DE1628025C3 - Motorgetriebener Mehrfachschrauber - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen motorgetriebenen Mehrfachschrauber, dessen Schraubenspindel über ein Ausgleichgetriebe verbunden sind.

Es ist ein Mehrfachschrauber entsprechend US-PS 69 882 bekannt, bei dem vom Antrieb aus über einen Zwischentrieb, jeweils zwei gegenüberliegende Schrauberspindeln, die mit für das Festziehen von Schrauben oder Muttern ausgebildeten Werkzeugen versehen sind, angetrieben werden. Dieser Zwischentrieb rotiert mit der Antriebsspindel. Auf dem Zwischentrieb angeordnete Zahnräder werden durch Blattfedern an einer Drehung um ihre Achse gehindert, wobei an den F3lattfedern angeordnete Ansätze in die Zahnlücken dieser Zahnräder eingreifen. Bei der Drehung des Zwischentriebes kommen die durch die Blattfedern an einer Drehung um ihre Achse gehinderten Zahnräder nacheinander jeweils mit zwei gegenüberliegenden auf den Schrauberspindeln drehfest angeordneten Ritzeln in Eingriff und verursachen, so lange die Zahnräder mit den Ritzeln der Schraubenspindel in Eingriff stehen, eine Teildrehung dieser Schrauberspindeln. Auf diese Weise werden nach und nach über die .Schrauberspindeln die zu befestigenden Schrauben oder Muttern am Werkstück fest angezogen. Mit Hilfe dieser Blattfedern, deren Federspannuiig einstellbar ist, wird das an den Schrauberspindeln für das Festziehen der Schrauben oder Muttern erforderliche Anzugsdrehmoment geregelt. Ist bei den Drehbewegungen des Zwischentriebes das erforderliche Anzugsdrehmoment erreicht, wird durch die von den Ritzeln der Schrauberspindeln auf die Zahnräder des Zwischentriebes ausgeübte Widerstandskraft die Federkraft der in die Zahnräder eingreifenden Blattfedern überwunden, wobei die in den Zahnrädern eingreifenden Ansätze der Blattfedern aus den Zahnlücken herausgedrückt werden, so daß diese Zahnräder eine Drehbewegung um ihre Achse ausführen können. Somit wird eine weitere Drehung der Schrauberspindeln verhindert. Sind bei diesem Schrauber mehr als zwei Schrauberspindeln angeordnet, so sind die Schrauberspindeln untereinander durch einen Treibriemen verbunden, der einen Drehmomentausgleich der Schrauberspindeln untereinander bewirkt. Bei der Drehbewegung des Zwischentriebes kommen nach und nach die Zahnräder des Zwischentriebes mit den Ritzeln der Schrauberspindeln in Eingriff. Hierbei erhalten mittels dieses Treibriemens, dessen Spannung einstellbar ist, alle mit den Zahnrädern des Zwischentriebes nicht in Eingriff befindlichen Schrauberspindeln eine Teildrehung, so daß alle /u befestigenden Schrauben oder Muttern nach und nach festgezogen" werden. Aufgrund der eingestellten Treibricmenspannung erhalten die zu befestigenden Schrauben oder Muttern eine bestimmte Vorspannung am Werkstück. 1st diese Vorspannung erreicht, tritt an den einzelnen Schrauberspindeln ein Schlupf des Treibriemens ein.

Die weitere Befestigung der Schrauben oder Muttern bis zum erforderlichen Anzugsdrehmoment erfolgt dann endgültig nach und nach durch den Eingriff der Zahnräder des Zwischenbetriebes mit den Ritzeln der Schrauberspindeln bis die Federspannung der Blattfedem durch die von den Schrauberspindeln auf- die Zahnräder des Zwischentriebes ausgeübte Widerstandskraft überwunden wird.

Dieser Schrauber hat den Nachteil, daß die Größe des an den Schrauberspindeln erreichten Anzugsdrehmomentes nicht kontrollierbar ist.

Ein weiterer Nachteil ist, daß infolge des konstruktiven Aufbaues keine gleichen Anzugsdrehmomente an den Schrauberspindeln erreicht werden können, sondern diese erheblich voneinander abweichen. Die hauptsächlichen Ursachen hierfür sind der unterschiedliche Riemenschlupf, der an den einzelnen Schrauberspindeln eintreten kann, sowie die Einstellung des" endgültigen Anzugsdrehmomentes durch Blattfedern, bedingt durch Differenzen der Federelastizität.

Ein Nachteil ist auch, daß das Anzugsdrehmoment infolge der Eigenart des Zwischentriebes nicht durch stetiges Drehen der Schrauberspindeln erreicht wird, sondern nur nach und nach ruckartig durch Teildrehungen.

Ein weiterer Nachteil ist, daß der konstruktive Aufbau sehr aufwendig ist und verhältnismäßig große äußere Abmessungen mit sich bringt und somit unhandlich für den Bedienenden ist. Nachteilig ist auch, daß die Einstellung durch Blattfedern nur einen begrenzten Einstellungsbereich zuläßt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mehrfachschrauber der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, der in seinen äußeren Abmessungen möglichst klein gehalten werden kann und einen einfachen konstruktiven Aufbau hat. Es soll ein stetiges Anziehen von Schrauben oder Muttern bis /um gewünschten Anzugsdrehmoment erreicht werden, wobei das Anzugsdrehmoment an alien Schrauberspindeln gleichmä-

ßig ist und die Abweichungen vom geforderten Anzugsdrehmoment so gering wie möglich sind. Die Einstellung des Anzugsdrehmomentes soll kontrollierbar sein. Außerdem soll ohne Austausch von Bauelementen ein großer stufenloser Einstellbereich für das Anzugsdrehmoment erreicht werden.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß jeweils zwei Schrauberspindeln von dem Ausgleichgetriebe antreibbar sind und daß das Ausgleichgetriebe besteht aus einem vom Antriebsritzel des Schraubermotors getriebenen Ausgleichgetriebegehäuse, quer zur Drehachse des Ausgleichgetriebegehäuses gelagerten Ausgleichkegelrädern, die mit einem schrauberspindelfesten Kegelrad und einem auf der Schrauberspindel drehbar gelagerten Kegelrad kämmen sowie mit einem Stirnrad, das drehfest an einem dem Kegelradkörper abgewandten Schaft des drehbar gelagerten Kegelrades befestigt ist und über ein Zwischenrad mittels eines Zahnrades kraftschlüssig mit der zweiten Schrauberspindel verbunden ist. Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung erfolgt der Antrieb des Mehrfachschraubers durch einen hydraulischen Motor, dessen Anzugsdrehmoment durch ein Druckbegrenzungsventil einstellbar ist. Ferner ist nach einer Weiterbildung der Erfindung ein in den Flüssigkeitskreislauf zwischen Flüssigkeitspumpe und hydraulischem Motor angeordnetes Wegeventil mittels eines hydraulischen Druckschalters über ein Zeitrelais schaltbar zur Steuerung der Richtung des Flüssigkeitsdruckstromes. Schließlich ist nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung bei der rückläufigen Drehbewegung des hydraulischen Motors die Drehgeschwindigkeit mittels eines Rückschlagdrosselventiles regelbar, wobei ein Druckbegrenzungsventil das rückläufige Drehmoment begrenzt.

Der erfindungsgemäße Mehrfachschrauber besitzt den Vorteil, daß durch das gleichmäßige Festziehen der Schrauben oder Muttern allseitig gleiche Vorspannkräfte vorhanden sind. Dies wirkt sich vor allen Dingen dort aus, wo Werkstücke miteinander verschraubt werden, die verzugsfrei sein müssen und bei denen die Anlageflächen gut abgedichtet werden sollen. Das oft nachträgliche Anziehen der Schrauben oder Muttern infolge noch auftretender Undichtheit entfällt. Damit entfällt auch, daß die nachzuziehenden Schrauben oder Muttern überansprucht werden und Freßerscheinungen auftreten können.

Durch den Mehrfachschrauber wird eine wesentliche Qualitätsverbesserung der Schraubenverbindungen erreicht.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt " -"

F i g. 1 einen Längsschnitt durch das Getriebegehäuse eines Mehrfachschraubers mit zwei Schrauberspindeln, F i g. 2 das hydraulische Schaltschema.

