DE1975197U

DE1975197U - Vorrichtung zur schnellen unterbrechung des drehtriebes fuer druckluft-rotationswerkzeuge.

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Publication number: DE1975197U
Application number: DEA28506U
Authority: DE
Original assignee: Atlas Copco AB
Current assignee: Atlas Copco AB
Priority date: 1966-10-11
Filing date: 1967-10-10
Publication date: 1967-12-14
Also published as: US3473439A; GB1130679A

Description

P.Ä.577 342*10.10.67

PATENTANWALT

?/· ^An*^r _H ^e?^ew _c? ^kJ| Essen, den 9. Oktober

Essen, Kettwiger Slr.36

(Am Hauptbaimiiot Llditburg) (29 4Oj5/Ni/th)

Telefon 225802/03

Gebrauchsmusteranmeldung
der Firma

Atlas Copco Aktiebolag
N a c k a / - Schweden -

Vorrichtung zur schnellen Unterbrechung des
Drehtriebes für Druckluft-Rotationswerkzeuge«

Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zur schnellen Unterbrechung des Drehtriebes bei Druckluft-Rotationswerkzeugen, wie beispielsweise Mutternanziehmaschinen, mit einem druckluftbetrie^enen"Drehkoibenmotor und einem in der Motorspeiseleitung angeordneten, über einen auf den Druck in der Speiseleitung ansprechenden Kolben bei Erreichung eines
bestimmten Druckes in dieser Leitung zwecks Abschaltung lösbaren Ventil.

Die Arbeitsweise derartiger Vorrichtungen basiert darauf, daß der Druckanstieg in der Preßluftspeiseleitung vor dem Druckluftmotor aufgespürt wird, Wenn man den Druck im Lufteinlaß während des Leerlaufes eines derartigen Werkzeuges mit dem Druck während der Abgabe des nahezu maximalen Drehmoments vergleicht, erhält man normalerweise vor dem Druckluftmotor einen Druckanstieg von etwa einer halben Atmosphäre oder weniger. Bei dem rauhen Betrieb, welchem derartige Werkzeuge normalerweise ausgesetzt sind, war es bisher äußerst schwierig, das Abschaltventil schnell und genau genug abzuschalten, um beispielsweise während des Festziehens einer Reihe von Muttern diese mit möglichst gleichmäßigem Schluß-Drehmoment anzuziehen, d.h. also zu erreichen, daß nur geringe Schwankungen zwischen den einzelnen Anzugsdrehmomenten für die verschiedenen Muttern auftreten.

Hier will die Neuerung durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art Abhilfe schaffen, bei welcher die Größe des aufgespürten Druckdifferentials erhöht wird und die Ventilkonstruktion demselben angepasst wird, sodaß das Abschlußdrehmoment mit wesentlich größerer Genauigkeit und Zuverlässigkeit eingestellt werden kann.

Hierzu ist bei der Vorrichtung gemäß der Neuerung der Sensorkolben in der Speiseleitung über einen Kanal mit dem Arbeitszylinder des Drehkolbenmotors verbunden und dadurch von dem in diesem Zylinder direkt auf die Drehflügel einwirkende Antriebsdruck beeinflußbar.

Während des Leerlaufes wird an der Mündung des Verbindungskanals ein Druck aufgespürt, welcher infolge von Strömungsverlusten und Expansion im Motor um mehrere Atmosphären unter den eintreffenden Leitungsdruck absinken kann. Bei ansteigender Drehmomentübertragung sinkt der Luftstrom durch den Motor nach und nach. Infolgedessen werden die Strömungsverluste vermindert und der Ausdehnung infolge Leckverlusten hinter den Drehflügeln wird entgegengewirkt, sodaß der Druck ansteigt und sich dem Leitungsdruck nähert. Das aufspürbare Druckdifferential wird infolgedessen mehrfach verdoppelt, wodurch sich eine genauere Auslösung des Ventils erreichen lässt.

