DE2401290A1

DE2401290A1 - Schrauben-anziehvorrichtung mit antrieb

Info

Publication number: DE2401290A1
Application number: DE19742401290
Authority: DE
Inventors: Reginald W Pauley
Original assignee: Ingersoll Rand Co
Current assignee: Ingersoll Rand Co
Priority date: 1973-01-22
Filing date: 1974-01-11
Publication date: 1974-07-25
Also published as: CA997598A; IT1005260B; FR2214559B1; JPS49110000A; GB1397009A; JPS5754277B2; SE404319B; FR2214559A1

Description

PATENTANWÄLTE

HELMUTSCHROETER KLAUS LEHMANN 2401290

DIPL.-PHYS. . DIPL.-ING.

Ingersoll-Rand Company ir-23

BB 11. Januar 1974

Schrauben-Anziehvorrichtung mit Antrieb

Bekannte Schrauben-Anziehvorrichtungen haben einen elektrischen oder von Luft angetriebenen Motor, der ein Untersetzungsgetrie- ' be und eine Buchse antreibt. Das auf das Befestigungselement wir-r kende Drehmoment hängt von den Aenderungen des Kippmomentes des Motors ab. Wenn ein ganzer Satz von diesen bekannten Schrauben-Anziehvorrichtungen verwendet wird, entsteht eine sogar noch grössere Aenderung des wirkenden Drehmomentes, wenn einige Befestigungselemente aufhören sich zu drehen und sich auch dann nicht wieder wegen der hohen Reibung drehen, wenn anschliessende Befestigungselemente angezogen worden sind.·

Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Schrauben-Anziehvorrichtung mit Antrieb vorzuschlagen, bei der die Nachteile der bisher verwendeten Vorrichtungen dieser Art nicht auftreten. Ferner soll eine kleine Vorrichtung vorgeschlagen werden, die sowohl einzeln als auch in einem ganzen Satz verwendet werden kann und die eine minimale sich drehende Masse hat, die auf das Befestigungselement wirkt, wenn es feststeht, und die vermeidet, dass das Befestigungselement über eine Geschwindigkeits- oder Drehmoment-Rutschkupplung angetrieben wird. . ■

Ein Lösungsmittel dieser Aufgabe wird im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 dargestellt.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird an Hand der Zeichnungen \ beschrieben.

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Pig. 1 und Pig. 1 A zeigen Aufrisse mit teilweise aufgebrochenen Abschnitten einer Ausführungsform.

Pig. 2 ist ein Schnitt entlang der Linie 2-2 der Pig. 1. Pig. 3 ist ein Schnitt entlang der Linie 3-3 der Pig. 1.

Pig. 4 ist eine perspektivische Darstellung einer Anordnung von drei angetriebenen Vorrichtungen mit einer einzigen Spannvorrichtung, die über einen Zahnriemen verbunden ist. · "

Pig. 5 zeigt das abgegebene Drehmoment im Falle einer festgeklemmten Welle.

Die Schrauben-Anziehvorrichtung 1 hat einen Aufbau, der aus drei zusammengeschraubten Gehäusen besteht _t und zwar aus einem Getriebegehäuse 2, einem Motorgehäuse 3 und einem Kupplungsgehäuse 4·. Aus dem Getriebegehäuse 2 steht eine Antriebswelle hervor, die in eine· Buchse zum Anziehen einer Mutter passt. Das Ende des Getriebegehäuses 3 ist mit einer Platte 6 dicht abgeschlossen, auf der eine Endplatte 7 angeschraubt ist, in die ein Stutzen (dieser ist nicht gezeigt) für einen Luftschlauch am Einlasskanal 8 eingesetzt werden kann.

Die·Flüssigkeitsscherkupplung 9 besteht aus zwei konzentrischen, zylindrischen Elementen 1o und 45, die an einem Ende durch ein Clement 44 mit radialen Stegen verbunden sind. Dieses Element hat Kanäle 46 und Durchtrittsöffnungen 47, um den Flüssigkeitskreislauf zu fördern. Ein zylindrisches Kopfstück 45 ist mit der Kupplungswelle 11 befestigt und auf ihr aufgekeilt. Die Kupplungs welle 11 ist in Lagern 12 und 13 gelagert, damit sich die Welle und das Kopfstück drehen können. Die Kupplungswelle 11 kommt mit der Motorwelle 14 über einen Mitnehmer 15 in Eingriff. Das Motorgehäuse 18 wird durch die rückwärtige Motorwelle 14 und die vordere Motorwelle 16, die in dem Lager 17 gelagert ist, gehalten und gestattet, dass sie sich drehen kann. Die Wellen 14 und 16 sind mit dem Motorgehäuse 18 verschraubt, wie es bei 19 und JH39830/0793

