| Patentansprüche 1 . Führung für Schrauben zur einmaligen Verwendung zum Eindrehen, gekennzeichnet dadurch, dass die Führung aus einem äußeren Hüllkörper und einem oder mehreren Führungsring/en aufgebaut ist, wobei der äußere Hüllkörper mindestens eine im oberen Teil engere, im unteren Teil weitere Bohrung aufweist, und der Führungsring im Ausgangszustand im oberen engeren Teil der Bohrung des Hüllkörpers liegt, und der Führungsring so ausgeführt ist, dass sein Innendurchmesser in entspanntem Zustand mindestens so groß wie der Durchmesser des einzusetzenden Schraubkopfs ist, wobei der Führungsring so ausgeführt ist, dass sein Innendurchmesser durch erzwungene Begrenzung seines Außendurchmessers durch den engeren oberen Teil des Hüllkörpers auf den Außendurchmesser der Schraube reduziert werden kann, und der Führungsring so ausgeführt ist, dass er sich entspannen kann und damit den Durchmesser vergrößern kann, sobald die erzwungene Begrenzung des Außendurchmessers wegfällt, und eine Schraube im Ausgangszustand der Führung in den Führungsring eingesetzt werden kann, und nach Eindrehen der Schraube der Führungsring mit dieser in den entspanntem Zustand in den unteren weiteren Teil der Bohrung des Hüllkörpers versetzt werden kann. 2. Führungsvorrichtung für Schrauben zur einmaligen Verwendung zum Eindrehen, gekennzeichnet dadurch, dass die Vorrichtung aus einem äußeren Hüllkörper und einem oder mehreren Führungsring/en aufgebaut ist, wobei der äußere Hüllkörper im oberen Teil eine engere, im unteren eine weitere Bohrung aufweist, und der Führungsring so ausgeführt ist, dass sein Innendurchmesser in entspanntem Zustand mindestens so groß wie der Durchmesser des Schraubkopfs ist, wobei der Führungsring so ausgeführt ist, dass sein Innendurchmesser durch erzwungene Begrenzung des Außendurchmessers auf den Außendurchmesser der Schraube reduziert werden kann, und der Führungsring so ausgeführt ist, dass er sich entspannt und damit den Durchmesser vergrößert, sobald die erzwungene Begrenzung des Außendurchmessers wegfällt, und der Führungsring im Ausgangszustand im engeren Teil der Bohrung liegt, und die Schraube im Ausgangszustand in den Führungsring eingesetzt ist, und der Führungsring nach Eindrehen der Schraube in entspanntem Zustand im weiteren Teil der Bohrung liegt. 3. Führung oder Führungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsringe mit unterschiedlichem Innendurchmesser aufgebaut sind. 4. Führung oder Führungsvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsringe als Sprengringe aus federndem Material ausgeführt sind oder aus mehreren trennbaren Elementen bestehen, welche im entspannten Zustand in mehrere getrennte Bestandteile zerfallen können. 5. Führung oder Führungsvorrichtung nach Anspruch 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsringe als Wicklungen aus federndem Material ausgeführt sind. 6. Führung oder Führungsvorrichtung nach Anspruch 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsringe als reversibel deformierbares Gebilde und/oder als Ringe aus elastisch komprimierbarem Material ausgeführt sind. 7. Führung oder Führungsvorrichtung nach Anspruch 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Hüllkörper mit mehreren Bohrungen als Schablone für mehrere Schrauben ausgeführt sind. 8. Patroneneinheit umfassend eine Führung nach Anspruch 2 bis 7 und mindestens eine in einem Führungsring eingesetzte oder vorliegende Schraube. 9. Magazin oder Schablone umfassend mehrere Patroneneinheiten, Führungen oder Führungsvorrichtungen nach Anspruch 1 bis 8. 1 0. Verwendung eines der Gegenstände nach Anspruch 1 bis 9 für oder in einem Schraubroboter. |
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Führung von Schrauben bei Eindrehen. Sie ist zum einmaligen Gebrauch bestimmt.
Derzeit ist üblich, Schrauben beim Eindrehen von Hand oder unter Zuhilfenahme von Pinzetten oder ähnlichen Werkzeugen zu fixieren. Dieses Verfahren ist langsam, führt häufig zu unbeabsichtigter Schrägstellung der Schrauben und impliziert Verletzungsrisiko durch mögliches abgleiten des Schraubendrehers.
In der Robotik werden verschiedene mechanische Vorrichtungen zum greifen und führen von Schrauben verwendet. Ebenso existieren Handschrauber mit mechanischen Vorrichtungen zum greifen von Schrauben. Diese Vorrichtungen sind von der Aufgabenstellung, nicht aber vom technischen Prinzip mit der Erfindung vergleichbar: bekannte Vorrichtungen sind Bestandteile des Schraubwerkzeugs, während die hier beschriebene Vorrichtung eine zum einmaligen Gebrauch gedachte Führung ist, welche mit der darin eingesetzten Schraube in der Art einer Patrone zu einer Einheit kombiniert ist.
