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Die Erfindung bezieht sich auf einen
Hydraulikschrauber mit einem hydraulisch angetriebenen Ratschenhebel,
der ein Zahnrad antreibt.
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Derartige Hydraulikschrauber werden
insbesondere zum Anziehen bzw. zum Lösen von mit Gewinde versehenen
Verbindungselementen eingesetzt, wie beispielsweise Bolzen, Schrauben
oder Müttern.
Bekannte Hydraulikschrauber weisen hierzu einen hydraulisch angetriebenen
Ratschenhebel auf, der abwechselnd einen hydraulisch erzeugten Arbeitshub
und in entgegengesetzter Richtung einen Rückhub ausführt. Von dem Ratschenhebel
wird während
jedes Arbeitshubes ein Zahnrad in Antriebsrichtung angetrieben.
Während
seines Rückhubes rutscht
der Ratschenhebel aus der Verzahnung des Zahnrades heraus und zurück in seine Arbeitshub-Ausgangsposition.
Durch die Reibkräfte
zwischen dem Ratschenhebel und dem Zahnrad kann das Zahnrad während des
Rückhubes
ebenfalls mit zurückgedreht
werden. Beim Verschrauben langer Verbindungselemente wirken auch
die in dem Verbindungselement auftretenden Torsionskräfte in Rückdrehrichtung,
so dass der effektive Arbeitshub mit zunehmender Einschraubtiefe
des Verbindungselementes immer kleiner wird. Aus DE-A-29 16 497
ist ein Hydraulikschrauber mit einer Rückdrehsperre bekannt, bei der
das Zahnrad und der Ratschenhebel sägezahnförmig ausgebildet sind, und
eine Rückdrehsperre
als einfache Sperrklinke ausgebildet ist, die ein Rückdrehen
des Zahnrades weitgehend verhindert. Das Zahnrad ist grob verzahnt,
so dass die Teilung der Rückdrehsperre
bei mehr als 20° liegt.
Im ungünstigsten
Fall kann das Zahnrad daher während des
Rückhubes
des Ratschenhebels um 19° zurückdrehen,
so dass der Hydraulikschrauber bei kleinen Arbeitshüben ggf.
auf der Stelle tritt. Um dies zu vermeiden, kann das Zahnrad feiner
verzahnt werden, so dass sich eine kleinere Teilung ergibt. Durch
die damit verbundene Verkleinerung der Zähne des Zahnrades wird jedoch
die mechanische Festigkeit eines Zahnes des Zahnrades und damit
die maximal übertragbaren
Sperrkräfte
verringert.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen
Hydraulikschrauber mit einer Rückdrehsperre
zu schaffen, die auch bei einer kleinen Teilung hohe Rückdrehkräfte aufnehmen
kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den
Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Gemäß Patentanspruch 1 weist die
Rückdrehsperre
mindestens zwei Sperrzähne
auf, die während
des Rückhubes
in die Verzahnung des Zahnrades eingreifen. Die Rückdrehkräfte des
Zahnrades verteilen sich also auf jeweils mindestens zwei Zähne des
Zahnrades bzw. zwei Zähne
der Rückdrehsperre.
Alle Sperrzähne
greifen während
des Rückhubes
formschlüssig
in die Zahnrad-Verzahnung
ein. Hierdurch werden die auf die Zahnradzähne bzw. die Sperrzähne jeweils
wirkenden Schubkräfte
und Drehmomente auf mindestens die Hälfte reduziert. Dies erst ermöglicht eine
feinere Verzahnung des Zahnrades und der Rückdrehsperre, so dass das Rückdrehen
des Zahnrades während
eines Rückhubes
des Ratschenhebels auf Rückdrehwinkel erheblich
von weniger als 20° reduziert
werden können.
Hierdurch wird auch bei weit eingeschraubten langen Verbindungselementen
ein gleichbleibend hoher effektiver Drehwinkel des Zahnrades in
Antriebsrichtung sichergestellt.
