DE2200035C3

DE2200035C3 - Werkzeug zum Festziehen von Befestigungselementen, beispielsweise Schrauben

Info

Publication number: DE2200035C3
Application number: DE19722200035
Authority: DE
Inventors: Robert H. Columbia S.C. Alexander
Original assignee: Rockwell International Corp
Current assignee: Boeing North American Inc
Priority date: 1971-01-06
Filing date: 1972-01-03
Publication date: 1984-09-27
Also published as: FR2121285A5; DE2200035A1; DE2200035B2; CH571384A5; CA953133A; GB1367201A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Werkzeug zum Festziehen von Befestigungselementen, beispielsweise Schrauben, bis zum Erreichen eines vorbestimmten Anzugsdrehmomentes, mit einem Motorantrieb, der mindestens eine rotierende Komponente enthält, mit einer Ausgangswelle, auf die ein mit dem festzuziehenden Befestigungselement in Eingriff zu bringendes Stück zu setzen ist, und mit einer ständig im Kraftweg zwischen dem Motorantrieb und der Ausgangswelle liegenden Einrichtung zum Absorbieren kinetischer Energie von der rotierenden Komponente bzw. den rotierenden Komponenten, und zwar von Beginn des Auftretens eines Gegendrehmomentes am Befestigungselement an und zunehmend mit zunehmendem Gegendrehmoment.

Ein Werkzeug dieser Art ist Gegenstand des älteren deutschen Patentes 21 23 364. Bei dem dort vorgeschlagenen Werkzeug ist jedoch nur eine Anzeigevorrichtung vorgesehen, die es dem Benutzer ermöglicht, ungefähr bei Erreichen eines gewollten Gegendrehmoments mit dem Festziehen aufzuhören. Abgesehen davon, daß die Anzeigevorrichtung ein störanfälliger, starkem Verschleiß unterworfener Teil des Werkzeugs ist, kann sie auch bei Benutzung des Werkzeugs leicht Obersehen werden, so daß ein überstarkes Festziehen des jeweiligen Befestigungselements eintritt oder sogar Schaden am Befestigungselement oder am Festziehwerkzeug auftreten können.

Es sind auch bereits Werkzeuge zum Festziehen von BeL-stigungselementen bekannt (US-PS 31 95 704), bei denen der Kraftweg vom Motorantrieb zur Ausgangswelle normalerweise über gabelförmige Enden einer auf der Antriebswelle sitzenden Zwischenhülse und an der Ausgangswelle ausgebildete radiale Nocken verläuft, wobei eine vorgespannte Torsionsfeder am einen Ende fest mit der Zwischenhülse und am anderen Ende über ein Stellglied verdrehfest mit der Ausgangsweile verankert ist Dadurch kommt die vorgespannte Torsionsfeder erst dann in den Kraftweg zwischen dem Motorantrieb und der Ausgangswelle, wenn das Gegendrehmoment des festzuziehenden Befestigungselements größer wird als die Vorspannung der Feder. Gleichzeitig mit diesem Übergang wird auch das Abschalten des Motorantriebs veranlaßt, so daß die vorgespannte Torsionsfeder als federndes Zwischenelement dient, das keinerlei Möglichkeit zum Absorbieren kinetischer Energie hat, sondern nur zwei Funktionen erfüllt:

a) Einstellung der Größe des Festzieh-Gegendrehmoments durch wählbare Federvorspannung und

b) Pufferelement zur Ermöglichung der für die Betätigung des Schaltelementes notwendigen, geringfügigen, gegenseitigen Verstellung von Zwischenhülse und Ausgangswelle.

Bei einer weiteren, aus DE-GM 19 60 694 bekannten Vorrichtung zum Verschrauben und Anziehen von Muttern ist ebenfalls eine vorgespannte Feder vorgesehen, die auch nur parallel zu dem Haupt-Kraftweg angeordnet sein kann und mit totem Gang ausgestattete Kupplungseinrichtungen in Antriebsverbindung hält, solange die eingestellte Feder-Vorspannung größer als das am Werkzeug bzw. dem festzuziehenden Element herrschende Gegendrehmoment ist. Auch bei dieser bekannten Vorrichtung hängt die endgültig erzeugte Festzieh-Wirkung sehr bedeutend davon ab, ob das Gegendrehmoment an dem festzuziehenden Element mehr oder weniger f brupt oder nur langsam eintritt.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei derartigen Festzieh-Werkzeugen, wie sie in dem älteren DE-Patent 2123 364 vorgeschlagen werden, in den rotierenden Teil des Antriebs gespeicherte kinetische Energie besser zu beherrschen, so daß bei Erreichen des gewünschten Festziehgrades und entsprechend Abschalten des Motorantriebs nicht mehr so viel kinetische Energie in dem Antrieb gespeichert ist, daß noch der Festziehgrad des Befestigungselementes dadurch merklich beeinflußt werden könnte, wodurch ein solches Werkzeug dahingehend verbessert wird, daß der mit ihm erzeugte Festziehgrad gleichmäßiger und von der Beschaffenheit der Festziehstelle weitgehend unabhängig wird.

Erfindungsgemäß wird ^{\°se Aufgabe dadurc'c gelöst, daß in die Einrichtung zum Absorbieren kinetische,-Energie eine Einrichtung zum Stillsetzen des Motors bei Auftreten eines festgelegten Gegendrehmomentes an dieser Einrichtung zum Absorbieren kinetischer Energie einbezogen ist

Bei dem erfindungsgemäßen Werkzeug wird mit Beginn des Festziehvorgangs und analog zu dem auftretenden Gegendrehmoment eine Gegenspannung an der Einrichtung für das Absorbieren kinetischer Energie erzeugt bis diese Gegenspannung einen definierten Schwellenwert erreicht, bei dem die so in Analogie zum Gegendrehmoment an der Einrichtung zum Absorbieren kinetischer Energie erzeugte Spannung zum Auslösen des Stillsetz-Vorganges am Motor benutzt wird. Dieser Schwellenwert, der an der Einrichtung zur Absorption kinetischer Energie sich aufbauender Gegenspannung, läßt sich entweder entsprechend einem gewünschten, vorherbestimmten Wert fest einrichten oder kann au.'li am Werkzeug einstellbar sein. Der analog zum A jftreten des Gegendrehmoments an dem zu befestigenden Element erfolgte Aufbau einer Gegenspannung in der Einrichtung zum Absorbieren kinetischer Energie bedingt, daß eine relativ große Verdrehung zwischen dem Eingangselement und dem Ausgangselement der Einrichtung zum Absorbieren kinetischer Energie zugelassen werden muß. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß trotzdem mit einer solchen relativ großen Verdrehung ein sehr genau einzustellender Schaltvorgang gesteuert werden kann.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist zum Stillsetzen des Motors eine Abschalteinrichtung vorgesehen. Bei Werkzeugen mit Preßluftmotor kann diese Abschalteinrichtung ein Absperrventil in der Preßluftzufuhr des Motors aufweisen, wobei im Preßluft-Zuführungskanal ein Ventilsitz angeordnet ist, mit dem ein Ventilkörper mit einem sich bis zur Ausgangswelie des Werkzeugs erstreckenden Betätigungsschaft zusammenwirkt, während im Bereich der Ausgangswelle eine Betätigungseinrichtung für den Ventilkörper angeordnet ist, die den Betätigungsschaft bei Erreichen des gewählten Gegendrehmoments am Befestigungselement zum Schließen des Preßluftventil? freigibt. Als besonders zweckmäßig hat sich hierfür ein bei pneumatischen Drehwerkzeugen bekannter (vergl. DE-AS 14 78 841) Ventilaufbau erwiesen, bei dem das Absperrventil eine den Ventilkörper umgebende Wandung aufweist, die bei geöffnetem Ventil zusammen mit dem Ventilkörper dnn Strömungskanal verengt und dadurch am Ventilkörper einen zum Bewegen des Ventilkörpers in die Schließstellung benutzten Druckabfall erz-iujjt. Die mit Abschalteinrichtung zum Stillsetzen des Motors ausgestattete Ausführungsform des erfindungsgemäßen WerKzeugs bietet den Vorteil, daß der Antriebsmotor relativ stark dimensioniert sein kann und beim Betrieb nicht in einen ungünstigen Belastungsbereich einläuft. Auch bei starkem Antriebsmotor bietet das erfindungsgemäße Werkzeug Gewähr für die Absorption der kinetischen Energie in den rotierenden Antriebsteilen, so daß in jedem Fall ein Festziehen auf ein genaues vorbestimmtes Gegendrehmoment gewährleistet wird.

