DE2147383C2 - Impact wrench, especially for rail fastening screws - Google Patents
Impact wrench, especially for rail fastening screwsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schlagschraubmaschine, insbesondere für Schienenbefestigungsschrauben, mit einem Antriebsmotor, einem zwischen diesem und dem Schraubeinsatz angeordneten Drehschlagwerk und einer zwischen diesem und dem Antriebsmotor eingebauten Vorrichtung zur Aufnahme bzw. Vernichtung der vom Drehschlagwerk verursachten Schwingungen oder Druckspitzen.The invention relates to an impact wrench, in particular for rail fastening screws with a drive motor, a rotary hammer mechanism arranged between this and the screw insert and a device installed between this and the drive motor for absorbing or destroying the vibrations or pressure peaks caused by the rotary hammer mechanism.
Es ist bereits — gemäß DE-PS 11 14 449 — eine Schlagschraubmaschine dieser Gattung bekannt, deren zentrale Antriebswelle mit dem elektrischen Antriebsmotor über ein Zwischengetriebe und eine um das innere Ende der Antriebswelle angeordnete Lamellenkupplung drehverbunden ist. Auf der Antriebswelle ist der zum äußeren Wellenende hin federbelastete Hammer des Drehschlagwerks gelagert, der über eine, einerseits in eine Spiralnut der Welle und andererseits in eine Längsnut des Hammers eingreifende Kugel mit der Antriebswelle bewegungsverbunden ist. Der den Werkzeugansatz aufweisende und gegen die Kraft einer Druckfeder axial verschiebliche Amboß ist mit einer Klaue versehen, die mit einer Gegenklaue des Hammers eine beim Andrücken der Maschine gegen die zu lösende bzw. festzuziehende Schraube wirksame Einrückkupplung bildet. Hierbei ist es nachteilig, daß bei leerlaufender Maschine der schwere Hammer des Schlagwerks ständig mitrotiert, was zu einer erhöhten Beanspruchung der Lager, insbesondere aber beim Einrücken der Kupplung zu einer übermäßigen schlagartigen Belastung der Klauen und der übrigen Schlagwerksteile durch die hohe Energie der insgesamt umlaufenden Massen kommt.It is already - according to DE-PS 11 14 449 - a Impact wrench of this type is known, the central drive shaft of which is connected to the electric drive motor via an intermediate gear and one around the inner end of the drive shaft arranged multi-disc clutch is rotatably connected. On the drive shaft is the hammer of the rotary percussion mechanism, which is spring-loaded towards the outer shaft end, is supported by a, on the one hand in a spiral groove of the shaft and on the other hand in a longitudinal groove of the hammer engaging ball with the Drive shaft is connected to movement. The tool approach exhibiting and against the force of a Compression spring axially displaceable anvil is provided with a claw, which with a counter claw of the hammer forms an engaging clutch that is effective when the machine is pressed against the screw to be loosened or tightened. It is disadvantageous that in idling machine the heavy hammer of the striking mechanism constantly rotates, which leads to an increased Stress on the bearings, especially when the clutch is engaged, to excessive sudden loading of the claws and the other hammer mechanism parts due to the high energy of the total encircling masses comes.
