DE2454864A1 - Steuerung fuer ein handbedienbares hochleistungswerkzeug mit motorantrieb - Google Patents

Description

18. November 1974 Gzt/Ra »

Thor Power Tool Company, Aurora, Illinois / U.S.A.

Steuerung für ein handbedienbares Hoehleistnngswerkzeug mit Mo t ο rantri eb

Die Erfindung betrifft eine Steuerung für ein handbeöienbares Hochleistungswerkzeug zur Erzeugung und Ausübung eines Drehmoments mit Motorantrieb.

Eine Vielzahl verschiedener Werkzeuge zur Erzeugung und Ausübung eines Drehmoments, oft auch Drehmomentschlüssel genannt, sind bereits bekannt und im Handel erhältlich. So sind z.B. elektrisch und preßluftbetriebene Mutternfestziehgeräte bzw. -maschinen allgemein gebräuchlich. Derartige Werkzeuge weisen oft Vorrichtungen zur Begrenzung des Betrages des Drehmomentes auf, das von dem Werkzeug erzeugt wird, so daß auf das betreffende Objekt von dem Werkzeug kein Drehmoment über einen bestimmten Betrag hinaus ausgeübt werden kann. Derartige Einrichtungen zur Begrenzung des Drehmomentes weisen Regeleinrichtungen und Durchrutschvorrichtungen oder Rutschkupplungen bzw. diesen entsprechende Vorrichtungen auf. Weiterhin weisen einige Werkzeuge, wie z.B. Schlagschraubenschlüssel, Einrichtungen zum abwechselnden Ausüben, und Unterbrechen des Drehmomentes auf, um das Reaktions- oder Gegendrehmoment zu verringern, das von der Bedienungsperson des Werkzeuges verspürt wird.

509 8 22/068 5

Die genannten Werkzeuge weisen eine Anzahl Nachteile auf. Zum Beispiel sind sie oft relativ langsam und ungenau, was den Betrag des erzeugten Drehmomentes anbelangt, und Schlagschraubenschlüssel neigen aufgrund der Hämmervorgänge zur Selbstzerstörung, wodurch hohe Instandhaltungskosten entstehen»

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine verbesserte Steuerung für ein ein Drehmoment erzeugendes Werkzeug zu schaffen, die die genannten Nachteile vermeidet, so daß ein verbessertes handbedienbares Werkzeug mit einer Steuerung geschaffen wird, die das Werkzeug zyklisch ein-, und abschaltet, um das von der Bedienungsperson verspürte Reaktions- oder Gegendrehmoment zu verringern und dieses Reaktionsdrehmoment im wesentlichen konstant zu halten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Steuerschaltungsanordnung gelöst, die in einem ein Drehmoment erzeugenden Werkzeug mit einem Motor angeordnet ist, der eine Kraftabgabewclle des Werkzeugs dreht, wobei ein Schalter die Erregung des Motors steuert. Die Steuerschaltungsanordnung weist eine mit der Ausgangswelle gekoppelte Abtast- oder Abfühleinrichtung zur Erfassung des Betrages des Ausgangsdrehmomentes auf, die ein Signal erzeugt, das eine Funktion des Ausgangsdrehmomentes darstellt. Die Steuerschaltungsanordnung weist ferner eine ein Bezugssignal erzeugende Einrichtung und eine Einrichtung zum Vergleichen des Drehmomentsignals mit dem Bezugssignal auf, wobei der Schalter auf die Vergleichereinrichtung anspricht und den Motor abschaltet, wenn eine vorgegebene Beziehung zwischen dem Drehmomentsignal und dem Bezugssignal besteht, die dann auftritt, wenn das erwünschte maximale Ausgangsdrehmoment erreicht ist.

509822/06 8 5

Die Steuerschaltungsanordnung kann außerdem eine Modulationseinrichtung aufweisen, die den Motor wiederholt oder zyklisch ein- und abschaltet, während ein Drehmoment ausgeübt wird, his das gewünschte Ausgangsdrehmoment erreicht ist. Außerdem kann die Steuerschaltungsanordnung eine Einrichtung zur allmählichen Verringerung der Dauer der Einschaltperioden aufweisen, um zusätzlich den Betrag des von einer Bedienungsperson des Werkzeuges verspürten Reaktionsdrehmomentes zu begrenzen.

Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen: · "

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Werkzeuges mit einer erfindungsgemäßen Steuerschaltungsanordnung,

Fig. 2 ein die Wirkungsweise der Steuerschaltungsanordnung nach Fig. 1 veranschaulichendes Schaubild,

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform der Steuerschaltungsanordnung,

Fig. h ein Blockschaltbild einer weiteren Form der Steuerschal tungsanordnung,

Fig. 5 und 6 die Wirkungsweise der Steuerschaltungsanordnung nach Fig. 4 veranschaulichende Schaubilder,

Fig. 7 bis 11 Blockschaltbilder weiterer Ausftihrüngsformen der Erfindung,

509822/0685

Flg. 12 und 13 die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung nach Fig. 11 veranschaulichende Schaubilder,

Fig. 14 bis 16 Teile der Steuerschaltungsanordnung darstellende Schaltbilder, und

Flg. 17 bis 19 Ansichten eines handbedlenbaren Werkzeuges mit Ventilanordnungen, die in Verbindung mit den Steuerschaltungsanordnungen verwendet werden.

Obwohl im folgenden die verschiedenen Ausftihrungsformen der Erfindung in Verbindung mit einer hp.ndbedit>nbaren, preßluftbetriebenen Mutternfestziehmaschine beschrieben werden, ist ersichtlich, daß die Erfindung auch bei anderen Werkzeugtypen, wie z.B. Schraubenziehern, verwendet werden kann, und daß auch andere Antriebsmittel verwendet werden können, wie z.B. hydraulische Antriebe.

Das in Fig. 1 schematisch dargestellte Werkzeug ist eine handbedienbare* preßluftbetriebene Mutternfestziefemaschine mit einem Flansch oder Steckschlüssel 10, der von einem Preßluftmotor 11 angetrieben wird. Der Preßluftnjotor 11 erhält Luft von einem Versorgungslufteinlaß 12, wobei die Luft durch ein Luftsteuerventil 13 strömt. Im vorllegenden Falle wird das Ventil 13 von einem elektrischen Solenoiden Ik gesteuert. Der Preßluftmotor 11 1st mit dem Flansch oder Steckschlüssel 10 mittels eines Getriebes 16 verbunden, und ein Umsetzer 17 mißt den Betrag des dem Flansch oder Steckschlüssel 10 zugeführten Drehmomentes. Die Komponenten 11, 13» 16 und 17 befinden sich in einem Gehäuse 1.5, und der Flansch oder Steckschlüssel 10

509822/0685

ist an einer Kraftabgabewelle 20 befestigt, die sich aus dem Gehäuse heraus erstreckt.

Der Umsetzer 17 weist im vorliegenden Falle eine Brückenschaltung 18 auf, die ihrerseits Dehnungsmeßstreifen mit variablen Widerständen enthält. Das Ausgangssignal der Brückenschaltung 18 ist eine Gleichspannung, die an zwei Ausgangs.leitungen 19 anliegt und deren Betrag eine Funktion des dynamischen Ausgangsdrehmomentes des Werkzeuges ist. Um sicherzustellen, daß die an den Leitungen 19 anliegende Spannung das dynamische Ausgangsdrehmoment darstellt und nicht das Drehmoment, dns beim Anlaufen des Werkzeuges auftritt, können zwei Kondensatoren

