgemäße
Schraubenpositioniervorrichtung einen breiten Anwendungsbereich
auf.
- 4. Die magnetisch gehaltene Schraube ist am vorderen Ende der
Gleithülse der erfindungsgemäßen Schraubenpositioniervorrichtung
angeordnet. Da diese sich außen an der Schraubenpositioniervorrichtung
befindet, ist der Schraubvorgang der Schraube vollkommen sichtbar.
Daher kann eine rechtzeitige Justierung vorgenommen werden, wenn
ein Einschraubfehler auftritt. Außerdem ist die erfindungsgemäße
Schraubenpositioniervorrichtung für jede Arbeitsfläche
geeignet.
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Im
Folgenden werden die Erfindung und deren Ausgestaltungen anhand
der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung
zeigt:
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1 eine
Vorderansicht einer herkömmlichen Konstruktion nach dem
Zusammenbau;
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2 eine
vordere Schnittansicht einer herkömmlichen Konstruktion
nach dem Zusammenbau;
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3 einen
Schnitt durch eine weitere Konstruktion nach dem Stand der Technik;
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4 eine
perspektivische Zusammenbaudarstellung einer erfindungsgemäßen
Schraubenpositioniervorrichtung;
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5 eine
perspektivische Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen
Schraubenpositioniervorrichtung nach dem Zusammenbau;
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6 einen
Schnitt durch eine erfindungsgemäße Schraubenpositioniervorrichtung
nach dem Zusammenbau;
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7 einen
Schnitt durch eine erfindungsgemäße Schraubenpositioniervorrichtung,
die für einen Werkzeugkopf eingesetzt wird;
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8 einen
Schnitt durch eine erfindungsgemäße Schraubenpositioniervorrichtung,
die für einen weiteren Werkzeugkopf eingesetzt wird;
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9 eine
perspektivische Explosionsdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen Schraubenpositioniervorrichtung;
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10 einen
Schnitt durch das weitere Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Schraubenpositioniervorrichtung nach dem Zusammenbau;
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11 eine
perspektivische Explosionsdarstellung eines wiederum weiteren Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen Schraubenpositioniervorrichtung;
und
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12 einen
Schnitt durch das wiederum weitere Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Schraubenpositioniervorrichtung
nach dem Zusammenbau.
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Wie
aus den 4 bis 6 ersichtlich, weist
eine erfindungsgemäße Schraubenpositioniervorrichtung
eine Montagebaugruppe 20, einen O-Ring 30, eine
Gleithülse 40 und ein magnetisch anziehendes Element 50 auf.
Die Schraubenpositioniervorrichtung sorgt für die Anbringung
eines Werkzeugkopfs sowie für eine magnetische Anziehung
einer Schraube 70, um an den Werkzeugkopf 60, 60A angepasst
zu werden. Die Montagebaugruppe 20 umfasst einen Werkzeugschaft 21,
eine Feder 22, ein Montagerohr 23 und eine Befestigungshülse 24,
wobei der Werkzeugschaft 21 aus einer Werkzeugstange 211 und
einem auf diesem aufgesteckten Schieberohr 212 besteht.
Die Werkzeugstange 211 besitzt einen Endabschnitt, über
den eine Werkzeugmaschine mit dem Werkzeugschaft 21 verbunden
ist. Am anderen Ende des Werkzeugschafts 21 ist eine Werkzeugnut 213 ausgebildet.
Außerdem ist ein Anschlagring 214 außen
am Schieberohr 212 ausgebildet, wobei der Werkzeugschaft 21 aus
magnetisch anziehendem Metall hergestellt ist.
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Die
Feder 22 ist außen auf den Werkzeugschaft 21 aufgesetzt
und im Inneren des Montagerohrs 23 vorgesehen.
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Das
Montagerohr 23 ist an seinem einen Ende innen mit einem
Anschlagring 231 und außen mit einem Lagebegrenzungsrand 232 und
einer Aufnahmenut 233 versehen, wobei sich der Werkzeugschaft 21 zusammen
mit der Feder 22 derart im Inneren des Montagerohrs 23 befindet,
dass die Feder 22 gespannt zwischen den beiden Anschlagringen 214, 231 angeordnet
ist.