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Grundsätzlich muss die Rückdrehsperre nicht
in das durch den Ratschenhebel angetriebene Zahnrad eingreifen,
sondern kann auch in ein separates Zahnrad eingreifen. Diese Lösung bietet
sich jedoch nur an, wenn hierfür
besondere Gründe
vorliegen, da der Konstruktions- und Herstellungsaufwand hierfür deutlich
höher ist.
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Vorzugsweise ist die Rückdrehsperre
als schwenkbare und starre Sperrklinke ausgebildet. Die Sperrklinke
ist durch ein Federelement mit ihren Sperrzähnen in Richtung auf das Zahnrad
vorgespannt. Hierdurch wird eine Rückdrehsperre realisiert, die
sich nicht selbsttätig
aus ihrer Sperrposition lösen
kann.
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Die Zahnradzähne und die Sperrzähne sind derart
geformt und die schwenkbare Sperrklinke in einem Winkel zu dem Zahnrad
derart angeordnet, dass bei Eingriff der Sperrzähne in die Zahnradverzahnung
die Sperrzähne
nicht aus der Verzahnung herausgleiten können.
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Vorzugsweise sind die Zahnradzähne und die
Sperrzähne
gleich miteinander ausgebildet, so dass die Verzahnung einfach herstellbar
ist.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung sind
die Zahnradzähne
und die Sperrzähne
symmetrisch und hinterschneidungsfrei ausgebildet. Hierdurch ist
die Herstellung der Verzahnungen vereinfacht und ein Betrieb in
beiden Drehrichtungen möglich.
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Vorzugsweise weist die Sperrklinke
drei Sperrzähne
auf. Auf diese Weise werden die zu übertragenden Sperrkräfte auf
drei Zahnradzähne
bzw. auf drei Sperrzähne
verteilt, so dass jeder Zahn des Zahnrades bzw. der Rückdrehsperre
jeweils nur ungefähr
ein Drittel der auftretenden Rückdrehkräfte aufnehmen
muss. Hierdurch wird eine hohe Sicherheit gegen Verformung oder
Zerstörung
der Zahnradzähne
bzw. der Sperrzähne
bewirkt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung sind
die Zahnradzähne
und die Sperrzähne
jeweils trapezförmig
ausgebildet.
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Vorzugsweise weist das Zahnrad eine
Verzahnung auf, bei der das Modul M der Zahnradzähne und der Sperrzähne kleiner
als 2,0 ist.
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Vorzugsweise weisen das Zahnrad und
die Rückdrehsperre
eine Teilung von weniger als 10° auf. Dies
bedeutet, dass das Zahnrad auf einen Drehwinkel von 20° mindestens
zwei Zahnradzähne
aufweist. Hierdurch wird eine Feinheit der Verzahnung realisiert,
die auch bei kleinen Arbeitshüben
des Ratschenhebels den Rückdrehwinkel
im Verhältnis
zum Arbeitshubwinkel nicht zu groß werden lässt.
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Im folgenden wird unter Bezugnahme
auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel
näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 einen
erfindungsgemäßen Hydraulikschrauber
mit Rückdrehsperre
während
eines Arbeitshubes und
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2 den
Hydraulikschrauber der 1 während eines
Rückhubes.
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In den 1 und 2 ist ein Hydraulikschrauber 10 mit
einem Gehäuse 11 dargestellt,
der zum Verschrauben von Verbindungselementen, wie Muttern, Bolzen
oder Schrauben verwendet wird. Der Hydraulikschrauber 10 besteht
im wesentlich aus einer hydraulischen Antriebseinheit 12 mit
einem Hydraulikkolben 14, durch den über eine Kolbenstange 16 ein
Ratschenhebel 18 angetrieben wird, der wiederum ein Zahnrad 20 in
eine Antriebsrichtung antreibt. Das Zahnrad 20 wiederum
ist ggf. unter Zwischenschaltung entsprechender Werkzeuge mit dem
festzuziehenden bzw. zu lösenden
Verbindungselement verbunden. Ferner ist eine Rückdrehsperre 22 vorgesehen,
die ein Rückdrehen
des Zahnrades 20 während
eines Rückhubes
des Ratschenhebels 18 blockiert, wie in 2 dargestellt.
