DE2031600A1 - Schraubbolzensetzgerat mit Dreh momentuberw achung - Google Patents
Schraubbolzensetzgerat mit Dreh momentuberw achungInfo
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Description
Dipl.-Wirtich.-Ing. B. Jochea
6 Frankfurt am Main Freiherr-vom-Stein-Str. 18
In Sachens
■Aktieboleg "
Atlas, Copco
Die Erfindung betrifft ein Schraubbolzensetzgerät mit Drehmoment
überwachung in der Kraftübertragung zwischen einem im
Gerät eingebauten Motor und einem Verkzeugkopf, welcher über
einen austreibenden und einen angetriebenen Kupplungsteil drehbar und zwischen einer'tbigezogenen und einer ausgefahrene]}
Stellung axial beweglich ist, wobei der angetriebene Kupp- ··
lungsteil in eingezogener Verkzeugkopfetellung gegen eine ;
Federwirkung in axialem Eingriff mit dem angetriebenen Kupp- '
lungsteil steht und die Drehmomentüberwachungselemente ansprechen,
sobald der Drehwiderstand am Werkzeugkopf einen ■eingestellten Drehmomentwert übersteigt, wobei gleichzeitig
die Kupplungsteile ausrücken, während der Werkzeugkopf in der eingezogenen Position verbleibt»
Die automatische Drehmomentüberwachung für Schraubenfestziehwerkzeuge
dieser Art, insbesondere in Verbindung mit einem automatisch ein- und ausrückbaren Kupplungsteil ergibt komplizierte
Konstruktionen mit einer Vielzahl von Einzelteilen, welche für ein verläßliches Pur\ktionieren genau gearbeitet
sein müssen, wodurch erhebliche Herstellungskosten entstehen.
Aufgabe der» Erfindung ist es, die automatische Stet^enmg der
Drehmom.ftntüberwachung zu vereinfachen und die Anzahl der be-'·
nötigten Einzelteile zu verringern. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß einer der Kupplungeteile im Ge-At
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häuse der Drehmojnentüberwachungselemente axial beweglich geführt
ist u^l si.ch bei zusammengedrückter Trennfeder an einem
Querbalken abstützt, "wenn sich der Werkzeugkopf in seiher e.increzofrenen "Position befindet, wobei der Querbolzen beim Ansprechen
der. Drehmomentüberwachung verschiebbar ist und dabei eine Auskupplungsbewegung des Kupplungsteiles relativ
zum Gehäuse durch die Expansion der Trenn!eder gegenüber dem
anderen Kupplungsteil auslöst. ·
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnunggenauer
beschrieben. Es zeigen: ■ "„
Fig. 1 einen Längsschnitt durch das erfindungsgemäße Bolzensetzgerät,
bei welchem die Mittel zur Drehmomentüberwachung hier mit dem angetriebenen Kupplungsteil vereinigt
sind,
Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie 2-2 in Pig. 1,
Pig:. 3 einen Querschnitt längs der Linie 3-3 in Pig. 1,
Fig. 4 einen Teilquerschnitt längs der Linie 4-4 in Fig.1,
Fig. 5 zwei Ausschnitte aus Fig. 1, von denen einer die·
Drehmomentüberwachungselemente mit den Kupplungstei]en
in Eingriffsposition und den Werkzeugkopf in zurückgezogener Stellung zeigt und im anderen Teilausschnitt
das Zuführventil des Antriebsmotors für Luft «in offener Position dargestellt ist,
Fig. 6 die gleichen Teilausschnitte wie in Fig. 5 mi"^ be-
* tätigten Lrehmomentüberwachungselementen, ausge-"
kuppelten Kupplungsteilen, dem Werkzeugkopf in zurückgezogener Position und den Zuführventil in Offp.nstellung,
Fipr. 7 eine weitere Aus füh rungs form der erfindungstremäßen
Bolzensetzvorrichtung, bei welcher die "Drehmoment-
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Ub er-w« chunks element β mit dem Antreibenden Kupplungsteil verbunden int.