Zweckmäßigerweise liegt dabei die Mündung des Verbindungskanals in dem von der Schließkante des Drucklufteinlasses und der halben Winkeldistanz zur Öffnungskante des Luftauslasses begrenzten Sektor des ArbeitsZylinders. Insbesondere ist vorgesehen, daß der Sensorkolben einen Teil des Abschaltventils bildet und zwei einander gegenüberliegende Kolbenflächen zur Erzielung der Verschlußbewegung des Ventils bei auf sie einwirkendem bestimmtem Druckdifferential aufweist, deren eine Fläche über den Verbindungskanal im Werkzeuggehäuse mit der Öffnung im Arbeitszylinder des Drehkolbenmotors und deren andere Fläche bei geöffnetem Ventil mit dem Abschnitt des Druckluftspeisekanals vor dem Ventil in Verbindung steht. Dabei wird das Abschaltventil durch eine Feder in Schließlage gedrückt und zur Einstellung der Federspannung entsprechend der gewünschten Größe des das Ventil schließenden Druckdifferentials ist eine Stellschraube vorgesehen, wobei das Abschaltventil ein Tellerventil ist und die der Schließfeder abgewandte Kolbenfläche die mit dem Ventilsitz zusammenwirkende Dichtfläche bildet.

Eine genauere Erläuterung der Erfindung ergibt sich aus der nachstehenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der beiliegenden Zeichnungen^ es zeigen:

Figur 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Druckluftwerkzeug mit Drehtrieb als Schnitt längs der Linie 1-1 in Figur 2; und

Figur 2 einen Schnitt durch Figur 1 längs der Linie 2-2,

In den Figuren ist eine Mutteranziehmaschine 10 dargestellt, welche mit einem Druckluftdrehkolbenmotor 11 ausgerüstet ist. Dieser Motor 11 besitzt radiale Antriebsflügel 12, welche sich in einem Arbeitszylinder 15 drehen. Dieser Motor 11 ist über ein Planetengetriebe 14 mit einer Welle 15 gekuppelt, welches über ein Winkelgetriebe ΐβ einen quadratischen Werkzeughalter 17 in Drehung versetzt.

Dem rückwärtigen Ende dieses Werkzeuges wird Preßluft über eine nicht dargestellte Schlauchleitung zugeführt, welche über eine Speiseleitung l8' bis 18"' in das Innere des Werkzeuges 10 zum Lufteinlaß 19 (Figur 2) im Arbeitszylinder 13 des Drehkolbenmotors 11 geleitet wird. Im Abschnitt l8"^:: dieser Luftleitung ist ein Drosselventil angeordnet, welches durch eine Feder 21 geschlossen gehalten wird und durch manuelles Niederdrücken eines Schalthebels 22 geöffnet werden kann.

In Strömungsrichtung vor diesem Drosselventil 20 ist zwischen dem Abschnitt l8^f und dem Abschnitt l8" dieser Luftleitung ein Ventilsitz 23 ausgebildet, mit welchem ein Absehalt-

ventil 24 zusammenwirkt. Dieses Abschaltventil 24 besteht aus einem Kolben 2β, 27* welcher druckdicht in einem Ventilgehäuse 25 verschiebbar ist. Wenn dieses Abschaltventil 24 offen ist, unterliegt seine vordere Kolbenfläche 26 dem Druck im Abschnitt 18' der Luftspeiseleitung neben dem Ventilsitz 23. Die gegenüberliegende Kolbenfläche 27 dieses Ventils 24 weist in das Innere des Ventilgehäuses 25 und wird durch eine Schraubenfeder 28 beaufschlagt. Das hintere Ende dieser Feder stützt sich auf dem Ringbund einer Hülse 29 ab, welche druckdicht auf einem zylindrischen Teil 30 im Ventilgehäuse 25 verschiebbar ist. In dieses Teil 30 ist eine Stellschraube 31 eingeschraubt, welche gegen den Boden der Hülse 29 drückt. Durch axiale verstellung dieser Stellschraube 31 kann man infolgedessen die Feder 28 auf das gewünschte Maß vorspannen.

Ein Kanal 32 verbindet den Innenraum des Ventilgehäuses 25 mit einer Öffnung 33 im Arbeitszylinder 13. Vorzugsweise ist diese öffnung 33 in. dem Sektor des Arbeitszylinders 13 angeordnet, welcher durch die Schließkante 24 des Lufteinlasses 19 und die halbe Winkeldistanz der Öffnungskante 25 im Luftauslaß 35 des Drehkolbenmotors Ϊ1 begrenzt wird (Figur 2). über diese Öffnung 33 und den Kanal 32 wird infolgedessen der Druck im Arbeitszylinder 13 in das Ventilgehäuse 25 übertragen und beaufschlagt die in diesem Gehäuse befindliche Kolbenfläche 27.