Ferner ist - gemäß US-PS 23 39 531 - eine von einem Druckluftmotor betriebene Schlagschraubmaschine bekannt, bei welcher der im wesentlichen zylindrische Hammerteil des Schlagwerks über zwei in ihm längsverschieblich gelagerte Kupplungsstifte alternierend mit einer mit der Motorwelle verbundenen, mit Klauen versehenen Antriebsscheibe bzw. mit dem gleichfalls Klauen aufweisenden und mit dem Schraubeinsatz verbundenen Amboß des Schlagwerks in Eingriff bringbar ist. Die axiale Verschiebung dieser Kupplungsstifte erfolgt durch eine im Hammerteil drehbar gelagerte Nockenscheibe, mit welcher radiale Fortsätze der Kupplungsstifte in Eingriff stehen und die über Planetengetriebe einerseits mit der den Schraubeinsatz aufweisenden Abtriebswelle und andererseits über eine Reibkupplung mit der Motorwelle in Antriebsverbindung steht. Im Leerlauf der Maschine ist der Hammerteil des Schlagwerks mit der MotorwelleFurthermore - according to US-PS 23 39 531 - an impact wrench operated by a compressed air motor is known, in which the essentially cylindrical hammer part of the hammer mechanism via two coupling pins mounted in it so that they can be displaced longitudinally, alternating with one connected to the motor shaft Drive pulley provided with claws or with the anvil of the hammer mechanism, which is likewise provided with claws and is connected to the screw insert Can be brought into engagement. The axial displacement of these coupling pins is carried out by one in the hammer part rotatably mounted cam disk with which radial extensions of the coupling pins are in engagement and which Via planetary gear on the one hand with the output shaft having the screw insert and on the other hand is in drive connection with the motor shaft via a friction clutch. The machine is idling the hammer part of the striking mechanism with the motor shaft direkt gekuppelt, so daß im Hammerteil Rotatiansenergie gespeichert wird. Sobald am Schraubeinsatz ein Gegendrehmoment auftritt, wird die Kurvenscheibe über die Planetengetriebe in Drehung versetzt, um die beiden Kupplungsstifte außer Eingriff mit der Motorwelle und in Eingriff mit dem Amboß des Schlagwerks zu bringen. Die im Hammerteil gespeicherte Rotationsenergie wird nunmehr über Amboß und Abtriebswelle an den Schraubeinsatz abgegeben. Der Motor wirddirectly coupled so that rotational energy is stored in the hammer part. As soon as on the screw bit Counter-torque occurs, the cam disc is set in rotation via the planetary gears in order to achieve the both coupling pins out of engagement with the motor shaft and in engagement with the anvil of the hammer mechanism bring to. The rotational energy stored in the hammer part is now transmitted via the anvil and output shaft released to the screw bit. The engine will
ίο daher nicht unmittelbar durch die Schlagwirkung des Drehschlagwerks beansprucht Von Nachteil ist die relativ komplizierte vierteilige Bauweise der Maschine mit zahlreichen zueinander beweglichen und dem Verschleiß unterworfenen Einzelteilen.ίο therefore not directly through the impact of the Rotary hammer mechanism claimed The disadvantage is the relatively complicated four-part construction of the machine with numerous individual parts that can move relative to one another and are subject to wear and tear.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schlagschraubmaschine der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die sich durch eine besonders robuste und auch im Dauerbetrieb verschleißarme Bauart auszeichnet und bei der nicht nur der Antriebsmotor,The invention is based on the object of a To create impact wrench of the type described above, which is characterized by a particularly robust and is also characterized by low-wear design in continuous operation and in which not only the drive motor, sondern auch das Drehschlagwerk selbst gegen übermäßige mechanische Beanspruchung und unzulässige Erwärmung wirksam geschützt werden.but also the rotary hammer mechanism itself can be effectively protected against excessive mechanical stress and impermissible heating.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen der Vorrichtung zur Aufnahme bzw.According to the invention, this object is achieved by that between the device for receiving or Vernichtung der Schwingungen oder Druckspitzen und dem Schlagwerk eine Klauenkupplung als Einrückkupplung angeordnet ist Durch diese Ausbildung erfahren das Drehschlagwsrk und seine Lagerstellen die größtmögliche Schonung, da im Leerlauf der MaschineDestruction of the vibrations or pressure peaks and A claw clutch is arranged as an engagement clutch on the striking mechanism. Through this training experience the rotary impact wheel and its bearing points provide the greatest possible protection, since the machine is idling lediglich die Vorrichtung zur Aufnahme bzw. Vernichtung der vom Schlagwerk verursachten Schwingungen bzw. Druckspitzen mit dem Antriebsmotor leer mitläuft, wogegen das Drehschlagwerk sowie der von diesem angetriebene Schraubeinsatz stillstehen und eine Anonly the device for absorbing or destroying the vibrations caused by the striking mechanism or pressure peaks run along idle with the drive motor, whereas the rotary hammer mechanism and that of it driven screwdriver stand still and an on triebsverbindung des Drehschlagwerks erst nach dem Ansetzen des Schraubeinsatzes an der zu lösenden bzw. festzuziehenden Schraube durch Einrücken der Klauenkupplung zustande kommt Durch die zwischen der Klauenkupplung und dem Motor angeordnete Vorrichdrive connection of the rotary hammer mechanism only after Attachment of the screw bit to the screw to be loosened or tightened by engaging the claw coupling Claw coupling and the engine arranged Vorrich tung zur Aufnahme bzw. Vernichtung der vom Drehschlagwerk verursachten Schwingungen oder Druckspitzen verhindert dabei im Augenblick des Einrückens der Klauenkupplung sowie auch während des Arbeitseinsatzes selbst jegliche Überbeanspruchungto take up or destroy the from Rotary hammer mechanism caused vibrations or pressure peaks prevented at the moment of Engagement of the dog clutch as well as any overstressing itself during the work des Motors.of the motor.
