DE2445457C2

DE2445457C2 - Schlagschraubmaschine, insbesondere für Schienenbefestigungsschrauben

Info

Publication number: DE2445457C2
Application number: DE19742445457
Authority: DE
Inventors: Helmut Linz Binder; Manfred Brunninger
Original assignee: Franz Plasser Bahnbaumaschinen Industrie GmbH
Current assignee: Franz Plasser Bahnbaumaschinen Industrie GmbH
Priority date: 1973-11-28
Filing date: 1974-09-24
Publication date: 1984-12-20
Also published as: DE2445457A1; GB1476441A; FR2252176B1; JPS5085996A; CH585816A5; CA1030370A; HU171940B; ES432394A1; DD117093A5; ATA1000273A; AT326714B; IT1025956B; FR2252176A1; CS184773B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Schlagschraubmaschine, insbesondere für Schienenbefestigungsschrauben, mit einem Antriebsmotor sowie einem zwischen diesem und einem Schraubwerkzeug angeordneten Schlagwerk und einem mit dem Abtrieb des Schlagwerkes und dem Schraubwerkzeug verbundenen Übertragungsteil.

Es ist - gemäß DE-OS 21 47 383 - bereits eine Schlagschraubmaschine bekannt, bei der das Anzugsmoment der Schraubenverbindung durch die Veränderung des Druckes und der Drehzahl des hydraulischen Antriebsmotors geregelt wird. Vorteilhaft gegenüber den Vorrichtungen, die nur mit einer mechanischen Drehmomentbegrenzungsvorrichtung ausgestattet sind, ist hierbei, daß die Begrenzung des Anzugsmomentes keine Energieverluste zwischen Antriebsmotor und Schraubwerkzeug verursacht, und es treten auch bei längerem Einsatz der Maschine keine Veränderungen des vorgewählten Anzugsmomentes auf Grund von Abnützungserscheinungen, wie Materialermüdung bei Torsionsstäben oder Abnützung der Reibungskupplung auf. Diese Art Schlagschraubmaschine hat sich beim Einsatz somit sehr bewährt Eine wertmäßige Feststellung und eine Messung des Anzugsrnomentes während des Schraiiibvorganges war aber auch mit dieser Schlagschraubmtoschine noch nicht gegeben.

Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine Schlagschraubmaschine der eingangs beschriebenen Art derart auszubilden, daß unter kontinuierlicher Messung des Anzugsmcmentes der Schraubvorgang bei Erreichen eines vorgewählten Anzugsmomentes selbsttätig beendet wird bzw. zusätzlich auch eine Kontrolle und gegebenenfalls Korrektur des Anzugsmomentes von bereits bestehenden Schraubverbindungen möglich ist

Dies wird dadurch erreicht, daß auf dem Übertragungsteil mindestens ein Dehnmeßstreifen füi die Ermittlung bzw. Überwachung des Anzugsmomentes einer Schraubenverbindung angeordnet ist der mit einer

2C Anzeige- und/oder einer Steuervorrichtung zusanirnengeschaltet ist, wobei die Steuervorrichtung zwei Schwellwertschalter mit voreinstellbarem Schwellwert umfaßt, von denen ein erster Ausgang des ersten Schwellwertschalters mit einem ersten Steuerorgan

zum Überwachen des Antriebsmotors für einen Anziehvorgang zusammengiischaltet und ein zweiter Ausgang desselben Schwellwertschalters mit dem zweiten Schwellwertschalter und einem Unterbrecherglied sowie einem weiteren Steuerorgan zum Überwachen des Antriebsmotors für einen Lösevorgang verbunden ist. Es ist zwar an sich bekannt, auf Torsionsspannungen irn betreffenden Wellenabschnitt eine Welle zur Drehmomentübertragung ansprechende Dehnungsmeßstreifen anzuordnen, wobei jedoch keine Beeinflussung des Drehmomentes möglich ist. Gemäß einer weiteren, älteren Lösung werden Dehnungsmeßstreifen auf einem hüisenförmigen, nicht zur Kraftübertragung vorgesehenen Bauteil einer Schraubvorrichtun^ angeordnet, es ist aber keine Kontrolle bzw. Reduzierung des Anzugsmomentes einer bereits bestehenden Schraubverbindung möglich.