In anderer Ausführ.ingsforrn des erfindungsgemäßen Werkzeugs ist die kinetische Energie absorbierende Einrichtung mit ihrer Energieabsorptions-Kapazität mit dem Werkzeugmotor so abgestimmt, daß er beim Erreichen einer zum Festziehen des Befestigungselements vorher gewählten Größe des Gegendrehmo-

mems durch Überlastung stehenbleibt. In dieser Ausfiihrungsform kann das Werkzeug mit Antriebsmotor kleinerer Dimension und damit billiger ausgeführt werden. Außerdem ergibt sich eine Verbilligung noch durch den Wegfall der Abschalteinrichtung.

In beiden Ausführungsformen der Erfindung kann die Einrichtung zum Absorbieren kinetischer Energie von einer oder mehreren rotierenden Komponenten des Werkzeugs als getrenntes Zusatzgerät ausgebildet Uiid mit seinem Krafteingang an die Ausgangswelle des Werkzeugs ansetzbar und an seiner Ausgangswelle zum Ansetzen eines mit dem festzuziehenden Befestigungselement in Eingriff zu bringenden Elementes ausgebildet sein.

Drei Ausführungsbeispiele für das erfindungsgemäße Werkzeug werden irr. folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. ί eine SeiienaiiMciii eines kiäfigciiicucrnjn Festzieh-Werkzeugs gemäß der Erfindung;

F i g. 2 einen Längsschnitt durch das Werkzeug gemäß Fig. 1;

F i g. 3 einen Schnitt durch das Werkzeug entlang der Linie 3-3 der F ig. 2;

F i g. 4 eine Endansicht eines Teiles eines kinetische Energie absorbierenden Mechanismus, wie er in dem Werkzeug benutzt wird;

F i g. 5 einen Schnitt durch ein Zusatzgerät, das benutzt werden kann, um ein herkömmliches kraftgetriebenes Werkzeug in ein solches umzuwandeln, das geeignet ist, nach den Prinzipien der Erfindung zu arbeiten;

F i g. 6 einen Schnitt durch ein Zusatzgerät nach F i g. 5 entlang der Linie 6-6 der F i g. 5 und

Fig. 7 eine Seitenansicht in teilweisem Schnitt einer zweiten Ausführungsform eines kraftgetriebenen BefertiminnrwofWaiinaE rramöA Ac*r PrdnAnna

In der Zeichnung zeigen die Fig. 1 und 2 ein kraftgetriebenes Befestigungswerkzeug 20 nach Art eines Mutteraufschraubgerätes, das entsprechend den Prinzipien der Erfindung aufgebaut ist. Das Werkzeug 20 enthält einen Preßluftmotor 22, der in einem Gehäuse gekapselt ist. das in einen Motorgehäuseabschnitt 24a. einen Zwischenabschnitt 24b für das Antriebsgetriebe und einen Winkelkopf 24c aufweist. Der Motor 22 ist über ein aus einer Vielzahl von Teilen aufgebautes Antriebsgetriebe 26 mit einem drehbar angebrachten Ausgangselement 28 verbunden, das dazu ausgebildet ist. eine Fassung oder einen anderen, mit dem Befestigungselement, beispielsweise einer Mutter in Eingriff zu bringenden Teil zu befestigen.

Der Preßluftmotor weist ein Gehäuse 29 auf, in welchem ein Rotor 30 drehbar gelagert ist, mittels der Lager 32 und 34. Der Rotor 30 enthält eine Welle 36, mit einem Ritzel 38, das in der Darstellung der F i g. 2 am linken Ende der Welle einstückig ausgebildet ist. Der Rotor 30 dreht sich bei Freilauf mit hoher Geschwindigkeit (im typischen Fall in der Größenordnung von 20 000 Umdrehungen pro Minute) und besitzt dementsprechend beträchtliche kinetische Energie.

Die Preßluft wird dem Motor 22 über eine nicht gezeigte Leitung zugeführt die mit einem Fitting 40 verbunden ist, der in eine Öffnung oder einen Kanal 42 durch das rückwärtige Ende des Gehäuseteiles 24a geschraubt ist. in die Öffnung 42 ist auch ein Filter 44 zum Entfernen von Verunreinigungsteilchen aus der Preßluft eingesetzt.

Vom Kanal 42 strömt die Preßluft durch einen Kanal 46 um ein Ventil 48 und durch die Kanäle 50 und 52 in eine Kammer 54, die auch im Gehäuseabschnitt 24a gebildet sind. Von der Kammer 54 strömt die Preßluft um ein Ventil 56 und durch Verbindungskanäle 58 und 60 in einem Fitting in den Motor 22, um den Rotor 30 anzutreiben.

Der Ventilkörper 48 wird am Einweisende des Kanals 50 gegen einen Sitz gedrückt und durch Federn 64 und 66 seitlich eingestellt, die durch ein eingeschraubtes Widerlager 68 an ihrem Platz gehalten werden. Der Ventilkörper 48 kann von der dargestellten Schließstellung verschoben werden, um Preßluft vom Kanal 46 in den Kanal 50 strömen zu lassen, in dem ein Hebel 70 eingedrückt wird, der schwenkbar am Werkzeuggehäusc, beispielsweise mit einem Stift 72, gelagert ist. Der Hebel 70 steht mit einem Tauchkolben 74 in Berührung, der gleitend in einer Führung oder einem Fitting 76 im Gehäuseabschnitt 24a gelagert ist, Dementsprechend heb; der Tauchkolben 74 den Vcntükörpcr 48 von seinem Sitz ab, wenn der Hebel 70 nach dem Gehäuse 24

:n hin eingedrückt wird. Ein darauf folgendes Freigeben des Hebels 70 gestattet der Feder 66, den Ventilkörper 48 wieder auf seinen Sitz zu drücken und den Kolben 74 und Hebel 70 in die dargestellte Ruhestellung zurückzuführen.

Wie ferner aus F i g. 2 ersichtlich, steht das Ritzel 38 an der Rotorwelle 36 des Preßluftmotors 22 in Eingriff mit den .^anetenrädern 78 eines herkömmlichen Planetengetriebes 80, das die Eingangskomponente des Antriebsgetriebes 26 bildet. Die Planetenräder 78, die selbst mit einem in dem Gehäuseabschnitt 24a eingeschraubten Zahnkranz in Eingriff stehen, laufen auf Planetenwalzen 87, die Lagerelemente zwischen den Planetenrädern und dem Planetenzapfen 88 bilden. Die Planetenzapfen werden auf einem Planetenkäfig 90

J5 getragen, der drehbar im Gehäuse 24 mittels des Rotorlagers 86 und eines I Jigers 92 gelagert ist. Das in Fig.2 linke Ende des Planetenkäfigs endigt in einem einstückig angeformten Sechskant oder Ausgangselement 94.

