DE1945207C - Werkzeug zum Einschrauben von Muttern, Schrauben u dgl - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein motorgetricbeiies Werkzeug zum Einschrauben von Mutturn, Sehrauben u.dgl., bestehend uus einem Gehäuse, einer Dreh« spindel, einem diese nntruibenden Druekmiltelmotor, einem Zwei-Gung-ÜberseUungsgetrielie zwischen Antriebsmotor und Drehspindel,

Mit denirjigen Werkzeugen zum Einschrauben von Muttern u. dgl. lassen sich höhere Drehmomente wilhrend des letzten Festziehens nls während des nonmilün Sehruubvorgangcs erreichen, du eine größere Drehzahlunlersetzting heim Festziehen vorgesellen ist. Bekannte Ausführungen dieser Art verwenden eine Rutschkupplung, die bei Überlast rutscht. Eine tun wt'gkiippliing übernimmt dann den Antrieb unter einer größeren Drehzahlverringerung, die ein erhöhtes Drehmoment zur Folge hat. Dabei entstellen übermiiUigc Geräusche, Vibrationuii und ein aiißerordentlich liolier Verschleiß der Kupplungsglieder. Um ' diese Nachteile zu verhindern, werden in kleinen Handgeräten Kupplungseleniente verwendet, welche mit einem Drehmoment belastet werden und die bei einer spezifischen Drehbelastung in eine Schaltposition gelangen, in der ein zusätzlicher Gelriebemcchunismus einsehaltet. Die Reibung und der Verschleiß sind außerordentlich hoch, so daß diese Typen lediglich in kleinen Werkzeugen mit nur einem geringen maximalen Drehmoment verwendet werden können.

Aufgabe der'Erfindung ist es, ein langlebiges und betriebssicheres Werkzeug zum Hinschrauben von Muttern, Sehrauben u. dgl. zu schallen, bei dem die obigen Nachteile vermieden werden, das bei nur geringem Verschleiß die Übertragung hoher BeIastungsmomente gewährleistet und das auf einfache Weise eine äußere, von Hand eingeleitete oiler eine nacheinander gesteuerte Einleitung des Schaltvorvorganges in einen stark untersetzten Gang ermöglicht. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Druckmittelmeß- und Schaltkreis zum Messen des Antriebsdruckes an einer in der Expansionszone des Motors und vor dem Motoraiislaß liegenden Meßstelle vorgesehen ist, der bei Erreichen eines bestimmten Druckanstieges an der Meßstelle die Schaltung des Getriebemechanismius von einem schnelleren Gang in einen stärker untersetzten (lang einleitet.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung an Hand der Zeichnungen, in der die Fig. la und Ib zusammengehören, genauer erläutert. Es zeigt

Fig. la einen Längsschnitt längs der Schnittlinie 1-1 in Fig. 2 durch den oberen Teil des erfindungsgemäßen Mutteraufschraiibgerätcs,

Fig. Ib einen Längsschnitt durch den entsprechenden unteren Teil dieses Gerätes,

Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie H-H in Fig. la,

F i g. 3 einen Auschnitt des Kupphmgsteiles nach Fig. 1 in einer anderen Hinrüekposition,

I'ig. 4.eine scheniatische teilgeschniüene Darstellung des Mutteraufschraubgerütes der Fig. la und I b,

Fig. 5 eine scheniatische Darstellung eines Teiles einer anderen Ausfiihrungsform gemäß der Erfindung.

Das Muttereinschraubgerät der Fig. I bis 4 besitzt ein äußeres Gehäuse II, in welchem ein pneumatisch angetriebener gleitender I.ainellenmotor 12 mit einem Rotor 13 angeordnet ist, welcher Über ein weiter unten beschriebenes übersetzungsgetriebe eine Arbeitsspindel If» unlroibt. Die Spindel 16 endet in einem vierkantigen Abtriebsstulzen 29, nuf den s beispielsweise eine nicht gezeigte Nuß aufgesteckt werden kann. Der Rotor 13 besiUl radiale Flügel· lamellen 14 und rotiert durch diese abgedichtet in einem Arbeitszylinder 15, welcher einen Lufteintritl 54 und einen I.uflauslaß 55 aufweist. Ein Endzapfen