Ir. GftVinuee 1o dee Schraubbnlzen- Settgerätes ist ein Motor
11 nnCftordn^t, welcher als Elektromotor oder ale Drucfcraittelfotor aufgeführt eeh kann. In dem hier bβichriebenen Ausführungabeispiel wurde ein Druckluftmotor 11 gewählt, welcher
iTber den Kanal 12 mit Druckmittel beaufschlagt wird. Im
12 befindet eich ein Zufuhrventil 13, welche« mit einen
14· zusammenwirkt. Der Motor 11 treibt über eine Vielkantwelle 15 pin Flanetenradgetriebe 16,*dee«en Abgangewelle
ala In pinen Kugellager 18 rjelacerten hexagonale Buchte 1? a
anefrebildet iet. Da» Kugellager 18 tragt den antreibenden *-
Kupplungeteil 19, welcher drehfeet in die Sechskantbuchee .
17 hineinragt und durch eie angetrieben wird. Der antreibende
Kupplungeteil 19 besitzt Axialklauen 2o und axialgerichtete Gleit flächen 21, welche die Hauen 2o ringförmig umgeben
und beiepielewpiee ale ein Bronxtring ausgebildet sein
können. Kin axialoa Bodenloch 22 befindet sich raittig in
vrreteil 19, welchea «ich als Bohrung 23 in Kupplungs
fort act 7t.
Ein bfknnnter Wfirkzeugkcpf 25 «ur Aufnehme eines Schrnuben-7iehprs
befindet sich am vorderen Ende des SchraubbolseneetzwerkzeuRes.
Der Uerkzeugkopf 25 iet in der Ausführung
."•ftnäß der Firnran 1 bis 6 besteht aus einem Gehäuse 26
für die Tlrphnorientüberwarhuncselemente des Setzgerätes.
Daa rT«hnuB« ?6 besitzt einen zylindrischen axialverlaüfenden
"Planch 27, welcher von einer axialverlaufenden Gleitfläche
52 umgeben wird und in dem ein angetriebener Kupplungsteil
28 axialverechieblich geführt ist. Der angetriebene Kupplungsteil
28 besitzt Axialklauen 29, welche einen vielkantigen,
hier sechskantigen Außenteil· 18 aufweisen. Das
Kupplungsteil 18 ist durch eine Zentralspindel 31 drehbar
und gleitend in der Bohrung 23 des Kupplungsteiles 19 Geführt. Eine separate Feder 3? umgibt die Spindel 31 und
ist zwischen der Bodenbohnms 22. des antreibenden Kupplimgsteiles
19 und einer Ringnut 33 i» angetriebenen Kupp-
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lungsteil 28 verspannt. Der angetriebene Kupplungsteil 28
wird durch eine NullStellungsfeder 35 betätigt, welche sich
gegen den Boden des Ringes 27 abstützt und den Kupplungeteil 28 gegen den Mund des Ringes 27 schiebt (Fig.1).
Der Ringstutζen 27 stellt einen Teil einer radialen Kugelkupplung
zum Abfühlen des über den Kupplungeteil 26 auf den
Werkzeugkopf 25 übertragenden Drehmomentes. An diesem Ende sind in dem Gehäuse 26 Bohrungen 36 angeordnet, die bezogen
auf den Ringstutzen 27 schräg gerichtet sind. Eine am Gehäuse 26 gleitende Buchse 37 drückt ihr vorderes Ende die
Kugeln 38 durch, die Bohrungen 36 nach einwärts gegen die
hexaftonalen Seiten 3o des angetriebenen Kupplungsteiles 28.
Die Buchse 37 wiederum wird durch eine Scheibe 39 und eine
vorgespannte Schraubenfeder 4o gegen die Kugeln 38 gedrückt. Die Vorspannung der Feder 4o ist durch eine auf den Verkzeugkopf
25 aufgeschraubte Stellschraube 21 einstellbar, wobei die Stellschraube über eine Unterlegscheibe 42 aus Bronze
gegen die Spiralfeder 4o drückt. Die Unterlegscheibe 42 ist gegenüber dem Gehäuse 1o des Schraubbolzensetzgerätes axialgleitend und drehbar sowie axialgleitend und drehfest am
Verkr.eußkopf ?5 angeordnet__.