Die erfindungsgemäße Schlagschraubmaschine zeichnet sich daher durch hohe Lebensdauer und Zuverlässigkeit auch im Dauerbetrieb aus und ist deshalb z. B. für Gleisbauarbeiten, bei welchen eine Vielzahl vonThe impact wrench according to the invention is therefore characterized by a long service life and reliability even in continuous operation and is therefore z. B. for Track construction works in which a large number of
so Schienenbefestigungsschrauben unmittelbar aufeinanderfolgend zu lösen bzw. festzuziehen sind, besonders geeignet. Für derartige Einsatzzwecke kann die Maschine vorteilhafterweise mit einem Hydraulikmotor relativ leichter Bauweise und mit geringem Leistungsbeso the rail fastening screws must be loosened or tightened immediately one after the other, especially suitable. For such purposes, the machine can advantageously be equipped with a hydraulic motor relatively light construction and with little performance darf ausgestattet werden, wobei die erforderlichenmay be equipped, with the necessary
derartigen Gleisbauarbeiten fast immer vorhanden sind.such track construction work is almost always present.
erläutert. Die einzige Figur zeigt einen Längsschnitt durch eine nach der Erfindung ausgebildete, hydraulisch angetriebene Schlagschraubmaschine.explained. The single figure shows a longitudinal section through a hydraulic system designed according to the invention powered impact wrench.
Die dargestellte Schlagschraubmaschine besteht im wesentlichen aus drei koaxial zueinander angeordnetenThe impact wrench shown consists essentially of three arranged coaxially to one another Hauptteilen, nämlich einem Hydraulikmotor 1, einem Schlagwerk 2 sowie einem austauschbaren Schraubeinsatz 3. Zwischen dem Hydraulikmotor I und dem Schlagwerk 2 ist zur Aufnahme bzw. Vernichtung derMain parts, namely a hydraulic motor 1, an impact mechanism 2 and an exchangeable screw insert 3. Between the hydraulic motor I and the Impact mechanism 2 is used to take up or destroy the
vom Schlagwerk herrehrenden Schwingungen bzw. Druckspitzen eine Lamellenkupplung 4 angeordnet, deren Außenteil 4a mit dem Hydraulikmotor 1 und deren Innenteil 46 mit einer mit dem Schlagwerk 2 kuppelbaren Welle 22 jeweils drehfest verbunden ist. Die Kupplung 4 ist dabei in einer Schutzhülse 5 untergebracht, an deren einem Ende der Hydraulikmotor 1 angeschraubt ist und deren anderes Ende durch eine Zwischenscheibe 6 verschlossen ist, in deren Zentrum der Innenteil 46 der Lamellenkupplung 4 bzw. die Welle 22 gelagert ist Die Lamellenkupplung 4 ist für die Übertragung eines Drehmomentes von etwa 4 kpm ausgelegt, obwohl am Schraubeinsatz 3, z. B. beim Lösen stark verrosteter Schrauben, Drehmomente von über 200 kpm auftreten können, die durch die hohe Ausgangsdrehzahl des Hydraulikmotors 1 von etwa 2000 bis 3000 U/min, sowie die Schlagwirkung des Schlagwerkes 2 erreicht werden. Ausschlaggebend ist dabei, daß die Lamellenkupplung 4 bei jedem Schlag des Schlagwerkes 2 um einen kleinen Betrag (einige mm) durchrutscht und auf diese Weise die Schwingungen bzw. Druckspitzen (Gegenmomentspitzen in Umfangsrichtung) vom Hydraulikmotor vollständig abgehalten werden. Ein kontinuierliches Durchrutschen der Lamellenkupplung 4 tritt jedoch unter normalen Betriebsbedingungen nicht ein, so daß der Verschleiß der Kupplung äußerst gering ist.vibrations originating from the striking mechanism or