Die beschrieben Erfindung ist insbesondere auch für Schraubroboter nützlich, da sie wegen der freien Gestaltbarkeit der äußeren Hülle einfache Zuführung aus Magazinen ermöglicht.
Es ist also die Aufgabe der Erfindung eine kostengünstige Schraubenführung bereitzustellen, mit der eine einfache und schnelle Zuführung auch für Schraubroboter ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Führung für Schrauben zur einmaligen Verwendung zum Eindrehen, gekennzeichnet dadurch, dass die Führung aus einem äußeren Hüllkörper und einem oder mehreren Führungsring/en aufgebaut ist, wobei der äußere Hüllkörper mindestens eine im oberen Teil engere, im unteren Teil weitere Bohrung aufweist, und der Führungsring im Ausgangszustand im oberen engeren Teil der Bohrung des Hüllkörpers liegt, und der Führungsring so ausgeführt ist, dass sein Innendurchmesser in entspanntem Zustand mindestens so groß wie der Durchmesser des einzusetzenden Schraubkopfs ist, wobei der Führungsring so ausgeführt ist, dass sein Innendurchmesser durch erzwungene Begrenzung seines Außendurchmessers durch den engeren oberen Teil des Hüllkörpers auf den Außendurchmesser der Schraube reduziert werden kann, und der Führungsring so ausgeführt ist, dass er sich entspannen kann und damit den Durchmesser vergrößern kann, sobald die erzwungene Begrenzung des Außendurchmessers wegfällt, und eine Schraube im Ausgangszustand der Führung in den Führungsring eingesetzt werden kann, und nach Eindrehen der Schraube der Führungsring mit dieser in den entspanntem Zustand in den unteren weiteren Teil der Bohrung des Hüllkörpers versetzt werden kann.
Die Erfindung erreicht ihren Zweck dadurch, dass eine Schraube beim Eindrehen zunächst durch einen oder mehrere Führungsring(e) so geführt wird, dass ihre Freiheitsgrade in der Bewegung auf Rotation und axiale Verschiebung begrenzt wird.
Die Führungsringe sind ihrerseits in eine äußere Hülle eingesetzt (Zeichnung 1 ).
Die Führungsringe sind so ausgeführt, dass sie sich ausdehnen und eine ausreichend große Öffnung für den Durchtritt des Schraubenkopfs freigeben, sobald sie dazu genügend Raum haben. Dies tritt ein, sobald die Führungsringe beim Eindrehen der Schraube jenen Bereich des Hüllkörpers verlassen, in dem sie an der Ausdehnung gehindert werden (Zeichnung 2). Damit wird erreicht, dass die Führungsvorrichtung nach Eindrehen der Schraube leicht abgenommen werden kann. In bevorzugten Ausführungen weist die Erfindung weitere Merkmale auf.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einem äußerem Hüllkörper und einem oder mehreren Führungsringen, die in Bohrungen des Hüllkörpers eingesetzt sind.
Der äußere Hüllkörper ist bevorzugt ein Festkörper. Der Hüllkörper weist mindestens eine Bohrung oder Aushöhlung bzw. Kammer auf, deren Durchmesser im oberen Teil geringer als im unteren Teil ist. Vorzugsweise ist die Bohrung rund. Der obere enge Bereich und der untere weite Bereich des Hüllkörpers können aber auch andere Innenflächenformen der Bohrungen annehmen.
Jeder Führungsring ist bevorzugt ein annähernd ringförmiges, reversibel deformierbares Gebilde.
Jeder Führungsring ist so ausgeführt, dass sein Innendurchmesser in entspanntem Zustand mindestens so groß wie der Durchmesser des Schraubkopfs ist.
Jeder Führungsring ist vorzugsweise so ausgeführt, dass sein Innendurchmesser durch erzwungene Begrenzung des Außendurchmessers reduziert werden kann.
Jeder Führungsring ist so ausgeführt, dass er sich entspannt und damit den Durchmesser vergrößert, sobald die erzwungene Begrenzung des Außendurchmessers wegfällt.
Jeder Führungsring befindet sich im Ausgangszustand im oberen, engen Teil der Bohrung. Im Inneren des Führungsrings befindet sich die Schraube oder es kann die Schraube in den Führungsring eingesetzt werden. Der Führungsring ist in diesem Zustand komprimiert oder maximal komprimiert, so dass er der Schraube Halt gibt.
Führungsringe sind bevorzugt dreh- und verschiebbar im Hüllkörper eingesetzt. Durch Vorspannung oder eine leicht aufbrechbare Klebeverbindung wird ein vorzeitiges Herausfallen der Schraube verhindert. Die Führungsringe sind daher vorzugsweise kraftschlüssig mit der oberen Innenfläche des Hüllkörpers verbunden.
