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Überlastungsschutzkupplung für fahrbare Schraubmaschinen, insbesondere
Schienenschraübmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine Überlastungsschutzkupplung
für fahrbare Schraubmaschinen, insbesondere Schienenschraubmaschinen zum Anziehen
und Lösen von Hakenschraubenmuttern bei Holzschwellen und von Dübelschraubenmuttern
bei Betonschwellen sowie zum Ein- und Ausdrehen von Schwellenschrauben.
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Die allgemeine Aufgabe von Überlastungsschutzkupp:lungen besteht darin,
jeweils nur ein bestimmtes Drehmoment zu übertragen. Dies wird dadurch erreicht,
daß die Kupplungsteile mit einem solchen Druck gegeneinandergepreßt werden, daß
die Reibungskraft zwischen ihnen ausreicht, das gewünschte Drehmoment zu übertragen;
ohne daß ein Schleifen der Teile gegeneinander eintritt. Erst bei Überschreiten
des gewünschten. Drehmomentes erfolgt ein Durchschleifen der Kupplung. Es ist auch
bereits bekannt, das übertragbare Drehmoment dadurch zu verändern, daß der Druck,
mit dem die Teile der Reibungskupplung zusammengepreßt werden, verändert wird, worauf
entsprechend diesem Drehmoment ein früheres bzw. späteres Durchschleifen der Kupplung
eintritt.
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Diese bekannten Überlastungsschutzkupplungen weisen insbesondere bei
der Verwendung in Schraubmaschinen, wie sie im Gleisbau üblich sind, den Nachteil
auf, daß eine Verstellung des- übertragbaren Drehmomentes nur nach dem Gefühl erfolgt,
ohne daß eine genaue Einstellung der Größe des übertragbaren Drehmomentes möglich
ist, sei es nun während des Betriebes oder Stillstandes der Maschine. Dabei tritt
insbesondere beim Anziehen der Dübelschraubenmuttern von Betonschwellen leicht der
Fall ein, daß das gefühlsmäßig. eingestellte, übertragbare Drehmoment der Überlastungsschutzkupplung
zu hoch ist und dadurch die Dübel aus den - Betonschwellen herausgerissen werden;
wodurch die Schwellen unbrauchbar werden.
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Bei Überlastungsschutzkupplungen, wie sie beispielsweise für sogenannteDrehmomentenbegrenzungsschlüssel
zur Anwendung gelangen, ist auch schon vorgeschlagen worden, eine Skala vorzusehen,
auf der das jeweilige eingestellte Drehmoment, bei dem die Kupplung durchzurutschen
beginnt, abgelesen werden kann. Hierbei handelt es sich lediglich um handbetätigte
Werkzeuge, bei denen eine Veränderung des eingestellten Drehmomentes während des
Betriebes nicht erforderlich und auch nicht möglich ist.
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Um die vorgenannten Nachteile zu vermeiden, wird erfindungsgemäß eine
Überlastungsschutzkupplung ; mit während- des Betriebes verstellbarem Drehmoment
für fahrbare Schraubmaschinen, insbesondere Schienenschraubmaschinen, vorgeschlagen,
bei der zur genauen Einstellung des höchstzulässigen Drehmomentes eine parallel
zur Antriebswelle angeordnete Verstellspindel dient, die mittels einer Handhabe
durch ein im Gehäuse festliegendes, flachgängiges Muttergewinde hindurchschraubbar
ist und ein mit ihr fest verbundenes Zahnrad trägt, durch das ein zweites Zahnrad
verdrehbar und dadurch mit einem Innengewinde auf einer die Antriebswelle mit Spiel
umgebenden, mit dem Gehäuse fest verbundenen Außengewindemuffe zur Veränderung der
Vorspannung der die Kupplungshälften zusammenpressenden, die Antriebswelle umgebenden
und mit dieser umlaufenden Federn verschraubbar ist, und daß eine fest auf der V
erstellspindel sitzende Anzeigescheibe an einer auf dem Gehäuse befestigten Skala
den Wert des dem jeweiligen. Verschiebeweg der Verstellsp:indel entsprechenden Drehmomentes
anzeigt. Bei dieser Anordnung soll die Steigung des Gewindes, längs dem sich die
Verstellspindel mit .dem ersten Zahnrad verschiebt, zu der Steigung des Gewindes,
längs dem sich das zweite Zahnrad verschiebt, in einem dem Übersetzungsverhältnis
der beiden Zahnräder entsprechenden Verhältnis stehen. Dadurch wird erreicht, daß
sich beide Zahnräder um den gleichen Weg verschieben und niemals außer Eingriff
kommen, können. Durch die Verschiebung des zweiten Zahnrades längs des Gewindes
auf der Außengewindemuffe wird über eine Flanschbüchse eine mit der Antriebswelle
umlaufende Feder gespannt, die entsprechend dem Federdruck die beiden Kupplungshälften.