25 zwischen die Leitungen 19 und Masse geschaltet werden, um alle auf den Leitungen 19 auftretenden Spannungsspitzen zu unterdrücken. Die an den Ausgangsleituiigen 19 anliegende Gleichspannung wird von einem Vorverstärker 21 verstärkt und einem Spitzerisignal-Speiehersehaltkreis 22 zugeführt. Der Speicherschaltkreis 22 speichert den Spitzenwert der vom Vorverstärker 21 abgegebenen Spannung ab, bis er mittels eines an einem Rückstelleingang 23 des Speicherschaltkreises 22 auftretenden Rückstellsignals zurückgestellt wird. Der Spannungspegel am Ausgang des Speicherschaltkreises 22 entspricht der während der Einschaltzeit des Werkzeugs vom Vorverstärker 21 erhaltenen Spitzenspannung, und das Ausgangssignal des Speicherschaltkreises 22 wird einem Pegeldetektor 31 zugeführt. Ebenfalls dem Detektor 31 zugeführt wird eine Spannung auf einer Leitung 26, die von einem Bezugspotentiometer 27 erhalten wird. Das an der Leitung

26 anliegende Potential kann von einer Bedienungsperson des Werkzeugs eingestellt oder vom Hersteller des Werkzeugs durch Einstellen der Stellung des Abgriffs 28 des Potentiometers fest

50 98 22/068 5-

vorgegeben werden. Der Widerstand des Potentiometers 27 ist mit einer Gleichstromquelle 29 verbunden.

Der Pegeldetektor 3i steuert die Erregung des Solenoiden 14. Die Wirkungsweise des Pegeldetektors 31 ist derart, daß ein Strom durch den Solenoiden 14 fließt, bis die beiden dem Detektor 31 zugeführten Eingangsspannungen einen vorgegebenen Wert relativ zueinander erreichen. Sind z.B. die beiden dem Detektor 31 zugeführten Eingangsspannungen annähernd gleich, so erfaßt der Detektor 3i diesen Zustand und unterbricht den Strom durch den Solenoiden 14.

Zwischen den Solenoiden 14 und den Pegeidetektor 31 sind ein normalerweise geöffneter EIN-AUS-Schalter 32 und ein Leistungsschalter 30 geschaltet. Der Schalter 32 ist manuell betätigbar und wird von der Bedienungsperson des Werkzeuges manuell geschlossen, um das Werkzeug einzuschalten. Bei geschlossenem Schalter 32 und vom Detektor 31 eingeschaltetem Schalter 30 fließt ein Strom durch den Schalter 30, den Schalter 32, den Solenoiden 14 und eine Gleichstromquelle 33, wodurch das Luftventil 13 geöffnet und das Werkzeug in Betrieb genommen bzw. eingeschaltet wird. Sind jedoch die beiden dem Detektor 31 zugeführten Eingangsspannungen im wesentlichen gleich, so unterbricht der Detektor 31 den Strom durch den Solenoiden 14 durch Öffnen des Schalters 30, und das Luftventil 13 sperrt, wodurch der Betrieb des Werkzeuges unterbrochen wird.

Mit dem EIN-AUS-Schalter 32 ist ein Rückstellschalter 34 mechanisch gekoppelt, der einen Stromkreis von der Gleichstromversorgung 33·zu dem Spitzensignal-Speicherschaltkreis 22 bei Beginn eines jeden Arbeitsvorganges des Werkzeuges schließt. Die

509822/0685

Aufgabe dieses Rückstellschalters 34 besteht in der Zuführung eines Signals zum Eingang 23, um den Spitzensignal-Speicherschaltkreis 22 zurückzustellen.

Beim Betrieb des Weiteeuges schließt die Bedienungsperson manuell die beiden Schalter 32 und 34, wodurch der Schaltkreis 22 zurückgestellt und das Luftventil 13 aufgrund der Erregung des Solenoiden 14 geöffnet wird. Befindet sich z.B. das Werkzeug in Betrieb, um eine Schraubenmutter festzuziehen, so ist das Ausgangsdrehmoment des Werkzeuges zunächst während der Anfangsumdrehungen der Schraubenmutter relativ niedrig und die Ausgangsspannung des Speicherschaltkreises 22 entspricht dem in Fig. 2 mit der Bezugszahl 36 bezeichneten Teil der Kurve.■ Die Bezugszahl 37 in Fig. 2 bezeichnet den an Leitung 26 anstehenden Bezugsspannungspegel* Beginnt die Schraubenmutter festzusitzen, so steigt die dem Ausgangsdrehinoiaent entsprechende Spannung des Umsetzers 17 entsprechend der nach oben ansteigenden Linie in Fig. 2 an, und wenn die Linie 28 den Drehmoment-Bezugspegel 37 erreicht, erfaJJt der Pegeldetektor 31 diese Tatsache und betätigt den Schalter 30 zur Unterbrechung des Stromes durch den Solenoiden 14,.wodurch das Werkzeug abgeschaltet wird. Beim nächsten Einschalten des Werkzeuges durch die Bedienungsperson wird durch das Schließen des Schalters 34 automatisch der Speicherschaltkreis 22 zurückgestellt und ein neuer Arbeitsvorgang setzt ein.

