DD219143A1 - Tragbarer kraftangetriebener schrauber mit drehmomentanzeige - Google Patents

Abstract

Inhalt der Erfindung ist ein tragbarer kraftangetriebener Schrauber mit Drehmomentanzeige, der die direkte Messung und Anzeige auftretender Schraubenanzugsdrehmomente gewaehrleistet. Durch seine kompakte Bauform und geraeteintegrierte Drehmomentanzeige ist der Schrauber besonders fuer den manuellen und transportablen Einsatz geeignet und zeichnet sich durch einen relativ einfachen Aufbau aus. Entsprechend der Antriebsart ist er gleichermassen fuer einen elektrischen, pneumatischen und hydraulischen Antrieb anwendbar. Durch die Kombination der stufenlos einstellbaren Kugelrastkupplung und der Drehmomentanzeige kann das eingestellte Drehmoment der Kugelrastkupplung waehrend des Arbeitsprozesses laufend kontrolliert und gegebenenfalls korrigiert werden. Gleichzeitig kann der Messbereich der Drehmomentanzeige und eine eventuelle Nacheichung durch eine Veraenderung der Vorspannung der Klauenkupplung stufenlos erfolgen. Der Anwendungsbereich des Schraubers liegt vor allem im Bereich der manuellen, drehmomentgenauen Verschraubung von Bauteilen, wobei ein nachtraegliches Kontrollieren des Anzugsdrehmomentes nicht mehr noetig ist.

Description

Titel der Erfindung

Tragbarer kraftangetriebener Schrauber mit Drehmomentanzeige -

Anwendungsgebiet der Erfindung

Q5 Die Erfindung betrifft einen tragbaren kraftangetriebenen Schrauber mit Drehmomentanzeige zum Anziehen oder Lösen von Schrauben oder Muttern. Der Schrauber ist bei Verwendung entsprechender Adapter für alle üblichen Schrauben und Muttern, die von einem Handgerät angezogen oder gelöst werden können, anwendbar, wobei das auftretende Schraubenanzugsdrehmoment von einer im Schrauber integrierten Anzeige sofort sichtbar gemacht wird.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bekannt sind verschiedene Schraubgeräte mit einer Begrenzung und Anzeige des Drehmomentes. So wird in der Patentschrift DE 3212038 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum selbsttätigen Anziehen von mit Gewinde versehenen Befestigungsmitteln dargestellt, wobei ein Mikrocomputer zur Messung des Drehmomentes und der Drehwinkelstellung eingesetzt wird. In der Patentschrift DE 2930430 wird ein Verfahren und eine Einrichtung beschrieben, die zur Kontrolle des Einschraubens eines Gewindeelementes mittels eines

28.GKT.1983*125569

motorgetriebenen Werkzeuges beim Einschrauben-die Umdrehungen pro Zeiteinheit mißt, daraus eine Umdrehungs-Zeit-Funktion ableitet und mit einer Referenzfunktion vergleicht. Weiterhin ist aus der Patentschrift DE 3018938 eine Handwerksmaschine bekannt, die zur Abmessung des Drehmomentes Dehnmeßstreifen verwendet. In der Patentschrift DE 2932693 wird eine fahrbare Schraubmaschine für Schieienbef estigungsmi ttel beschrieben, bei der über ein hydraulisches Überdruckventil das gewünschte Drehmoment begrenzt werden kann und an einem hydraulischen Ahzeigege-

rät ablesbar ist.

Außerdem ist aus der Patentschrift DE 2731090 ein Drehmoment-Schrauber bekannt, dessen Drehmoment-Meßeinrichtung aus einem Getriebeelement mit einer schwenkbaren Zwischenwelle besteht, deren Schwenkung gegen die Kraft einer zur Druckmeßeinrichtung gehörenden Feder arbeitet.

Die Patentschrift DE 2648588 beschreibt ein Werkzeug zum "Festziehen, Lösen und Verstellen von Schrauben und Muttern, dessen Motor ein Umsteuerorgan besitzt, so daß die Schrauberwelle bei'niedrigen Drehmomenten mit niedrigen Drehzahlen angetrieben wird und dabei ein hin und her schwingender Hebelarm mit eingebauter Meßuhr das erzeugte Drehmoment ablesbar macht.