Vom Luftauslaß 45 strömt die Luft über eine Umfangsnut und radiale Bohrungen 36 zu einem Geräuschdämpfer 37 mit geräuschdämpfenden Ringen 38 und von diesem Dämpfer aus über Öffnungen 39 in's Freie.

Bei Inbetriebnahme dieses Werkzeuges wird zunächst auf den Vierkant 17 eine den anzuziehenden Muttern ent~ sprechende Nuß aufgesteckt. Das Abschaltventil 24 liegt dabei in der in Figur 1 dargestellten Position. Infolgedessen wird die Kolbenfläche 26 durch den im Luftspeisekanalabschnitt 18^! herrschenden Druck beaufschlagt, wodurch das Ventil 24 entgegen der Einwirkung der Feder 28 offen gehalten wird. Diese Öffnungsposition wird durch einen kreisringförmigen Anschlag 40 im Ventilgehäuse 25 festgelegt, an welchem ein Ringbund 4l am Kolben anliegt. Bei Betätigung des Schalthebels 22 wird Druckluft über die Luftspeisekanäle l8' bis l8^r" dem Drehkolbenmotor 11 zugeleitet, in dessen Arbeitszylinder 13 sie sich unter Antrieb der Drehflügel 12 ausdehnt, sodaß der Motor 11 und mit ihm der Vierkant 17 mit der aufgesetzten Nuß in Drehung versetzt wird. Zu Beginn des Betriebes ist der Drehwiderstand nur gering, sodaß der Drehkolbenmotor 11 sich schnell dreht und der Druck in der Öffnung 33* welche innerhalb der Expansionsζone der Betriebsluft liegt, ist ebenfalls relativ niedrig. Mit wachsendem Drehwiderstand nimmt fortlaufend die Drehzahl und der Luftverbrauch ab, sodaß im Lufteinlaß 19 ein Druckanstieg stattfindet. Dementsprechend steigt auch der Druck an der öffnung 33, im Kanal 32 und somit an der Kolbenfläche 27* wobei dieser Druckanstieg durch die Expansion verstärkt wird,, welcher durch Luftverluste an den Drehflügeln 12 in steigendem Maße mit abnehmender Drehzahl sowie durch Verminderung der Druekverluste am Einlaß 19 entgegengewirkt wird. Durch Einstellung der Stellschraube 3I wird die Federspannung der Feder 28 derart festgelegt, daß der Druckanstieg an der Kolbenfläche 27 das Abschaltventil 24 schließt, sobald das erwünschte abschließende Anzugsdrehmoment erreicht ist«

Zweckmäßigerweise wird das Abschaltventil 24 in seiner Öffnungsposition nur in relativ kurzem Abstande von seinem Sitz 23 angeordnet. Infolgedessen baut die das Ventil 24 passierende Luft an den beiden einander gegenüberliegenden Seiten des Ringbundes 4l des Ventilkolbens ein Druckdifferential auf. Während der Schließbewegung des AbschaItventils 24 steigt das Druckdifferential sehr stark an, sodaß das Abschaltventil sehr schnell in Schließposition überschnappt, sobald der gewünschte Abschaltdruck im Ventilgehäuse 25 erreicht ist.

Da bei Schließung des Ventils 24 die Luftspeisekanäle l8" und l8^tn hinter dem Ventilsitz 23 über den Drehkolbenmotor 11 entlüftet werden, bleibt das Ventil 24 durch die Feder 28 so lange geschlossen, wie der Schalthebel 22 niedergedrückt wird. Durch den Sitz 23 führt eine Bohrung 42 hindurch, welche den Durchlaß von Entlüftungsluft parallel zum geschlossenen Abschaltventil 24 ermöglicht. Sobald der Schalthebel 22 losgelassen wird und das Drosselventil 20 sich schließt, ergibt infolgedessen diese Bohrung 42 einen Druckausgleich in den Luftspeisekanalabschnitten l8' und lS" an den beiden gegenüberliegenden Flächen des Ventilsitzes 23. In Verbindung hiermit öffnet der auf die Kolbenfläche 2β wirkende Druck das Abschaltventil 24, und das Werkzeug ist für einen neuen Einsatz betriebsbereit.