Das Ritzel 38 an der Motorausgangswelle 36 treibt die Planetenräder 78 um den Zahnkranz 84. Dadurch läuft das Ausgangselement 94 des Planetenkäfigs 90, da die Planetenräder mit diesem über die Planetenzapfen 88 verbunden sind.

Gemäß F i g. 2 erstreckt sich das Ausgangselement 94 des Planetengetriebes 30 in eine Sechskantausnehmung 96 (vergl. auch Fig.4) im Eingangseiement 98 einer Energie absorbierenden Vorrichtung oder eines Energie absorbierenden Wandlers 99 gemäß der Erfindung. Wie

so oben erläutert ist es die Funktion dieser Energie absorbierenden Vorrichtung oder Bremse zu verlangsamen und kinetische Energie von den rotierenden Teilen des Motors 22 und anderen Teilen des Antriebsgetriebes 22 (in erster Linie vom Rotor 30) zu absorbieren, wenn ein Befestigungselement festgezogen ist und dadurch zu verhindern, daß diese Energie auf das Befestigungselement übertragen wird und ein übermäßiges Festziehen des Befestigungselementes hervorruft Wie ferner aus F i g. 2 ersichtlich, enthält die Bremse 99 zusätzlich zum Eingangselement 98 ein Ausgangselement 100 und eine Energie absorbierende Torsions-Komponente in Form einer Spiralfeder 1OZ Das eine Ende der Feder 102 erstreckt sich in eine Ausnehmung oder Nut 104 im Eingangselement 98 der Energie absorbierenden Vorrichtung. Das gegenüberliegende Ende der Feder erstreckt sich in eine ähnliche Ausnehmung der Nut 106 in einem äußeren Teil 108 des Ausgangselementes 100 mit T-Querschnitt, das im

folgenden meist als Zwischenelement bezeichnet wird. Buchsen 110 und 112 sind auf dem Eingangselement 98 und dem Zwischenelement 108 aufgepreßt oder in anderer Weise befestigt und unterstützen das Halten der Feder 102 an ihrem Platz.

Wie sich aus der vorgehenden Beschreibung und dem folgenden ergibt, ist das Eingangselement 98 der Energie absorbierenden Vorrichtung 99 frei drehbar bezüglich des Ausgangselementes 100, wenn das Werkzeug in seiner Ruhelage ist, mit Ausnahme der Hemmung, die durch die Feder 102 ausgeübt wird. Mit Ruhelage ist in diesem Zusammenhang jeglicher Zustand gemeint, bei dem keine der Drehbewegung entgegenstehende Kraft am Ausgangselement eines Werkzeugs oder eines Zusatzgerätes ausgeübt wird. Dem entsprechend ist die Feder 102 frei, um sich vollständig zu entlasten, wenn das Werkzeug in solchem Ruhezustand ist.

Wie am besten aus Fig. 2 ersichtlich, ist das Zwischenelement 108 von einer Ausgangswelle 114 getragen, die es umgibt. Diese Ausgangswelle 114 endet in einem einstückig angeformten Sechskant oder Ausgangselement !16. Das Zwischenelement 108 wird durch herkömmliche typartige Halteelemente 118 (siehe Fig.2) gegen Bewegung nach links auf der Welle 114 gesichert. Während des Betriebes des Werkzeuges 20 drehen sich die Teile 108 und 114 als eine Einheit aufgrund der Verbindung zwischen den beiden, wie sie durch einen Einstellmechanismus 120 gebildet wird, der später im einzelnen erläutert wird.

Ein Ende der Energie absorbierenden Vorrichtung 99 ist drehbar gelagert im Gehäuseabschnitt 246 durch das Ausgangselement 94 des Planetengetriebes 80. Das andere Ende ist in ähnlicher Weise gelagert durch eine Antriebswelle 122 mit Sechskantausnehmung 124, in die sich das Ausgangseiemeni 116 der Energie und Siöß absorbierenden Vorrichtung erstreckt. Dadurch wird auch eine Antriebsverbindung zwischen der Welle 122 und dem Ausgangsteil 100 der Energie absorbierenden Vorrichtung geschaffen.

Die angetriebene Welle 122 ist drehbar im Gehäuseabschnitt 24c mittels eines Lagers 126 am rechten Ende (Darstellung der F i g. 2) der Welle gelagert und durch ein Lager 128, das das Kegelritzel 130 umgibt, das in das linke Ende (Darstellung F ig. 2) der Welle 122 eingeschraubt ist.

Das Ritzel 130 steht im Eingriff mit einem Kegelzahnrad 132, das auf einer sich quer erstreckenden Getriebewelie oder einem Ausgangselement 28 angebracht ist. Diese Welle ist im Teil 24c mit den Lagern 136 und 138 drehbar gelagert und durch ein Verriegelungselement 140 an seinem Platz gehalten. Ein unter Federspannung bestehender Ansatz 142 ist am unteren Ende der Welle 28 vorgesehen, um Fassungen oder andere, nicht gezeigte, mit dem Befestigungselement in Eingriff zu bringende Teile an der Welle 28 zur Drehung mit dieser zu befestigen.

Wie im Fall anderer Komponenten des oben erläuterten Werkzeuges 20 sind diejenigen Teile, die oben mit den Bezugszeichen 20 und folgenden belegt sind, von herkömmlicher, im Handel befindlicher Konstruktion. Es ist deshalb nicht erforderlich, diese Teile im einzelnen zu erläutern. Im Betrieb des Werkzeuges 20 soweit beschrieben, wird der Anziehvorgang des Befestigungselements durch Eindrücken des Hebels 70 eingeleitet, um dem Motor 22 Preßluft zuzuleiten und dessen Rotor 30 in Drehbewegung zu versetzen. Die Drehgeschwindigkeit wird durch das Planetengetriebe 80 untersetzt, das das Eingangselement 98 der Energie absorbierender Vorrichtung 99 in Drehung versetzt. Das Eingangsglied 98 dreht das Ausgangselement 116 über die Feder 102 und das Zwischenglied 108, und das Ausgangselement dreht dem entsprechend die Welle 122, die mit ihm in Antriebsverbindung steht. Dadurch wird die Ausgangswelle 28 gedreht und veranlaßt, den nicht gezeigten, mit dem Befestigungselement in Eingriff stehenden Teil zu drehen, der durch den Ansatz 142 gehalten ist, um das Befestigungselement anzuziehen.

Wenn das Befestigungselement anfängt, festgezogen zu werden, übt es ein Gegendrehmoment auf die Welle 36 aus, das dem vom Motor 22 erzeugten Drehmoment

is entgegenwirkt. Dieses Gegendrehmoment wird über das Antriebsgetriebe 26 rückwärts übertragen, und die Feder 102 beginnt, sich aus ihrem völlig entlasteten Ausgangszustand aufzuwinden. Während sie das tut, beginnt sie unmittelbar kinetische Energie vom Rotor 30 und den anderen rotierenden Komponenten des Motors und des Antriebsgetriebes 26 zu absorbieren und die Drehgeschwindigkeit dieser Teile zu vermindern. Bei fortgesetztem Festziehen des Befestigungselementes wird wird auch die Feder 102 fortgesetzt aufgewunden und die Geschwindigkeit des Motors 22 von den anderen sich drehenden Komponenten weiter herabgesetzt und die kinetische Energie vermindert, bis der Motor mit einer extrem geringen Geschwindigkeit läuft und die Teile nur noch eine unbedeutend geringe kinetische Energie aufweisen. Der Motor »zerrt« dann, bis das Befestigungselement bis zum Stillstand-Drehmoment des Motors festgezogen ist, an welchem Punkt dann der Motor stehen bleibt.
Da im wesentlichen alle kinetische Energie der

J5 rotierenden Teile von der Feder 102 absorbiert wird, überschreitet das Drehmoment, das der Motor auf das festzuziehende Befestigungselement ausüben kann, nicht das Stillstands-Drehmoment des Motors. Umgekehrt kann das Befestigungselement nicht auf ein

■to Drehmoment festgezogen werden, das über das Stillstands-Drehmoment des Motors hinausgeht.