Letztlich ist aus der Patentschrift DE 2637954 eine Schraubmaschine mit Drehmoment-Meßvorrichtung bekannt, deren

!Schraubspindel mit einem Zahnprofil formschlüssig mit dem krafteinleitenden Flansch verbunden ist, der wiederum über ein drehelastisches Zwischenteil mit dem Arbeitsflansch kraftschlüssig, jedoch gegeneinander drehbar, verbunden ist. Die auftretende relative Drehbewegung wird durch einen korrespondierenden Ring mit Meßmarken meßbar gemacht.

Diese bekannten technischen Lösungen haben die Nachteile, daß sie zum Teil einen hohen technischen Aufwand durch . komplizierte elektronische Bauteile und gleichzeitig aufwendige Auswertgeräte verlangen, die Anwendung auf hydraulische bzw. pneumatische Schrauber begrenzt ist, teilweise eine große Baugröße aufweisen und damit zur manuellen Handhabung ungeeignet sind und oftmals einen komplizierten mechanischen Aufbau aufweisen und dadurch einen hohen Fertigungsaufwand benötigen.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, einen tragbaren kraftangetriebenen Schrauber mit Drehmomentanzeige zu entwickeln, der die direkte Messung und Anzeige auftretender Schraubenanzugsmomente gewährleistet. Durch eine kompakte Bauform und geräteintegrierte Dre'hmomentanzeige soll das Gerät besonders für einen manuellen und transportablen Einsatz geeignet sein, durch einen einfachen mechanischen Aufbau einen geringen Fertiguhgsaufwand erfordern und unabhängig von der Antriebsart für elektrische, pneumatische und hydraulische Antriebe gleich anwendbar sein.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen tragbaren kraftangetriebenen Schrauber mit Drehmomentanzeige zu entwickeln, der für einen manuellen und transportablen Einsatz geeignet ist, einen einfachen mechanischen Aufbau aufweist und gleichermaßen für elektrische, pneumatische und hydraulische Antriebe anwendbar ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in einem zwei- oder mehrteiligen, miteinander koaxial verschraubbaren Gehäuse eine Antriebs-, Zwischen- und Ab-

triebswelle gelagert ist. Abtriebsseitig ist die Abtriebswelle so ausgebildet, daß verschiedene Schraubadapter aufgenommen werden können. Zwischen der Abtriebswelle und der Zwischenwelle ist eine Klauenkupplung angeordnet, deren Klauen in Achsrichtung angeschrägt sind, so daß bei Übertragung eines Drehmomentes eine Kraft in axialer Richtung wirkt. Die Kupplungshälfte auf der Abtriebswelle ist fest angeflanscht. Die Kupplungshälfte auf der-Zwischenwelle ist auf dieser axial verschiebbar und stützt sich über ein Axiallager,, einen Lagerring und über eine Druckfeder gegen einen axial verstellbaren Druckring ab. Im Lagerring ist ein Stellbolzen angebracht, der durch das Gehäuse des. Schraubers auf ein Hebelsystem wirkt, welches einen Schleppzeiger zur Anzeige des Drehmomentes antreibt. Zur Eichung der Drehmomentanzeige bzw. zur Veränderung des Drehmomentmeßbereiches kann die Vorspannung der Druckfeder, die auf die bewegliche Kupplungshälfte wirkt, durch einen Stellring aaf dem Gehäuse stufenlos eingestellt werden. Die Übertragung der Drehbewegung von der Antriebswelle auf die Zwischenwelle erfolgt über eine drehmomenteinstellbare Kugelrastkupplung derart, daß von einer Stellmutter auf dem Gehäuse über Druckbolzen, Druckring und Druckfeder die Vorspannung der Rastscheibe der Kugelrastkupplung stufenlos eingestellt werden kann und damit das kupplungsöffnen- de Drehmoment verändert wird. Durch die geräteintegrierte , Kombination der stufenlos einstellbaren Kugelrastkupplung und der Drehmomentanzeige kann das eingestellte Drehmoment der Kugelrastkupplung während des Arbeitsprozesses laufend kontrolliert und gegebenenfalls korrigiert werden. Ein zusätzliches Drehmomenteinstellgerät ist nach einer einmaligen Eichung des Schraubers dadurch nicht mehr erforderlich.