Beim Eindrehen der Schraube wandert der Führungsring mit dieser in den unteren Teil des Hüllkörpers. Die größere Bohrung in diesem Teil des Hüllkörpers ermöglicht es, dass sich der Führungsring entspannt und damit ausdehnt. Hierdurch vergrößert sich auch die Öffnung des Führungsringes, so dass der Schraubkopf durchtreten kann.
Im Folgenden werden weitere Varianten der Erfindung dargestellt.
Es können ein einziger Führungsring oder mehrere Führungsringe verwendet werden. Mehrere Führungsringe mit unterschiedlichem Innendurchmesser können zur Anpassung an konische Schrauben verwendet werden.
Die Führungsringe können als Sprengringe aus federndem Material ausgeführt sein.
In einer alternativen Ausführungsform bestehen die Führungsringe aus mehreren trennbaren Elementen, welche im entspannten Zustand in mehrere getrennte Bestandteile zerfallen können. Die Führungsringelemente werden durch die enge obere Bohrung des Hüllkörpers positioniert und fixiert. Eine eingelegte oder zwischen den Führungsringen vorliegende Schraube wird durch Kraftschluss oder bevorzugt durch Formschluss gehalten. Vorzugsweise wird ein Querabschnitt des Außendurchmessers der Schraube von zumindest einem Teil des Innendurchmessers des Führungsringes komplett umschlossen. Diese Art der Halterung verbessert die Schraubenführung.
Sobald die Schraube nach unten gedreht wird, werden die Führungsringe oder deren Elemente bevorzugt nach unten mitgeführt. Beim Eindrehen wird der Führungsring relativ zur Schraube inertial mitgeführt, bis der Führungsring komplett in den unteren weiten Bereich des Hüllkörpers austritt.
Beim Austreten in den weiten unteren Bereich des Hüllkörpers öffnen oder weiten sich die Führungsringe auf, bzw. die Führungsringelemente zerfallen in mehrere Bestandteile. Die sich ergebende Öffnung bzw. der Innendurchmesser der Führungsringe ist nun größer als der maximale Schraubendurchmesser, also insbesondere des Schraubkopfes, sodass dieser freigegeben wird und nach unten durchtreten kann. Nach dem Schraubvorgang lässt sich die Führung bzw. der Führungsvorrichtung oder deren Bestandteile problemlos abnehmen.
Die Führungsringe können als Wicklungen aus federndem Material ausgeführt werden. In diesem Fall erfolgt die Ausdehnung dadurch, dass sich die Wicklung öffnet. Diese Variante ist fertigungstechnisch bevorzugt.
Die Führungsringe können als Ringe aus elastisch komprimierbarem Material ausgeführt sein.
Hüllkörper mit mehreren Bohrungen können als Schablone für mehrere Schrauben verwendet werden.
Es werden nun der Zweck und die Vorzüge der Erfindung erläutert.
Die Erfindung ist geeignet, Schrauben rasch und präzise geführt einzudrehen. Sie verhindert insbesondere beim Eindrehen selbstschneidender Schrauben in Holz oder ähnliche Materialien unbeabsichtigte Schrägstellung.
Der einfache Aufbau der Erfindung ermöglicht eine preisgünstige Fertigung, so dass die beschriebene Führung jeweils zusammen mit einer Schraube als Einheit (Patrone) ausgeliefert werden kann. Zudem ist sie auch für die Verwendung mit Schrauben geeignet, welche kürzer als die Dicke eines menschlichen Fingers und daher besonders schwer manuell zu führen sind.
Erfindungsgemäße Vorrichtungen mit darin eingesetzten Schrauben können, wegen der freien Gestaltbarkeit der äußeren Hülle, leicht in Magazinen so aufbewahrt werden, dass eine maschinelle Entnahme unproblematisch möglich ist. Ein Schraubroboter, der mit einem solchen Magazin ausgestattet ist, kann daher rasch hintereinander eine große Zahl von Schrauben eindrehen, ohne diese mit einer relativ aufwendigen Bewegung aus einer Zuführung holen zu müssen.
Schablonen mit mehreren Schrauben eignen sich insbesondere zur Anwendung in der Massenfertigung von Objekten, bei denen regelmäßig Verbindungen durch mehrere eng beisammen liegende Schrauben hergestellt werden.
Die Verwendung für oder in Schraubrobotern ist daher besonders bevorzugt. Zum weiteren Verständnis der Erfindung werden nun in Bezug auf die Figuren die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung erläutert.
Figur 1 zeigt die im Text beschriebene Vorrichtung im Ausgangszustand (Querschnitt) Figur 2 zeigt die im Text beschriebene Vorrichtung im Endzustand (Querschnitt)
Bezugszeichenliste
Figur 1 (Ausgangszustand):
1 . Äußerer Hüllkörper
2. Führungsring im engen Teil der Bohrung des Hüllkörpers
3. Schraube
4. Material, in welches die Schraube eingedreht werden soll
Figur 2 (Endzustand):
1 . Äußerer Hüllkörper
2. Führungsring in der weiteren Bohrung des Hüllkörpers (entspannt).
3. Schraube
4. Material, in welches die Schraube eingedreht wurde