Die Feder 35 des angetriebenen Kupplungsteil es 28
einen Stift 44, welcher sich axial vom Kupplungsteil 28 in das Gehäuse 26 der Drehmomentiiberwachungselemente erstreckt,
wobei ein Bolzen 45 im Gehäuse 26 gleitend geführt in radialer
Querrichtung angeordnet und als Träger für den Stift. 44 vorgesehen
ist und dabei den angetriebenen Kupplungsteil 28 am Wund des Hinnsockels 27 hält. Ein Sprengring 46 drückt den
Bolzen 45 nach radial auswärts, so daß eine Schrägflache
47 am Bolzen 45 sich in Anlage mit einer Schrägschulter-48
der Buchse 37 befindet. Durch den Radialdruck des Bolzens kann eine in diesem vorgesehene perifere Ausnehmung 49. in Anlace
mit dem Stift 44 gebracht werden, so daß letztere axial
in diese- Ausnehmung 49 fällt und dadurch der angetriebene
Kupplungsteil 2β nach einwärts gegen den Boäea ä®& Hiag=
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Stutzens 27 verschoben wird.
Wenn die Kupplungsteil« 19 und 28 ausrückt sind und sich
eier Werkzeuftkopf 25. in einer in das Gehäuse Io des Schraubbolzensetzwerkzeuges
befindet (Fig. 1) wird das Gehäuse 26 der Drehrnomentüberwachungs elemente von der dazwischenliegenden
Buchse 37 und dem Ring 39 gegen eine Innenschulter 5o im Gehäuse
1o abgestützt. In dieser Position stützt sich der angetriebene Kupplungsteil 28 mit seinem Stift 44 gegen den Bolzen
4-5 9b. Die Trennfeder 37 ist gegenüber dem antreibenden Kupplungsteil
19 entspannt und der Kupplungsteil 28.wird.'am Mund
Aps Rinpiflockelfl 2? durch die Grundstellungsfeder 35 gehalten.
-Tn.dieser-Stellung-erstreckt sich ein Ventilstössel 51 zwischen
dem Zuführventil 13 und der Welle 31 des angetriebenen Kupplungsteiles 28 in der Weise, daß durch den Luftdruck im Kanal
12 vor dem Sitz 14 das Ventil 13 auf seinem Sitz 14· in Schließstellung
gehalten wird. Die Teile des Schraubbolzensetzgerätes
1o befinden sich in der hier beschriebenen Lage (Fig. 1) in
aktiver Startposition.
Sobald der Werkzeugkopf 25 in das Gehäuse 1o des Schraubbolzenset operates durch Andrücken an ein Werkstück und durch Ein-Sreiffen
des Schraubenziehers in die vom Werkstück gehaltene Schraube eingedrückt wird, verschiebt sich das Gehäuse 26
der Drehmomentüberwachungselemente gegen den antreibenden Kupplungsteil 19» so .daß die Gleitfläche 52 gegen die Gleitfläche
21 den antreibenden Kupplungsteiles 19 (Fi^'. 5) drückt.
T)a der Bolzen in Stift 44 einen Gegenhalter für den angetriebenen
Kupplungsteil 28 besitzt, wird letzterer Gleichfalls
p-e.p:«n den antreibenden Kupplungsteil 19 unter Zusammendrücken
der Teil- Feder 32 zwischen den Kupplungeteilen 19 und 28
nach aufwärts bewegt. Da durch greifen die Kupplungskiaxien 2o
und 29 in einander. Gleichzeitig verschiebt die Welle 31 des
angetriebenen Kupplungsteil es 28 den Ventilstb'ssel 51 axial
nür.kwärt".s. in das Gehäuse 1o hinein, so daß das Zuführ-
13 von setneTn Sit7. 14- angehoben und Druckluft zum
tor Ί1 ,^eför-dert w.vc\. Der Motor 11 läuft an und treibt.
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über das Planetengetriebe 16 den antreibenden Kupplungsteil 19 und über diesen den angetriebenen Kupplungeteil 28, wobei
da« Drehmoment von den Kugeln 3^ der Hadialkugelkupplung
auf das Gehäuse 26 de-r Drehjr.omentüberwachungselemente und
auf den Werkzeugkopf 25 übertragen wird.