Während des Einschraubvorganges einer Schraube oder Mutter wird die Drehbewegung des Antriebsmotors über die Antriebswelle, die vorgespannte Kugelrastkupplung auf die Zwischen-

welle, weitergeleitet und dort durch die Klauenkupplung auf die Abtriebswelle übertragen. Das dabei von der Schraube ausgehende Reaktionsdrehmoment wirkt über Schraubadapter und Abtriebswelle auf die Klauenkupplung.

Durch die schräg ausgebildeten Klauen der Klauenkupplung wirkt proportional dem anliegenden Reaktionsdrehmoment ein Kraftvektor in axialer Richtung und verschiebt die bewegliche Kupplungshälfte auf dem Keilwellenflansch der Zwischenwelle entgegen der vorgespannten Druckfeder. Die dabei auftretende Verschiebung ist ein Maß für das anliegende Reaktionsdrehmoment und wird über ein Hebelsystem auf einen Schleppzeiger übertragen. Es ist hierbei günstig, einen Schleppzeiger zu verwenden, da nach Beendigung des Einschraubvorganges immer das maximal aufgetretene Drehmoment abgelesen werden kann, auch dann, wenn nicht das Abschaltdrehmoment der Kugelrastkupplung erreicht worden ist. Durch eine geeignete Vorrichtung kann beim Beginn des nächsten Schraubvorganges der Schleppzeiger auf die Nullstellung zurückgestellt werden.

Ausführungsbeispiel

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 - ein erfindungsgemäß ausgeführter tragbarer kraftangetriebener Schrauber mit Drehmomentan

zeige im Längsschnitt <

ι Im einzelnen wurde der erfindungsgemäße tragbare kraftangetriebene Schrauber mit Drehmomentanzeige entsprechend Fig. 1 folgendermaßen ausgeführt: Die Antriebswelle 1 wird im Gehäuseteil 2 durch ein Radialrillenkugellager 3

radial gelagert und in diesem durch einen Sicherungsring 4 im Gehäuse und einem Sicherungsring 5 auf der Welle gesichert. Das abtriebsseitige Ende der Antriebswelle .1 ist als Keilwellenzapfen 6 ausgebildet/ auf der axial beweglieh die Rastscheibe 7 der Kugelrastkupplung angeordnet ist. Die Rastscheibe 7 ist auf einem Teilkreis in gleichen Abständen mit mindestens drei halbkugelförmigen Kugelkalotten 8 versehen, in denen die Rastkugeln 9 der Kugelrastkupplung eingreifen. Die Zwischenwelle 10 ist an der der Antriebs-

IQ welle 1 zugewandten Planfläche in gleicher Weise mit halbkugelförmigen Kugelkalptten 11 versehen, in die die Rastkugeln 9 eingreifen. Zwischen Rastscheibe 7 und der Zwi^schenwelle 10 ist eine Führungsscheibe 12 angeordnet, in der die Rastkugeln 9 der Kugelrastkupplung geführt werden. Durch eine Stellmutter 13 auf dem antriebsseitigen Gehäuseteil 2 kann über einen Zwischenring 14, mindestens zwei Druckbolzen 15, einen Druckring 16 und einer·Schraubendruckfeder 17 das zu übertragende Grenzdrehmoment der Kugelrastkupplung stufenlos eingestellt werden. Die Zwischenwelle 10 wird ; durch ein Radialrillenkugellager 18 in Gehäuseteil 2 radial gelagert und in diesem durch einen Sicherungsring 19 und auf der Zwischenwelle durch einen Sicherungsring 20 gesichert. Das abtriebsseitige Ende der Zwischenwelle 10 ist als Keilwellenzapfen 21 ausgebildet, auf der axial beweglieh die antriebsseitige Kupplungshälfte 22 der Klauenkupplung angeordnet ist. Die Kupplungshälfte 22 ist mit mindestens drei abgeschrägten Kupplungsklauen 23 versehen, die spielfrei in die abtriebsseitige Kupplungshälfte 24 der Klauenkupplung eingreift. Die antriebsseitige Kupplungshälfte 22 stützt sich über ein Axiallager 25, einen Lagerring 26 und eine Druckfeder 27 gegen einen Druckring 28 ab.,Durch eine Stellmutter 29 auf dem antriebsseitigen Gehäuseteil 2 kann die Vorspannung der Druckfeder 27 über einen Stellring 30, mindestens zwei Druckbolzen 31 und dem Druckring 28 stufenlos verändert werden, um damit eine

Eichung der Drehmomentanzeige bzw. eine Veränderung des Meßbereiches zu erreichen. Im Lagerring 26 ist ein Stellbolzen 32 befestigt/ der bei axialer Verschiebung der antriebsseitigen Kupplungshälfte 22 über ein Hebelsystem ^] auf einen Schleppzeiger zur Anzeige des Drehmomentes wirkt.