Pressure peaks arranged a multi-plate clutch 4, the outer part 4a with the hydraulic motor 1 and the inner part 46 of which is connected in a rotationally fixed manner to a shaft 22 which can be coupled to the hammer mechanism 2. The coupling 4 is housed in a protective sleeve 5, at one end of which the hydraulic motor 1 is screwed on and the other end is closed by an washer 6, in which Center of the inner part 46 of the multi-disc clutch 4 or the shaft 22 is mounted. The multi-disc clutch 4 is for designed to transmit a torque of about 4 kpm, although the screw insert 3, z. B. when loosening heavily rusted bolts, torques in excess of 200 kpm can occur due to the high Output speed of the hydraulic motor 1 of about 2000 to 3000 rpm, as well as the impact effect of the Striking mechanism 2 can be achieved. It is crucial that the multi-plate clutch 4 with each stroke of the Impact mechanism 2 slips by a small amount (a few mm) and in this way the vibrations or pressure peaks (counter torque peaks in the circumferential direction) be kept completely from the hydraulic motor. Continuous slipping of the multi-plate clutch 4 does not occur under normal operating conditions, so that the wear and tear of the Clutch is extremely low.
Das Schlagwerk 2 ist von einem Gehäuse 7 umgeben, in dem auch ein den Schraubeinsatz 3 aufnehmendes Zwischenstück 8 mittels Wälzlager 9,9a, 96 gelagert ist In dem dem Schlagwerk 2 zugewandten Endabschnitt des Zwischenstückes 8 ist ein Druckbolzen 10 längsverschiebbar, jedoch drehfest (Sechskantprofil 1OaJ gelagert dessen eines Ende einen Kupplungsteil 2a des Schlagwerkes 2 trägtThe percussion mechanism 2 is surrounded by a housing 7 in which a screw insert 3 is also accommodated The intermediate piece 8 is mounted by means of roller bearings 9, 9 a, 96 in the end section facing the striking mechanism 2 of the intermediate piece 8, a pressure bolt 10 is longitudinally displaceable, but non-rotatable (hexagonal profile 1OaJ mounted one end of which has a coupling part 2a of the striking mechanism 2 carries
Der zweite, mit den Schlagklauen 26 versehene Teil des Schlagwerkes ist gemäß der Erfindung mit der Lamellenkupplung 4 über eine zusätzliche Klauenkupplung 11 verbunden. Die Schlagwerksteile 2a und 26 stehen ständig in Eingriff und das Schlagwerk 2 wird erst beim A >ifsetzen des Schraubeinsatzes 3 auf die zu behandelnde Schraubverbindung und der dabei auftretenden Axialverschiebung des Schraubeinsatzes 3 mittels der Klauenkupplung 11 mit der Lamellenkupplung 4 und somit dem Hydraulikmotor 1 gekuppelt und in Drehung versetzt Zur Begrenzung der Axialverschiebung des Schraubeinsatzes 3 kann überdies ein vorzugsweise einstellbarer Anschlag (nicht dargestellt) vorgesehen werden.According to the invention, the second part of the hammer mechanism, which is provided with the hammer claws 26, is connected to the multi-disc clutch 4 via an additional claw clutch 11. The percussion parts 2a and 26 are constantly in engagement and the hammer mechanism 2 is only at the A> ifsetzen of the driver bit 3 in the coupled screw treated and the axial displacement occurring in this case of the driver bit 3 to means of the dog clutch 11 with the multiple disc clutch 4, and thus the hydraulic motor 1 and set in rotation To limit the axial displacement of the screw insert 3, a preferably adjustable stop (not shown) can also be provided.