Der Speicherschaltkreis 22 ist erforderlich, um zu verhindern, daß das Werkzeug sofort wieder eingeschaltet wird, nachdem es ausgeschaltet worden ist, wie oben beschrieben ist. Wenn es ausgeschaltet ist und die Bedienungsperson den Schalter 32 geschlossen hält, fällt die Ausgangsspannung des Umsetzers

509822/06 8 5

ab, -während die Bezugsspannung auf der Leitung 26 auf einem hohen Pegel verbleibt. Falls der Speicherschaltkreis 22 nicht vorhanden wäre, würde der Abfall der Umsetzerspannung bewirken, daß das Werkzeug sofort wieder eingeschaltet wird. Der Speicherschaltkreis 22 hält jedoch den Sptieznspannungspegel aufrecht und hält damit auch das Werkzeug ausgeschaltet, bis er zurückgestellt wird.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Schaltungsanordnung wird die Spitzenspannung des Speieherschaltkreises 22 mit der Drehmoment-Bezugs spannung verglichen. Bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 3 wird die augenblickliche, das Drehmoment repräsentierende Spannung mit einem DrehBioment-Bezugsspannungspegel verglichen. Der Ausgang des Wandlers 17 ist mit einem Eingang 41 eines Vorverstärkers 42 verbunden, dessen Ausgang mit einem Eingang eines Pegeldetektors 43 verbunden ist. Der andere Eingang des Pegeldetektors 43 erhält einen Drehmoment-Be^ugssignalpegel auf einer Leitung 44, die mit einem Potentiometer, wie dem Potentiometer 27 nach Fig. 1 verbunden ist. Das Ausgangssignal des Pegeldetektors 43 tritt auf einer Leitung 46 auf, die mit dem Setz-Eingang eines Flip-Flops 47 verbunden ist. Der Rückstell-Eingang des Flip-Flops 47 erhält das Rückstellsignal 23, das auf einer Leitung 48 auftritt.

Bei Beginn eines Arbeitsvorganges des Werkzeugs stellt das Rückstellsignal auf Leitung 48 das Flip-Flop 47 zurück und schaltet einen Leistungsschalter 49 ein, der mit einem Ausgang des Flip-Flops 47 verbunden ist und seinerseits den Solenoiden 14 zur Öffnung des Luftventils betätigt. Wenn die das Drehmoment repräsentierende Spannung am Ausgang des Vorverstärkers 42 einen bestimmten Pegel im Verhältnis zur Spannung auf der

509822/0685

Leitung 44 erreicht, spricht der Pegeldetektor 43 an und erzeugt ein Signal auf der Leitung 46, das das Flip-Flop 47 setzt. Das Setzen des Flip-Flops 47 bewirkt eine Betätigung des Leistungsschalter 49 zur Schließung des Luftventils. Das Flip-Flop 47 verbleibt dann in seinem gesetzten Zustand bis zum nächsten Arbeitsvorgang des Werkzeuges, bei dem ein weiteres Rückstellsignal auf der Leitung 48 auftritt und das Flip-Flop 47 zur Vorbereitung des nächsten Arbeitsvorganges zurückstellt.

