Schraubmaschine, insbesondere fahrbare Schienenschraubmaschine
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schraubmaschine, insbesondere eine fahrbare Schienenschraubmaschine, bei welcher im Kraftweg zwischen Antriebsmotor und Schraubkopf zwecks Begrenzung des abgegebenen Drehmoments eine Kupplung und eine das Drehmoment erfassende Vorrichtung eingefügt sind.
Bei einer bekannten Schraubmaschine dieser Art ist die Kupplung als Reibscheibenkupplung ausgebildet, deren Anpresskraft durch mechanische oder hydraulische Mittel willkürlich veränderbar ist. Die Unterbrechung des Kraftweges zwischen Antriebsmotor und Schraubkopf erfolgt dementsprechend bei überschreitung des von der Reibscheibenkupplung übertragbaren Drehmoments. Die das Drehmoment erfassende Vorrichtung der bekannten Schraubmaschine, bei der eine dem Drehmoment proportionale Kraft gegen einen Kraftspeicher wirkt, ist ausschliesslich mit einer Anzeige versehen, an der das jeweils übertragene Drehmoment laufend abgelesen werden kann.
Die bekannte Schraubmaschine ist daher in der Weise zu bedienen, dass der Bedienende jeweils laufend das übertragene Drehmoment abliest und dementsprechend die Anpresskraft an der Reibscheibenkupplung durch Beeinflussung der sie erzeugenden mechanischen oder hydraulischen Mittel manuell einstellt. Die Einstellung des jeweils zu erzielenden maximalen Drehmoments erfolgt somit bei der bekannten Schraubmaschine nicht selbständig und ist von der Geschicklichkeit des Bedienenden abhängig. Ausserdem sind die Ungenauigkeit des Trennens bei einer Reibscheibenkupplung und das Schleifen der Reibscheiben aufeinander Nachteile der bekannten Schraubmaschine.
Aufgabe der Erfindung ist es, unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Schraubmaschine ein selbsttätiges Unterbrechen des Kraftweges der Schraubmaschine genau bei dem eingestellten Drehmoment zu erreichen.
Bei einer Schraubmaschine der eingangs genannten Art besteht die Erfindung darin, dass die Kupplung schaltbar ist und über einen Schalter in Wirkungsverbindung mit der das Drehmoment erfassenden Vorrichtung steht, die einen in dem Kraftweg angeordneten Drehstab und ein diesen umgebendes Rohr ausserhalb des Kraftweges aufweist, wobei Drehstab und Rohr gemeinsam rotieren und deren von dem Drehmoment abhängige Relativdrehung den Schalter betätigt. Da die Verdrehung eines Drehstabes mit ausserordentlich geringen Ungenauigkeiten ein Mass für das übertragene Drehmoment ist, kann dieses in der Schraubmaschine nach der Erfindung sehr genau erfasst werden. Ausserdem kann sich von der Relativdrehung zwischen Drehstab und Rohr auf sehr einfache Weise ein Schaltvorgang für das Trennen der schaltbaren Kupplung ableiten lassen.
Schliesslich kann die aus Drehstab und Rohr bestehende, das Drehmoment erfassende Vorrichtung besonders bei einer fahrbaren Schienenschraubmaschine nur einen unbedeutenden zusätzlichen Raumbedarf erfordern.
Eine zweckmässige Ausführungsform der Schraubmaschine nach der Erfindung besteht darin, dass das Rohr mindestens eine Schrägfläche am Umfang aufweist, an der eine entsprechende Gegenfläche an der Schaltklaue einer mit dem Drehstab drehfest verbundenen, axial relativ verschieblichen, federbelasteten Schalthülse anliegt, in deren Umfangsnut ein Betätigungshebel für den Schalter eingreift. Die axiale Verschiebung der Schalthülse kann dabei ein Mass für das übertragene Drehmoment sein; dieses Mass kann durch den zweckmässig ausschliesslich drehbar gelagerten Betätigungshebel abgegriffen werden. Die Auslösung des Schaltvorgangs bei verschiedenen vorher einzustellenden Drehmomenten kann dabei dadurch ermöglicht werden, dass der Betätigungshebel in verschiedenen Relativlagen mit einem um die Achse des Betätigungshebels und gemeinsam mit diesem drehbaren Schaltsegment verbindbar ist.
das eine Auslöseflanke für den Schalter aufweist. Jeder Relativlage zwischen Betätigungshebel und Schaltsegment kann dabei ein bestimmtes Drehmoment entsprechen, bei dem der Schaltvorgang ausgelöst werden kann.