Während der Rotation ist eins Gehäuee 26 mittig im Gehäuse
des Srhraubboliensetzgerätes durch die Spindel 31» die Sechskantflächen
3o, die Kugeln 36, die Buchse 37 und den Lagerring
4-2 wittig geführt.
Sobald der auf den Werkzeugkopf beim Schrauben einwirkende
Widerstund an groß geworden ist, daß die durch die Feder 4o
gegen die "Puchse 37 wirkende Druckkraft durch die heyagonalen
Flächen 3o des Kupplungsteiles 28 überwunden und die Kugeln 38 nach radial auswärts und rückwärts in die Schrägbohrungen
36 verschoben und die Buchse 37 nach rückwärts gegen den Druck der Vorspannfeder 4o bewegt wird, dann wird die Schulter 48
der Buchse 37 den Bolzen 48 nach radial einwärts drücken, so daß die Ausnehmung 49 mit dem Stift 44 des angetriebenen
Kupplungsteiles 2B in Eingriff gelangt. Durch die Betätigung
der zwischen den Kupplungsteilen 19 und 28 eingespannten
Trennfeder 32, welche zusammengepreßt stärker als die Nullstellungsfeder 35 ist, wird der angetriebene Kupplungsteil
28 dann axial in den Ringstutzen 37 gegen seinen Boden gedruckt, wobei der Stift 44 gegen den Boden der Ausnehmung
stößt (Fig. 6). Dadurch wird das Zuführventil 13 um einen'gewissen
Betrag in-Richtung auf seinen Sitz abgesenkt,.allerdinge
nicht soweit," daß es die Luftzufuhr zum Motor 11 unterbricht. Der antreibende Kupplungsteil 28 rotiert weiterhin
gleitend-gegenüber dem Gehäuse 26 der Drehmomentüberwachungselemente,
an der Gleitfläche 21 zusammen mit der entspannten Trennfeder 32, welche auf dem Boden der Bohrung 22 und der
Hingnut 33 gleitet, wobei zur Reibungsverringerung Gleitringe
aus beispielsweise Bronze vorgesehen sein können. Der
Werkζendkopf 25 bleibt somit solange stehen, bis der Bediener Ann Gehäuse 1o des Schraubbolzensetzgerätes von dem
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einzuschraubenden Bolzen 7i«ht. Durch das Abziehen des GerKt-.ps entspannt die Trennfeder 32 weiter (Fiß. 1), da die
Null stellung feder 35 nunmehr den angetriebenen Kupplungsteil
28 auf die Mundöffnung des Ringstutzens 27 drücken kann, «o
dnß aich dadurch der Stift 44 aus der Ausnehmung 49 bewegt
und durch den Bolzen 45, welcher durch die Feder 46 nach radial außen in Anlage an die Hülse 37 »urückfceschobejri wird -blockiert wird. Gleichzeitig hiermit sinkt das Zuführventil
.13 auf seinen Sitz 14, so daß die Druckluftzufuhr zum Motor I^
unterbrochen wird und der Motor anhält..
Als eine Alternative kann der Stift 44 und die Ausnehmung
bo dimensioniert neir», daß daa Zufuhrventil 13 schon auf seine»
Sitz 14 absinkt, sobald die Drehmomentüberwach-ungeelemente
aktiviert und der Bolzen 45 derart verschoben werden konnte,
daß die Ausnehmung 49 in Eingriff nit dem Stift 44 gelangt.
Bei dieser Ausführung sind die Kupplungsklauen 2o, 29 so
lang, daß sie miteinander in ständig«· Eingriff stehen. Das
plötzliche Anhalten bein Lösen bewirkt, daß der Motor 11 über das Getriebe 16 und die Kupplungen 2o, 29 alle Teile
in der Kraftübertragung unter einer verbleibenden Antriebe- ·. Drehmoment!«st halt. Zun Abziehen d·· Sehraubbolzensetzgerätes 1.0 muß der Bediener daher von Hand eine Drehbewegung
win Lösen diener verbleibenden Belastung ausführen, was bei
reahenweisen Festziehen von Schraubbolzen zu einer schnellen
Ermüdung führen kann.