In Fig. 4 ist eine Schaltungsanordnung dai-gestellt, die im wesentlichen ähnlich der in Fig. 3 dargestellten Schaltungsanordnung ist, jedoch eine Einrichtung zum Modulieren oder Ein- und Ausschalten des Preßluftmotors mit einer relativ hohen Frequenz während des Festziehens einer Schraubenmutter aufweist, so daß die Bedienungsperson lediglich das mittlere Reaktionsdrehmoment und nicht das Spitzen-Ausgangsdrehmoment verspürt. Wirkungsweise und Aufbau der Schaltungsanordnung nach "ig. 4 sollen in Verbindung mit den Fig. 5 und 6 beschrieben werden. Wie Fig. 4 zu entnehmen ist, tritt das Umsetzer-Ausgangsspannungssignal auf einer Leitung 51 auf, die Drehmoment-Bezugsspannung tritt auf einer Leitung 52 auf und das Rückstellsignal auf einer Leitung 53. Wie bei der Ausführungsform der Erfindung nach Fig. 3 wird das Umsetzersignal 51 über einen Vorverstärker 54 einem Pegeldetektor 56 zugeführt, der ebenfalls das Drehmoment-Bezugssignal auf der Leitung 52 erhält. Der Ausgang des Pegeldetektors ist mit einem Eingang des Flip-Flop-Schaltkreises 57 verbunden, der ebenfalls das auf der Leitung 53 auftretende Rtickstellsignal erhält. Die Wirkungsweise der voraufgehend beschriebenen Schaltungskomponenten 1st im wesentlichen ähnlich der Wirkungsweise der entsprechenden in Fig. 3 veranschaulichten Schaltungskom-

509822/0685

245486Λ

ίο -

ponenten. Der Ausgang des Fllp-Flop-Schaltkreises 57 ist mit einem UND-Glied 58 verbunden und "betätigt einen Leistungsschalter 59. Das UND-Glied 58 leitet ein Signal zur Steuerung des Leistungsschalters 59 veiter, und ein Ausgangssignal tritt am UND-Glied 58 nur dann auf, wenn das UND-Glied zwei Eingangssignale gleichzeitig erhält. Eines dieser Eingangssignale wird vom Flip-Flop-Schaltkreis 57 erhalten, während das andere Eingangssignal auf einer Leitung 6l auftritt, die mit dem Ausgang eines zweiten Pegeldetektors 62 verbunden ist. Der Pegeldetektor 62 weist zwei Eingänge auf, von denen einer einen Reaktions-Bezugsspannungspegel über eine Leitung 63 und der andere das Ausgangssignal eines Filterschaltkreises 64 erhält. Der Eingang dieses Filterschaltkreises 64 erhält ebenfalls die unmittelbare Drehmomentspannung vom Ausgang des Vorverstärkers 54,

Wenn das Werkzeug anfangs eingeschaltet wird, stellt das Bückstellsignal auf der Leitung 53 das Flip-Flop 57 zurück, und ein hochpegeliges oder positives Signal liegt am zugehörigen Eingang des UND-Gliedes 58 an. Zur gleichen Zeit gibt der Ausgang des Pegeldetektors 62 ebenfalls ein hochpegeliges Signal am Eingang 6l ab, und das UND-Glied 58 erzeugt ein hochpegeliges Signal für den Leistungsschalter 59, um das von dem Solenoiden gesteuerte Luftventil 13 anzuschalten. Die Betätigung des Werkzeuges bewirkt ein Andrehen der Schraubenmutter, wobei das Ausgangsdrehmoment des Werkzeuges mit der Bezugsziffer 66 in Fig. 5 bezeichnet ist und einen relativ niedrigen Betrag hat. Wenn die Schraubenmutter allmählich festgezogen wird, steigt das Ausgangsdrehmoment des Werkzeuges an, wie durch die ansteigende Linie 67 in Fig. 5 dargestellt ist. Der steigende Drehmoment-Signalpegel wird von dem Filterschaltkreis 64 und dem Pegeldetektor 62 erfaßt, und bei dem mit der Bezugszahl 68 in Fig.