ίο 13« des Rolors 13 ist als Sonnenrad eines Planetcnradgetiiebes ausgebildet und steht mit Planetenrädern 17 im Eingriff. Dadurch erfolgt eine Drehzahlunterselzuiig zwischen dem Rotor 13 und einem Träger 18 der Planetenräder 17. Dus vordere linde des Triigers

»5 18 weist einen als Sonnenrad 18« ausgebildeten Schaft auf, welcher Planetenräder 20 eines zweiten Planetennidgelriebes antreibt. Diese Planelenräder stehen ständig mit inneren Längszähnen 21 « einer axial an einem Ringkolben 23 durch Gleit- und

Halteringe 22 festgelegten Ringkupplung 21 im Eingriff. Das Kolbenelement ist drehiest, wohingegen die Gleitringe 22 eine Rotation des Kupplungsringes 21 erlauben.

Federn 24 drücken das Kolbenclement 23 und mit

as diesem den Kupplungsring 21 in die in Fig. 1 gezeigte obere Lage, so daß der Zahnkranz 21 a normalerweise mit Zähnen 26 eines Trägers 25 der Planetenräder 20, wie in Fig. Ib gezeigt, im Eingriff steht. Der vordere Teil des Trägers 25 besitzt eine

3u Zupfenform und dient als Sonnenrad 25 a. Befindet sich der Kupplungsring 21 in der gezeigten Position, dann sind die Planetenräder 20 gegenüber dem Träger 25 durch die Zähne 21 α festgelegt, so daß tli» Bauelemente 18«, 20, 21,25 der Planetenradgetriebe Drehmomente ohne Verminderung der Drehzahl übertragen, d. h., die Schäfte 18« und 25« werden gemeinsam umlaufen.

Über einen Kanal 27 kann das Kolbenelement 23 durch Druckluft in die in Fig. 3 gezeigte Lage verschoben werden, in der die Zähne 21 α des Kupplungsringes 21 mit den Zähnen 26 des Trägers 25 außer Eingriff gelangen. Vordere Klauen 21 h des Kupplungsringes 21 greifen nunmehr in innere . Klauen 28 des Gehäuses 10 und legen demzufolge den Kupplungsring 21 gegen Verdrehungen fest. Durch den derartig verschobenen und fixierten Kupplungsring erfolgt über die Planetenräder 20 eine Drehzahluiitersetzung, d. h., der Schaft 25« wird mit einer geringeren Drehzahl als der Schaft 18« iim-

5» laufen.

Die Aibeitsspindel 16 des Einschraubgerätes dient als Träger von Planetenrädern 30, die mit einer Innenverzahnung des Gehäuses 11 kämmen und dadurch eine konstante Drehzahluntersetzung bewirken.

Die Antriebsluft gelangt über eine Leitung, einen in eine Bohrung 32 eingeschraubten Einsatz und einen Kanal 31 im rückwärtigen Ende des Gehäuses 11 zum Motor 12. Ein Absperrventil in Form eines mit zwei Ringstegen 35, 36 versehenen Ventilkörpers

6» 34 liegt i|iier in dem Zuflußkanal 31. Auf eine Endfläche dieses Ventilkörpers 34 drückt eine Feder 37. Über eine Hilfsleitung 38 kann die andere Endfläche mit Druckmittel beaufschlagt werden.

Ein Kanal 3') führt von der Bohrung 32 über ein in Fi g. I a dargestelltes Hilfsventil mit einem Ventilkörper 40 zu dem Kanal 27. Der Ventilkörper 40 bestellt aus einem vorderen Teil 41, welcher mittels einer Dichtung 42 gegen den Sitz 43 abgedichtet sein

