DE2029928A1 - Reversierbares Drehschlagwerkzeug - Google Patents

Description

Reversierbares Drehschlagwerkzeug

Die Erfindung betrifft ein reversiebares Drehschlagwerkzeug mit einem drehbaren, mit Schlagflächen für beide Drehrichtunp:en versehenen Amboß, einem koaxial zur Drehachse des Ambosses drehbar gelagerten Hammer, einer am Hammer um eine zu dessen Drehachse parallele Achse zwischer einer Schlagstellung und einer Freigabestellung mit Bezug auf die Schlagflächen des Ambosses verschwenkbar gelagerten SchlagkJI$ue, mit welcher Führungsflächen am Amboß -zu ihrer Verschwenkdung in Schlag Stellung zusammenwirken, und einem die Schlagklaue erfassenden und mit dem Hammer drehenden Stellglied zur Verschwenkung der Schlagklaue in Freigabestellung. ■

Bei »lohen Drehschlagwerkzeugen folgt normalerweise unmittelbar auf den Drehschlag ein Rückschlag auf den Hammer und die Schlagklaue mit der Folge, daß der Beschleunigungswinkel für den nächsten Drehschlag vergrößert wird und beispielsweise in Verbindung mit Werkzeugen, die mit jeder Umdrehung einen Drehschlag ausüben, 36o° übersteigt. Das Ergebnis hiervon ist, daß das Drehschlagwerkzeug einen stufenweisen Anstieg des mit federn Drehschlag ausgeübten Anzugsmomentes hervorruft. Bei Anzugsoperationen, bei denen die endgültige Spannung des Befestigungsmittels in verhältnismäßig engen Grenzen zu liegen hat, beispielsweise in bestimmten Anwendungsfällen pneumatisch angetriebener Drehschlagwerkzeuge zum Anziehen von Nuttern und Schrauben, führt die vorge-

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nannte Erscheinung zu großen Streuungen in der endgültigen Anzugskraft innerhalb einer Gruppe von unter ähnlichen Bedingungen an-zuziehenden Befestigungsmitteln und erschwert die Anwendung einfacher Drehmomentkontrollmittel beispiels- · weise durch (Veränderliche Drosselung des Druck der in den Antriebsmotor des Drehschlagwerkzeuges eintretenden Druckluft.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, ein Drehschlagwerkzeug mit einer wesentlich gleichmäßigeren Niveaucharakteristikkurve für die Drehmoment-Zeit-Parameter zu schaffen, so daß eine für den praktischen Bedarf ausreichende Steuerung des endgültigen Anzugsmoments allein durch die Einstellung des am Eingang des Antriebsmotors für das Drehschlagwerkzeug anstehenden Luftdrucks erhalten wird. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Schlagflächen gleichzeitig die Mihrungsflächen zur Verschwenkung der Schlagklaue in Schlagstellung bilden und daß der bei der Drehung des Hammers im Verhältnis zum Amboß vorauseilende Teil der Schlagklaue so ausgebildet und angeordnet ist, daß er auf eine der beiden Schlagflächen des Ambosses aufläuft und hierbei den nacheilenden Teil der Schlagklaue in Sehlagstellung gegen diese Schlagfläche verschwenkt» Durch die Erfindung erhält- die Schlagklaue in Augenblick des Drehschlages einen Impuls, über die den Drehschlag aufnehmende Schlagfläche hinwegzurollen, so daß ein Rückschlag ausgeschlossen wird» Dieses Überrollen ruft in der Tat ein Rückschlagmoment aufgrund desjenigen Teils der Schlagklaue aus, die in Drehrichtung vorauseilt, und stößt den Amboß über die Schlagfläche hinaus, gegen'welche der Drehschlag ausgeübt wurde, wodurch ein Drehmomentimpuls in einer Richtung entgegen der Antriebsrichtung abgegeben wird, welcher an die Stelle des..Rückschlages tritt. Das Rückwärtsmoment ist ein Vorteil beispielsweise beim Gewinde^=» schneiden„ weil die 3^1ckwärtsgericht©ten Drehmomentimpulsβ 'ein Wegbrechen der Sehneidspän© sto !folge-haben und hierdurch den Schneideffekt verhessexru

• Die Erfindung wird nachstehend- anhand ®ia®@ in der 2©iehraxng

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BAD OHfOINAL

dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

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Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Drehschlagwerkzeug nach.der Erfindung _v '

Fig. 2 einen Querschnitt nach Linie ΙΪ-ΙΙ in Fig. 1,

Fig. 3 einen Querschnitt durch Hammer, Schlagklaue und Amboß nach Linie III-III in Fig. 1,

Fig. 4 'einen Querschnitt, durch das Innere des Schlagwerkzeuges in Freigabesteilung nach Abgabe eines Drehschlags nach Linie IV-IV in Fig. 1,

Fig. 5 ähnliche Darstellungen wir in Fig. 4 in anderen bis 8 Drehstellungen bis zur Schlagabgabe in der Stellung nach Fig. 8.