Für eine Energie absorbierende Vorrichtung, die in der soeben beschriebenen Weise arbeitet, muß die Energie absorbierende Kapazität der Vorrichtung 99

4j naturgemäß mindestens gleich der kinetischen Freilaufenergie der rotierenden Motor- und Getriebekomponenten sein. Die Energie absorbierenden Komponenten der Vorrichtung sind so ausgebildet, daß sie die Weichheit der Verbindung, wie sie dem Befestigungswerkzeug simuliert wird, durch eine halbe bis eine oder mehrere Umdrehungen erhöht wird.

Entsprechend der obigen Erläuterung wird das Befestigungselement im wesentlichen bis zum Stillstands-Drehmoment des Motors angezogen, ohne Rücksicht auf die Härte der jeweiligen Verbindung. Demzufolge können Befestigungselemente gleichen Typs bis im wesentlichen zu gleichem Drehmoment angezogen werden, selbst wenn die jeweiligen Verbindungen von im weiten Bereich variierender Härte sind.

Dies ist wichtig, da die Befestigungselemente in den härteren Verbindungen nicht bis zu einem gefährlichen Maß übermäßig festgezogen werden und die an weicheren Verbindungsstellen liegenden Befestigungselemente nicht zu wenig angezogen werden. Um Einzelheiten für die obige Erläuterung zu geben, wird im folgenden ein typischer Anwendungsfall der Erfindung erläutert, bei dem 5/16-24 Befestigungselemente benutzt werden, um etwa 6 mm (1/4") starke Stahlplatten

zusammenzuhalten. In einem extremen Fall (harte Verbindung) können die beiden Stahlplatten flach geschliffen sein. In diesem Fall wurden die Befestigungselemente in typischer Weise auf dem Bolzen aufgeschraubt werden, bis sie handfest sitzen und dann ein kraftgetriebenes Befestigungswerkzeug zum Festziehen benutzt, das eir Anhaltedrehmoment von 166 kg/cm (144 Ib in) aufweist. Im typischen Fall würde das Befestigungselement nur um etwa 40° bis 50° gedreht werden, bis das Drehmoment von 165 kgcm erreicht wird, und die zum Festziehen des Befestigungselementes aufgewandte Energie würde etwa 0,65 mkg (4,7 ft Ib) betragen. Im entgegengesetzten Extremfall, nämlich für eine weiche Verbindung, werden der gleiche Bolzen und ähnliche Platten benutzt, aber die Platten gebogen oder gewölbt, so daß sie bei handfestem Ansetzen des Befestigungselements noch etwa 3 mm (1/8 ine.) Abstand haben.

In diesem Fall können drei vollständige Drehungen des Befestigungselementes benötigt werden, die Platten zusammenzuziehen und das Befestigungselement das gleiche Drehmoment von 166 kg cm festzuziehen. In solchem Fall würde die zum Festziehen des Befestigungselementes benötigte Energie etwa 15,6 mkg (113 ft Ib) betragen, also den 24fachen Betrag, wie im Fall der harten Verbindung.

Die umlaufenden Komponenten des Motors und des Getriebes des benutzten Werkzeugs würden vielleicht eine kinetische Energie von etwa 2,1 mkg (15 ft Ib) aufweisen. Etwa ein Drittel dieser kinetischen Energie würde aufgewandt beim Festziehen des Befestigungselementes in einer harten Verbindung. Die restlichen 1,4 mkg (10 kf Ib) Energie würden dementsprechend einfach auf das Befestigungselement übertragen und dieses übermäßig festgezogen.

Im Fall einer weichen Verbindung würde der Energiebedarf von 15,6 mkg die 2,1 mkg kinetische Energie der rotierenden Teile weit überschreiten. Dementsprechend würde während des Festziehens des Befestigungselementes das Werkzeug einfach langsamer werden und schließlich, wie oben dargelegt, stehen bleiben.

Die Arbeitsweise des Werkzeuges gemäß der Erfindung würde auch noch im wesentlichen dieselbe bleiben, wenn eine weiche Verbindung vorliegt. Die Feder 201 würde aber im typischen Fall so ausgelegt, daß das Drehmoment sich in ihr von 0 bis etwa 115 kg/cm (0 bis 100 Ib in) in etwa einer vollen Umdrehung aufbauen würde, wodurch die Feder geeignet gemacht würde, etwa 36 mkg (26 ft Ib) Energie zu absorbieren. Da dies die kinetische Energie der rotierenden Teile des Werkzeugs überschreitet, verlangsamt sich die Ausgangswelle des Werkzeuges und bleibt stehen, wenn eine harte Verbindung vorliegt, wie im Falle einer weichen Verbindung und das Befestigungselement wird nur bis zum Anhaltedreh-Moment des Motors angezogen.

Um die Verbesserung in der Unabhängigkeit von der Verbindungshärte durch die Erfindung zu illustrieren, wurde der folgende Versuch unternommen:

Ein Anhaltewerkzeug des beschriebenen Typs, das mit Preßluft mit einem Druck von 535 kg/cm² (85 psi) beschickt wurde, wurde zum Festziehen von Befestigungselementen in vier Verbindungen benutzt, deren Härte in weitem Bereich von sehr hart (44,8 mkg pro Umdrehung) bis sehr weich (1,4 mkg pro Umdrehung) variierte. In anderen Worten, die eine Verbindung war annähernd 30fach härter als die andere. Jede Verbindung wurde 25i/ial festgezogen, und das mittlere Drehmoment, auf das jede Verbindung festgezogen war, wurde ausgerechnet. Die Ergebnisse waren wie folgt:

Tabelle I

Verbindungshärte	10	(mkg)	(ft-lb)	Drehmoment	am Befestigungs-
	44,8	324	element
12,7	02,4	(Mittel aus 25	Vorgängen)
¹⁵ 3,45	25,0	(kgm)	(ft-lb)
1,42	10,3	4,4265	32,076
	4,4039	31,912
	4,4292	32,096
4,3580	31,580

Wie sich aus den vorhergehenden Ergebnis ergibt, variierte das Drehmoment, zu welchem die vier Befestigungselemente festgezogen worden waren, maximal um nur etwa 0,07 kgm (0,5 ft Ib), obwohl die Verbindungen im Bereich von sehr weich bis sehr hart variierten.

