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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Lagerung eines drehbaren
Elements in einem Gehäuse,
insbesondere eine Vorrichtung zur Lagerung eines Ratschen- oder
Klinkenrads in dem Gehäuse
eines hydraulischen Drehmomentschraubers.
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Bei
Drehmomentschraubern, sogenannten Kraftschraubern, wird das Ratschen-
oder Klinkenrad von einer hydraulischen Kolben-Zylindereinheit über einen
Antriebshebel in eine drehende Bewegung versetzt, um Schrauben anzuziehen
oder zu lösen.
Bei den hierbei aufzubringenden sehr großen Drehmomenten entsteht eine
sehr hohe Lagerbelastung des Ratschen- oder Klinkenrades. Aus Anwendungsgründen ist
es wünschenswert,
den sogenannten Kopfradius des hydraulischen Drehmomentschraubers
so klein wie möglich
halten. Dies steht allerdings einer ausreichenden Lagerwandstärke und
Befestiungsmöglichkeit
der Lager im Schraubergehäuse entgegen.
Als Kopfradius wird dabei die radiale Erstreckung des Schraubers
ausgehend von der Drehachse verstanden.
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Um
diesen Problemen begegnen, ist es, wie in 2 schematisch im Schnitt dargestellt,
bekannt, das Ratschen- oder Klinkenrad lediglich durch einen Antriebsvierkant 9 und
ein Gegenlager in dem Gehäuse 14, 14' des Drehmomentschraubers – ohne zusätzliche
Lager – anzuordnen.
In diesem Falle drehen sich der Antriebsvierkant und das Gegenlager
direkt in einer Gehäusebohrung 11, 11'. Eine solche Anordnung
führt bei
fehlender Schmierung und hohem Lagerdruck sehr schnell zu einem
vorzeitigen Verschleiß der
Lagerbohrungen und damit zu großen Reparaturkosten.
Da das Ratschen- oder Klinkenrad ohne eigene Lagerflächen nur
mittels des Antriebsvierkantes geführt wird und ein hydraulischer
Drehmomentschrauber durch das Abstützen der Reaktionskräfte während des
Schraubvorganges sehr großen
Verwindungskräften
ausgesetzt ist, wird auch das ohne separate Lagerung gelagerte Ratschen- oder
Klinkenrad diesen Verwindungskräften
unterworfen, wodurch die Krafteinleitung in die Ratschenverzahnung
nicht mehr planparallel, sondern einseitig erfolgt. Ein frühzeitiger
Ausfall des Drehmomentschraubers ist in diesem Falle zu erwarten.
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Darüber hinaus
sind – wie
in 3 schematisch im
Schnitt dargestellt – Ausführungsformen
bekannt, bei denen Lager 21, 22 direkt in Lagerbohrungen 11, 11' im Gehäuse des
Drehmomentschraubers eingepreßt
werden und mittels eines am Lager angeordneten Bundes 23, 24 gegen
ein Herausfallen nach außen
gesichert werden. Damit ist zwar die Verschleißsituation verbessert, jedoch
nicht die Führung und
Lagerung des Ratschen- oder Klinkenrades, da auch diese Ausführungsform
keine eigenen Lagerflächen
am Ratschen- oder Klinkenrad aufweisen und deshalb bei auftretenden
Verwindungskräften
einer einseitigen, nicht planparallelen Krafteinleitung ausgesetzt
sind. Eine solche Befestigung der Lager weist ferner den Nachteil
auf, daß bei
einem Defekt eines Lagers die Demontage des Lagers nur mit großem Aufwand
und insbesondere nicht schnell möglich
ist. Darüber
hinaus ist auch die Montage des Lagers umständlich.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Lagerung
eines auch hohen Drehmomenten ausgesetzten drehbaren Elements in einem
Gehäuse,
insbesondere eine Vorrichtung zur Lagerung eines Ratschen- oder
Klinkenrads in dem Gehäuse
eines Drehmomentschraubers zu vermitteln, welche die vorstehenden
Nachteile beseitigt und die bei einfachem Aufbau eine optimale Lagerung
ermöglicht.