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kann, einem zwei Kolbeiiflilchon 44, 45 enthüllenden Motors zu messen, wobei abor du» oben beschriebene minieren Teil und einem tila Sitz einer Feder 47 Messen an der Öffnung 52 vorteilhafter ist, da der dienenden RUcktoil 46. in den Fig. Ja und 4 ist das Druckanstieg hier einen größeren Wert erreicht.
Hilfsventil 40 In seiner geschlossenen Stellung gezeigt. . Wenn ein durch die Ausführung dos Hilfsventil* Der Diflerenlialkolben 44 45 besitzt eine mittlere S vorbestimmtor spezifische* Druckanstieg in der End-Kammer 48, die Druckmittel über eine von der BoIi- kammer 50 erreicht ist, wird das Hilfsventil 40 öffnen, rung 32 abzweigende Leitung 49 erhält. Der vordere ho daß die komprimierte Luft durch die Kanüle 39 Teil 41 des Hilfsventil» 40 ist als FIlIiho 41 α ausge- und 27 strömen kann und aiii dus Kolbenelement 23 bildet, die eine Endkammer 50 begrenzt, welche drückt und dabei auch den Kolbenring 21 in die in durch einen Hilfskunal5I und eine öffnung52 mit io Fig. 3 gezeigte, oben beschriebene Position vordem Arbeitszylinder 15 verbunden ist. In Fig. 4 sind schiebt. Befindet sich der Kolbenring 21 in dieser zwei Drei-Wege-Ventile 60,61 in der Leitung 51 Position, dann erfolgt eine Drehzahlreduktion im sowie di-reii Kanäle 62 und 63 gezeigt. Die öffnung Planetenradgetriebe 20, die zu einer größeren Dreh-52 ist vorzugsweise in dem Sektor des Arbeilszylin- zahlgesamluntürsetzung führt,
ders 15 ungeordnet, welcher vom Schliußrand 53 dos i_S Ist das Hilfsventil 40 einmal in seiner offenen Lufteinlasses 54 und von der halben Winkeldistanz Stellung, so wird es von der auf die Kolbenflüche 44 des öffiuingsrandes 56 des Luftauslasses 55 des wirkenden Druckluft in dieser gehalten, und zwar Motors 12 (Fig, 2) begrenzt wird. Wenn sich die auch dann, wenn der Druck in der Endkammer50 Drei-Wege-Ventile 60, 61 in ihrer in F i g. 4 gezeigten reduziert worden ist. Dadurch besteht keine Gefahr, Normallage befinden, dann wird der Druck im 20 daß die Klauen 21 b und 28 außer Eingriff gelangen. Arbeitszylinder 15 .durch die öffnung 52 und den Aufgabe der Feder 47 ist es, einen festen Schließsitz Kanal 51 auf die vordere Flache 41 n des Ventil- des Ventils 40 zu gewährleisten, bevor die Antriebskörpers 40 übertragen. |„f_t zuströmt, so daß sie als schwache Feder ausgc-

Der Kanal 38 wird über eine Einschnürung 59 und bildet sein kann.

der Kanal 27 durch ein verstellbares Ventilglied 57, 25 Auf Grund der Tatsache, daß während des Bc-

cinen Hill'skanal 38 a, einen großvolumigen Speicher- tricbes das Hilfsventil 40 hauptsächlich durch die auf

behälter 38 sowie die Einschnürung 59 entlüftet. die Kolbenfläche 45 wirkende Druckluft nach seiner

Normalerweise ist ein hier nicht gezeigter Druck- Schließstellung geschoben wird, ist der zum öffnen

regler und ein einziges, ebenfalls nicht dargestelltes, des Ventils verwendete Druckanstieg im Hilfskanal

von Hand betätigtes Drosselventil zur Bedienung einer 30 51 im wesentlichen proportional dem Druck der

Anzahl von auf einer gemeinsamen Halteplatte aufge- Antriebsluft. Dies ist besonders vorteilhaft, da die

schraubten 67 Mutterschraubgeräten vorgesehen. Feder 47 nicht verstellbar zu sein braucht.