Im Gegensatz hierzu ergeben sich mit einem Befestigungswerkzeug mit einer auf das Drehmoment ansprechenden Motorabschaltungssteuerung verbesserter Ausführung (entspr. US-PS 31 95 704) bei Betrieb mit gleichem Druck und Festziehen der gleichen Befestigungselemente an den gleichen Verbindungen folgende Ergebnisse:

Tabelle II

Verbindung jhäfte	(ft-lb)	Drehmoment	am Befestigungs-
	324	element
	92,4	(Mittel aus 25	Vorgängen)
(mkg)	25,0	(kgm)	(Pt-Ib)
44,8	10,2	4,33	31,4
12,7	4,29	31,1
3,45	4,15	30,1
1,42	4,04	29,3

Wie aus dem Obigen ersichtlich, ist die Variation des Drehmomentes, auf das die Befestigungselemente festgezogen worden waren (0,29 kgm; 2,1 ft-lb), das Vierfache der bei einem Werkzeug nach der Erfindung auftretenden Variationsbreite. In Verbindung mit den obigen Darlegungen zeigte eine statistische Analyse der beschriebenen Versuchsdaten, daß das Werkzeug nach der Erfindung einen 6-Sigma-Streubereich von 0396 kgm aufweist, wenn es bei 535 kg/cm² Druck betrieben wird, während der 6-Sigma-Streubereich eines herkömmlichen Werkzeugs bei 0,792 kgm liegt. Dies bedeutet, daß das minimale und maximale Drehmoment bei 99% von allen Befestigungselementen des in den oben beschriebenen Versuchen benutzten Typs durch ein Werkzeug nach der Erfindung in Verbindungen mit einem Härtebereich zwischen 1,42 und 44,8 mkg sich nur um 0396 kgm unterscheiden, während die entsprechende Ableitung für Befestigungselemente die mit einem herkömmlichen Werkzeug festgezogen wurden, einen Differenzbetrag von

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0,792 kgm ergab. In anderen Worten, die Variation im Festzieher von 99% solcher Befestigungselemente, die mit einem Werkzeug gemäß der Erfindung angezogen wurden, ist nur die Hälfte der Variation von 99% solcher Befestigungselemente, die mit einem auf Drehmoment ansprechenden Befestigungswerkzeug angezogen wurden, und zwar mit einem solchen Befestigungswerkzeug, das bereits einen verbesserten Aufbau hatte.

In einem zweiten Satz von Versuchen wurden die gleichen Werkzeuge benutzt, aber der Druck, der den Werkzeugen zugeführten Preßluft wurde auf 4,20 kg/cm² (60 psi) herabgesetzt. Hierbei wurden folgende Ergebnisse erzielt:

Tabelle III

Werkzeug gemäß der Erfindung

Verbindungshürtc	(ft-lb)	Drehmoment am Befestigungs element (Mittel aus 25 Vorgängen)	(ft-lb)	(ft-lb)	(ft-lb)
(mkg)	324 92,4 25,0 10,3	(kgm)	324 92,4 25,0 10,2	25,20 24,80 24,65 24,66	23,68 21,11 20,22 20,06
44,8 12,7 3,45 1,42	3,478 3,422 3,402 3,403	0,076 kgm; 0,54 ft-lb.	0,500 kgm; 3,62 ft-lb.
Maximale mittleren	Abweichung der Drehmomente:	0,337 kgm; 2,44 ft-lb.	1,227 kgm; 8,89 ft-lb.
6-Sigma-Streuung:
	Drehmoment am Befestigungs element (Mittel aus 25 Vorgängen)
Herkömmliches Werkzeug	(kgm)
Verbindungshärte	3,268 2,913 2,790 2,768
(mkg)	Abweichung vom Drehmoment:
44,8 12,7 3,45 1,42	6-Sigma-Streuung:
Maximale mittleren

Diese Reihe von Versuchen zeigt noch stärker die Überlegenheit der hier beschriebenen Werkzeuge gegenüber solchen, die mit herkömmlichen, auf Drehmoment ansprechenden Steuerung ausgerüstet sind, sofern es sich um deren Eignung für das Festziehen von Befestigungselementen auf ein gleichförmiges Drehmoment unabhängig von der Verbindungshärte handelt Es ist auch aus dem obigen ersichtlich, daß mit einem stehenbleibenden Werkzeug nach der Erfindung das Drehmoment bis zu dem ein Befestigungselement angezogen werden soll, einfach durch Änderung des Druckes der dem Werkzeug zugeführten Preßluft geändert werden kann.

In jedem der oben beschriebenen Versuche waren die beideii Befestigungswerkzeuge gleich, mit Ausnahme, daß das Werkzeug gemäß der Erfindung mit einer Energie absorbierenden Vorrichtung, wie oben beschrieben, ausgerüstet war, während das herkömmliche Werkzeug mit einer auf das Drehmoment ansprechenden Motorabschaltvorrichtung solchen Typs ausgerüstet war, wie sie in US-PS 31 95 704 beschrieben ist.

Zusätzlich zum Betrieb in stehenbleibender Weise, wie oben erläutert, kann das Werkzeug 20 auch so einjustiert werden, daß die Preßluftzufuhr zum Motor 32 abgeschaltet wird, wenn das festzuziehende Befestigungselement ein gewähltes Drehmoment erreicht. Speziell ergibt sich hierzu im Hinblick auf die F i g. 2 bis 4, daß der scheibenförmige Ventilkörper 56, um den die Preßluft durch der. Durchlaß 58 herum zum Motor 22 fließt, in einem Kanal durch eine erste Reihe von miteinander verbundenen Ventilstiften 144,146 und 148 getragen ist. Diese Stifte ersttecken sich durch den Rotor 30 und den Planetenkäfig 90, mit dem (in der Darstellung der F rg. 2) linken Ende der Welle 148 und liegen am freien Ende einer Klinke 150. Diese Klinke ist schwenkbar in einer Blindbohrung 152 in der Ausgangswelle 114 der Energie absorbierenden Vorrichtung 99 durch einen sich quer erstreckenden Schweiikstift 154 gelagert. Die Klinke 150 wird in mit den Ventilstiften in Berührung stehende Lage, wie sie in Fig.2 gezeigt ist, durch einen unter Federspannung stehenden Stift 176 gedrückt, der in eine Ausdehnung 158 in der Klinke eingesetzt ist.

Um die Preßluftzufuhr zum Motor 22 abzusperren, wird die Klinke 150 in der Darstellung der Fig. 2 im Uhrzeigersinn außer Eingriff mit dem linken Ende des Ventilstiftes 148 verschwenkt. Wie in derselben Figur gezeigt, ist der ringförmige Durchlaß zwischen dem Fitting 62 und dem Ventilkörper 56 relativ eng, und die flache Oberfläche 160 des Ventilkörpers ist im Vergleich

■to dazu relativ groß. Dementsprechend wirkt der Ventilkörper als ein Differentialkolben. Dies bedeutet, daß wegen des verengten Durchlasses, durch d-°.n die Preßluft fließen muß, ein relativ großer DrucKabfall über den Ventilkörper entsteht. Wenn dementsprechend der durch die Klinke 150 gebotene Widerstand vom linken Ende des Ventilstiftes 128 wegfällt, erzeugt der Differentialdruck über den Ventilkörper 56 eine Kraft, die den Ventilkörper in der Darstellung der Fig.2 nach links bewegt, bis die kleinere linke

so Stirnfläche 162 des Ventilkörpers sich auf eine sich quer erstreckende Wand 164 im Fitting 62 setzt. Dadurch wird die Preßluft abgehalten, durch die Öffnung 166 in der Trennwand 164 zum Motor 22 zu strömen.

