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Die Erfindung betrifft eine Schienen-, Schraub- oder Bohrmaschine mit Vorrichtungen zur Feststellung und Anzeige des Drehmomentes und zur Drehmoment-Begrenzung mit einem-unter Zwischenschaltung einer in Achsrichtung wirksamen elastischen Kupplung-das Werkzeug beaufschlagbaren Antriebsmotor und einem Maschinengehäuse, an welchem die Drehmoment-Anzeigevorrichtung mit den das Gehäuse durchragenden Messgrössen-Übertragungsteilen befestigt ist.
Sowohl bei Schraub- als auch bei Bohrmaschinen besteht in vielen Anwendungsfällen der Bedarf, das durch das Werkzeug auf das Werkstück übertragene Drehmoment zu überwachen, um Beschädigungen der herzustellenden Schraubverbindung, insbesondere der Gewinde, oder auch der Antriebsmotoren auf Grund von Überlastungen, beispielsweise beim Bohren von extrem harten Materialien, zu vermeiden. Meist sind diese Drehmoment-Überwachungsvorrichtungen auch mit Drehmoment-Begrenzungsvorrichtungen gekoppelt, die bei Erreichen eines in seiner Grösse voreinstellbaren Drehmomentes die Kraftübertragung vom Antriebsmotor auf das Werkzeug unterbrechen. Bei der Gleiserhaltung und auch beim Bohren der aus sehr hartem Material bestehenden Schienen sind daher derartige Drehmoment-Überwachungs- bzw. Begrenzungsvorrichtungen zum Festziehen der Schienen- bzw.
Schwellenschrauben unbedingt erforderlich. Durch eine fehlerhafte Behandlung der Kleineisenteile bzw. Schienen können darüberhinaus auch Fehler in der Gleisanlage entstehen, die zu einer
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besteht aus einer mit dem Werkstoff verbundenen Gewindespindel, auf welcher eine mit dem Antriebsmotor bzw. einem Antriebsteil verbundene Gewindehülse gelagert ist. Während des Anziehens einer
Schraubenverbindung wird diese Gewindespindel gegen den Widerstand von elastischen Federmitteln, der etwa dem durch die Antriebswelle aufgebrachten Drehmoment entspricht, in Achsrichtung verschoben, bis eine mit der Gewindespindel verbundene Gewindehülse bzw. Muffe ein elektrisches Schaltorgan betätigt, das eine zwischen dem Antriebsmotor und der Messvorrichtung vorgesehene elektromagnetische Kupplung löst.
Mit dieser bekannten Vorrichtung wird demnach die Veränderung der Drehzahl auf elektromechanischem Wege der mit dem Werkzeugkopf verbundenen Gewindespindel gegenüber der mit dem Antriebsteil verbundenen Gewindehülse gemessen, wobei jedoch das mit der Maschine ausübbare Drehmoment auf Grund der Anordnung der elastischen Federmittel nur angenähert begrenzt bzw. bestimmt werden kann und eine genaue Überwachung nicht durchführbar ist.
Eine bekannte Vorrichtung gemäss der deutschen Offenlegungsschrift 2445457 der Patentinhaberin, die neben der Begrenzung des Drehmomentes auch eine kontinuierliche Überwachung des vom Werkzeug auf den Bauteil übertragenen Drehmomentes ermöglicht, weist auf deren Antriebswelle für das Werkzeug Dehnmessstreifen auf, die über in Gehäuse angeordneten Schleiferanordnungen mit einer Stromquelle bzw. einem Anzeigeorgan verbunden sind. Damit wird eine kontinuierliche Anzeige der durch die Maschine ausgeübten Drehmomente ermöglicht. Eine derartige feinfühlige Messvorrichtung erfordert jedoch eine ständige Wartung und Pflege.
Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, eine Drehmoment-Anzeigevorrichtung für derartige Schienenschraub- oder Bohrmaschinen zu schaffen, mit welcher die beschriebenen Nachteile der bekannten Einrichtungen vermieden werden können und die in ihrem Aufbau besonders einfach und robust ist.
Die Erfindung besteht darin, dass bei der eingangs beschriebenen Schienen-, Schraub- oder Bohrmaschine die Drehmoment-Anzeigevorrichtung im Bereich zwischen dem Antriebsmotor und der elastischen Kupplung zur Abnahme der die Drehmomentgrösse bestimmenden Axialverschiebebewegung angeordnet ist und die Kupplungsflächen der Kupplungsglieder als Kurven- oder Nockenbahn ausgebildet sind, wobei das Kupplungsglied mit der Antriebswelle drehbewegungsverbunden sowie auf dieser entgegen der Wirkung einer Feder in Achsrichtung auf den Antriebsmotor zu verschiebbar gelagert ist und dass ein Mitnahmehebel, der mit den Anzeigeelementen der Drehmoment-Anzeigevorrichtung verbundenen Messgrössen-Übertragungsteile, zur gemeinsamen Axialverschiebebewegung mit dem Kupplungsglied zusammenwirkt.