Ein hydraulischer Motor 1, der am Getriebegehäuse 2 befestigt ist, treibt über ein Antriebsritzel 3 ein Stirnrad 4, welches mit einem Ausgleichgetriebegehäuse 5 ein Ganzes bildet, an. Das Ausgleichgetriebegehäuse 5 wird durch Buchsen 6, 7 drehbar im Getriebegehäuse 2 gelagert. In der dargestellten Ausführung werden die Buchsen 6,7 durch Kugellager 8,9 im Getriebegehäuse 2 abgestützt Die Drehbewegung des Ausgleichgetriebegehäuses 5 wird durch Mitnahme der Zapfen 10 der Ausgleichkegelräder 11 auf die Kegelräder 12, 13 übertragen. Das Kegelrad 12 ist kraftschlüssig durch Paßfedern oder gleichartige Mitnehmer mit der Schrauberspindel 14 verbunden, die mit ihrem oberen Wellenende in der Buchse 6 drehbar gelagert ist Der Schaft 15 der Schrauberspindel 14 ist in der Bohrung des Kegelrades 13 drehbar gelagert, welches mit seinem Schaft 16 von der Buchse 7 abgestützt wird und in dieser drehbar gelagert ist. Der Schaft 16 des Kegelrades 13 ist an seinem dem Kegelradkörper abgewandten Ende kraftschlüssig mit einem Stirnrad 17 verbunden, welches über ein Zwischenrad 18 ein Zahnrad 19, welches kraftschlüssig mit einer Schrauberspindel 20 verbunden ist, antreibt. Die Schrauberspindel 20 ist mittels Kugellager 21 im Getriebegehäuse 2 gelagert. Das Getriebegehäuse 2 wird an den Durchtrittsstellen der Schrauberspindeln 14,20 durch Dichtringe 22 abgedichtet.

Gemäß dem hydraulischen Schaltschema in Fig.2 saugt die Flüssigkeitspumpe 24, die bei Beginn des Arbeitsvorganges durch einen nicht dargestellten elektrischen Schalter eingeschaltet wird, über eine Ansaugleitung 23 Flüssigkeit aus einem Flüssigkeilsbehälter 37 an und pumpt diese Flüssigkeit über Rohrleitungen 25,27, zwischen denen ein Wegeventil 26 angeordnet ist, in den hydraulischen Motor 1. Von hier wird die Flüssigkeit über eine Rohrleitung 28, in weiche ein Rückschlagdrosselventil 29 eingebaut ist, unter Zwischenschaltung des Wegeventiles 26, der Abflußleitung 30 zugeführt, welche in den Flüssigkeitsbehälter 37 mündet. Bei dieser Strömungsrichtung strömt die Flüssigkeit über das geöffnete Rückschlagventil des Rückschlagdrosselventiles 29. Zur Einstellung des.an den Schrauberspindeln 14, 20 des Mehrfachschraubers benötigten Drehmomentes dient ein Druckbegrenzungsventil 31, welches in einer Rohrleitung 32 angeordnet ist, die von der Rohrleitung 25 abzweigt und in den Flüssigkeitsbehälter 37 mündet. Von der Rohrleitung 27 zweigt eine Rohrleitung 33 ab, welche in einen Druckschalter 34 mündet. Dieser Druckschalter 34 ist auf einen Druck eingestellt, der geringfügig unterhalb der Druckeinstellung des Druckbegrenzungsventiles 31 liegt und dient zum Geben eines Schaltimpulses auf das Wegeventil 26 über ein nicht dargestelltes Zeitrelais, kurz vor Erreichung des geforderten Drehmomentes an den Schrauberspindeln 14,20.

Durch diesen Schaltimpuls erfolgt eine Betätigung des Wegeventils 26 wodurch die bisherige Strömungsrichtung so geändert wird, daß die Flüssigkeit von der Rohrleitung 25 über das Wegeventil 26 und Rohrleitung 28 zum hydraulischen Motor 1 strömt. Dadurch wird die Drehrichtung des hydraulischen Motors 1 in die entgegengesetzte Drehrichtung gebracht. Bei dieser Strömungsrichtung wird die Flüssigkeit beim Passieren des in der.Rohrleitung 28 eingebauten Rückschlagdrosselventiles 29 über das Drosselventil dieses Ventiles geleitet, da das Rückschlagventil geschlossen ist und einen Durchfluß der Flüssigkeit verhindert. Dem hydraulischen Motor 1 wird nur noch eine Flüssigkeitsmenge zugeführt, die durch das Drosselventil regelbar ist. Der Abfluß der Flüssigkeit vom hydraulischen Motor 1 erfolgt jetzt über Rohrleitung 27, Wegeventil 26 und Abflußleitung 30. Ein Druckbegrenzungsventil 35, welches auf einen niedrig eingestellten Flüssigkeitsdruck anspricht, ist in einer Rohrleitung 36, die von der Rohrleitung 28 zwischen dem Wegeventil 26 und dem Rückschlagdrosselventil 29 abzweigt und in den Flüssigkeitsbehälter 37 mündet, angeordnet