Der Mechanismus zum Bewegen der Klinke 150 außer Eingriff mit dem Ventilstiftelement 148 enthält einen Nockenabtaster 168 und einen Nocken 169. Der Nocken 169 ist am in Fig.2 linken Endbereich des Eingangselementes 98 der Energie absorbierenden Vorrichtung geformt. Die physikalische Anordnung zwischen dem Nocken und dem Nockenabtaster ist in F i g. 4 gezeigt wo der Nockenabtaster in gestrichelten Linien angedeutet ist

Wenn ein Befestigungselement durch das Werkzeug 20 angezogen worden ist und die Feder 102 sich aufwindet verdreht sich das Eingangselement 98 der Energie absorbierenden Vorrichtung relativ zur Ausgangswelle 114 der Vorrichtung, und der Nocken 169 verdreht sich dementsprechend relativ zum Nockenah-

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taster 168. Wenn der hohe Punkt 174 des Nockens den Abtaster erreicht, drückt der Abtaster in der Darstellung der Fi g. 2 nach unten. Der Abtaster verschwenkt demzufolge die Klinke 150 im Uhrzeigersinn außer Eingriff mit dem Ventilstiftelement 148. um den Ventilkörper 58 zur Bewegung, in seine Schließstellung in der obers beschriebenen Weise freizugeben.

Nach dem Festziehen eines Befestigungselementes in der soeben beschriebenen Weise, läßt der Benutzer des Wertzeuges den Hebel 70 los und entfernt das Werkzeug vom Befestigungselement. An diesem Punkt bewegt eine Druckfeder 176, die das Ventilstiftelement 148 umgibt und zwischen einer Schulter 178 am Planetenkäfig 90 und eine Nabe 180 auf dem Ventilstiftelement angeordnet ist, den Ventilstift und den Ventilkörper 56 in der Darstellung der Fi g. 2 nach rechts, um das Ventil zu öffnen. Die zwischen den Ventilen 48 und 56 eingefangene Luft, die dieser Bewegung entgegenwirken würde, ist durch eine Kanalanordnung int rückwärtigen bzw. Betätigungsende des Werkzeuges ausgetreten, die mit 181 bezeichnet ist.

Wenn das Werkzeug 20 vom Befestigungselement abgenommen ist windet sich die Feder 102 auch in ihrer vollständig entlasteten Ausgangslage zurück, da die Ausgangseinrichtung 100 relativ zum Eingangselement 98 frei drehbar ist (der Rotor 30 läuft im rückwärts, wenn dies eintritt). Der hohe Punkt 174 des Nocken 169 läuft dementsprechend vom Nockenabtaster 168 ab und gestattet, daß die Klinke 150 in ihre in Fig.2 gezeigte Stellung zurückkehrt, um den Arbeitszyklus zu vollenden.

Der Einstellmechanismus 120, der oben kurz erwähnt wurde, ist so vorgesehen, daß das Drehmoment, bei dem der Motor 22 in der soeben beschriebenen Weise abgeschaltet wird, einstellbar ist

Nach den Fig.2 und 3 sind Schneckenradzähne 182 um den Umfang der Ausgangswelle 114 der Energie absorbierenden Vorrichtung in der Nähe des in der Darstellung linken Endes des Zwischenelementes 108 geformt Diese Schneckenradzähne stehen in Eingriff mit einer Schnecke 184, die in eine Bohrung 186 im Endbereich des Zwischenelements 108 eingesetzt wird. In den Kopf der Schnecke 184 ist ein Sechskant eingelassen, so daß die Schnecke mit einem Sechskantsteckschlüssel oder dergleichen gedreht werden kann.

In Ruhestellung des Werkzeuges 20 kann die Ausgangswelle 114 relativ zum Zwischenelement 108 durch Drehen der Schnecke 184 verdreht werden (diese Drehbewegung wird durch eine Kugel 189 erleichtert, die zwischen das innere Ende der Schnecke 184 und die Bohrung 186 eingelegt äst). Wenn sich die Welle 114 dreht, trägt die den Nockenabtaster 168 um den Nocken 169 zu einer verschiedenen Lage. Die Lage des Nockenabtasters ist relativ zum Nocken. Bei Ruhestellung des Werkzeuges legt dasjenige Drehmoment fest, mit welchem die Preßluftzufuhr zum Motor 22 abgeschaltet wird.

Wenn speziell der Nockenabtaster so eingestellt wird, daß er nahe dem hohen Punkt 174 des Nockens 169 liegt, wird der hohe Punkt den Nockenabtaster während des Festziehvorganges erfassen, nach dem nur eine relativ kleine Verdrehung des Eingangselementes 98 relativ zur Ausgangsanorndung 100 eingetreten ist, um die Klinke 150 niederzudrücken, um die Preßluftzufuhr abzuschalten. Dies erfordert daß die Feder 102 nur um einen kleinen Betrag aufgewunden worden ist. Entsprechend erfolgt das Abschalten bereits nach dem das Befestigungselement nur ein relativ geringes Drehmoment festgezogen worden ist

Wenn der Nockenabtaster 168 weiter weg von dem hohen Punkt 174 des Nockens in der oben beschriebe nen Weise eingestellt wird, ist der Abstand, um den der Nocken sich verdrehen muß, um die Klinke 150 während des Festziehvorganges niederzudrücken, entsprechend vergrößert. Dies erfordert ein progressiv größeres Aufwinden der Feder 102; und demzufolge ist das

ίο Drehmoment bis zu dem das Befestigungselement vor dem Abschalten festgezogen wird, vergrößert

Eine Komponente zum Zurückhalten der Welle 114 in der Stellung, in der sie eingestellt worden ist und zum Verriegeln des Zwischenelementes an der Welle, so daß diese sich während des Festziehvorgangs als eine Einheit drehen, ist auch im Einstellmechanismus 120 enthalten. Dies ist eine Schraube 190, die in einen Durchlaß 192 im Zwischenstück 108 eingeschraubt ist und vom äußeren dieses Stückes erreichbar ist

Wie in Fig.3 gezeigt kann die Schraube 190 gegen die Schraube 184 festgezogen werden, um die gewünschte Einstellung zwischen dem Zwischenelement 108 und der Ausgangswelle 114 festzuhalten. Wie oben erwähnt können die Grundgedanken der Erfindung auch in einem Zusatzgerät ausgeführt werden, das geeignet ist ein herkömmliches, kraftgetriebenes Befestigurgswerkzeug in ein solches umzuwandeln, das gemäß der Erfindung arbeiten kann und die durch die Erfindung erzielten Vorteile aufweist Eine Ausführungsform, die für ein solches Zusatzgerät in Frage kommt, ist in den F i g. 5 und 6 dargestellt und mit 194 bezeichnet

Gemäß diesen Figuren enthält die bremsende oder Energie absorbierende Vorrichtung 194 eine Eingangs einrichtung 196. Diese Eingangseinrichtung umgibt eine Ausgangswelle 198 und ist am einen Ende auf dieser Ausgangswelle 198 gelagert und durch einen Schnappring 200 in ihrer Lage gehalten.

Die Eingangseinrichutng 196 weist ein zylindrisches

Gehäuse oder eine Schale 202 und Endstücke 204 und 206 auf, die in irgendwelcher geeigneter Weise an den gegenüberliegenden Enden des Gehäuses 202 befestigt sind. Eine sechskantige oder anders nicht kreisförmige Bohrung 208 durch das Endstück 204 ist so ausgebildet, daß sie über das (nicht dargestellte) Ausgangselement eines herkömmlichen kraftgetriebenen Befestigungswerkzeuges paßt, um so die Antriebsverbindung zwischen der Eingangseinrichtung 196 des Zusatzgerätes 194 mit dem Ausgangselement des Befestigungs-

Werkzeugs zu bilden.