_ zusammenpreßt. Mit zunehmendem Anpreßdruck steigt dabei entsprechend das übertragbare
Drehmoment, -und die Kupplung wird erst bei demgemäß höherer Belastung entkuppeln.
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Die erfindungsgemäß ausgebildete Schraubmaschine weist gegenüber den
bisher bekannten Schienenschraubmaschin.
en den Vorteil auf, daß
sich bei geringem baulichem Aufwand auf einfache Weise während des Betriebes das
übertragbare Drehmoment auf beliebige Werte jeweils genau einstellen läßt, wobei
die gesamte Maschine in ihrem Aufbau besonders einfach und leicht ist und daher
bei geringster Störanfälligkeit ohne großen Kraftaufwand zu handhaben ist.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorteilhaft innerhalb
der den Anpreßdruck bewirkenden, mit der Antriebswelle umlaufenden Schraubenfeder
noch eine zweite, ebenfalls umlaufende Schraubenfeder vorgesehen werden, wobei die
erste Feder zur Feineinstellung der geforderten, zu übertragenden Drehmomente im
normalen Arbeitsbereich der Maschine dient, während die zweite Feder erst wirksam
wird, wenn ein über diesem Arbeitsbereich liegende Drehmoment gefordert wird. Dies
kann beispielsweise der Fall sein, wenn sich beim Lösen einer Schraube die Notwendigkeit
ergibt, diese Schraube abzudrehen, weil ein normales Lösen etwa infolge starker
Korrosion nicht möglich ist.
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Um zu gewährleisten, daß die jeweils auf der Skala angezeigte Größe
des Drehmomentes auch eingehalten wird, und um eine Nacheichung der Anzeigevorrichtung
unnötig zu machen, ist es erforderlich, die Überlastungsschutzkupplung so auszubilden,
daß die Abnutzung der Kupplungsflächen möglichst gering und eine Wärmebildung beim
Übereinandergleiten der Kupplung nicht zu befürchten ist. Zweckmäßig werden in an
sich bekannter Weise deshalb Kupplungen angewendet, die metallische Flächen aufweisen,
die mit ineinandergreifenden Schrägflächen solcher Winkel versehen sind, daß der
benötigte statische Druck zur Übertragung des geforderten Drehmomentes aufgebracht
werden kann. Diese Kupplungen sind im Vergleich zu anderen bekannten, beispielsweise
mit Lamellen oder Belägen versehenen Reibungskupplungen gegen Verschleiß und Wärmeentwicklung
weitgehend unMpfindlich, gewährleisten somit ein lineares Einstellen des Drehmomentes
im Dauerbetrieb und weisen außerdem noch den großen Vorteil auf, daß sie beim Übcreinandergleiten
ein hörbares Geräusch verursachen, das dem Bedienungsmann besagt, daß das gewünschte
Drehmoment erreicht und der Schraubvorgang beendet ist.
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In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Verstelleinrichtung
einer Schraubmaschine, Fig. 2 eine Draufsicht auf das Gehäuse und Fig. 3 eine Einzelheit
in vergrößertem Maßstab. In der Fig. 1: ist die mit einer Handkurbel 1 versehene
Verstellspindel 2 im Gehäuse 3 längs des Gewindes 4 verschiebbar gelagert. Auf der
Verstellspindel 2 ist eine A.nzeigescheibe 5 angebracht, die entlang der Skala 6
(Fig. 2) gleitet und das eingestellte übertragbare Drehmoment anzeigt. Ferner ist
auf der Verstellspindel 2 das Zahnrad 7 undrehbar befestigt, das mit einem Zahnrad
8 im Eingriff steht, das auf einer Außengewind'emuffe 9 gelagert ist, die fest mit
dem Gehäuse 3 verbunden ist und eine Antriebswelle 16 mit Spiel umgibt.
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Beim Verdrehen der Verstellspindel 2 verschiebt sich diese längs des
flachgängigen, selbsthemmenden Gewindes 4 und verdreht über das Zahnrad 7 das Zahnrad
8, das sich dadurch gleichzeitig längs des Gewindes auf der Außengewindemuffe 9
verschiebt und so nicht außer Eingriff mit dem Zahnrad 7 kommen kann. Auf dem Flansch
des Zahnrades 8 ist die Flanschbüchse 11 mittels des Wälzlagers 10 gelagert. Mit
dem Zahnrad 8 verschiebt sich die Flanschbüchse 11 und drückt dadurch die Feder
12 zusammen. Innerhalb der Feder 12 befindet sich die Zusatzfeder 13, die erst zusammengedrückt
wird, wenn die Flanschbüchse 11 an der Zusatzbüchse 14 zum Anliegen kommt. An ihren
anderen Enden. liegen die Federn 12, 13 an der Rückseite der Kupplungshälfte 15
an, die auf der Antriebswelle 16 mittels der Keile 17 undrehbar, aber längsverschiebbar
gelagert ist. Die zweite Kupplungshälfte 18 ist fest mit dem Flansch 19 der Motorwelle
20 verbunden. In dieser Kupplungshälfte 18 ist die Antriebswelle 16 auf einem Wälzlager
21 gelagert. Weiterhin ist die Antriebswelle 16 noch durch Kugeln 22 in der Außengewindemuffe
9 und durch Kugellager 23, 24 im Gehäuse 3 gelagert. In diesem Gehäuse 3 sind auf
der Antriebswelle 16 zwei Kegelräder 25, 26 drehbar gelagert, die durch eine auf
der gleichen Welle in Keilnuten durch einen Hebel 27 längsverschiebbare Kupplungsmuffe
28 undrehbar mit der Welle verbunden werden. Auf diese Weise läßt sich die Drehrichtung
der Schraubeinrichtung zum Lösen oder Anziehen der Schrauben entsprechend ändern.
Mit den Kegelrädern 25, 26 befindet sich ein fest mit der Schraubwelle 30 verbundenes
Abtriebsrad 29 im Eingriff. In dem Gehäuse 31 befindet sich eine übliche Hilfskupplung.
Der Steckschlüssel 33 wird mittels der Hülse 32 an der Maschine befestigt.
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In Fig. 3 ist eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Überlastungsschutzkupplung
15, 18 räumlich dargestellt. Die Fläche 34 der Kupplungshälfte 18 weist erhabene
Kontaktflächen 35 auf, die durch Schrägflächen 36 in die Fläche 34 übergehen. Entsprechend
der Kupplungshälfte 18 ist die Kupplungshälfte 15 ausgebildet und greift in diese
hinein.
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Die Lagerung der Antriebswelle 16 in der Motorwelle 20 sowie in der
Außengewindemuffe 9 mittels eines Wälzlagers 21 bzw. der Kugeln 22 und die Lagerung
der Federn 12, 13 über die Flanschbüchse 11 bzw. Zusatzbüchse 14 auf dem Zahnrad
8 mittels eines Wälzlagers .10 ist gegenüber der vielfach gebräuchlichen, Gleitlagerung
deshalb besonders zweckmäßig, weil beim Übereinändergleiten der Kupplungshälften
durch die rollende Reibung zwischen den beiden Wellen bzw. Federn und Zahnrad im
Gegensatz zu der gleitenden Reibung nur ein vernachlässigbar kleines Drehmoment
übertragen wird und ferner eine wesentliche Erwärrrlung an diesen Stellen nicht
zu befürchten ist.