Wenn die angezogene Mutternverbindung elastisch federnd ausgebildet ist, wird die kinetische Energie der sich drehenden Teile während des Schließens des Abschaltventils durch die Verbindung absorbiert, so daß das Bedienungspersonal durch den Anstieg der Reaktionskraft nicht belästigt wird. Bei einer starren Verbindung kann man dem Auftreten

einer zu großen Reaktionskraft dadurch entgegenwirken, daß der in dem Speisekanalabschnitt 18' einkommende Druck vermindert und dadurch die Drehzahl herabgesetzt wird. Dies wird durch Winkelverstellung eines Drosselventils 4j5 oder einer in diesen Speisekanalabschnitt 18' eingesetzten Drosselschraube erreicht, in welchem Teil der Druck der einströmenden Luft auf das gewünschte Maß durch Abdrosseln herabgesetzt werden kann.

Ansprüche;

Claims

RA. 577 3^2*10.10.67 Schutzansprüche.

1. Vorrichtung zur schnellen Unterbrechung des Drehtriebes bei Druckluft-Rotationswerkzeugen, wie beispielsweise Mutternanziehmaschinen, mit einem druckluftbetriebenen Drehkolbenmotor und einem in der Motorspeiseleitung angeordneten, über einen auf den Druck in der Speiseleitung ansprechenden Kolben bei Erreichung eines bestimmten Druckes in dieser Leitung zwecks Abschaltung lösbaren Ventil, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensorkolben (26, 27) in der Speiseleitung über einen Kanal (32, 33) mit dem Arbeitszylinder (13) des Drehkolbenmotors verbunden ist und dadurch von dem in diesem Zylinder direkt auf die Drehflügel (12) einwirkenden Antriebsdruck beeinflußbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung (33) des Verbindungskanals (32) in dem von der Schließkante (34) des Drucklüfteinlasses (19) und der halben Winkeldistanz zur Öffnungskante (35) des Luftauslasses (45) begrenzten Sektor des ArbeitsZylinders (13) liegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensorkolben einen Teil des Abschaltventils (24) bildet und zwei einander gegenüberliegende Kolbenflächen (2β, 27) zur Erzielung der Verschlußbewegung des Ventils (24) bei auf sie einwirkendem bestimmtem Druckdifferential aufweist, deren eine Fläche (27) über den Verbindungskanal (32) im Werkzeuggehäuse mit der Öffnung (33) im Arbeitszylinder (13) des Drehkolbenmotors (H) und deren andere Fläche (26) bei geöffnetem Ventil (24) mit dem Abschnitt (18¹) des Druckluftspeisekanals vor dem Ventil in Verbindung steht.

— 2 —

4. Vorrichtung nach Anspruch J>_t dadurch gekennzeichnet, daß das Abschaltventil (24) durch eine Feder (28) in Schließlage gedrückt wird und zur Einstellung der Federspannung entsprechend der gewünschten Größe des das Ventil schließenden Druckdifferentials eine Stellschraube (51) vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschaltventil (24) ein Tellerventil ist und die der Schließfeder (28) abgewandte Kolbenfläche (26) die mit dem Ventilsitz (23) zusammenwirkende Dichtfläche bildet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß in dem hinter dem Abschaltventil (24) verlaufenden Abschnitt (Ii") des Druckluftspeisekanals ein manuell betätigbares Drosselventil (20) und parallel zum Abschaltventil ein bei geschlossenen Ventilen (20, 24) den Luftdruck auf beiden Seiten des Abschaltventils (24) ausgleichender Entlüftungskanal (42) vorgesehen ist, wodurch infolge des im Kanalabschnitt (l8ⁿ) zwischen beiden Ventilen auf die Dichtfläche (2β) des Ventilkolbens einwirkenden Druckes ein Öffnen des'Abschaltventils (24) erzielbar ist. - -

Patentanwalt Dr. W. Andrejewski.