Durch die erfindungsgemäße Steuervorrichtung ist es möglich, das Anzugsmoment z. B. von Schienenbefestigungsmitteln zu kontrollieren und dabei zu fest angezogene Schrauben automatisch zu lockern und diese daran anschließend — ebenso wie lockere Schraubverbindungen — auf das vorgewählte Anzugsmoment anzuziehen. Dazu wird der erste Ausgang des ersten Schwellwertschalters bei Auftreten eines unterhalb des Schwellwertes liegenden Signales beaufschlagt wohingegen der zveite Ausgang desselben Schwellwertschalters bei Auftreten eines über dem Schwellwert liegenden Signales belegt wird. Durch die Dehnungsmeßstreifen ist eine kontinuierliche Überwachung des Anzugsmomentes während des gesamten Schraubvorganges möglich. Die Einhaltung und wertmäßige Kontrolle eines gleichmäßigen Anzugsmomentes von 24 bis % mkh ist insbesondere bei Schienenbefestigungsschrauben von Wichtigkeit, um eine gleichmäßige Übertragung der in den Schräuben auftretenden Kräfte, z. B. Schubkräfte duröh Züge beim Bremsen und Anfahren, Wärmespannungen und dgl., auf die Schwellen zu ermöglichen. Da auf Grund der erfindungsgemäßen Ausbildung der Anzugsmoment-Überwachungsvorrichtung zwischen Antrieb bzw. Schlagwerk und Werkzeug keine zusätzliche mechanische Vorrichtung erforderlich ist, kann die Kraftübertragung überdies vereinfacht und das Gewicht der Schraubmaschine herabgesetzt werden. Ein weiterer

Vorteil liegt darin, daß ohne mechanische Verstell- bzw. Einstellvorgänge an der Maschine die Tätigkeit derselben auch bei unterschiedlichen großen Anzugsmomenten exakt manuell bzw. selbsttätig beendet werden kann.

Bei den rauhen äußeren Einsatzbedingungen einer Schlagschraubmaschine ist es günstig, eine Spannungsquelle sowie den Meßwertverstärker über am Maschinengehäuse angeordnete Schleifer und zur gemeinsamen Rotation mit einer Meßwelle verbundene Schleifringe reit dem Dehnmeßstreifen zusarnmenzuschalten und weiters die Schleifringe auf einem auf der Meßwelle aufgeschobenen rohrförmigen Schleifringträger anzuordnen, da diese Verschleißteile dadurch sehr rasch und einfach ausgewechselt werden können.

Zum besseren Verständnis wird die Erfindung im folgenden anhand zweier Zeichnungsfiguren näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Ansicht einer stark vereinfacht dargestellten Schlagschraubmaschine, teilweise im Schnitt mit einer ihr zugeordneten Anzeige- und Steuervorrichtung, und

F i g. 2 eine weitere Ausführungsform einer Steuervorrichtung für eine Schlagschraubmaschine mit umkehrbarer Drehrichtung.

Die in F i g. 1 teilweise im Schnitt und stark vereinfacht dargestellte Schlagschraubmaschine besteht aus einem Maschinengehäuse i und einem daran angeflanschten hydraulischen Antriebsmotor 2. Der Antriebsmotor 2 ist mit einer Antriebsachse eines Schlagwerkes 3 gekuppelt Zur Schonung des hydraulischen Antriebsmotor 2 vor vom Schlagwerk herrührenden Schwingungen, wie sie z. 3. beim Bearbeiten von Schraubenverbindungen mit hohen Anzugsmomenten auftreten, kann gemäß der deutschen Patentanmeldung 21 47 383.6 zwischen dem Antriebsmotor 2 und der Antriebsachse des Schlagwerkes 3 auch eine in der Zeichnung nicht dargestellte Dämpfungsvorrichtung angeordnet werd.n. Das Schlagwerk besteht aus einem Schlagmitnehmer 4, einem Schläger 5 und einem Schlagstück 6. Den Abtrieb des Schlagwerkes 3 bildet ein nutenwellenförmiges Ende 7 des Schlagstückes 6. Dieses nutenwellenförmige Ende 7 ist mit einem Ende einer Meßwelle 8 gekoppelt, deren anderes Ende als Nutenwelle 9 ausgebildet ist und ein in Wellenlängsrichtung gegen die Wirkung einer Feder verschiebbares Schraubwerkzeug 10 lagen. In diesem Schraubwerkzeug JO ist ein Auswerfer 11 für Muttern od. dgl. gegen die Wirkung einer Feder und durch einen mechanischen Anschlag begrenzt in Maschinenlängsrichtung verschiebbar geführt Die Verwendung einer Meßwelle ermöglicht eine gute Abstimmung der Torsionseigenschaften des Übertragungsteiles auf die Dehnmeßstreifen sowie eine exakie Bestimmung des Anzugsmomentes durch die direkte Verbindung mit dem Schlagstock und dem Schraubwerkzeug.