Die Lagerelemente sollen dabei auf möglichst einfache Weise montiert
werden können
und im Falle eines Defekts, bei Verschleiß oder dergleichen, auf technisch
einfache Weise ausgetauscht werden können.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Lagerung eines drehbaren
Elements mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteile der
Erfindung
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Durch
die dünnwandigen
Lagerringe, welche in an sie angepaßte Bohrungen in dem Gehäuse einsetzbar
sind und mittels federnder Sicherungsmittel in diesen gehalten werden,
wird bei kleiner radialer Erstreckung, bei Einsatz in einem Hydraulikschrauber
also bei engem Kopfradius, eine optimale Lagerung der Lagerflächen des
Ratschen- oder Klinkenrads realisiert. Die Lagerringe sind gleichzeitig
auf einfache Weise zu montieren und demontieren.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen und Ausführungsformen
der Vorrichtung zur Lagerung eines drehbaren Elements sind Gegenstand
der auf Anspruch 1 rückbezogenen
Unteransprüche.
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So
sieht beispielsweise eine vorteilhafte Ausführungsform vor, daß die federnden
Sicherungsmittel Sicherungsringe sind, die im montierten Zustand
etwa zu gleichen Teilen in einer in den Lagerringen angeordneten
ersten Nut und in einer zweiten Nut positioniert sind, die in einer
die Lagerringe aufnehmenden, in dem Gehäuse angeordneten Lageraufnahme
der ersten Nut gegenüberliegend
angeordnet ist. Durch die Anordnung des Sicherungsrings jeweils
etwa zur Hälfte
gleichzeitig in zwei sich gegenüberliegenden
Nuten wird eine sehr einfache und schnell herzustellende Befestigungsmöglichkeit
der Lagerringe ermöglicht
und so bei einem Verschleiß der
Lagerringe eine schnelle Demontage erreicht.
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Der
Sicherungsring übt
eine radial nach außen
oder alternativ auch radial nach innen wirkende Federkraft aus.
Aufgrund dieser Federkraft und der dadurch hervorgerufenen Vorspannung
wird der Sicherungsring zur leichten Montage und Demontage des Lagerrings
in der Lageraufnahme in eine der beiden Nuten gedrückt. Der
Lagerring kann so in die Lageraufnahme eingesetzt oder aus dieser
entnommen werden.
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Zur
Fixierung des Sicherungsrings ist wenigstens ein lösbares Fixiermittel
vorgesehen, welches den Sicherungsring entgegen seiner Federkraft in
einer Blockierposition in beiden Nuten fixiert.
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Dieses
lösbare
Fixiermittel wird bei einer vorteilhaften Ausführungsform durch wenigstens
eine von außerhalb
eindrehbare Schraube realisiert, die im eingedrehten Zustand eine
radial wirkende Druckkraft auf den Sicherungsring ausübt. Durch
Eindrehen und Ausdrehen der Schraube kann so eine schnelle Montage
oder Demontage der Lagerringe in den Lageraufnahmen durchgeführt werden.
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Zeichnung
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Weitere
Vorteile und Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden
Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels
der Erfindung. In der Zeichnung zeigen:
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1 schnittbildlich
eine von der Erfindung Gebrauch machende Vorrichtung zur Lagerung
eines drehbaren Ratschen- oder Klinkenrads in dem Gehäuse eines
Drehmomentschraubers;
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2 eine
aus dem Stand der Technik bekannte Lagerung eines drehbaren Ratschen-
oder Klinkenrads in dem Gehäuse
eines Drehmomentschraubers und
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3 eine
weitere aus dem Stand der Technik bekannte Lagerung eines drehbaren
Ratschen- oder Klinkenrads in dem Gehäuse eines Drehmomentschraubers.
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Beschreibung
eines Ausführungsbeispiels
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Ein
in
1 dargestelltes Ratschen- oder Klinkenrad
3 ist
in einem Gehäuse
1 eines
Drehmomentschraubers angeordnet. In die Verzahnung des Ratschen-
oder Klinkenrads greift ein Antriebselement
15 einer hydraulischen
Kolben-Zylindereinheit (nicht dargestellt) ein, wobei eine hin-
und hergehende Bewegung der hydraulischen Kolben-Zylindereinheit
eine Drehbewegung des Ratschen- oder Klinkenrads
3 hervorruft.
In bezug auf den Übertragungsmechanismus
Klinke/Klinkenrad wird hier auf die
DE 35 14 381 A1 verwiesen.
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Der
radiale Abstand R von der Drehachse zur äußeren Begrenzung des Gehäuses 1 wird
als Kopfradius bezeichnet. Dieser Kopfradius R soll im Hinblick
auf eine möglichst
optimale Anwendung des Drehmomentschraubers sehr klein sein.
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Das
Ratschen- oder Klinkenrad ist einstückig ausgeführt und weist Lagerflächen 12, 12' auf, die in nachfolgend
beschriebenen Lagerringen 2, 4 geführt sind.
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Ein
erster Lagerring 2 mit einem Bund wird von Innen in die
Gehäusebohrung 11 gepreßt, wobei der
Bund an einer Lageraufnahme 14 des Gehäuses an liegt und so dessen
Position sichert. Der Bund dient gleichzeitig als Anlauffläche für das Ratschen- oder
Klinkenrad 3.
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In
einer Nut 5, die in eine Bohrung 11' einer weiteren Lageraufnahme 14' des Gehäuses eingebracht
ist, ist ein radial nach außen
federnder Sicherungsring 6 angeordnet. Der zweite Lagerring 4 wird nun
von außerhalb
(in der Figur von rechts) in die Gehäusebohrung 11' geschoben.
Er weist an seiner äußeren Umfangsfläche ebenfalls
eine Nut 7 auf, die im montierten Zustand des Lagerrings 4 der
Nut 5 gegenüberliegt
und so einen Aufnahmeringraum für den
Sicherungsring 6 bildet. Der Sicherungsring 6 wird
durch Fixiermittel in Form von Schrauben 8 fixiert, welche
den federnden Sicherungsring 6 gegen den Nutgrund der Nut 7 in
dem Lagerring 4 drücken und
so den Lagerring 4 in dem Gehäuse halten. In dieser Position
ist der Sicherungsring 6 sowohl in der ersten Nut 5 als
auch in der zweiten Nut 7 – je etwa zur Hälfte – angeordnet.
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Zur
Demontage werden die Schrauben 8 gelöst, der Sicherungsring 6 federt
aufgrund seiner nach außen
wirkenden Federkraft in die Nut 5 hinein und der Lagerring 4 kann
auf diese Weise einfach demontiert werden.
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Das
Ratschen- oder Klinkenrad 3 trägt einen Vierkant 9,
der durch eine Fixierung 10 in einer Mitnahmeverzahnung 13 des
Ratschen- oder Klinkenrads wechselseitig links- oder rechtsdrehend
in Position gehalten wird. Das einstückige Ratschen- oder Klinkenrad
wird während
des Schraubvorgangs in den dünnwandigen
Lagern 2 und 4 gelagert. Diese Lagerung durch
die Lagerringe 2, 4 verbessert die Einsatzmöglichkeit
des Drehmomentschraubers wesentlich, wobei der radiale Abstand R
das Maß der
an sich bekannten Ausführungen
nicht überschreitet. Durch
diese Lagerung kann der Drehmomentschrauber auch zum Aufbringen
sehr hoher Drehmomente eingesetzt werden. Auch die Beschädigung der
Verzahnung des Ratschen- oder Klinkenrads durch Torsionseffekte
des Schraubergehäuses
und dergleichen wird durch diese Lagerung erheblich reduziert.
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Die
vorbeschriebene Erfindung wurde anhand der Lagerung eines Ratschen- oder Klinkenrads
in einem Drehmonentschrauber erläutert.
Es versteht sich jedoch, daß die
Erfindung nicht auf die sehr vorteilhafte, da platzsparende Lagerung
eines Ratschen- oder Klinkenrads beschränkt ist, sondern vielmehr auch
beispielsweise zum drehbaren Befestigen von Hydraulikanschlüssen im
Gehäuse
eines derartigen Hydraulikschraubers oder bei anderen technischen
Vorrichtungen zur Anwendung gelangen kann.