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Die
Befestigungshülse 24 wird in das Montagerohr 23 eingeführt
und sitzt somit derart auf dem Werkzeugschaft 21, dass
der Werkzeugschaft 21 beweglich im Inneren des Montagerohrs 23 gesperrt
ist.
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Der
O-Ring 30 ist im Bereich der Aufnahmenut 233 des
Montagerohrs 23 angeordnet.
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Die
Gleithülse 40 weist innen ein Durchgangsloch 41 auf,
wobei ein Lagebegrenzungsrand 42 an der inneren Begrenzungswand
eines Endes des Durchgangslochs 41 ausgebildet ist. Die
Montagebaugruppe 20 ist derart verschiebbar im Durchgangsloch 41 der
Gleithülse 40 angeordnet, dass der Lagebegrenzungsrand 42 der
Gleithülse 40 für eine Lagebegrenzung
eines Endes der Montagebaugruppe 20 sorgt.
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Das
magnetisch anziehende Element 50 ist am anderen Ende des
Durchgangslochs 41 der Gleithülse 40 angeordnet
und dient der magnetischen Anziehung der Schraube 70. Außerdem
sorgt das magnetisch anziehende Element 50 in der Montagebaugruppe 20 für
die Lagebegrenzung des anderen Endes der Montagebaugruppe 20.
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Nach
dem Zusammenbau der oben erwähnten Komponenten, wie in 7 gezeigt,
wird der Werkzeugkopf durch das am Ende der Gleithülse 40 befindliche,
magnetisch anziehende Element 50 hindurch in die Werkzeugnut 213 eingeführt
und somit in der Lage gehalten. Der Endabschnitt des Werkzeugkopfs 60 ragt
teilweise aus dem magnetisch anziehenden Element 50 heraus
und greift also in die Schraube 70 ein. Gleichzeitig wird
die Schraube 70 von dem magnetisch anziehenden Element 50 gehalten.
Tritt eine Abstandsabweichung zwischen der Schraube 70 und
dem Werkzeugkopf 60 auf, wird diese durch eine vom magnetisch
anziehenden Element 50 vorgenommene, magnetisch automatische Einstellung
der auf der Montagebaugruppe 20 montierten Gleithülse 40 ausgeglichen.
Damit wird sichergestellt, dass das magnetisch anziehende Element 50 eine
magnetische Anziehungskraft auf die Schraube 70 aufbringt.
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Wird
ein Werkzeugkopf 60A in unterschiedlicher Ausführung
eingesetzt [siehe 8], wird der kürzere
Werkzeugkopf 60 abgenommen, woraufhin der längere
Werkzeugkopf 60A durch das am Ende der Gleithülse 40 befindliche,
magnetisch anziehende Element 50 hindurch in die Werkzeugnut 213 eingeführt
und somit in der Lage gehalten wird. Nun ragt der Werkzeugkopf 60A vorwiegend
aus dem magnetisch anziehenden Element 50 heraus. Aufgrund
einer zu großen Abstandsabweichung ist es nicht möglich,
dass das magnetisch anziehende Element 50 eine magnetisch
automatische Verstellung bewirkt. Daher muss die Gleithülse 40 auf
der Montagebaugruppe 20 zur Längenvergrößerung
so gezogen werden, dass der Endabschnitt des Werkzeugkopfs 60 teilweise
aus dem magnetisch anziehenden Element 50 herausragt. Der
Endabschnitt des Werkzeugkopfs 60 kann dann in die Schraube 70 eingreifen,
wobei die Schraube 70 gleichzeitig von dem magnetisch anziehenden
Element 50 gehalten wird. Tritt eine Abstandsabweichung
zwischen der Schraube 70 und dem Werkzeugkopf 60 auf,
wird diese durch eine vom magnetisch anziehenden Element 50 vorgenommene,
magnetisch automatische Einstellung der auf der Montagebaugruppe 20 montierten
Gleithülse 40 ausgeglichen.
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Damit
wird sichergestellt, dass das magnetisch anziehende Element 50 eine
magnetische Anziehungskraft auf die Schraube 70 aufbringt.