An dem Schaltsegment können Markierungen angebracht sein. die die zugeordneten Drehmomente angeben.
Um Überlastungen des Drehstabes durch auftretende zu hohe Drehmomente zu vermeiden, ist eine Ausbildung der Schraubmaschine zweckmässig, bei der an die Schrägfläche am Umfang des Rohres und an die Gegen fläche an der Schaltklaue zur Drehachse parallele Anschlagflächen anschliessen, die die Relativdrehung zwischen Drehstab und Rohr begrenzen. Sobald die Anschlagflächen infolge eines aufgetretenen hohen Drehmoments aneinander zur Anlage gekommen sind, kann das Rohr zur Übertragung des Drehmoments mit herangezogen und damit in den Kraftweg eingeschaltet werden.
Die Benutzung der Schraubmaschine mit aneinander anliegenden Anschlagflächen an Rohr und Schaltklaue kann insbesondere für Arbeiten zweckmässig sein, bei denen ein hohes Drehmoment erforderlich ist und es auf eine Begrenzung des Drehmoments nicht ankommt, wie dies beispielsweise beim Lösen festsitzender Schwellenschrauben der Fall ist. Insbesondere um derartige Arbeiten zu ermöglichen, ist es zweckmässig, an der Schraubmaschine einen willkürlich betätigbaren Zusatzschalter im Auslöseweg des von der Relativdrehung betätigten Schalters vorzusehen, so dass bei betätigtem Zusatzschalter die Relativdrehung zwischen Drehstab und Rohr nicht zu einem Auslösen des Schalters führt und der Drehstab bis zum Aneinanderanliegen der Anschlagflächen verdreht u.
dann das Drehmoment über Rohr und Drehstab geleitet werden kann.
In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel für die Erfindung eine fahrbare Schienenschraubmaschine dargestellt, und zwar zeigt:
Fig. 1 einen vertikalen Längsschnitt durch die Schraubmaschine,
Fig. 2 eine Draufsicht auf die das Drehmoment erfassende Vorrichtung in unbelastetem Zustand,
Fig. 3 eine Draufsicht auf die das Drehmoment erfassende Vorrichtung in voll belastetem Zustand, Fig.4 ein Schaltschema der Schraubmaschine mit Teilen des Schalters in Draufsicht.
Der Verbrennungsmotor 1 treibt den Wechselstromgenerator 2 und die Eingangswelle 3 des Untersetzungsgetriebes 4 an. In der Zwischenwelle 5 des Untersetzungsgetriebes 4 ist eine schaltbare Magnetkupplung 6 angeordnet. An die Ausgangswelle 7 des Untersetzungsgetriebes 4 ist eine Hülse 8 angeflanscht, in der das eine Ende des Drehstabes 9 drehfest gelagert ist. Auf der Hülse 8 ist drehfest und axial verschieblich die Schalthülse 10 gelagert, gegen die eine auf der Hülse 8 sitzende Feder 11 in Achsrichtung drückt. Auf der Hülse 8 ist ausserdem das eine Ende des Rohres 12 gelagert, das den Drehstab 9 umgibt.
An dem Ende des Rohres 12 sind am Umfang zwei Schrägflächen 13 vorgesehen, an denen die zugehörigen Gegenflächen 14 der Schaltklauen 15 der Schalthülse 10 anliegen. An die Schrägflächen 13 am Umfang des Rohres 12 und die Gegenflächen 14 an den Schaltklauen 15 schliessen Anschlagflächen 16 an, die parallel zur Drehachse der Hülse 8 verlaufen. In die Umfangsnut 17 der Schalthülse 10 greift der drehbar gelagerte Betätigungshebel 18 ein.
Die von der Vorrichtung zum Erfassen des Drehmoments abgewandten Enden des Drehstabes 9 und des Rohres 12 sind drehfest miteinander verbunden und stehen über das schaltbare Richtungswechselgetriebe 19 mit dem Schraubkopf 20 in Antriebsverbindung.
Mit dem Betätigungshebel 18 ist drehfest der Einstellhebel 21 verbunden, der mittels der Schraube 22 mit dem Schaltsegment 23 in verschiedenen Relativlagen verbindbar ist, wobei die Schraube 22 durch den kreisringsegmentförmigen Schlitz 24 in dem Schaltsegment 23 hindurchgreift. Entlang dem Schlitz 24 sind Markierungen für das einzustellende Drehmoment vorgesehen. Die Aussenkante des Schaltsegments 23 weist eine Auslöse flanke 25 auf. Sobald beim Drehen des Schaltsegments 23 die Rolle 26 an dem Hebel 27 des Hilfsschalters 28 auf die Auslöseflanke 25 aufläuft, wird der Hilfsschalter 28 entgegen der Kraft der Schaltfeder 29 geschlossen.