Zum Anschrauben einer Mutter setzt der Operator Wenn das Hilfsventil 40 für die Einschaltung eines eine nicht gezeigte Nuß auf den Vierkant 29, welche zusätzlichen Planetengetriebes in seine Arbeitsdie Mutter umfaßt. Danach stellt er am Luftdruck- 35 position ölfnet, dann wird Druckluft vom Kanal 27 regler den Antriebsdruck so ein, daß im Langsam- über das Drosselungsventil 57 zum Kanal 38 strömen, gang die gewünschte Enddrehkraft erreicht wird. Steht das Absperrventil 34 gemäß Fi g. 4 demzu-Dann leitet er Druckmittel ai den Druckluftkanal 31. folge in seiner rechten Stellung (nicht gezeigt), dann Bei Wirksamwerden der Feder 37 befindet sich das wird durch die Einschnürung 36 der Zuflußkanal 3i Absperrventil 34 in seiner offenen Position gemäß 4» geöffnet. Während des Schaltvorganges wird das Fig. 4, so daß der Rotor anläuft und den Vierkant Ventil den Druckmittelfiuß im Kanal 31 kurzfristig 29 antreibt. Das Hilfsventil 40 befindet sich in seiner unterbrechen. Das führt zu einem reduzierten Drehgeschlossenen Position (Fig. 4), da die Wirkung der moment während dieser Unterbrechung, so daß das Feder 47 zum Tragen kommt und komprimierte Luft Einrücken der Klauen 21 b und 28 bei dieser reduauf die Kolbenfläche 45 einwirkt. Der Kanal 27 ist 45 zierten Drehkraft und einem daraus folgenden verdcmzufolge drucklos, und die Federn 24 halten das ringerten Verschleiß erfolgt. Darüber hinaus wird Kolbenelement 23 sowie den Kupplungsring 21 in der ein Eingriff der Klauen gerade in Verbindung mit oben beschriebenen und in den Fig. La und 4 ge- festen Gelenkstücken nicht versagen, in welchen das zeigten Position, so daß keine Drehzahlverminde- Gegenmoment sich so plötzlich vergrößern kann, daß rung der Elemente 18«, 20, 21, 25 des Planetenrad- 50 die vergrößerte Reibungskraft ein Ausrücken der getriebcs vorliegt. Zu Beginn des Schraubvorganges Zähne 21 α und 26 verhindert,
ist der Drehwiderstand relativ gering, der Rotor läuft Um einen zu rapiden Druckanstieg im Kanal 38 mit relativ hoher Drehzahl um, und der Druck an der zu verhindern, der zu einem Schalten des Sperrin der Expansionszone der Arbeitsluft liegenden öff- ventils führen würde, bevor das Kolbenelement 23 innig 52 ist relativ gering. Mit Vergrößerung des 55 durch die Wirkung der Druckluft im Kanal 27 ge-Rotationswiderstandes wird die Drehzahl des Rotors schaltet hat, ist in der Leitung 38 ein großvolumiger 13 sowie der Luftverbrauch fortlaufend geringer. Die Zwischenspeicher sowie ein einstellbares Beschrän-Reduktion des Luftflusses führt zu einer Verminde- kungsventil 57 vorgesehen.

rung der Druckverluste im Einlaß 54 und in der Das gewünschte Enddrehmoment wird erreicht, so-

Zuführpassage3I. Das hat einen Druckanstieg im 60 bald der Motor 12, 13 unter Druck stehenbleibt.

Einlaß 54 ebenso wie an der öffnung 52 und in der Der Luftstrom zum Kanal 31 kann nunmehr unter-

Endkammer 50 zur Folge. blinden werden, so daß der Kanal 27 über die

Bei einer Drehzahlverkleinerung auf einen größeren Beschränkungsventile 57 und 59 entlüftet wird. Datin

Wert wird der 'Expansion durch das Abströmen der werden die Federn 24 den Kupplungsring 21 in die

Luft über die Flügel entgegengewirkt. Dies führt zu 65 in den Fig. Lb und 4 gezeigte Position und die

einem weiteren Druckanstieg in der öffnung 52. Federn 47 und 37, das Hilfsventil 40 und das Sperr-

Gemäß der Erfindung ist es möglich, den Druck- ventil 34 in die in Fig. 4 gezeigte Lage zuiiiek-

anslieg bei 54 und 31 im Einströmbereich des stellen.