Die Wirkungsweise des Mehrfachschraubers ist folgende: Nach dem Einschalten der Flüssigkeitspumpe 24 betätigt die Flüssigkeit, welche über Rohrleitung 25,

Wegeventil 26 und Rohrleitung 27 fließt, den hydraulischen Motor 1. Die vom hydraulischen Motor 1 abfließende Flüssigkeit fließt über die Rohrleitung 28, wobei das geöffnete Rückschlagventil des Rückschlagdrosselventiles 29 passiert wird, über Wegeventil 26 und Äbflußleitung 30 zum Flüssigkeitsbehälter 37. Damit werden die Schrauberspindeln 14, 20 am Mehrfachschrauber vom hydraulischen Motor 1 in Tätigkeit gesetzt und ziehen die Muttern oder die Schrauben an. Die im Getriebegehäuse 2 befindlichen Ausgleichgetriebe bewirken, daß an allen Schrauberspindeln gleiche Drehmomente übertragen werden. Sobald sich an einer Schrauberspindel das Drehmoment durch das Auftreten einer größeren Widerstandskraft ändert, wird diese Änderung durch zusätzliche Drehbewegungen des Ausgleichgetriebes abgefangen und ausgeglichen. Dieser Ausgleich bewirkt, daß alle gleichzeitig festzuziehenden Muttern oder Schrauben, mit dem gleichen Drehmoment zur Anlage kommen um dann nachfolgend gleichmäßig bis zum vorgeschriebenen Drehmoment festgezogen zu werden. Geringfügige Abweichungen untereinander sind nur durch die auftretenden Reibungskräfte bedingt. Ist der dem geforderten Drehmoment entsprechende Flüssigkeitsdruck erreicht, wird durch das Druckbegrenzungsventil 31, welches auf diesen erforderlichen Flüssigkeitsdruck eingestellt ist, kein höherer Flüssigkeitsdruck zugelassen. Die durch die Flüssigkeitspumpe 24 geförderte überschüssige Flüssigkeit fließt über die Rohrleitung 32 ab und der hydraulische Motor 1 kommt zum Stillstand. Die Schrauberspindeln üben aber immer noch das erforderliche Drehmoment auf die Muttern oder Schrauben aus. Kurz vor Erreichung des am Druckbegrenzungsventil 31 eingestellten Flüssigkeitsdruckes wird der Druckschalter 34 betätigt. Dieser Druckschalter 34 erwirkt über ein nicht dargestelltes Zeitrelais eine Betätigung des Wegeventiles 26. Das durch den Druckschalter 34 ausgelöste nicht dargestellte Zeitrelais erwirkt, daß, wenn der Druckschalter 34 und das Druckbegrenzungsventil 31 betätigt werden, eine Verzögerung der Betätigung des Wegeventils 26 erfolgt Dadurch hält das an den Schrauberspindeln 14, 20 ausgeübte Drehmoment noch einen bestimmten Zeitraum wirksam an und wird nicht sofort unterbrochen. Durch die Betätigung des Wegeventiles 26 wird der Flüssigkeitsdruckstrom zum hydraulischen Motor 1 über die Rohrleitung 28 geleitet, so daß jetzt die Flüssigkeit entgegengesetzt der ursprünglichen Strömung fließt. Die vom hydraulischen Motor 1 abfließende Flüssigkeit fließt über die Rohrleitung 27, Wegeventil 26 und Abflußleitung 30 zum Flüssigkeitsbehälter 37 zurück. Nachdem durch das Wegeventil 26 der Flüssigkeitsdruckstrom über die Rohrleitung 28 in die entgegengesetzte Richtung geleitet wird, erhält der hydraulische Motor 1 eine gegenläufige Drehbewegung und das an den Schrauberspindeln 14, 20 auf die Muttern oder Schrauben ausgeübte Drehmoment wird unterbrochen. Bei dieser Strömungsrichtung schließt sich das im Rückschlagdrosselventil 29 befindliche Rückschlagventil und die Flüssigkeit durchfließt das Drosselventil, welches auf einen geringfügigen Flüssigkeitsdurchlaß eingestellt ist. Der hydraulische Motor 1 wird dadurch nur von einer geringen Flüssigkeitsmenge durchflossen und die rückläufige Drehbewegung wird auf einen minimalen Wert begrenzt. Dadurch wird das Lösen der Schrauberspindeln von den Muttern oder Schrauben ermöglicht. Das in der Rohrleitung 36 angeordnete Druckbegrenzungsventil 35 ist auf einen minimalen Druck eingestellt. Aufgrund des geringen Flüssigkeitsdurchlasses im Rückschlagdrosselventil 29 entsteht in den Rohrleitungen 25, 28, 36 durch die laufende Förderung der Flüssigkeitspumpe 24 ein Druckstau. Dieser löst das auf den minimalen Druck eingestellte Druckbegrenzungsventil 35 aus und die überschüssige Flüssigkeitsmenge" fließt in den Flüssigkeitsbehälter 37 zurück. Durch dieses Druckbegrenzungsventil 35 wird verhindert, daß bei der rückläufigen Drehbewegung der Schrauberspindeln 14, 20 die fest angezogenen Muttern oder Schrauben wieder gelöst werden, falls der Mehrfachschrauber von den Muttern oder Schrauben nicht entfernt wird. Um die rückläufige Drehbewegung des hydraulischen Motors 1 zu unterbrechen und wieder in die entgegengesetzte Richtung zu steuern, wird mittels eines nicht dargestellten elektrischen Schalters der Elektromagnet des Wegeventiles 26 betätigt und damit der Flüssigkeitsdruckstrom wieder umgesteuert.