Der von dem Wechselstromgenerator 2 erzeugte Wechselstrom wird durch den Gleichrichter 30 in Gleichstrom verwandelt, der bei geschlossenem Hauptschalter 31 die Magnetkupplung 6 in eingeschaltetem Zustand hält. Das Schliessen des Hilfsschalters 28 bei Erreichen des eingestellten Drehmoments bewirkt das öffnen des Hauptschalters 31 und damit das Trennen der Magnetkupplung 6, worauf infolge Rückdrehung des Schaltsegments 23 der Hilfsschalter 28 durch die Schaltfeder 29 wieder geöffnet wird. Der Hilfsschalter 28 kann hinsichtlich des Öffnens des Hauptschalters 31 durch manuelles öffnen des Zusatzschalters 32 unwirksam gemacht werden, da dieser im Auslöseweg zwischen dem Hilfsschalter 28 und dem Hauptschalter 31 liegt. Zusätzlich ist ein manuell betätigbarer Druckknopfschalter 33 vorgesehen, durch dessen Betätigung der Hauptschalter 31 geöffnet und geschlossen werden kann.
Der als Schrittschalter ausgebildete Hauptschalter 31 wird dabei durch die von dem Hilfsschalter 28 oder dem Druckknopfschalter 33 kommenden einzelnen Impulse geschaltet, wobei das Schliessen des Hauptschalters 31 stets durch den Druckknopfschalter 33 und das Öffnen des Hauptschalters 31 wahlweise durch den Hilfsschalter 28 oder den Druckknopfschalter 33 bewirkt wird.
Screw machine, in particular mobile rail screw machine
The invention relates to a screwing machine, in particular a mobile rail screwing machine, in which a coupling and a torque sensing device are inserted in the power path between the drive motor and screw head for the purpose of limiting the torque output.
In a known screwdriver of this type, the clutch is designed as a friction disk clutch, the contact pressure of which can be arbitrarily changed by mechanical or hydraulic means. The power path between the drive motor and screw head is interrupted accordingly when the torque that can be transmitted by the friction disc clutch is exceeded. The torque sensing device of the known screwdriver, in which a force proportional to the torque acts against an energy storage device, is provided exclusively with a display on which the torque transmitted can be continuously read.
The known screwdriver is therefore to be operated in such a way that the operator continuously reads the transmitted torque and accordingly manually adjusts the contact force on the friction disk clutch by influencing the mechanical or hydraulic means that generate it. The setting of the maximum torque to be achieved in each case is therefore not carried out automatically in the known screwdriver and is dependent on the skill of the operator. In addition, the inaccuracy of the separation in a friction disk clutch and the grinding of the friction disks on one another are disadvantages of the known screwdriver.
The object of the invention is to achieve an automatic interruption of the force path of the screwdriver at exactly the set torque while avoiding the disadvantages of the known screwdriver.
In a screwdriver of the type mentioned, the invention consists in that the clutch is switchable and is in operative connection with the torque-sensing device via a switch, which has a torsion bar arranged in the force path and a tube surrounding it outside the force path, the torsion bar and tube rotate together and their relative rotation, which is dependent on the torque, actuates the switch. Since the rotation of a torsion bar is a measure of the transmitted torque with extremely low inaccuracies, this can be recorded very precisely in the screwdriver according to the invention. In addition, a switching process for the separation of the switchable coupling can be derived in a very simple manner from the relative rotation between the torsion bar and the tube.
Finally, the torque sensing device consisting of a torsion bar and tube can only require an insignificant additional space requirement, particularly in the case of a mobile rail screwing machine.
An expedient embodiment of the screwdriver according to the invention is that the tube has at least one inclined surface on the circumference, on which a corresponding mating surface on the switching claw of an axially relatively displaceable, spring-loaded switching sleeve connected in a rotationally fixed manner to the torsion bar rests, in whose circumferential groove an actuating lever for the switch engages. The axial displacement of the switching sleeve can be a measure of the transmitted torque; this dimension can be tapped by the actuating lever, which is expediently only rotatably mounted. The triggering of the switching process at different torques to be set beforehand can be made possible by the fact that the actuating lever can be connected in different relative positions to a switching segment rotatable about the axis of the actuating lever and together with this.
which has a trigger edge for the switch. Each relative position between the actuating lever and the switching segment can correspond to a specific torque at which the switching process can be triggered.