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Der Ratschenhebel 18 weist
ein Eingriffselement 24 auf, das mit seinen Zähnen während eines Arbeitshubes
des Ratschenhebels 18 in Eingriff mit den Zähnen 32 der
Verzahnung 30 des Zahnrades 20 steht.
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Die Rückdrehsperre 22 wird
gebildet von einer schwenkbar an dem Hydraulikschrauber-Gehäuse 11 befestigten
Sperrklinke 40, die an ihrem Klinkenkopf drei Sperrzähne 42 aufweist.
Die Sperrklinke wird durch ein Federelement 44 in Richtung
auf das Zahnrad 20 vorgespannt.
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Das Zahnrad 20 ist feinverzahnt,
d. h., die durch die Anzahl der Zahnradzähne 32 bestimmte Teilung
beträgt
weniger als 10°.
Die Zahnradzähne 32 weisen
ein Modul M von weniger als 2,0 auf. Die Zahnradzähne 32 sind
im Querschnitt ungefähr
trapezförmig,
symmetrisch und frei von Hinterschneidungen ausgebildet.
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Die Sperrzähne 42 der Rückdrehsperre 22 sind
gleich zu den Zahnradzähnen 32 ausgebildet. Auch
die Zähne 25 des
Eingriffselementes 24 sind in gleicher Weise wie die Zahnradzähne 32 ausgebildet,
können
aber auch jeweils komplementär
zu den gegenüberliegenden
Verzahnungen ausgeformt sein.
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Während
eines in der 1 dargestellten
Arbeitshubes des Kolbens 14 (nach links) wird der Ratschenhebel 18 über die
Kolbenstange 16 ebenfalls nach links bewegt. Während des
Arbeitshubes sind die Zähne 25 des
Eingriffselementes 24 in festem Eingriff mit den Zahnradzähnen 32 des
Zahnrades 20 und drehen dieses in Antriebsrichtung mit.
Hierdurch wird das mit dem Zahnrad 20 verbundene entsprechende
Verbindungselement mitdreht. Während
des Arbeitshubes gleiten die Sperrzähne 42 der Sperrklinke 40 auf
den Zahnradzähnen 32,
so dass diese nicht in Eingriff miteinander stehen. Während des
anschließenden
in 2 dargestellten Rückhubes
greifen die Sperrzähne 42 in
die Zahnradzähne 32 des Zahnrades 20 ein
und blockieren dieses gegen ein Rückdrehen entgegen der Antriebsrichtung.
Während
des Rückhubes
befinden sich die Zähne 25 des Eingriffselementes 24 nicht
in Eingriff mit den Zahnradzähnen 32,
so dass das Eingriffselement 24 in Rückdrehrichtung über das
Zahnrad 20 zurückgleitet.
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Durch die feine Verzahnung des Zahnrades 20 und
der Rückdrehsperre 22 wird
eine feine Teilung der Rückdrehsperr-Mechanik realisiert.
Durch das Vorsehen mehrerer Sperrzähne an der Sperrklinke 40 der
Rückdrehsperre 22 wird
gleichzeitig sichergestellt, dass die ggf. hohen Rückdrehkräfte auf
mehrere Zähne 42,32 der
Sperrklinke 40 bzw. des Zahnrades 20 verteilt
werden. Hierdurch werden die entsprechenden Schubkräfte und
Drehmomente auf mehrere Zähne
gleich verteilt, so dass die Gefahr von Verformungen und Zerstörungen der
Zähne nicht
besteht.