Falls ein von Hand eingeleitetes Ausrücken der Kupplungszähnc 21 α und 26 und ein Einrücken der Klauen 21 b und 28 der Kupplung gewünscht wird, dann wird das Drci-Wegc-Vcntil 60 um 90° im Uhrzeigersinn aus der in F i g. 4 dargestellten Position verdreht. Ein Schalten des Getriebemechanismus kann nun durch einen Druckimpuls im Kanal 62 erfolgen.

Sollen mehrere Muttcrneinschraubgeräte parallel zueinander betrieben werden, dann ist es oft erwünschenswert, daß das Enddrehmoment gleichzeitig oder in einer festgelegten Reihenfolge erreicht wird. Um dies zu gewährleisten, ist ein in F i g. 4 strichpunktiert eingezeichnetes Steuergerät 64 vorgesehen, an das die verschiedenen Mutterneinschraubgcräte über die Kanäle 62 und 63 angeschlossen sind. In diesem Falle wird das Drei-Wege-Ventil 60 um 90° im Uhrzeigersinn aus der Position nach F i g. 4 und das Drei-Wege-Ventil 61 um 90° im Gegenuhrzeigersinn verdreht. Der Druckanstieg von jeder der öffnungen 52 wird im Steuergerät 64 registriert, welches die Kolbenelemente 23 in der gewünschten Reihenfolge durch Druckimpulse in den Kanälen 63 aktiviert.

In F i g. 5 ist ein einfaches Oberteil des Mutterneinschraubgerätes gezeigt, das in allen übrigen Teilen mit dem in F i g. 4 übereinstimmt. Die gleichen Bezugszeichen kennzeichnen entsprechende Einzelteile. Diese Ausführung weicht von der oben beschriebenen prinzipiell dadurch ab, daß weder ein Absperrventil 34 noch ein Hilfsventil 40 vorgesehen, der Hilfskanal 51 aber direkt mit dem Kanal 27 verbunden ist. In diesem Fall sind die Kupplungsklauen 21 b und 28 so ausgeführt, daß sie so lange im Eingriff bleiben, wie irgendeine Drehmomentbelastung wirksam wird, und der Druck im Kanal 27 verringert werden kann, wenn die Klauen in Eingriff gelangen.

Ein Drei-Wegc-Ventil 66 erlaubt ein wahlweises Schalten der Getriebe mittels eines auf das Kolbenelement 23 über einen Einsatz 65 wirkenden äußeren Druckmittels.

Claims (14)

Patentansprüche:

1. Motorgetriebenes Werkzeug zum Einschrauben von Muttern, Schrauben u. dgl., bestehend aus einem Gehäuse, einer Drehspindel, einem diese antreibenden Druckmittelmotor, einem Zwei-Gang-Übersetzungsgetriebe zwischen Antriebsmotor und Drehspindel, dadurch ge- kennzeichnet, daß ein Druckmittelmeß- und Schaltkreis (27,39,51) zum Messen des Antriebsdruckes an einer in der Expansionszone des Motors (12,13) und vor dem Motorauslaß (55) liegenden Meßstelle (52) vorgesehen ist, der bei Erreichen eines bestimmten Druckanstieges an der Meßstellc (52) die Schaltung des Getriebemechanismus von einem schnelleren Gang in einen stärker untersetzten Gang einleitet.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein druckmittelbeaufschlagtes Kolbenelcment (23) zum Schalten des Getriebemechanismus (11, 18 a, 20, 21) mittels einer Steuerbewegung vorgesehen ist.

3. Werkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stcuerbewegung des Kolbenclcmcntcs (23) von auf das Kolbenelement wirkendem Druckmittel auslösbar ist.

4. Werkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekcnnzciclinct, daß der Gctricbcmechanismus mindestens ein ständig im Eingriff stehendes Planetenradgctriebe(13«, 17,18) und ein Planelenradschaltgctriebe (18 a, 20, 21, 23,11) umfaßt, welch letzteres aus einem angetriebenen Planelenradträgcr (25), Planetenrädcrn (20) und einem Ringrad (21) besteht, wobei das Ringrad (21) zwischen einer ersten Schaltstellung, in der die Planctenräder (20) mit dem Planetenradträger (25, 26) drehfest miteinander gekoppelt sind, und einer zweiten Schallstellung, in der es gegen Dtehbewcgung festgelegt ist, aber Verdrehung der Planetentäder (20) und des Planetenradträgers (25, 26) gegeneinander zuläßt, axial verschiebbar ist, und das Kolbenelement (23) zum Verschieben des Ringrades (21) auf seiner ersten oder normalen Stellung in die zweite SchaHstellung dient.

5. Werkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das als Ringkolben ausgebildete Kolbenelement (23) das Ringrad (21) drehbar und axial fest umschließt und unter der Kraft einer Feder (24) in einer Lage gehalten wird, in der das Ringrad (24) die erste oder Normalstellung einnimmt.

6. Werkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckmittelschaltkreis eine direkte Verbindung zwischen der Meßslelle (52) und dem Kolbenelement (23) enthält.

7. Werkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ventil in der direkten Leitung zwischen der Mcßstelle (52) und dem Kolbenelement (23) vorgesehen ist, um das Kolbenelement (23) mit äußerem Druckmittel zu beaufschlagen.

8. Werkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Druckmittelschaltkreis ein Zusatzventil (40) vorgesehen ist, das aus einem Ventilkörper (41) besteht und über einen Druckmittelkanal (39) mit der Druckmittclhauplleitung (31), über einen Steuerkanal (27) mit dem Kolbenelement (23) und über einen Meßkanal (51) mit der Meßstelle (52) verbunden ist, wobei der Ventilkörper (41) in seiner oberen Stellung einen Druckmittelfluß zwischen der Hauptleitung (31) und dem Steuerkanal (27) zuläßt, diese Verbindung aber in der unteren Stellung des Ventilkörpers (41) abgesperrt ist.

9. Werkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (41) de; Zusatzventils (40) durch eine ständig wirkend« Federkraft (47) in Schließstellung gehalten um durch den auf eine erste Kolbenfläche (41 α) wir kenden Druck im Meßkanal (51) sowie durch dei im Steuerkanal (27) auf eine zweite Kolbenflächi

(44) wirkenden Druck gegen die Federkraft (47 in eine Offenstellung verschiebbar ist.

10. Werkzeug nach Anspruch 9, dadurch ge kennzeichnet, daß der Ventilkörper (41) ständi] in seiner Schließstellung von der Kraft eine Feder (47) und dem auf eine dritte Kolbenfläch

(45) wirkenden Antriebsdruck gehalten ist.

11. Werkzeug nach einem der vorhergehendei Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ab sperrventil (34) in der Hauptleitung (31) vorge sehen ist, das den Druckmittelfluß zum Moto (12) während des Schaltvorganges für eine kurz Zeitspanne unterbricht.

12. Werkzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß in der Hauptleitung (31) ein querliegender, längsverschiebbarer Ventilkörper (34) vorgesehen ist, der in seinen beiden Endstcllungen den Druckmittclfiuß zum Motor zuläßt und der in einer Zwischenstellting den Druckmittelfluß absperrt, wobei der Venlilkörper (34) von einer Feder (37) in seiner einen OITcnslcHung gehalten ist und durch den im Steuerkanal (27) über eine Leitung (38) auf die als Kolbenflächc ausgebildete Rückseite des Ventilkörpers wirkenden Druck in seine andere Endstellung verschiebbar ist, wenn der Steuerkanal (27) unter Druck steht.

13, Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckmiltelmotor (12,13) als Laniellenmotor ausgebildet ist und der Druckmitlelkrcis eine Öffnung (52) im Arbeitszylinder des Motors besitzt, die als Mcßstelle des direkt auf die Lamellen (14) wirkenden Antriebsdruckes dient.

14. Werkzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Meßöffnung (52) in einem von der Abschlußkante des Einlaßes (54) und dem halben Winkelabstand zur öffnungskanle des" Auslaßes (55) begrenzten Sektor befindet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen