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Die
Erfindung betrifft einen Kraftschrauber mit einem einen Hydraulikzylinder
enthaltenden Antriebsteil und einem Abtriebsteil, wobei der Abtriebsteil
eine in einem Gehäuse
drehbar gelagerte Abtriebswelle aufweist, die von einem Ratschenhebel
in Intervallen gedreht wird.
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Bekannt
sind hydraulische Kraftschrauber, die nach dem Ratschenhebel-Prinzip
arbeiten. Solche Kraftschrauber können bei Anwendung entsprechend
hoher Hydraulikdrücke
für sehr
hohe Drehmomente benutzt werden. Nach einem Hub der hydraulischen
Kolben-Zylinder-Einheit besteht die Tendenz, dass die Abtriebswelle
sich um einem geringeren Winkelbetrag zurückdreht. Dies liegt daran,
dass die Schraubenkonstruktion sich nach jedem Arbeitshub teilweise entspannt.
Um ein solches Entspannen zu verhindern, ist es bereits bekannt,
an der Abtriebswelle einen Blockierstein angreifen zu lassen, der
in einer Außenverzahnung
der Abtriebswelle eingreift und ein Zurückdrehen verhindert. Hierbei
besteht der Nachteil eines Sicherheitsrisikos aufgrund unzuverlässiger Haltesysteme.
Bei einem Stoppen des Hydraulikaggregates, das den Kraftschrauber
mit Druck versorgt, bei Stromausfall oder bei unvollständiger Hublänge können sich
die Geräte
beim Arbeitsprozess von der zu drehenden Schraube lösen. Dies
bedeutet eine Unfallgefahr. Geräte
mit Rückhalte-Klinkensystem können sich
nach Erreichen des Endmomentes verspannen und müssen dann mit hohen Zeitaufwand
von dem Verschraubungsobjekt gelöst werden.
Ein erneutes Anfahren des Schraubers auf das maximale eingestellte
Drehmoment ist notwendig und kann zu Drehmoment-Ungenauigkeiten
führen.
Nach jedem Hub werden Gerät
und Schraubverbindung erneut mit der vollen Klemmkraft beaufschlagt.
Es entstehen hohe Belastungen im System und stetige Biegebelastungen
an der Schraubverbindung.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kraftschrauber zu schaffen,
der ein gleichmäßiges Anziehen
von Schrauben ohne Sicherheitsrisiko ermöglicht.
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Der
erfindungsgemäße Kraftschrauber
ist durch den Anspruch 1 bezeichnet. Er enthält eine kontinuierlich wirkende
Reibbremse, die eine Reibkraft zwischen der Antriebswelle und dem
Gehäuse erzeugt.
Diese Reibkraft wird permanent erzeugt und beim Arbeitshub wird
sie von dem Hydraulikantrieb überwunden.
Die Reibbremse bewirkt ein gleichmäßiges Anziehen der Schraube.
Sie ermöglicht
es einem Monteur, mehrere Schraubvorgänge, die mit Kraftschraubern
ausgeführt
werden, gleichzeitig zu überwachen.
Der Kraftschrauber wird zuverlässig
positioniert und in jeder Arbeitsposition unabhängig von der Phase des jeweiligen
Hubes festgehalten. Es findet keine stufenweise Verrastung statt.
Das Rückhaltesystem
ist stetig aktiv. Ein Ein- und Ausschalten des Hydrauliksystems
ist nicht erforderlich. Es wirken auch keine zusätzlichen Biegemomente auf die Schraubverbindung,
wie dies bei Systemen mit Sperrklinke der Fall ist. Ein Verklemmen
des Verschraubungswerkzeugs nach dem letzten Hub findet nicht statt.
Daher entfallen zeitraubende Lösungsprozeduren.
Das sichere Abnehmen des Gerätes
ist gewährleistet.
Wegen des Entfallens einer Einrastung und Ausrastung wird das Gerät in jeder
beliebigen Arbeitsposition gesichert.
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Die
Reibbremse kann mindestens einen Reibschuh aufweisen, der im wesentlichen
radial zu der Abtriebswelle angeordnet ist und gegen eine umlaufende
Reibfläche
drückt.
Die Reibfläche
ist vorzugsweise an der Abtriebswelle oder an einem damit verbundenen
Bauteil angeordnet. Es besteht aber auch die Möglichkeit, den Reibschuh an
der Abtriebswelle vorzusehen und ihn auf einer Reibfläche des Gehäuses wirken
zu lassen. Es können
mehrere umfangsmäßig verteilt
angeordnete Reibschuhe vorgesehen sein. Vorzugsweise ist jeder Reibschuh
durch eine verstellbare Spannvorrichtung gegen die Antriebswelle
gedrückt.
Auf diese weise ist ein Nachstellen bzw. Einstellen der Reibbremse
möglich.
Die Spannvorrichtung weist vorzugsweise einen Spannkeil auf.
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Bei
einer axial wirkenden Reibbremse ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung
vorgesehen, dass die Reibbremse einen gegen ein gehäusefestes Reibteil
drückenden
Flansch der Antriebswelle aufweist. Durch die auf den Flansch einwirkende
Reibkraft wird die Abtriebswelle gebremst.
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Vorzugsweise
ist eine Feder vorgesehen, die die Abtriebswelle in Richtung auf
das Reibteil drückt. Das
Reibteil kann drehfest mit einem Überwurfring verbunden sein,
welcher über
ein Axiallager axial gegen die Feder drückt.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung ist bei einem Kraftschrauber der eingangs
genannten Art an dem Gehäuse
ein reibend gehaltener drehbarer Skalenring konzentrisch zur Antriebswelle angeordnet,
der ein zentrisches Fenster aufweist, durch das eine Markierung
der Abtriebswelle sichtbar ist. Ein derartiger Skalenring kann dazu
benutzt werden, den Drehwinkel der Abtriebswelle anzuzeigen. Der
Skalenring wird zunächst
durch manuelles Verdrehen auf die jeweilige Stellung der Markierung
eingestellt, um die Anfangsstellung zu memorieren. Während des
Schraubvorgangs wandert die Markierung relativ zu dem Skalenring,
wobei der jeweilige Schraubwinkel leicht abgelesen werden kann.
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Im
Folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele
der Erfindung näher
erläutert.
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Es
zeigen:
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1 Eine
Seitenansicht einer ersten Ausführungsform
des Kraftschraubers,
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2 eine
Stirnansicht aus Richtung des Pfeiles II von 1,
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3 einen
Schnitt entlang der Linie III-III von 1,
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4 eine
Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform,
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5 eine
Stirnansicht des Kraftschraubers aus Richtung des Pfeiles V von 4,
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6 einen
Schnitt entlang der Linie VI-VI von 4,
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7 eine
vergrößerte Darstellung
eines Schnitts durch die Reibbremse und durch die Drehwinkelanzeige
bei der zweiten Ausführungsform,
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8 eine
Seitenansicht einer dritten Ausführungsform,
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9 einen
Schnitt entlang der Linie IX-IX von 8,
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10 eine
vergrößerte Darstellung
der Einzelheit X aus 9 und
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11 einen
Schnitt durch die Spannvorrichtung der Reibbremse entlang der Linie
XI-XI von 8.
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Der
Kraftschrauber des Ausführungsbeispiels
der 1 – 3 weist
ein Gehäuse 10 auf, das
im wesentlichen L-förmig
ausgebildet ist und in einem Schenkel einen Antriebsteil 11 und
in dem anderen Schenkel einen Abtriebsteil 12 enthält. Der
Antriebsteil enthält
eine (nicht dargestellte) hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit mit einer
hin- und hergehend bewegten Kolbenstange. Die Kolbenstange treibt
einen Ratschenhebel. Der Abtriebsteil 12 enthält eine in
dem Gehäuse
gelagerte Abtriebswelle 14, bei der es sich hier um eine
Hohlwelle handelt (3), die ein Innensechskantprofil 15 enthält. Zwischen
zwei Seitenwänden 10A, 10B des
Gehäuses 10 befindet sich
der Ratschenhebel 16, der über eine Verzahnung 17 mit
einer Außenverzahnung
der Abtriebswelle 14 gekoppelt ist. Der Ratschenhebel 16 nimmt bei
einem Arbeitshub die Abtriebswelle 14 in der einen Drehrichtung
mit, während
er bei dem Rückwärtshub leer
zurückgleitet.
Auf diese Weise wird die Abtriebswelle 14 in Intervallen
gedreht.