In dem in Fig.5 links dargestellten Ende des Ausgangselementes 198 des Zusatzgerätes ist eine mit der Bohrung 208 ausgerüstete Bohrung 210 mit kreisförmigem Querschnitt gebildet Das Ausgangsele ment des Werkzeuges, an dem das Zusatzgerät befestigt wird, erstreckt sich durch die Bohrung 208 in die Bohrung 210. um das in der Zeichnung linke Ende des Ausgangselementes 198 mit dem Endstück 204 der Eingangseinrichtung 196 ausgerichtet zu halten. An dem in Fig.5 rechts dargestellten Ende des Ausgangselementcs 198 ist ein Schaft 212 mit quadratischem, sechskantigem oder anderem, nicht kreisförmigen Querschnitt gebildet. Dieser Schaft ist geeignet, eine Fassung oder ein anderes, mit dem Befestigungselement in Eingriff kommendes oder auch ein anderes, Drehbewegung übertragendes Stück aufzunehmen.

Die relativ zueinander verdrehbare Eingangseinrichtung 1% und Ausgangswelle 198 stehen miteinander in

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Eingriffsverbindung über zwei kinetische Energie absorbierende Torsionsvorrichtungen 214, die in diesem Beispiel in Art von Uhrfedern ausgebildet sind. Die äußeren Enden 216 dieser Federn sind in Schütze 218 in der Schale 202 der Eingangseinrichtung 196 eingefaßt Die inneren Enden 220 sind in Nuten 222 in der Ausgangsweile 198 des Zusatzgerätes eingepaßt. Die Anzahl der Federn kann nach Wahl erhöht "oder vermindert werden, und es können Schraubenfedern oder andere Torsionseinrichtungen anstelle der dargestellten Federn vom Uhrenfedertyp eingesetzt werden.

Ein mit Zusatzgerät 194 ausgerüstetes Werkzeug arbeitet im wesentlichen in gleicher Weise, wie das oben beschriebene Werkzeug 20. Die Fassung oder das andere auf den Schaft 212 gesetzte Stück wird mit den anzuziehenden Befestigungselementen in Eingriff gebracht, und der Motor des Werkzeugs, an das das Zusatzgerät angesetzt ist, wird eingeschaltet, um die Eingangsrichtung 196 zu verdrehen und dadurch das Ausgangselement 198 über die Federn 214 anzutreiben. Wenn das Befestigungselement beginnt, sich festzuziehen, wird eine der Drehbewegung entgegenwirkende Kraft oder ein Gegendrehmoment über die Welle 198 auf die Federn 214 übertragen, die dann beginnen, sich aus ihrem voll entlasteten Ruhezustand auszuwinden. Dem entsprechend absorbieren die Federn 214 kinetische Energie vom Motor und dem sich drehenden Getriebeteilen des Werkzeuges, an das das Zusatzgerät angesetzt ist, in gleicher Weise, wie dies oben in Verbindung mit dem Werkzeug 20 erläutert worden ist. Wenn das Werkzeug von dem Typ ist, der durch Oberbau ί stehen bleibt, winden sich die Feder fortgesetzt auf, bis das Befestigungselement bis zum Anhalte-Drehmoment des Motors festgezogen ist. An diesem Punkt bleibt der Motor stehen, und es wird verhindert, daß das Befestigungselement auf ein höheres Drehmoment festgezogen wird, als das Anhalte-Drehmoment des Motors.

Wenn der Motor mit einem auf das Drehmoment ansprechende Abschalt- oder Kupplungsmechanismus ausgerüstet ist, winden sich die Federn 214 auf, bis genügend Energie in ihnen gespeichert ist, um eine der Drehbewegung entgegenwirkende Kraft ausreichender Größe zu erzeugen, um die auf das Drehmoment ansprechende Steuerung zu betätigen. Dies wiederum vermindert, wie oben erläutert, die Geschwindigkeit des Werkzeugmotors bis zu einem Punkt, daß die in ihm vorhandene kinetische Energie beim Betätigen der Steuerung nicht mehr groß genug ist, um das Befestigungselement übermäßig anzuziehen, selbst wenn diese Energie noch auf das Befestigungselement übertragen wird.

Energie absorbierende Vorrichtungen oder Bremsen des in den F i g. 5 und 6 gezeigten Typs, können auch direkt in Kraft getriebene Befestigungswerkzeuge eingesetzt werden, und sie können leicht modifiziert werden, um zusätzlich ein auf Drehmoment ansprechendes Abschalten zu ermöglichen. Ein Werkzeug mit diesen beiden Modifikationen ist in F i g. 7 gezeigt und min 226 bezeichnet. Zum größten Teil sind die Komponenten des V/erkzeuges 226 gleich denjenigen de» Werkzeuges 20 und des Zusatzgerätes 194. Dementsprechend sind in F i g. 7 diese Komponenten mit dem entsprechenden Bezugszeichen wie in den Fig. 1 und 6, jedoch mit einem zusätzlichen Index »a« bezeichnet. Die im Werkzeug 226 benutzte, Energie absorbierende Einheit 228 unterscheidet sich vom Zusatzgerät 194 in erster Linie darin, daß nur ein Energie absorbierendes Torsionsglied bzw. Feder 214a benutzt wird und daß sie einen auf Drehmoment ansprechenden Abschaltmechanismus 230 enthält Auch in diesem Anwendungsfall der Erfindung ist die Energie absorbierende Vorrichtung 228 in Antriebsverbindung mit dem Ausgangselement 94a eines Planetenkäfigs 90a im Unterschied zu der Antriebsverbindung mit einem Ausgangselement eines getrennten Werkzeuges, wie es im Fall der F i g. 5 und 6 gezeigt ist Schließlich ist die

ίο Ausgangsweile bzw. der Schaft 212a der "Energie absorbierenden Vorrichtung in Antriebsverbindung mit einer Antriebswelle 122 a, die in das Werkzeug 226 eingebaut ist, im Unterschied zum Beispiel der Fig.5 und 6, wo ein mit dem Befestigungselement in Eingriff kommenden Stück auf den Schaft 212 zu setzen ist

Nach F i g. 7. enthält der auf Drehmoment jji^prechende Abschaltmechanismus 230 einen zweiarmigen Betätiger 232 und ein damit zusammenwirkendes Betätigungselement 234. Der Betätiger 232 ist in einer in der Ausgangswelle 212a der Energie absorbierenden Vorrichtung angebrachten Bohrung 236 mittels eines sich quer erstreckenden Schwenkzapfens 238 schwenkbar gelagert Ein Arm 240 des Betätigers 232 wird normalerweise in Berührung mit dem Ventilschaft 148a der Abschaltventil-Einrichtung des oben beschriebenen Typs gehalten, und zwar durch eine Feder 242 und einen Stift 244, die in einer Bohrung 246 ebenfalls in der Ausgangswelle 212a der Energie absorbierenden Vorrichtung angeordnet sind. Diese Komponenten drücken auch den zweiten seitlich abstehenden Arm 248 des Betätigers gegen die Seite einer Ausnehmung 230 im Betätigungselement 234. Das Betätigungselement 234 ist auf die -Ausgangswelle 212a der Energie absorbierenden Vorrichtung aufgeschraubt, aber in Antriebsverbindung mit der Eingangseinrichtung 196a über die Stifte 252. Diese Stifte 252 sind am Betätigungselement 234 befestigt und erstrecken sich durch öffnungen 254 im Endstück 206a der Eingangsrichtung. Das Betätigungselement 234 dreht sich dementsprechend mit, aber es ist frei für eine relative Längsbewegung der Eingangseinrichtung 196a. Eine Druckfeder 256 umgibt das Betätigungselement 234 und ist zwischen dem auf dem Betätigungselement 234 sitzenden Schnappring 253 und dem Endstück 206a der Eingangseinrichtung eingesetzt und stellt sicher, daß die Eingangseinrichtung und das Betätigungselement während des Betriebes des Werkzeuges 226 in richtiger gegenseitiger räumlicher Anordnung bleibs.·».