2o angedeutet ist. Der Rotorzylinder 21 und seine Endabdeckungen 22 und 23 sind miteinander ausgerichtet und werden durch Passstifte 43 an einer relativen Drehung im Motorgehäuse 18 gehindert. Abgesehen von der Massnahme, dass sich das Motorgehäuse 18 drehen kann, und dass ein sich drehender Lufteinlasskanal vorgesehen ist, handelt es sich um einen bekannten Flügelmotor, der durch komprimiertes Gas angetrieben wird. Der Rotor 24 ist mit seiner Welle 25 in Lagern 26 und 27 gelagert, die sich in den Rotorabdeckungen 22 und 23 befinden. Die Rotorwelle 25 endet in einem Getriebe an der Stelle 28, das ein Vorgelege, dessen Räder 29 und 3o teilweise dargestellt sind, antreibt. Es handelt sich um ein bekanntes Vorgelege, dessen Antriebswelle die Welle zum Anziehen des Befestigungselementes bildet.

Durch den Einlasskanal 8 gelangt Luft in den Motor und gelangt über die Durchlässe 31, 32 und 33 zu dem Rotorzylinder 21. Ueber die Auslässe 34, 35 und 36 gelangt die Luft aus dem Rotorzylinder 21.

Beim Betrieb drückt die in den Rotorzylinder 21 eintretende Luft gegen axiale Flügel, wodurch eine Drehung des Rotors bewirkt wird. Der Rotor treibt die Rotorwelle 25 und dadurch über das Vorgelege die Antriebswelle 5 an. Eine ebenso grosse und entgegengesetzte Gegenkraft strebt danach, den Rotorzylinder 21 und damit das Motorgehäuse 18 in der entgegengesetzten Richtung des Rotors zu drehen. Da sich das-Motorgehäuse 18 frei drehen kann, wie es bereits oben beschrieben worden ist, versucht es die Welle 11 über die Welle 14 und den Mitnehmer 15 in einer dem Rotor 24 entgegengesetzten Richtung anzutreiben. Dies bewirkt wiederum, dass sich das zylindrische Element 1o»relativ zu der zylindrischen Oberfläche des Kupplungsgehäuses 4 dreht, -wodurch eine Scherung der viskosen Flüssigkeit, die sich im Kupplungsgehäuse 4 und zwischen den zylindrischen Flächen des Gehäuses und des Elementes 1o befindet, bewirkt wird. Die Scherwirkung widersteht in elastischer Weise der Drehung des zylindrischen Elementes Io und daher über die Welle 11, den Mitnehmer 15 und die Welle 14, der Drehung des Motorgehäuses 18. Es ist offensichtlich, dass die Flüssigkeits-Scherungs-Kupplung durch irgendeine andere Einrichtung zum aktiven oder passiven Zurückhalten des Motorgehäuses 18 409830/i17fl-3

ersetzt werden kann. Beispielsweise kann ein Motor mit geringer Geschwindigkeit und hohem Drehmoment verwendet werden, um das Motorgehäuse langsam in einer dem Rotor entgegengesetzten Richtung zu drehen. Auch kann ein zweiter Motor als Steuereinrichtung verwendet werden, wodurch eine Arbeitsweise mit zwei Geschwindigkeiten möglich ist, und zwar mit einer Vοrvärtsdrehung während des Aufschraubens und einer Rückwärtsdrehung während des abschliessenden Anziehens. Bei dieser Möglichkeit würde die Vorwärt sdrehung des zweiten Motors andauern, wodurch bewirkt wird, dass das zyklisch überlagerte Drehmoment des Motors auf das Befestigungselement wirkt. Dieses Drehmoment ist normalerweise beträchtlich hö-her als "das maximal abgegebene Drehmoment des Flügelmotors.

Die Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsform, bei der die Welle 14 ausserhalb des Motorgehäuses 3 endet und mit einer Schei*- be 38 oder einer anderen passenden Einrichtung zum Uebertragen des Drehmomentes des Motors verbunden ist. Das Motorgehäuse 3 trägt eine passende Endabdeckung 39» die eine Abdichtung und ein Lager für diesen Zweck hat. Zwischen dem Zuführungsschlauch 41 und der Welle 14 wird eine drehbare Luftverbindung 42 benötigt. Die Zurückhalteeinrichtung 37 kann aktiv wie z.B. ein Motor mit geringer Geschwindigkeit und passiv wie z.B. eine Flüssigkeits-■Scherungs-Kupplung sein. Sie kann über jede beliebige Kraftübertragungseinrichtung wie z.B. einen Zahnriemen 4o, wie er in der Fig. 4 dargestellt ist, verbunden sein. Es wird darauf hingewiesen, dass die Zurückhalteeinrichtung auf eine oder mehrere Einheiten wirken kann, obgleich hier nur drei Einheiten dargestellt sind.