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Die
Reibbremse 20 weist einen Reibschuh 21 auf, der
radial zu der Abtriebswelle 14 angeordnet ist und gegen
eine Reibfläche 22 am
Umfang der Abtriebswelle drückt.
Eine Spannvorrichtung 23 weist einen Spannkeil 24 auf,
der mit einer Gewindebohrung versehen ist, in welche eine Spannschraube 25, die
in der Gehäusewand 10B gehalten
ist, eingeschraubt ist. Durch Festziehen der Spannschraube 25 wird
der Spannkeil 24 nach außen (gemäß 3 nach rechts)
gezogen, wodurch er gegen eine rückwärtige Keilfläche des
Reibschuhs 21 drückt
und diesen in Richtung auf die Reibfläche 22 vortreibt.
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Im
vorliegenden Fall ist nur ein einziger Reibschuh 21 vorgesehen,
es können
jedoch mehrere Reibschuhe vorhanden sein, die vorzugsweise gleichmäßig um den
Umfang der Abtriebswelle 14 verteilt sind. Die kontinuierlich
wirkende Reibbremse 20 übt
bei Drehung der Abtriebswelle permanent eine gleichbleibende Bremskraft
auf die Abtriebswelle aus, so dass diese am Zurückdrehen gehindert wird.
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Bei
dem Ausführungsbeispiel
der 5 – 7 enthält das Gehäuse 10 ebenfalls
einen Antriebsteil 11 und einen Abtriebsteil 12.
Auf dem zylindrischen Antriebsteil 11 befindet sich eine
Keilverzahnung 30, auf die ein (nicht dargestellter) Abstützfuß aufgesteckt
werden kann, der gegen ein ortsfestes Widerlager gesetzt wird, um
ein Drehen des Gehäuses 10 bei
dem Schraubvorgang zu vermeiden.
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Das
Gehäuse 10 enthält auch
hier zwei parallele Gehäusewände 10a, 10b mit
Löchern,
in denen die Abtriebswelle 14 gelagert ist. Die Abtriebswelle 14 ist
hier voll ausgebildet und sie ragt an der einen Seite aus dem Gehäuse 10 heraus,
wo sich auf der Abtriebswelle ein Aufsteck-Vierkant 26 befindet,
auf den eine Schlüsselnuss
aufgesteckt werden kann. Auf einer Keilverzahnung 31 der
Abtriebswelle 14 sitzt drehfest eine Hülse 32, die zusätzlich mit
einer Außenverzahnung 33 versehen
ist. In diese Außenverzahnung
greift die Verzahnung eines Mitnehmersteines 34 ein, der
im Innern des Gehäuses 10 untergebracht
ist und mit dem Ratschenhebel 16 zusammengreift. Der hin-
und hergehende Ratschenhebel 16 treibt über den Mitnehmerstein 34 die
Hülse 32 und
die Abtriebswelle 14 an, wobei die Hülse und die Abtriebswelle nur
in der einen Drehrichtung mitgenommen werden.
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In
einer axialen Ausnehmung der Abtriebswelle 14 gleitet ein
Schieber 35, dessen Stirnwand 36 einen Druckknopf
bildet. Eine Feder 37 drückt den Schieber 35 nach
außen.
Der Schieber weist eine Umfangsnut 38 auf, die bei eingedrücktem Schieber eine
Kugel 39, die in einer Axialbohrung der Abtriebswelle bewegbar
ist, teilweise aufnimmt. Dadurch wird eine Zwischenbuchse 40,
die auf einem Schaft der Abtriebswelle 14, von der Abtriebswelle
entriegelt, so dass die Zwischenbuchse abgezogen werden kann, wenn
der Druckknopf 36 eingedrückt ist.
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Wie 7 zeigt,
hat die mit der Abtriebswelle 14 drehfest verbundene Zwischenbuchse 40 am äußeren Enden
einen radialen Flansch 41. Dieser drückt von außen gegen eine Reibfläche 42 eines
mit dem Gehäuse 10 verbundenen
ringförmigen
Reibteils 43. Die Reibfläche 42 kann auch von
einem Reibbelag gebildet werden. Der Flansch 41 bildet
somit mit der Reibfläche 42 eine
Reibbremse 20. Zu dieser gehört auch eine Tellerfeder 49,
welche die Zwischenbuchse 40 gegen die Reibfläche 42 drückt.