509822/0685

- li -

bezeichneten Pegel fällt das Signal auf der Leitung 6l ab. Wie noch in Verbindung mit den Fig. 11 bis 13 beschrieben wird, erreicht die mittlere Drehmoment-Ausgangsspannung des Filterschaltkreises 64 am Punkt 68 den Pegel, bei dem sie den Pegel auf der Leitung 63 überschreitet, und das Werkzeug wird abgeschaltet. Wie in Verbindung mit Fig. 11 beschrieben wird, fällt das Ausgangssignal des Detektors 62 auf einen niedrigen oder negativen Pegel, wenn das Ausgangssignal des Filters 64 die Spannung auf der Leitung 63 plus einem internen Rückkopplungssignal überschreitet, wodurch der Ausgang des UND-Gliedes 58 auf einen niedrigen Pegel geschaltet und der Motor abgeschaltet wird. Fällt das Ausgangssignal des Filters unter die Bezugsspannung auf der Leitung 63 abzüglich dem voraufgehend erwähnten Rückkopplungssignal, so wird .das Ausgangssignal des Detektors 62 hochpegelig oder positiv, und das Werkzeug wird eingeschaltet (unter der Annahme, daß der Ausgang des Flip-Flops 57 ebenfalls positiv ist), Das Werkzeug wird somit in gleichem Maße ein- und abgeschaltet wie die Spannung auf der Leitung 51 im Verhältnis zu dem Bezugspegel auf der Leitung 63 ansteigt und abfällt.

Die in Fig. 6 dargestellte Kurve 69 zeigt das von einer Bedienungsperson des Werkzeugs verspürte. Reaktionsdrehmoment. Nachdem das Werkzeug während einer Zeit t- (Fig. 5) abgeschaltet war, wird das Werkzeug wiederum eingeschaltet, und das Spitzenausgangsdrehmoment des Werkzeuges steigt auf den mit der Bezugszahl 71 bezeichneten Pegel an, zu welchem Zeitpunkt es wiederum abgeschaltet wird. Wie Fig. 5 zu entnehmen und voraufgehend beschrieben ist, wird das Werkzeug wiederholt durch die Schaltkreise 58, 62 und 64 In Fig. 4 ein- und abgeschaltet, bis das Spitzenausgangsdrehmoment des Werkzeuges den mit der Bezugszahl 72 in Fig. 5 bezeichneten Pegel erreicht. Am Punkt 72 weist das

50 9 8 22/0885

Ausgangsdrehmoinent einen genügend hohen Betrag relativ zu dem Pegel auf der Leitung 52 auf, so daß der Pegeldetektor 56 den Flip-Flop-Schaltkreis 57 setzt und ein niedriges Ausgangssignal erzeugt, wodurch das UND-Glied 58 und damit das Werkzeug abgeschaltet werden. Das Werkzeug verbleibt dann im abgeschalteten Zustand, bis die Bedienungsperson den manuell betätigten EIN-AUS-Schalter und den Rückstellschalter schließt, um das Flip-Flop 57 zurückzustellen und den Betrieb wieder aufzunehmen.

Hierdurch wird bei eineia hanöbedienten Werkzeug der wichtige Vorteil erzielt, daß die Bedienungsperson lediglich das mittlere Ausgangsdrehsio'uent beim Arbeiten verspürt. Die Frequenz, mit der das Werkzeug ein- und abgeschaltet wird, ist ausreichend hoch gewählt, so daß die Masse des Werkzeuges die hohen Spitzendrehmomente absorbiert.

Der Filterschaltkreis Sh und der Pegeldetektor 62 können derart angeordnet sein, wie in Verbindung mit den Fig. 11 und 13 beschrieben, um allmählich die Dauer der Einschaltzeiten des Werkzeuges zu verringern, während das Ausgangsdrehmoment des Werkzeuges zunimmt. Dies ist in Fig. 5 durch die allmählich abnehmende Breite oder Dauer der Ausgangsdrehmomentsignale dargestellt. Aufgrund der allmählich abnehmenden Einschaltzeit des Werkzeuges bei jedem Zyklus bleibt das mittlere durch die Linie 69 in Fig. 6 bezeichnete Reaktionsdrehmoment im wesentlichen konstant, obwohl das Ausgangsdrehmoment des Werkzeugs größer wird. Dementsprechend verspürt die Bedienungsperson des Werkzeuges nicht das größer werdende Ausgangsdrehmoment des Werkzeuges, während die Schraubenmutter festgezogen wird.