Der Schraubeinsatz 3 steht unter der Wirkung einer Schraubenfeder 12, die sich einerseits an einem vom Druckbolzen 10 durchsetzten, im Zwischenstück 8 abgestützten Federteller 13 und andererseits an einem mit dem Druckbolzen 10 in Verbindung stehenden Federteller 14 abstützt, der seinerseits über einen Sicherungsring 15 den ebenfalls längsverschiebbar, jedoch drehfest im Zwischenstück 8 gelagerten Schraubeinsatz 3 nach außen drückt, so daß dieser von der Lamellenkupplung 4 bzw. dem Hydraulikmotor außer Eingriff kommt Erst bei neuerlichem Aufsetzen des Einsatzes 3 auf eine Schraubverbindung wird der Schraubeinsatz auf Grund seiner Axialverschiebung entgegen dem Druck der Feder 12 wieder über die Klauenkupplung 11 mit den Antriebsorganen gekuppeltThe screw insert 3 is under the action of a coil spring 12, which is on the one hand on one of the Pressure bolts 10 penetrated, supported in the intermediate piece 8 spring plate 13 and on the other hand on one with the pressure pin 10 in connection spring plate 14 is supported, which in turn has a Circlip 15 which is also longitudinally displaceable, but non-rotatably mounted in the intermediate piece 8 Screw insert 3 pushes outwards, so that this from the multi-plate clutch 4 or the hydraulic motor comes out of engagement only when the insert 3 is again placed on a screw connection, the Screw bit due to its axial displacement against the pressure of the spring 12 again over the Claw coupling 11 coupled to the drive members
Der Schraubeinsatz 3 kann naclv "Herausdrehen von Wurmschrauben 16 und Ineinanderschitben einer Hülse 17 und eines Ringes 18 entgegen dem Druck einer Feder 19 aus dem Zwischenstück 8 herausgezogen 'verden, wobei die Sperrkugeln 20 in einem im Bereich der Wurmjchrauben 16 vorgesehenen Raum 21 radial nach außen gedruckt werden.The screw bit 3 can naclv "unscrewing Worm screws 16 and interlocking a sleeve 17 and a ring 18 against the pressure of a spring 19 pulled out of the intermediate piece 8 'verden, the locking balls 20 in a in the area of Wurmj screw 16 provided space 21 radially printed outside.
Der Schraubeinsatz 3 steht somit beim Aufsetzen auf das Schienenbefestigungsmittel still und wird erst beim weiteren Absenken des Werkzeuges und somit nach einem gewissen Verschiebeweg des Einsatzes 3 gegenüber dem Zwischenstück 8 unter Zusammendrükkung der Feder 12 über die Kupplung 11 mit dem Antrieb in Eingriff gebracht, so daß die Schienenschrauben od. dgl. nicht durch rotierende Teile beschädigt werden können. Auch nach Beendigung des Schraubvorganges wird zunächst durch Anheben des Werkzeuges der Schraubeinsatz 3 wieder entkuppelt und stillgesetzt, bevor er vom Schienenbefestigungsmittel abgehoben wird, so daß keine Verklemmungen auf Grund von Drehkräften auftreten können.The screw insert 3 thus stands still when it is placed on the rail fastening means and is only when further lowering of the tool and thus after a certain displacement of the insert 3 compared to the intermediate piece 8 with compression of the spring 12 via the coupling 11 with the Drive brought into engagement so that the rail screws od. Like. Not damaged by rotating parts can be. Even after the screwing process has been completed, the tool is initially lifted the screw insert 3 is uncoupled again and stopped before it is removed from the rail fastening means is lifted off so that no jamming due to torsional forces can occur.
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