An einander gegenüberliegenden Seiten der Meßwelle 8 ist etwa in Längsmitte derselben je ein Dehnmeßstreifen 12 in an sich bekannter Art befestigt. Die elektrischen Zu- und Ableitungen 13 der Dehnmeßstreifen 12 sind mit Schleifringen 14 verbunden. Diese Schleifringe 14 sind auf einem auf der Meßwelle 8 aufgeschobenen und kraftschlüssig verbundenen rohrförmigen Schleifringträger 15 in Längsrichtung der Maschinenachse mit Abstand hintereinander angeordnet. Im Bereich des Schleifringträgers 15 ist am Maschinengehäuse 1 ein Halter für jeweils jedem Schleifring zugeordnete Schleifer 16 befestigt.

Die Schleifer 16 stehen über eine Leitung 17 mit einer Anzeige- und Steuervorrichtung 18 bzw. 19 in Verbindung. Die Steuervorrichtung 19 umfaßt einen Meßwertverstärker 20, einen Schwellwertschalter 21 mit einem Einstellgerät für den Schwellwert und ein durch ein elektromagnetisches Hydraulikventil gebildetes Steuerorgan 22, welches in der Druckmittelzufuhrleitung zum Antriebsmotor 2 angeordnet ist

Die Funktion der Maschine ist nun folgendermaßen:

Der Antriebsmotor 2 überträgt seine Kraft auf die Antriebsachse des Schlagwerkes 3. Im Leerlauf und bei geringem Schraubwiderstand, wie beim Eindrehen der Schrauben oder Muttern, spricht das Schlagwerk 3 nicht an, da eine Feder den mit dem Schlagmitnehmer rotierenden Schläger 5 gegen einen mit einer Welle des Schlagstückes 6 kraftschlüssig verbundenen Teil drückt. Sitzt die Mutter 23 eines aus einer Rippenplatte, einer Hakenschraube und einer Klemmplatte bestehenden Schienenbefestigungsmittels 24 auf der Klemmplatte 25 auf. bleibt das Schlagstück 6_r da die Anpreßkraft der Feder zur Mitnahme mit dem Schläger j nicht mehr ausreicht zwangsweise stehen und das Schlagwerk 3 tritt in Funktion. Das heißt, der Schlagmitnehmer rotiert mit dem Schläger 5 weiter, dabei wird dieser Schläger 5 auf einer« Drehwinkel von 180° beschleunigt und durch eine Zwangsführung gezwungen, mit voller Wucht auf das Schlagstück 6 zu schlagen. Danach wird der Schläger 5 wieder abgehoben. Bei jedem Schlag auf das Schlagstück 6 wird die Meßwelle 8 entsprechend der am Schraubwerkzeug 10 auftretenden Gegenkraft auf Torsion beansprucht. Das Ausmaß dieser Torsionsbeanspruchung, die ein Maß für das Anzugsmoment der Mutter 23 darstellt, wird mittels der Dehnmeßstreifen 12 in elektrische Signale umgewandelt, die über die Leitung 17 dem Meßwertverstärker 20 der Steuervorrichtung 19 zugeführt werden. Die solchermaßen verstärkten Signale werden auf der Anzeigevorrichtung 18, die beispielsweise auf das Anzugsmoment der Schraubenverbindung geeicht ist, ersichtlich gemacht und dem Schwellwertschalter 21 zugeführt. Erreicht das Signal die am Schwellwertschalter 21 eingestellte, dem gewünschten Anzugsmoment entsprechende Größe, wird durch diesen Schwellwertschalter die Stromzufuhr zum Steuerorgan 22, das als elektromagnetisches Ventil ausgebildet ist, unterbrochen, worauf die Druckmittelzufuhr zum Antrieb 2 unterbrochen und der Schraubvorgang beendet wird. Es ist mit einer dermaßen ausgebildeten Schlagschraubmaschine möglich, jedes beliebige Anzugsmoment ohne mechanische Verstell- bzw. Ein-Stellvorgänge an der Maschine automatisch einzuhalten und es ist eine ständige wertmäßige Kontrolle des Anzugsmomentes möglich bzw. kann dieses ersichtlich gemacht werden. Darüber hinaus kann aber die Größe des Anzugsmomentes auch auf einem eigenen Schreibgerät aufgezeichnet werden, um für die Bahnverwaiiung eine Prüfunterlage zu erhalten.

Für eine Schraubmaschine mit umkehrbarer Drehrichtung ist es insbe-ondere beim Einsatz zur Kontrolle des Anzugsmomentes der Schienenbefestigungsmittel,

bO z. B. Mutter 23, vor dem Unterstopfen der Schwellen des Gleises vorteilhaft, die Steuervorrichtung Ϊ9 gemäß F i g. 2 auszubilden. Die von der Leitung 17 an die Steuervorrichtung 19 übermittelten Signale werden in diesem Fall wieder ein^rn Meßwertverstärker 20 zugeführt. Der Ausgang des Meßwertverstärkers ist mit einem Schwellwertschalter 26 verbunden, dessen Schwellwert voreinstellbar ist und der zwei Ausgänge aufweist. Der erste Ausgang ist über einen Kontakt ei-

nes als Unterbrecherglied 27 dienenden Relais mit einem ersten Steuerorgan 23 verbunden, während der zweite Ausgang über einen zweiten Schwellwertschalter 29 mit dem Unterbrecherglied 27 und einem weiteren Steuerorgan 30 zusammengeschaltet ist.