Das Drehschlagwerkzeug nach Fig. 1 hat einen hinteren Gehäuseteil 1o mit einem Handgriff 11 und einem vorderen Gehäuseteil 12. Der vordere Gehäuseteil 12 umschließt die Schlagkupplung und ist mit einer vorderen zentralen Durchbrechung 13 versehen, durch welche das vordere Ende eines drehbaren Ambosses 15 herausragt, der in einem in das vordere Gehäuseteil 12 eingesetzten Kugellager 14 gelagert ist.

Im hinteren Gehäuseteil 1o befindet sich ein Antriebsmotor 2o vorzugsweise in Form eines reversifirbaren Druckluftmotors ~ mit einem Rotor 16. Der Rotor 16 hat' Radialschlitze mit darin verschieblichenRügein 1? und wird in herkömmlicher Weise durch diese unter der Wirkung von Druckluft angetrieben, die dem Motor 2o durch den Handgriff 11 zugeführt 'wird. Der" Motor wird durch ein Drosselventil (nicht dargestellt) sowie durch ein herkömmliches Reversierventil 18 gesteuert.

An seinen Enden ist der Rotor 16 innerhalb des rückwärtigen Gehäuseteilß 1o in Kugellagern 22 und 23 gelagert, und sein

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vorderes Ende erstreckt sich durch das Kugellager 22 hindurch und ist mit parallelen Axialkeilen 24'(vergleiche Figur 2) versehen. Der Eotor 16 hat ferner am vorderen Ende eine axiale Sackbohrimg 19ί die drehbar einen Führungsstift 21 aufnimmt. Das vorderen Ende des Ambosses 15 träfet einen Vierkant 25 zum Aufstecken eines (nicht dargestellten) Steckschlüssels« Im Bereich des Kugellagers 14 hat der Amboß einen zylindrischen Abschnitt 26, der innerhalb des vorderen Gehäuseteils 12 in einen Radialnocken 27 übergeht.. Das hintere Ende des Ambosses 15 ist mif einer Axialbohrung 28 versehen, die den Führungstift 21 mit guter Fassung aufnimmt, und besitzt ferner einen verjüngten Endabschnitt 29, der drehbar von einem zylindrischen Antriebsteil 3o aufgenommen wird. Das Antriebsteil 3o hat an der Peripherie eine teilzylindrische Ausnehmung 32 und nimmt in Axialnuten 31 an seinem rückwärtigen habenförmigen Ende die Axialkeile 24 des Rotor 16 (Fig. 2) auf.

Ein Hammer 35 umschließt koaxialjdrehbar den Amboß 15 und ist mit Hilfe eines vorderen Nabente^ls 36 drehbar auf den zylindrischen Abschnitt 26 des Ambosses 15 hinter dem Kugellager 14 gelagert. Der Hammer 35 ist ferner, koaxial.zu seiner Drehachse mit^l^Sclrehung. 37 versehen, jlie den Radialnocken 27 aufnimmt und eine freie Drehung desselben im Verhältnis zumr Hammer 35 gestattet. In die Ausdrehung 37 mündet eine Ausnehmung 38 mit teilzylindrischer Oberfläche zur Aufnahme einer Schlagklaue 4o, die mittels einer zylindrischen Rückenfläche 39 auf ihrer gesamten Länge gleitend innerhalb der 'teilzylindrischen Ausnehmung 38 um eine damit koaxiale Achse 33 (Fig. 4) schwenkbar gelagert ist, die innerhalb der Ausdrehung 37 des Hammers 35 liegt und parallel aur Drehachse 34 des Hammers 35 gerichtet ist. Die Ausdrehung 37 hat am rückwärtigen Ende einen erweiterten zylindrischen Abschnitt 41, der eine Lagerfläche für den Umfang des Antriebselementes 3o bildet.