Die abtriebsseitige Kupplungshälfte 24 ist auf dem antriebsseitigen Wellenzapfen der Abtriebswelle 33 mittels einer Paßfeder 34 verdrehsicher aufgenommen und durch eine Scheibe 35 und eine Sicherungsschraube 36 gesichert. Das abtriebsseitige Gehäuseteil 37 wird durch ein Gewinde mit dem antriebsseitigen Gehäuseteil 2 verschraubt und mit einem Gewindestift 3.8 gesichert. In dem abtriebssei tigen Gehäuseteil 37 erfolgt die Lagerung der Abtriebswelle über zwei Radialrillenkugellager 39 und 40, die durch

15. einen Distanzring 41 auf Abstand gehalten werden. Das " Radialrillenkugellager 39 wird durch einen Sicherungsring 42 im abtriebsseitigen Gehäuseteil 37 axial gesichert. Zur Aufnahme verschiedener Schraubadapter 43 wird die Abtriebswelle abtriebsseitig als Vierkant 44 ausgebildet und vorzugsweise mit einer Kugelrastung versehen. Zur besseren Handhabung kann der Schrauber mit einem Handgriff 45 ausgeführt werden, der auf einem Spannhals des abtriebsseitigen Gehäuseteils 37 befestigt ist.

Claims (6)

1. Erfindungsanspruch

   ν ' . Λ.

   1. Tragbarer kraftangetriebener Schrauber mit Drehmoment-/ anzeige gekennzeichnet dadurch, daß in einem zwei oder mehrteiligen Gehäuse eine mechanische Drehmomentmeß- und Drehmomentanzeigeeinrichtung angeordnet ist und koaxial zur Antriebswelle und Abtriebswelle, zwischen Antriebs- und Zwischenwelle eine drehmomenteinstellbare und drehmomentbegrenzende· Kugelrastkupplung vorgesehen wird.
2. 2. Tragbarer kraftangetriebener Schrauber mit Drehmomente anzeige nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß zwischen Abtriebswelle und Zwischenwelle eine Klauenkupplung angeordnet ist, wobei jeweils mindestens drei gleichmäßig zur Achsrichtung unter einem gleichen Winkel angeschrägte Kupplungsklauen spielfrei ineinandergreifen.
3. 3. Tragbarer kraftangetriebener Schrauber mit Drehmomentanzeige nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Zwischenwelle abtriebsseitig als Keilwelle ausgebildet ist, auf der die antriebsseitige Klauenkupplungshälfte axial verschiebbar gelagert ist und sich über ein Axialrillenkugellager, einen Lagerring, eine Druckfeder gegen einen Druckring abstützt, der,wiederum durch eine Stellmutter auf dem Gehäuse über mindestens zwei Druckbolzen verstellbar angeordnet ist.
4. 4. Tragbarer kraftangetriebener Schrauber mit Drehmomentanzeige nach Punkt 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß im Lagerring ein Stellbolzen befestigt ist, der durch

   ι .

   das Gehäuse in ein Hebelsystem angekoppelt ist, welches in einen Schleppzeiger auf dem Gehäuse eingreift.
5. 5. Tragbarer kraftangetriebener Schrauber mit Drehmomentanzeige nach Punkt 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Antriebswelle abtriebsseitig als Keilwelle ausgebildet ist, wobei auf der Keilwelle eine axialverschiebbare zur Kugelrastkupplung gehörende Rastscheibe angebracht ist, die sich über eine Druckfeder gegen einen Druckring abstützt und der Druckring über mindestens zwei Druckbolzen durch eine Stellmutter auf dem Gehäuse axial verschiebbar gelagert ist.
6. 6. Tragbar kraftangetriebener Schrauber mit Drehmomentanzeige nach Punkt 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß der Schrauber auch als Vorsatzgerät für Bohrmaschinen ausgeführt ist.

   Hierxq 1 Seite Zeichnungen