Tn Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 sind die Drehmonjentüberwachungselemente mit dem antreibenden Kupplungsteil anstatt
mit dem angetriebenen verbunden. Aus Konsequenz befindet sich das Gehäuse 26 der Drehmoisentüberwachungeelemente in
Einerriff mit dem Abgangs ende des Planetenradgetriebea, und
tm(\t über eine Welle.55, deren End· als Sechekant 54 ausgebildet ist. Die Feder 4o ist um die Welle 55 angeordnet.
Der Werkzeugkopf 45 ist mit de* angetriebenen Kupplungsteil
56 einstückig auegeführt, wohingegen der antreibende Kupplungeteil 57 unter Steuerung der Automatik der Drehaoaent«
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überwachungselemente steht. Diese Steuerung stimmt voll mit
der Drehmomentüberwachung im Ausführungebeispiel der Piguren 1 bis 6 überein. In aktivierter Stellung der Drehmomentüberwachungeelemente und bei expandierter Trennfeder 3? belogen
auf den angetriebenen Kupplungeteil 56 ragt er in den Führungeetut?en 27 des Gehäuses 26 hinein, so daß die Drehkraftübertrppjun» auf den Werkzeugkopf 25 unterbrochen ist. Die Welle
55 11ep;t «τη Lager 1R an und zwar mittels eines Paares relativ
weicher Bell evi 11 federn 5B, die zusammengedrückt sind, sobald
<Ue Trennfeder 3? wahrend der Bewegung*des Werkzeugkopfes
?5 gegen seine eingezogene Position aua-ammengedrückt wird,
wobei gleichzeitig die Welle 55 in dae Schraubbolzensetzwerk-7.eug 1o eingedrückt wird. Dieses Andrücken wird zur Betätigung
flea Ventiletöasele 51 mittels einer Innenfläche 6o in der
Welle y^ ausgenutzt, so daß dae Zufuhrventil 13 von seinem
Sit 7. 14 angehoben wird, wenn die Kupplunge teile 56 und 57
in Eingriff stehen. Beim Lösen bleibt; das Ventil 13 solange
offen, bis der Schraubenzieher 1o von de» Schraubenkopf und den Werkstück angehoben wird. Die Teile in Fig. 5 arbeiten
bei den anderen Vorgängen in gleicher-Welse wie die Teile
den erstbeschriebenen AusfüHrungsbeiepieles, so daß sich eine
weitere ausführliche Beschreibung erübrigt. Die Spannung der
Belastungsfeder 4o kann durch eine Bohrung 59 im Gehäuse 1o
des Sohraubbol7.ensetzgerätes oder durch Abnehmen des Gehäuses 1o eingestellt werden.
Ansprüche
At 8115/24,6197o . - 1o -
009884/1Sa2
Claims (1)
- Anspruch11. ) ßchraiibbolÄeneetsgera't mit Drehmomentüberwaehung in der ' Kraftübertragung «wischen einem im Gerät eingebauten Motor und einem Verkzeugkopf, welcher über einen antreibenden und einen angetriebenen Kupplungeteil drehbar und zwischeneiner eingezogenen und einer auegefahrenen Stellung axial beweglich ist, wobei der angetriebene Kupplungsteil in eingezopener Werksnengkopfstellung gegen eine Federwirkung in axial fein ^irgri ff mit dem antri ebenen Kupplungsteil steht und die Brehmomentüberwaehungselemente ansprechen, sobald π der "Drehwiderstand am Werkr.eugkopf einen einceetellten Drehmomentwert übersteigt, wobei gleichzeitig die Kupplungeteile ausrücken! während der Werkzeugkopf £n der eingezogenen Position verbleibt, dadurch ge k e η η ζ e i c h η e t, daß einer der Kupplungeteile (28, 57) ifc Gehäuse (26) der IkMihmomentiiberwachungselemente axial beweglich geführt ist und sich bei zusammengedrückter Trennfeder (32) an einem . Querbalken (45) abstützt, wenn sich der Verkzeugkopf (25) in seiner eingezogenen Position befindet, wobei der Querbolzen (45) beim Ansprechen der Drehmomentüberwachung verschiebbar ist und dabei eine