Der Radialnocken 27 des Ambosses 15 ist verhältnismäßig schmal und mit Bezug auf eine Diametralebene beiderseits symmetrisch begrenzt durch als Schlagflächen dienende ent-

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gegengesetzte Nockenflänken 42, 43, die am radial, äußeren Ende in einen zylindrischen Scheitelteil 44 übergehen, dessen Krümmungsachse in der vorgenannten Diametral ebene liegt. Die Schlagklaue 14 ist in Form etwa-einer Turbinenschaufel mit einer Hohlkehle·· versehen, und diese Hohlkehle hat einerseits einen konkaven zylindrischen mittleren Flächenabschnitt 45 mit dem gleichen Krümmungsradius wie der Scheitelteil 44 des Radialnockens 27 und koaxial zur Lagerausnehmung 38 und andererseits daran beiderseits nach auswärts anschließende divergierende geradeFlächenabschnitte 46, 47, wobei der mittlere "Flächenabschnitt 45 und die seitlichen Flächenabschnitte 46, 47 dazu dienen,;Schläge auf die entsprechenden " Nockenflanken 42, 43 und den angrenzenden Scheitelteil 44 ' des Radialnockens 27 auszuteilen. ■■« ■

Das vordere Ende der Schlagklaue 4o ist schwenkbar innerhalb der Lagerausnehmung 38 mit Hilfe- eines Lageransatzes 48 (Fig. 3) geführt, 'der sich vom Nabenteil 36 des Hammers 35 nach rückwärts in die Ausdrehung 37 erstreckt und den gleichen Radius wie der mittlere Flächenabschnitt 45 der Hohlkehle der Schlagklaue 4o besitzt. Das hintere Ende der Schlagklaue 4o hat eine zentrale Verlängerung 49 (Fig. 2), die in die zylindrische Ausnehmung'32 des Antriebsteils 3o formschlüssig eingreift. · " "" · |

Das vorgeschriebene Drehschlagwerkzeug arbeitet wie folgt:

Es sei vorausgesetzt, daß der Rotor 16 das Drehschlagwerkzeug antreibt und hierbei dessen Amboß 15 im Uhrzeigersinn mit Hilfe der Antriebsverbindung zwischen den Axialkeilen 24 und den Nuten 31 mitnimmt und daß der Vierkant 25 des Ambosses 15 über einen (nicht dargestellten) Steckschlüssel · , die Drehbewegung auf ein festzuziehendes Befestigungselement ;

überträgt. Wenn die einzelnen Teile des Drehschlagwerkzeugs ^! die· in Fig.. .2 und 8 dargestellte Schlägstellung einnehmen, bleiben-der mittlere Flächenabschnittr 45 und der seitliche Fläehenabschnitt 46 der Schlagklaue 4o eo lange in'Schiag-

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stellung, wie das beispielsweise von einer Schraube gebildete Befestigungselement sich leicht drehen läßt, und damit in Eingriff mit der' Flanke 42 des Radialnockens 27 und dem angrenzenden Bereich des Scheitelteils 44. Die Drehung des Antriebsteils 3o wird über dessen Ausnehmung 32 und die Verlängerung 39 der Schlagkraue 4o auf letztere übertragen und weiter über, den Radialnocken 27.auf den Amboß 15, den Steckschlüssel und das Befestigungselement. Die Schlagklaue 4-0 überträgt somit die Drehbewegung auf den Radialnocken 27 über ihren in Drehrichtung nacheilenden Flächenabschnitt 4-6, der also die treibende Fläche bildet. Es ist keine Frage, daß das'Antriebsteil 3o während seines Antriebs bestrebt ist, die Schlagklaue 4o" über den Scheitelteil 44 des Radialnockens 27 in Freigabestellung zu verschwenken. Dieses Bestreben beruht darauf, daß der Eingriff zwischen der teilzylindrischen Oberfläche der Ausnehmung 32 und der Verlängerung 49 (Fig. 2), der radial außerhalb der Schwenkachse 33 der Schlagklaue mit Bezug auf die Drechachse 34· des Hammers 35 erfolgt, hebelartig bestrebt ist, die Schlagklaue 4o um die Krümmungsachse des Scheitelteils 44 zu drehen, die in der Schlagstellung (Fig. 8) mit der Schwenkachse der Schlagklaue 4o und der geometrischen Achse der Lagerausnehmung 38 zusammenfällt. Durch Reibung zwischen der Schlagklaue 4o und dem Radialnocken 27 bleiben diese Teile -Jedoch."¹" in Eingriff miteinander im wesentlichen in der Lage nach Fig» S₉ so daß das Befestigungselement fortlaufend gedreht wird, bis es so weit niedergeschraubt ist, daß der Drehwiderstand ansteigt»