Der beschriebene Mehrfachschrauber ist nicht nur für zwei Schrauberspindeln anwendbar, sondern auch für mehrere Schrauberspindeln. Werden beispielsweise vier Schrauberspindeln benötigt, dann arbeiten jeweils zwei Schrauberspindeln durch ein Ausgleichgetriebe miteinander. Diese Ausgleichgetriebe sind untereinander mit einem weiteren Ausgleichgetriebe verbunden. Werden eine größere Anzahl Schrauberspindeln benötigt, dann ist es zweckmäßig, die Schrauberspindeln in kleinere Antriebsgruppen zu teilen und jede Gruppe mit einem hydraulischen Motor anzutreiben, wobei der Antrieb nur von einer Flüssigkeitspumpe 24 und die Drehmomentbegrenzung über ein gemeinsames Druckbegrenzungsventil 31 erfolgt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Motorgetriebener Mehrfachschrauber, dessen Schrauberspindeln über ein Ausgleichgetriebe verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Schrauberspindeln (14,20) von dem Ausgleichgetriebe antreibbar sind und daß das Ausgleichgetriebe besteht aus einem vom Antriebsritzel (3) des Schraubermotors (1) getriebenen Ausgleichgetriebegehäuse (5), quer zur Drehachse des Ausgleichgetriebegehäuses gelagerten Ausgleichkegelrädern (11), die mit einem schrauberspindelfesten Kegelrad (12) und einem auf der Schrauberspindel drehbar gelagerten Kegelrad (13) kämmen sowie mit einem Stirnrad (17), das drehfest an einem dem Kegelradkörper abgewandten Schaft (16) des drehbar gelagerten Kegelrades (12) befestigt ist und über ein Zwischenrad (18) mittels eines Zahnrades (19) kraftschlüs-lg mit der zweiten Schrauberspindel (20) verbunden ist.

2. Mehrfachschrauber nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb durch einen hydraulischen Motor (1) erfolgt, dessen An/ugsdrehmoment durch ein Druckbegrenzungsventil (.31) einstellbar ist.

3. Mehrfachschrauber nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Flüssigkeitskreislatif /.wischen Flüssigkeitspumpe (24) und dem hydraulischen Motor (1) ein Wegeventil (26) angeordnet ist, welches mittels eines hydraulischen Druckschalter (34) über ein Zeitrelais schaltbar ist.

4. Mehrfachschrauber nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehgeschwindigkeit der rückläufigen Drehbewegung des hydraulischen Motors (1) mittels eines Rückschlagdrosselventiles (29) regelbar ist, wobei ein Druckbegrenzungsventil (35) das rückläufige Drehmoment begrenzt.