Markings can be attached to the switching segment. which indicate the assigned torques.
In order to avoid overloading the torsion bar due to excessive torques, it is advisable to design the screwdriver in which the inclined surface on the circumference of the pipe and the counter surface on the switching claw are connected to stop surfaces that are parallel to the axis of rotation and limit the relative rotation between the torsion bar and pipe . As soon as the stop surfaces have come into contact with one another as a result of a high torque that has occurred, the tube can also be used to transmit the torque and thus be switched into the force path.
The use of the screwdriver with abutting stop surfaces on the pipe and claw can be particularly useful for work where a high torque is required and a limitation of the torque is not important, as is the case, for example, when loosening stuck sleeper screws. In particular, in order to enable such work, it is advisable to provide an arbitrarily actuatable additional switch on the screwdriver in the release path of the switch actuated by the relative rotation, so that when the additional switch is actuated, the relative rotation between the torsion bar and tube does not trigger the switch and the torsion bar up to twisted to abut the stop surfaces u.
then the torque can be passed through the tube and torsion bar.
In the drawing, a mobile rail screwing machine is shown as an embodiment for the invention, namely shows:
Fig. 1 is a vertical longitudinal section through the screwdriver,
2 shows a top view of the device detecting the torque in the unloaded state,
Fig. 3 is a plan view of the device detecting the torque in the fully loaded state, Fig. 4 is a circuit diagram of the screwdriver with parts of the switch in plan view.
The internal combustion engine 1 drives the alternator 2 and the input shaft 3 of the reduction gear 4. In the intermediate shaft 5 of the reduction gear 4, a switchable magnetic coupling 6 is arranged. Flanged to the output shaft 7 of the reduction gear 4 is a sleeve 8 in which one end of the torsion bar 9 is rotatably mounted. The switching sleeve 10 is mounted on the sleeve 8 in a rotationally fixed and axially displaceable manner, against which a spring 11 seated on the sleeve 8 presses in the axial direction. One end of the tube 12, which surrounds the torsion bar 9, is also mounted on the sleeve 8.
At the end of the tube 12, two inclined surfaces 13 are provided on the circumference, on which the associated mating surfaces 14 of the switching claws 15 of the switching sleeve 10 rest. Stop surfaces 16, which run parallel to the axis of rotation of the sleeve 8, adjoin the inclined surfaces 13 on the circumference of the tube 12 and the mating surfaces 14 on the switching claws 15. The rotatably mounted actuating lever 18 engages in the circumferential groove 17 of the switching sleeve 10.
The ends of the torsion bar 9 and the tube 12 facing away from the device for detecting the torque are connected to one another in a rotationally fixed manner and are in drive connection with the screw head 20 via the switchable direction change gear 19.
The setting lever 21 is connected non-rotatably to the actuating lever 18 and can be connected to the switching segment 23 in various relative positions by means of the screw 22, the screw 22 reaching through the annular segment-shaped slot 24 in the switching segment 23. Markings for the torque to be set are provided along the slot 24. The outer edge of the switching segment 23 has a trigger edge 25. As soon as the roller 26 on the lever 27 of the auxiliary switch 28 hits the triggering flank 25 when the switching segment 23 is rotated, the auxiliary switch 28 is closed against the force of the switching spring 29.
The alternating current generated by the alternator 2 is converted by the rectifier 30 into direct current which, when the main switch 31 is closed, keeps the magnetic coupling 6 in the switched-on state. Closing the auxiliary switch 28 when the set torque is reached opens the main switch 31 and thus disconnects the magnetic coupling 6, whereupon the auxiliary switch 28 is opened again by the switching spring 29 as a result of the switching segment 23 being turned back. The auxiliary switch 28 can be made ineffective with regard to the opening of the main switch 31 by manually opening the additional switch 32, since this is in the tripping path between the auxiliary switch 28 and the main switch 31. In addition, a manually operable push-button switch 33 is provided, by actuating the main switch 31 can be opened and closed.
The main switch 31, designed as a step switch, is switched by the individual impulses coming from the auxiliary switch 28 or the push-button switch 33, whereby the closing of the main switch 31 is always effected by the push-button switch 33 and the opening of the main switch 31 either by the auxiliary switch 28 or the push-button switch 33 becomes.