Mit einer Schraubmaschine nach der Erfindung wird die Abnahme des Drehmomentes auf rein mechanischem Wege geschaffen und insbesondere eine kontinuierliche Messwertfeststellung, unter Ausschaltung der durch unterschiedliche Beanspruchungen am Werkzeug auftretenden Schwankungen der Drehzahl bzw. der Vibrationen in Drehrichtung, unter Verwendung von mechanischen Übertragungsteilen erreicht. Dadurch wird auch eine ständige und genaue Kontrolle der am Werkzeug auftretenden bzw. durch dieses übertragenen Drehmomente ermöglicht, wobei sich die Anzeigevorrichtung selbst durch einen besonders einfachen und robusten Aufbau auszeichnet, der einen Einsatz auch bei extrem harten Aussenbedingungen, z.
B. bei stark unterschiedlichen Temperaturen bzw. starker Staubentwicklung, wie sie vor allem beim Einsatz auf Gleisanlagen auftreten, ermöglicht, ohne dass die Genauigkeit in Bezug zur Anzeige des richtigen Drehmomentes nachteilig beeinflusst wird.
Auf Grund der Verwendung lediglich mechanischer Bauteile kann das Gehäuse zur Aufnahme der Kraftund Messgrössen-Übertragungsteile, insbesondere der Kupplungsglieder, mit öl gefüllt werden, so dass die Abnutzung der sich bewegenden Teile sowie die Temperaturbelastung der Kupplungsglieder vermindert wird,
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wodurch die Gesamtgenauigkeit der Messwertanzeige weiter erhöht und der Arbeitsaufwand für die Wartung gesenkt werden kann. Des weiteren gewährleistet der einfache Aufbau mit wenigen mechanischen Teilen eine hohe Betriebssicherheit der erfindungsgemäss ausgebildeten Schraub- bzw. Bohrmaschine.
Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass die Drehmoment-Anzeigevorrichtung in einem im Bereich einer Ausnehmung des Maschinengehäuses mit diesem verbundenen Tragkörper angeordnet ist, an welchem ein mit einer ringförmigen Führungsnut des Kupplungsgliedes zusammenwirkender Mitnahmehebel und ein mit diesem verbundenes, mit einer Zahnstangen-Ritzelanordnung zusammenwirkendes Zahnradsegment schwenkbar gelagert ist, wobei der Zahnstangen-Ritzelanordnung ein Zeiger und eine Skala zur Anzeige der Messgrössen zugeordnet ist. Durch die Verwendung von sich drehenden bzw. sich aufeinander abwälzenden Teilen können die Toleranzen in der mechanischen Übertragung sehr gering gehalten werden, wodurch die Beibehaltung einer hohen Übertragungsgenauigkeit und die feinfühlige Anzeige der festgestellten Messwerte gewährleistet wird.
Im Rahmen der Erfindung ist es auch vorteilhaft, das Kupplungsglied mit einer Werkzeughalterung zur wahlweisen Aufnahme eines Schraub- oder Bohrwerkzeuges zu verbinden. Dadurch wird der Ausnutzungsgrad der Maschine und deren Wirtschaftlichkeit erhöht, wobei überdies auch die Beschädigung von Antriebsmotoren beim Bohren von harten Materialien, wie z. B. Schienen, durch die Überwachung des jeweils auftretenden Drehmomentes verhindert werden können.
Schliesslich kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die Drehmoment-Anzeigevorrichtung eine mit der Drehbewegung des der Skala zugeordneten Zeigers oder dessen Drehachse zusammenwirkende elektrische Leucht-, insbesondere digitale Anzeige-Skala umfassen. Dadurch wird auch bei Dunkelheit oder bei starker Staubentwicklung bzw. starker Vibration der Maschine eine Ablesung der jeweiligen Drehmomente wesentlich erleichtert und es werden Fehler bei der Steuerung der Maschine vermieden. Dies ermöglicht auch eine Erhöhung der Genauigkeit insbesondere beim Behandeln von Kleineisenteilen der Eisenbahngeleise, wodurch trotz des einfachen Aufbaues der erfindungsgemässen Maschine bzw. Drehmoment-Überwachungsvorrichtung die Betriebssicherheit der mit dieser Maschine bearbeiteten Gleisteile gewährleistet ist.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird ein Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung näher erläutert. Die Darstellung in der Zeichnung zeigt einen Längsquerschnitt durch die Schienenschraub- oder Bohrmaschine mit beiderseits der Symmetrieachse unterschiedlichen Schnittführungen.