Wird mit dsr Schlagschraubmaschine eine Schraubverbindung behandelt, deren Anzugsmoment unterhalb des erforderlichen Wertes liegt, wird über den ersten Ausgang das Steuerorgan 28 erregt, und der Antriebsmotor so lange beaufschlagt, bis der Anzichvorgang beendet ist. Bei einer Schraubenverbindung, deren Anzugsmoment über dem gewünschten Wert liegt, wird der zweite Ausgang erregt und der Antriebsmotor mit entgegengesetzter Drehrichtung für einen Lösevorgang so lange beaufschlagt, bis der durch den Schwellwertschalter 29 festgelegte Schwellwert, der unterhalb der Schaltschwelle des ersten Schwellwertschalters 21 liegt, erreicht ist. Dann wird das unterbrechergiicü 27 augcschaitet und die Schraubenverbindung wird, wie vorgehend beschrieben, so lange angezogen, bis das gewünschte Anzugsmoment erreicht ist.

Solche erfindungsgemäßen Schlagschraubmaschinen eignen sich besonders für die Verwendung an auf den Gleisen verfahrbaren Maschinen zum Behandeln der Schienenbefestigungsmittel, wie sie beispielsweise in den deutschen Offenlegungsschriften 20 56 281 und 20 56 290 aufgezeigt sind. Selbstverständlich kann die Anzeige- und Steuervorrichtung auf dem Maschinengehäuse der Schlags^, hraubmaschine untergebracht sein, so daß die Maschine auch als Handschlagschraubmaschine eingesetzt werden kann.

Wie bereits oben aufgezeigt, ist die Verwendung der erfindungsgemäßen Schlagschraubmaschine, insbesondere im Zusammenhang mit kontinuierlich fortschreitenden Gleisumbauzügen besonders vorteilhaft, da auf Grund des hohsn V^irkun^cfs^iTr3iie^{c A}!n An^iAhpn Ηργ Schienenbefestigungsmittel in relativ kurzer Zeit möglich ist, d. h. die Maschine weist einen günstigen Zeitfäktor auf.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Schlagschraubmaschine, insbesondere für Schienenbefestigungsschrauben, mit einem Antriebsmotor sowie einem zwischen diesem und einem Schraubwerkzeug angeordneten Schlagwerk sowie einem mit dem Antrieb des Schlagwerkes und dem Schraubwerkzeug verbundenen Übertragungsteil, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Übertragungsteil mindestens ein Dehnmeßstreifen (12) für die Ermittlung bzw. Überwachung des Anzugsmomentes einer Schraubenverbindung angeordnet ist, der mit einer Anzeige-' und/oder einer Steuervorrichtung (18 bzw. 19) zusammengeschaltet ist, wobei die Steuervorrichtung (19) zwei Schwellwertschalter (26, 29) mit voreinstellbarem Schwellwert umfaßt, von denen ein erster Ausgang des ersten SchweüwertschaUers (26) mit einem ersten Steuerorgan (28) zum Überwachen des Antriebsrnotors (2) für einen Anziehvorgang zusammengeschaltet und ein zweiter Ausgang desselben Schwellwertschalters (26) mit dem zweiten Schwellwertschalter (29) und einem Unterbrecherglied (27) sowie einem weiteren Steuerorgan (30) zum Überwachen des Antriebsmotors (2) für einen Lösevorgang verbunden ist.

2. Schlagschraubmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spannungsquelle sowie ein Meß"-ertverstärker (21,26) über am Maschinengehäuse (1) angeordnete Schleifer (16) und zur gemeinsamen Rotation mit einer Meßwelle (8) verbundene Schleifringe (14; mh dern Dehnmeßstreifen (12) zusammengeschaltet sind.

3. Schlagschraubmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifringe (14) auf einem auf der Meßwelle (8) aufgeschobenen rohrförmigen Schleifringträger(15) angeordnet sind.

4. Schlagschraubmaschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Übertragungsteil die Meßwelle (8) vorgesehen ist, die mit ihrem einen Ende mit einem nutenwellenförmigen Ende (7) des Schlagstückes (6) gekuppelt und auf deren anderem Ende, welches als Nutenwelle (9) ausgebildet ist, das Schraubwerkzeug (10) in Achsrichtung längsverschiebbar gelagert ist.