Bei ausreichend großem Drehwiderstand bleibt der Amboß 15 stehen, während der Rotor 16 das Ant-riebselement 3o zu einer Fortsetzung seiner Drehbewegung" zwingt«, Bi@s veranlaßt die Schlagklaue 4o unter der Hebelwirlnmg zwi-schen der zylin- ■ -arischen Oberfläche der Auanehmimg 32 und der Verlängerung ■ 49 der Schlagklaue 4o ro einer S«?hwi$gbewegung übe? ö@n Radialnocken 27 aus der Stellung .giacfe Figo 2 bis 8; in die' Freigabestellung nach Figo» 4₀ Der· is Drührichtung vorauseilende seitliche Flachenalischnitt 4?-dar Schlagklaue 4o • wird nun in Anlage gegen den Sadialnockaa 27 d©s Ambosses 15 über die Flanke 43 hinaus imreeteenkt, und die Voraus* At 8111/15.6.1970 10.9809/13-03 ^l- ' ' · -'? -

eilende Kante des Flächenabschnitts 47 wird nacheinander dazu gebracht, rings um den Radialnocken 27 herum zu -gleiten, während der Hammer 35 in einer Beschleunigungsbewegung tun den'Amboß 15 mit Hilfe des Antriebsteils 3o gedreht wird. Der Beschleunigungsweg ist in den Pig. 4 Ms 7 illustriert. Gegen Ende der Beschleunigungsphase 2 läuft die in Drehrichtung vorauseilende Seitenkante der Schlagklaue 4o auf die Flanke 42 des Radialnockens 27 und dessen Scheitelteil ■ 44 (Fig. 6)j was eine Zurückverschwenkung der Schlagklaue 4o um ihre Schwenkachse 33> gefolgt von einer gleichzeitigen Vorwärtsdrehung und einer weiteren Beschleunigung des Hammers 35 in Drehrichtung'zusätzlich zu der vom Antriebsteil 3o hervorgerufenen Beschleunigung, "bewirkt. Unmittelbar hiernach erteilt die Schlagklaue 4o (Fig. 8) mit ihrem in Drehrichtung nacheilenden Flächenabschnitt 46 und dem anschließenden mittleren Flächenabsehnitt 45 der Nockenflanke 42 und dem Scheitelteil 44 einen Schlag, so das kinetische Energie des Hammers 35 auf dem Amboß 15 mit Hilfe eines Drehschlages abgegeben wird, der auf den Steckschlüssel und das Befestigungselement übertragen wird. " .

Bei diesem Schlag (Fig. 8) wird normalerweise keine"rückwärts gerichtete Winkelbewegung aufgrund des Bückschlages des Hammers 35 und der Schlagklaue 4o im Verhältnis zum Radialnocken 27 des Ambosses erzeugt. Unmittelbar nach dem Schlag wird die Schlagklaue 4o unweigerlich über den Scheitelteil 44 des Radialnockens 27 in die in Fig. 4 gezeigte Stellung verschwenkt, und der auf den Schlag folgende Rückprall wird in ei-ne Winkelbeschleunigung der Schlagklaue 4o umgesetzt, welche ihre kinetische Energie in Form eines rückwärtsgerichteten Schlages über den in Drehrichtung vorauseilenden Flächenabschnitt 47 der Schlagklaue gegen die Nockenflänke 43 (Fig.'4) * abgibt. In diesem Augenblick wird kurzzeitig ein rückwärtsgerichtetes. Drehmoment erzeugt. Hierauf werden die nächsten Beschleunigungs- und Schlagabläufe in Analogie mit dem oben beschriebenen Zyklus ausgeführt, bis das gewünschte Anzugsmoment für das Befestigungselement erreicht ist. Dank dem ' ,

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SAD ORIQtNAl.

Umstand, daß der Beschleunigungswinkel des Drehschlagwerkzeugs im wesentlichen'unbeeinflußt vom Rückschlag im Zeitpunkt der Schlagerteilung bleibt, wird ein eben nur graduell ansteigendes Anzugsmoment an der Schraube erhalten, so daß eine wirksame Drehmomentkontrolle allein durch die Einstellung des Luftdruckes vor den Flügeln 17 des Rotors 16 erziehlt werden kann.