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Wird
die Gleithülse 40 auf der Montagebaugruppe 20 zur
Verlängerung so gezogen, dass eine maximale Länge
erreicht wird, bewirken dann die Lagebegrenzungsränder 232, 42 eine
praktische Lagebegrenzung. Damit wird vermieden, dass die Gleithülse 40 abfällt.
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Ist
die Montagebaugruppe 20 aus magnetisch anziehendem Metall
hergestellt, kann das magnetisch anziehende Element 50 eine
gewisse Anziehungskraft auf die Montagebaugruppe 20 aufbringen, wenn
die Gleithülse 40 noch nicht zur Verlängerung gezogen
wird. Auf diese Weise kann die Gleithülse 40 magnetisch
in der Lage gehalten werden. Daher muss eine Gegenkraft auf die
Gleithülse 40 aufgebracht werden, um diese zur
Längenvergrößerung zu verschieben.
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Wird
die Gleithülse 40 auf der Montagebaugruppe 20 verschoben,
kann der O-Ring 30 eingesetzt werden, um eine Reibungskraft
zwischen der Gleithülse 40 und der Montagebaugruppe 20 zu
erzeugen. Auf diese Weise muss eine gewisse Kraft aufgebracht werden,
um die Gleithülse 40 zu verschieben. Damit wird
vermieden, dass eine unerwünschte Bewegung der Gleithülse 40 vorkommt.
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Wie
aus den 9 bis 12 ersichtlich,
ist ein Ende der Montagebaugruppe 20 dem magnetisch anziehenden
Element 50 zugewandt, während dessen anderes Ende
aus dem Durchgangsloch 41 herausragt, wenn sich die Montagebaugruppe 20 im Durchgangsloch 41 der
Gleithülse 40 befindet. Außerdem ist
ein Sperrelement dort am herausragenden Abschnitt ausgebildet.
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Gemäß den 9 und 10 ist
das Sperrelement an einem aus dem Durchgangsloch 41 herausragenden
Abschnitt der Montagebaugruppe 20 mit einer Eingriffsrille 234 versehen,
in die ein C-Ring 235 eingreift. Hierdurch ergibt sich
eine kürzeste Beschränkung zwischen der Montagebaugruppe 20 und
der Gleithülse 40. Damit wird vermieden, dass
das magnetisch anziehende Element 50 durch Stöße
abfällt.
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In
den 11 und 12 ist
eine Variante des Sperrelements dargestellt. Das Sperrelement ist an
einem aus dem Durchgangsloch 41 herausragenden Abschnitt
der Montagebaugruppe 20 mit einer Aufnahmenut 236 versehen,
in der eine abgefederte Rastkugel 237 vorgesehen ist. Hierdurch
ergibt sich eine kürzeste Beschränkung zwischen
der Montagebaugruppe 20 und der Gleithülse 40.
Damit wird vermieden, dass das magnetisch anziehende Element 50 durch
Stöße abfällt.
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- 10
- Werkzeugschaft
- 11
- Längsbohrung
- 12
- Hülse
- 121
- Rastabschnitt
- 122
- Anschlag
- 123
- Öffnung
- 13
- Werkzeugkopf
- 14
- Schraube
- 20
- Montagebaugruppe
- 21
- Werkzeugschaft
- 211
- Werkzeugstange
- 212
- Schieberohr
- 213
- Werkzeugnut
- 214
- Anschlagring
- 22
- Feder
- 23
- Montagerohr
- 231
- Anschlagring
- 232
- Lagebegrenzungsrand
- 233
- Aufnahmenut
- 234
- Eingriffsrille
- 235
- C-Ring
- 236
- Aufnahmenut
- 237
- Rastkugel
- 24
- Befestigungshülse
- 30
- O-Ring
- 40
- Gleithülse
- 41
- Durchgangsloch
- 42
- Lagebegrenzungsrand
- 50
- magnetisch
anziehendes Element
- 60
- Werkzeugkopf
- 60A
- Werkzeugkopf
- 70
- Schraube
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 6520509 [0002]
- - US 7096768 [0005]
- - US 7124665 [0005]