Auskupplungsbewegung des Kupplungsteiles relativ zum Gehäuse (26) durch die Expansion -m der Trennfeder (32) gegenüber dem anderen Kupplungsteil (1.9156) auslöst.2. Schravibbolzensetzgerät nach Anspruch 1, dadurch g e, k β η η ζ β i c h η e t, daß das Gehäuse (26) der Drehmomentüberwachungeelemente einen koniechen Ringetutzen (27) besitzt, an dessen Mundstück einer der Kupplungeteile (28,57) axial verschiebbar gegen die Spannung einer Nullstellung·- feder (35) angeordnet' ist, deren Spannkraft geringer als die der Trennfeder (32) ist· . . 'At 8113/24.6.1970 -;11 -009884/1522 ' badSchraubbolzensetzgerät nach Anspruch 2, dadurch ge· kennzeichnet, daß der Querbolaen (45). radial verschiebbar im Gehäuse (26) innerhalb dee Ringstutsene (27) gelagert ist und der Kupplungeteil (28) mittel· eines zur · Drehachse koaxialen Stiftes (44) gegen den Bolzen (45) anliegt. ' '■ ·4. Schraubbolzensetzgerät nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Querbolzen (4-5) bei aktivierter Drehmomentüberwachung radial in das* Gehäuse (26) der Drehmomentüberwachungaelemente gegen eine Feder (46) druckbar ist, wobei der Stift (44) zum Lösen des Kupplungsteiles (28, 57) in Eingriff mit einer Ausnehmung (49) im Bolzen (45) gelangt.5. Schraubbolzensetzgerät nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupplungsteil (28, 57) der Drehmomentüberwachungselemente einen vieleckisen äußeren Teil (3o) besitzt und der Ringstutzen einen Teil einer an sich bekannten Radialkugelkupplung (26, 38) darstellt, deren Kugeln (38) von einer axialverstellbaren Belastungsfeder (4o) über eine Buchse (37) gegen die Vieleckflächen (3o) des Kupplungsteiles (28^ 57) gedrückt werden, wobei die Buchse (37) »it dem Querbolzen (45) in Eingriff steht und diesen verschiebt, sobald die Drehmomentüberwachungselenente durch eine radiale Expansion der Kugelkupplune (26, 38) betätigt werden.6. * Schraubbolzensetzgerät nach Anspruch 1, mit einem Druckluft -motor, dadurch gekennzeichnet, daß der angetriebene Kupplungsteil (28) während der Bewegung des Werkzeugskopfes (25) in seine eingezogene* Stellung ein Zuführventil (13) über eine Ventiletange (5Ό betätigt.7. Schreubboleenset zgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß. der Bolzen (45) in verschobener-'12-Poeition durch seine Ausnehmung (4-9) «in Gegenlager für dm Kupplungsteil (28) darstellt,- eo daß bei ausgerücktem Kupplungeteil ein Schließen des Zuführventiles (13) durch den VentilstÖseel (51) verhindert wird.fi. Schraubbolrensetegerät nach Anspruch 1, daduroJi g β -k e η η ζ β ich η e t, daß der Verkzeugkopf (25) eine axiale Gleitfläche (52) besitzt» weiche in eingezogener Stellung des Werkzeugkopfea gegen eine entsprechende axiale Gleitfläche (21) am antreibenden Kupplungsteil (19f 57) anliegt.■■■ .Q. nrhr^Mbbol7,ensetzgerät nach Anspruch 8, d a du r c h g β -kenn s a 1 c h η · t, daß die Gleitfliehen (21, 52) als Rinfflächen ausgebildet sind, die di· Einrückelenente (2o, 29) der Kupplungstelle uaschlieSen.• -io. Schraubbolzeneetzgerät nach einen der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e η η « t lehnst, daß einer der Kupplungeteile (28, 57)durch eine ron der Trennfader (32) umscKiossene Zentralwelle (31) in anderen Kupplungsteil (19,56) drehbar und axiabgleitend geführt ist. ·At 8113/24.6.1970 _009884/1522 ' BADORlGiNAL
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