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befestigt ist. Der Antriebsmotor --2-- ist über Zahnräder --5-- mit einer Antriebswelle --6-- verbunden, die unter Zwischenschaltung einer elastischen Kupplung--7--, vorzugsweise einer Rutschkupplung, mit einer Abtriebswelle --8-- und deren Werkzeughalterung-9-sowie einem auf der Werkzeughalterung angeordneten Schraubwerkzeug--10--kuppelbar ist.
Die Antriebswelle--6--ist im Bereich ihres den Zahnrädern --5-- zugewendeten Endes über ein Gleitlager--11--und im Bereich der elastischen Kupplung --7-- in einem als unteres Kupplungsglied --12-- ausgebildeten Endteil der Abtriebswelle--8--gelagert.
Des weiteren ist auf der Antriebswelle--6--ein dieser zugeordnetes, mit dem unteren Kupplungsglied --12-- zusammenwirkendes oberes Kupplungsglied--13--in Achsrichtung der zur Übertragung des Drehmomentes des Antriebsmotors --2-- auf das Kupplungsglied--13--in diesem Bereich als Zahnwelle ausgebildeten Antriebswelle --6-- verschiebbar gelagert. Zwischen dem oberen Kupplungsglied -13- und dem Gleitlager--11--sind Tellerfedern--14--angeordnet, die das Kupplungslied -13- mit seiner als
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dem trarkörper -16- ist eine Skala --17-- befestigt, der ein mit einer Drehachse--18--verbundener Zeiger--19--zugeordnet ist.
Die Drehachse --18-- ist drehfest mit einer ebenfalls im Tragkörper geführten
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--23-- desAntriebswelle --6-- entgegen der Wirkung der Tellerfedern--14--verschiebbaren Kupplungsgliedes --13-- ein.
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B.--25-- ersichtlich zu machen.
Eine Anzeige des von der Antriebswelle--6--auf die Abtriebswelle--8--übertragenen Drehmomentes wird nun wie im folgenden beschrieben erhalten :
Das Schraubwerkzeug--10--wird, wie dargestellt, auf eine Mutter--26--einer Schraubverbindung --27-- aufgesetzt und über den Antriebsmotor--2--in Drehung versetzt. Im vorliegenden Beispiel ist es
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eine Klemmschraubenverbindung bei einem K-Oberbau zur Verbindung einer Schiene mit einer an der Schwelle befestigten Unterlagsplatte. Hiebei wird das durch den Antrieb erzeugte Drehmoment über die Kupplungsglieder --12, 13--übertragen, wobei sich diese in der gezeichneten Stellung befinden.
Erhöht sich während des Schraubvorganges der Widerstand gegen diese Drehbewegung, so kommt es zu einer Verdrehung des oberen Kupplungsgliedes --13-- entlang der entsprechend einer Kurvenbahn --15-- ausgebildeten Führungsflächen. Dadurch wird aber gleichzeitig-auf Grund der Ausbildung der Kurvenbahn--15---das Kupplungsglied
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Drehmomentes erfolgt somit durch mechanische Abnahme der Längsbewegung des-unter der Wirkung der Tellerfedern--14--bei steigendem oder fallendem Widerstand stehenden - Kupplungsgliedes --13--, welche als Mass für das Drehmoment herangezogen wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schienen-, Schraub- oder Bohrmaschine mit Vorrichtungen zur Feststellung und Anzeige des Drehmomentes und zur Drehmoment-Begrenzung mit einem-unter Zwischenschaltung einer in Achsrichtung wirksamen elastischen Kupplung-das Werkzeug beaufschlagbaren Antriebsmotor und einem Maschinengehäuse, an welchem die Drehmoment-Anzeigevorrichtung mit den das Gehäuse durchragenden Messgrössen-Übertragungs-
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Bereich zwischen dem Antriebsmotor (2) und der elastischen Kupplung (7) zur Abnahme der die Drehmomentgrösse bestimmenden Axialverschiebebewegung angeordnet ist und die Kupplungsflächen der Kupplungsglieder (12,13) als Kurven- oder Nockenbahn (15) ausgebildet sind, wobei das Kupplungsglied (13) mit der Antriebswelle (6) drehbewegungsverbunden sowie auf dieser entgegen der Wirkung einer Feder (14) in Achsrichtung auf den Antriebsmotor (2)
zu verschiebbar gelagert ist und dass ein Mitnahmehebel, der mit den Anzeigeelementen (17,21) der Drehmoment-Anzeigevorrichtung verbundenen Messgrössen-Übertragungsteile (18, 20,21, 22), zur gemeinsamen Axialverschiebebewegung mit dem Kupplungsglied (13) zusammenwirkt.
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