Sobald jeder Rotorflügel an dem Einlasskanal vorbeigeht, entsteht eine Zunahme des abgegebenen Drehmomentes, wodurch periodische Impulse hergestellt werden, Bei einem Rotor mit η Flügeln entstehen η Impulse pro Umdrehung. Wegen der Periodizität des abgegebenen Drehmomentes kann der Motor in verschiedenen Stellungen kippen. Wenn sich der Motor langsam mit einer Geschwindigkeit von 1/1 ο oder weniger der freien Motorgeschwindigkeit in einer dem Rotor entgegengesetzten Richtung dreht, ist es möglich, wie-

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derholt den nahezu maximalen Drehmomentsimpuls, der dem Druck der in den Motor einströmenden Luft proportional ist, auf die Welle zu übertragen, selbst wenn sie aufgehört hat sich zu drehen, Dieses ist grafisch in der Fig. 5 dargestellt. Auf diese Weise kann ein nahezu gleichförmiges maximales Drehmoment auf das Befestigungselement übertragen werden. Die Probleme einer hohen Haftreibung verbunden mit dem erneuten Anlaufen des Luftmotors und des Befestigungselementes werden vermieden.

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Claims

Patentansprüche

1. Schrauben-Anziehvorrichtung mit Antrieb, einem Gehäuse, einem drehbaren Motorgehäuse, einem Rotor, der in dem Motorgehäuse drehbar angeordnet ist, einer Welle , die mit dem Rotor verbunden ist und von ihm angetrieben wird, wobei diese Welle so ausgebildet ist, dass sie mit einem Befestigungselement und zu seinem Antrieb verbunden werden kann, dadurch gekennze i.chne t, dass das drehbare Motorgehäuse (3) drehbar in dem Gehäuse (1) der Anziehvorrichtung angeordnet ist, und dass Einrichtungen (1o,4) zum Steuernder Drehung des Motorgehäuses relativ zu der Welle (5) vorhanden sind, um ein Befestigungselement anzutreiben, und dass diese Einrichtungen gestatten, dass sich das Motorgehäuse relativ zu der Welle drehen kann, wenn die Welle festsitzt, und dass sie ein Drehmoment auf ein Befestigungselement überfragen, um eine periodische Aenderung des Drehmomentes zu bewirken.

2. Anziehvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der drehbare Motor (1.8) von der Art eines Motors mit pulsierend abgegebenem Drehmoment ist.

3. Anziehvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennze ichnet, dass der drehbare Motor (18) ein Flügelmotor ist, der mit einer komprimierten Flüssigkeit arbeitet.

4. Anziehvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen (1o,4) zur Steuerung der Drehung dieses Motors eine passive Einrichtung haben, deren Zurückhaltevermögen mit zunehmender Drehgeschwindigkeit ansteigt.

5. Anziehvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die passive Einrichtung eine Flüssigkeits-Scherungs-Kupllung (1o,4) hat.

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6. Anziehvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung in dem Gehäuse (1) angeordnet ist und das Gegendrehmoment des Motorgehäuses auf dieses Gehäuse (1) überträgt.

7. Anziehvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Steuern der Drehung einen Motor (37) hat, wobei dieser Motor in beiden Richtungen antreiben kann.

8. Anziehvorrichtung.nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, dass die Einrichtung zum Steuern der Drehung des Motorgehäuses ausserhalb des Gehäuses (1) angeordnet ist, wobei sich diese Einrichtung bezüglich ihrer Rückhaitewirkung passiv verhält.

9. Anziehvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Steuern der Drehung des Motorgehäuses ausserhalb des Gehäuses (1) angeordnet ist

1o. Eine Vielzahl von angeordneten angetriebenen Anziehvorrichtungen nach Anspruch 8, dadurch ge kennzeichnet, dass die Einrichtung zum Steuern der Drehung des Motorgehäuses eine einzige Vorrichtung (37) ist, die so eingerichtet ist, dass sie auf eine Vielzahl von Anziehvorrichtungen einwirken kann.

11. Eine Vielzahl von Anziehvorr*ichtungen,nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Steuern der Drehung des Motorgehäuses aus einer einzigen Einrichtung besteht, die auf eine Vielzahl von Anziehvorrichtungen wirken kann.

12. Anziehvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass ein durch luft angetriebener Flügelradmotor (18) drehbar im Gehäuse (1) angeordnet ist, dessen '.velle mit einem Vorgelege (2,28,29,30) zum Antrieb des Be-409830/0793

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festigungselementes verbunden ist, und dass Einrichtungen (1o,4) zur Steuerung der Drehung dieses Motors vorhanden sind, wobei diese Einrichtungen aus einer Flüssigkeits-Scherungs-Kupplung bestehen, die axial mit dem Gehäuse (1), dem von Luft angetriebenen Motor, der Welle (5) und dem Vorgelege ausgerichtet ist, und dass diese Kupplung zwischen dem Motor und dem Gehäuse (1) angeordnet ist, um ein Gegendrehmoment von dem Motor auf das Gehäuse (1) zu übertragen, wobei die Luft axial durch seine drehbar gelagerte Welle (14) in den Motor gelangt.

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