Der symmetrische Aufbau des Drehschlagwerkzeuges stellt sicher, daß bei Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn die gleiche Schlagwirkung auftritt. Hierbei werden die Schläge von dem dann in Drehrichtung nacheilenden Flächenabschnitt 43 der Schlagklaue 4o auf die Flanke 43 des Radialnockens 27 erteilt, währendder an der Außenkante des in Drehrichtung vorauseilenden Flächenabschnitts 46 befindliche Teil der Schlagklaue 4o deren Drehung in Schlagstellung bewirkt·

Ansprüche

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Claims (5)

Ansprüche . ■

1. Reversierbares Drehschlagwerkzeug mit einem drehbaren,mit * Schlagflächen für beide Drehrichtungen versehenen Amboß, einem koaxial zur Drehachse des"Ambosses drehbar gelagerten Hammer, einer am Hammer um eine zu., dessen Drehachse parallele Achse zwischer einer'¹ Schlagstellung und einer Freigabestellung mit Bezug auf die Schlagflächen des Ambosses verschwenkbar gelagerten Schlagklaue, mit welcher Führungsflächen am Amboß zur ihrer Verschwenkung in Schlagstellung zusammenwirken, und einem die Schlägklaue erfassenden und mit dem Hammer drehenden Stellglied zur' Verschwenkung der Schlagklaue in Freigabestellung, d a d u· r c h gekennzeichnet, daß die Schlagflächen (42, 4J) gleichzeitig die"Führungsflächen zur Verschwenkung der Schlagklaue (4o) in Schlag-* stellung bilden und daß der bei der Drehung des Hammers (35) im Verhältnis zum Amboß (15) vorauseilende Seil (46 bzw. 47) der Schlagklaue (4o) so ausgebildet und angeordnet ist, daß er auf eine der beiden Schlagflächen (42 bzw· 43) des Ambosses (15) aufläuft und hierbei den nacheilenden Teil (47 bzw. 46) der Schlagklaue (4o) in Schlagstellung gegen diese Schlagfläche verschwenkt. ·

2.. Drehschlagwerkzeug nach Anspruch "j, d a d u r*c h g e kennzeichnet, daß die Schlagflächen (42, 43) von den entgegengesetzten Flanken eines schmalen Radialnockens (27) gebildet sind, daß die Schlagklaue (4o) eine mit dem .' Radialnocken zusammenwirkende HohXkehle (45, 46, 47) besitzt und daß der Radialnocken (27) einen Scheitelteil (44) aufweist, der in der Schlagstellung der Schlagklaue konzentrisch in deren Hohlkehle..(45, 46, 47) eingreift und eymmetrisAh zu" einer die. Drehachse·(34) des Ambosses, (.15) und die Schwenkachse (33)j,deri^fSchlagklaue (4o) in Schlageteilung enthaltenden Ebene ausgebildet ist. .

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ÖAD ORfOfNAL

■s-

3. Drehschlagwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch g e kennzeichne t,.daß der Hammer (35) ©ine zu seiner Drehachse koaxiale Ausdrehung (37) zur Aufnahme des Ambosses (15) sowie'eine in diese mündende, zur Brehacb.se der Schlag» klaue (4o) koaxiale teilzylindrische Ausnehmung (38) aufweist, -in--welcher die'Schlagklaue (4o) mit ihrer Bücken-. fläche schwenkbar gelagert ist, wobei di© Achse dar teil« zylindrischen AusneÜtaimg ($8) .-innerhalb der'Ausdreaung (37) des Hammers (35) liegt'und _<%in Schlägstelluag radial in den Scheitelteil (44) des lalialnoekeas (2?) einfällt_o

4«, Drehschlagwerte eug nach Anspiiöefe, 3t'.'dadurch g k ennz β i e\ η e- t, daß d©r Scheitelteil (44) des Radialnockeas (27) freilsyliateiüela .gefosmt und ia stellung im wesentlichen koaasiai

der teilsylindriachea
gelegön ist, wobei di©i HohlkÄl® (^5? klaue (4o) ZiUi Zuecli:© der Schlagest eilung auf d@a Seheit el teil (44)_a,ps ladialaei€k©ns (-2?) uiad d®ss©a llaakea (42, 4 einen zur geagmaton gfpm©triseli@a Ä^lan© ]so®2cial©a teil= ■ zylindriseliea Mittler-aa fläe]a©aalbi©Smitt, (45) -und daraa beiderseits assciili<aS©ad©₉ aaeii
seitliche Oberf liehest eil8(46,. 47)

5. Srehschlagwerk

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keil für de» Hani!©!¹ (|5) <äi©at -mi aa £φ2" B©M,agkl'au@ radial amSeAal*b eLe^-B^Midalm©^!® ($3) Ä©s?©©lB©a slit Be 25ug auf die
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