Das Werkzeug 226 arbeitet im wesentlichen in

gleiche¹. Weise wie das Werkzeug 20, sofern es die Energie absorbierende Arbeitsweise der Bremse 228 betrifft. Dementsprechend ist die Erörterung der im Werkzeug 20 benutzten Energie absorbierenden Vorrichtung äquivalent anwendbar auf die Energie absor- bierende Vorrichtung 228 und soll deshalb nicht wiederholt werden.

Wenn sich die Feder 214a im Werkzeug 226 aufwindet, verdreht sich die Eingangseinrichtung 296a der Energie absorbierenden Vorrichtung relativ zur

bo Ausgangswelle 212a, wie in den oben erläuterten Ausführungsbeispielen. Wenn dies eintritt, dreht sich das Betätigungselement 234 relativ zur Ausgangswelle 212a und bewegt sich dabei in der Darstellung der F i g. 7 auf der Ausgangsweile 212a etwas nach links in

b5 dem Gewinde, mit dem es auf diese Welle aufgeschraubt ist. Wenn dies eintritt, schiebt das Betätigungselement 234 den Arm 248 des Betätigungshebels 232 in der Darstellung der Fi g. 7 nach links, bis der Arm 240 bei

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Erreichen des vorher gewählten Drehmomentes vom Ende des Ventilstiftes 148a abläuft. Hierdurchwird der mit dem Stift 148a verbundene Ventilkörper 56a zur Bewegung in die AbschaltsteUung frei, in gleicher Weise, wie dies in Verbindung mit dem Werkzeug 20 oben

erläutert worden ist. Nach dem Abnehmen des Werkzeuges von dem Befestigungselement kann sich die Feder 214a zurückwinden und die Komponenten des Betätigungsmechanismus in ihre ursprüngliche, in der Zeichnung dargestellte Lage zurückbringen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

t. Werkzeug zum Festziehen von Befestigungselementen, beispielsweise Schrauben, bis zum Erreichen eines vorbestimmten Anzugsdrehmomentes, mit einem Motorantrieb, der mindestens eine rotierende Komponente enthält, mit einer Ausgangswelle, auf die ein mit dem festzuziehenden Befestigungselement in Eingriff zu bringendes Stück zu setzen ist, und mit einer ständig im Kraftweg zwischen dem Motorantrieb und der Ausgangswelle liegenden Einrichtung zum Absorbieren kinetischer Energie von der rotierenden Komponente bzw. den rotierenden Komponenten, und zwar von Beginn des Auftretens eines Gegendrehmomentes am Befestigungselement an und zunehmend mit zunehmendem Gegendrehmoment, dadurch gekennzeichnet, daß in die Einrichtung (100; 194; uni /TLrSOt υΐετεπ

π nincüSCucr ine

Einrichtung (56, 148, 150, 169; 56a, 148a, 232) zum Stillsetzen des Motors bei Auftreten eines festgelegten Gegendrehmomentes an der Einrichtung zum Absorbieren kinetischer Energie einbezogen ist.
2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Stillsetzen eine Abschalteinrichtung (56,148,150,169.; 56a, 148a, 232) vorgesehen ist.
3. Werkzeug nach Anspruch 2, mit Preßluftmotor, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschalteinrichtung ein Absperrventil (56, 56a, 166) in die Preßluftzufuhr des Motors aufweist, wobei im Preßluft-Zuführungskanal (52,54) ein Ventilsitz (166) angeordnet ist, mit dem ein Ventilkörper (56, 56a) mit einem sich bis zur Ausgangswelle des Werkzeugs erstreckenden Betätigungsschaft (148, 148a,) zusammenwirkt, während im Bereich der Ausgangswelle eine Betätigungseinrichtung für den Ventilkörper (56, 56a) angeordnet ist, die den Betätigungsschaft (148, 148a,) bei Erreichen des gewählten Drehmomentes am Befestigungselement zum Schließendes Preßluftventils freigibt.
4. Werkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrventil (56, 56a, 166) eine den Ventilkörper (56,56a,)umgebende Wandung (58) aufweist, die bei geöffnetem Ventil zusammen mit dem Ventilkörper (56, 56a) den Strömungskanal verengt und dadurch am Ventilkörper (56,56a) einen zum Bewegen des Ventilkörpers (56, 56a) in die Schließstellung benutzten Druckabfall erzeugt.
5. Werkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die kinetische Energie absorbierenden Einrichtungen (100, 228) ein Torsionsglied (102, 2\4a), Einrichtungen zum drehfesten Verbinden des einen Endes dieses Torsionsgliedes (102, 214a) mit der Ausgangswelle des Werkzeugs und Einrichtungen zum drehfesten Verbinden des zweiten Endes des Torsionsglieds (102, 214a,) mit den Antrieb des Werkzeugs enthält und daß die Einrichtungen zum Freigeben des Schaftes (148,148a^des Preßluft-Ventilkörpers (56, 56a,) zur Betätigung durch Abgreifen der relativen Stellung der an den beiden Enden des Torsionselementes (102,214a^der Energie absorbierenden Einrichtungen ausgebildet sind.
6. Werkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das das Torsionselement (102) mit dem Werkzeugantrieb verbindende Element (104) einen Nocken (174) und das das Torsionselement (102) mit der Ausgangswelle (122) des Werkzeugs verbindende Element (l 14) einen Nockenabtaster (168) tragen und der Nockenabtasier (H58) gegen die Wirkung einer Rückstellfeder (158) auf einen die Ventilstange in seiner Normalstellung in Offenstellung des Ventils (62) haltenden Betätigungshebel (156/ einwirkt.
7. Werkzeug nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Befestigen des einen Endes des Torsionsgliedes (102) mit der Ausgangswelle (122) ein Zwischenstück (114) aufweist, das in drehfester Verbindung mit der Ausgangswelle (122) des Werkzeugs zu bringen ist und über eine Einstellvorrichtung (182,184) drehverstellbar mit einem am Ende des Torsionselements .{102) befestigten Verbindungselement (108) verbunden ist, um die relative Stellung von Nocken (174) und Nockenabtaster (168) einzustellen.
8. Werkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die das eine Ende des Torsionselementes {214a) mit der Ausgangswelle {\22a) des fTCfr^cüga VcTuinuCnue ι-ιΐΠΐ iCiiLÜng Sin iO5S Stil uH5 mit der Ausgangswelle (122) in Eingriff stehende Element (198) aufgeschraubtes, aber in drehfester, axial beweglicher Verbindung mit der das Torsionselement (214a) mit dem Antrieb verbindenden Einrichtung (196a,) stehendes Betätigungselement (206a,) und einen ό'.ζ axiale Verschiebung dieses Betätigungselements (206a,) gegen die Wirkung einer Feder (242) abtastenden Betätigungshebel (232) enthält, der bei axial verschobenem Betätigungselement (206a,J die Stange (248a,) des Ventilkörpers (56) freigibt.
9. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kinetische Energie absorbierende Einrichtung (100,194,220) mit ihrer Energieabsorptions-Kapazität mit dem Werkzeugmotor (22) so abgestimmt ist, daß er beim Erreichen einer beim Festziehen des Befestigungselements erreichten, vorher gewählten Größe des Gegetirehmomentes durch Überlastung stehenbleibt.
10. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Absorbieren kinetischer Energie von einer oder mehreren rotierenden Komponenten des Werkzeugs als getrenntes Zusatzgerät ausgebildet und mit seinem Krafteingang an die Ausgangswelle des Werkzeugs ansetzbar und an seiner Ausgangswelle zum Ansetzen eines mit dem festzuziehenden Befestigungselement in Eingriff zu bringenden Elementes ausgebildet ist.