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Auf
einem Gewinde 44 des Reibteils 43 sitzt ein Überwurfring 45,
der mit einem Sicherungsstift 46 gesichert ist. Der Überwurfring 45 umgreift
ein Nadellager 47, das an dem Überwurfring 45 axial
abgestützt
ist und das auf der gegenüberliegenden
Seite mit einer Scheibe 48 gegen die Tellerfeder 49 drückt. Auf
diese Weise ist der Überwurfring 45 zusammen mit
der Tellerfeder 49 Bestandteil einer Spannvorrichtung 23 zum
Einstellen der Reibungskraft der Reibbremse 20.
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Auf
dem Überwurfring 45 sitzt
ein Skalenring 50, der mit einem O-Ring 51 rastend
gesichert ist. Der Skalenring 50 weist eine Winkelskala
von 0° – 360° auf, die
in 4 sichtbar ist. Der Skalenring ist an dem Gehäuse 10 drehbar
und konzentrisch zur Abtriebswelle angeordnet. Er weist ein zentrisches Fenster 53 auf,
durch das eine Markierung 52 der Abtriebswelle sichtbar
ist. Er kann auf dem Überwurfring reibend
in eine beliebige Winkelstellung gedreht werden, so dass er mit
der Position 0° auf
die Markierung 52 an dem Druckknopf 36 eingestellt
werden kann. Der Druckknopf 36 ist drehfest mit der Abtriebswelle 14 verbunden
und er gibt somit die jeweilige Drehposition der Schraube als Relativposition
an. Der Skalenring 50 wird manuell genullt, um die Anfangsstellung
zu memorieren. Danach wandert beim Schraubvorgang die Markierung 52 entsprechend
dem Schraubfortschritt, so dass der Benutzer den jeweiligen Drehwinkel,
der seit Beginn des Schraubvorgangs oder seit einem anderen Punkt
des Schraubvorgangs überstrichen
wurde, ablesen kann. Der Skalenring in Verbindung mit der zur Abtriebswelle gehörenden Markierung 52 hat
eine selbstständige Bedeutung
und ist nicht an das Vorhandensein einer Reibbremse gebunden.
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Das
Ausführungsbeispiel
der 8 – 11 enthält eine
zwischen den Gehäusewänden 10a und 10b drehbar
gelagerte Abtriebswelle 14 mit einer (nicht dargestellten)
Außenverzahnung,
in die ein hin- und hergehend bewegbarer Ratschenhebel 16 eingreift.
Die Abtriebswelle 14 enthält ein Innen-Sechskantprofil 15.
In dieses wird vom einen Ende her (gemäß 9 und 10 von
links) ein Schraubenkopf eingesetzt, während sich am entgegengesetzten
Ende (rechts) die Reibbremse 20 und der Skalenring 50 befinden.
Die Reibbremse 20 weist ein Reibteil 60 auf mit
einer Buchse, die verdrehungssicher mit der hohlen Abtriebswelle 14 verbunden
ist. Von der Buchse steht radial eine ringförmige Reibscheibe 61 ab,
die einen Umfangsbereich 62 mit zwei radialen Reibflächen 62a und 62b aufweist.
An diesen Reibflächen
greifen die Bremsbeläge 63a, 63b der
Reibbremse 20 an. Der Reibbelag 63a ist an einer
inneren Bremsbacke 64 und der Reibbelag 63b an
einer äußeren Bremsbacke 65 befestigt,
wobei die Bremsbacken einander parallel gegenüber liegen und zwischen sich
den Rand 62 des Reibteils 60 einklemmen. Die Klemmwirkung
wird hervorgerufen durch zwei Spannschrauben 66 (8),
die die Bremsbacken 64 und 64 gegeneinander ziehen
und verstellt werden können,
um die Bremskraft der Reibbremse 20 einzustellen. Zwischen
den beiden Spannschrauben 66 ist eine Halteschraube 67 angeordnet,
die in die Gehäusewand 10b eingeschraubt ist
und die Reibbremse 20 an dem Gehäuse 10 festhält.
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Die
Reibbremse 20 ist bei dem dritten Ausführungsbeispiel nach Art einer
Sattelbremse ausgebildet, wobei die beiden Bremsbacken 64, 65 einen Bremssattel
bilden, der mit den Reibbelägen 63a, 63b rittlings über den
Rand der Reibscheibe 61 greift.