509822/0 6 85

Fig. 7 veranschaulicht eine Schaltungsanordnung, die im wesentlichen ähnlich der in Fig. 1 dargestellten Schaltungsanordnung ist, jedoch einen Schaltkreis zum Ein- und Abschalten des Werkzeuges aufweist, um das Reakt ions drehmoment zu mitteln, wie in Verbindung mit Fig. 4 beschrieben. Bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 7 tritt der Drehmoraentbezugspegel auf einer Leitung 76 auf, das Rückstellsignal auf einer Leitung 77» das Drehmoment-Uttisetzerausgangssignal auf einer Leitung 78 und der Reaktionsbezugspegel auf einer Leitung 79. Bas Umsetzersignal auf der Leitung 78 wird über einen Vorverstärker 81 einem Spitzen" signal-Speicherschaltkreis 72 zugeführt, der ebenfalls das Rückstellsignal 77 erhält. Der Ausgang ßes Speicherschaltkreises 82 ist zu einem Pegeldetektor 83 geführt, der ebenfalls den Drehmoment-Bezugspegel 76 erhält. Die voraufgehend genannten Schaltungskomponenten entsprechen im wesentlichen den entsprechenden Schaltungskomponenten nach Fig. l_e Der Ausgang des Pegeldetektors 83 liegt an einer Leitung 84 an, die mit einem Eingang eines UND-Verknüpfungsgliedes 86 verbunden ist. Das Verknüpfungsglied 86 weist einen zweiten Eingang 87 auf, der mit einem Pegeldetektor 88 verbunden ist, der den Reaktionsbezugspegel auf der Leitung 79 und ebenfalls das Ausgangssignal des Filterschaltkreises 89 erhält. Der Eingang des Filterschaltkreises 89 ist mit dem Ausgang des Vorverstärkers 81 verbunden.

Wie bereits in Verbindung mit Fig. 4 beschrieben, liegt der Ausgang des Pegeldetektors 88 abwechselnd auf einem hohen und auf einem niedrigen Pegel, während sich das Ausgangssignal des Pegeldetektors 83 lediglich dann umkehrt, wenn das Spitzenausgangsdrehmoment einen bestimmten Wert erreicht. Wenn dieser Spitzenpegel erreicht ist, wird ein Leistungsschalter 91- betätigt, um

509822/0685
\ BAD ORIGINAL

das Luftventil 13 abzuschalten und den Betrieb des Werkzeugs zu unterbrechen. Zu Beginn des nächstfolgenden Arbeitsvorganges des Werkzeuges stellt das Rückstellsignal auf der Leitung 77 den Speicherschaltkreis 82 in ähnlicher Weise zurück, wie bereits in Verbindung mit der Rückstellung des Speicherschaltkreises 22 nach Pig. 1 beschrieben. Aufgrund des Aufbaues des Filterschaltkreises 89 und des Pegeldetektors 88$ wie noch in Verbindung mit Fig. 11 zu beschreiben ist, nimmt die Dauer der aufeinanderfolgenden Einschaltzeiten des Werkzeuges allmählich ab, wenn das Ausgangsdrehmoment des Werkzeuges größer wird.

Die Wirkungsweise der in Fig. 8 dargestellten Schaltungsanordnung ist derart, daß die Einschaltzeiten des Werkzeuges im wesentlichen während eines jeden Zyklus konstant bleiben. Bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 8 tritt der Drehmoment-Bezugspegel auf einer Leitung 96 auf, das Rückstellsignal auf einer Leitung 97 und das Umsetzerausgangssignal auf einer Leitung 98. Das Umsetzersignal auf der Leitung 98 wird über einen Vorverstärker 99 einem Spitzensignal-Speicherschaltkreis 101 zugeführt, der ebenfalls das Rückstellsignal auf der Leitung 97 erhält. Der Ausgang des Speicherschaltkreises 101 und der Drehmoment-Bezugspegel auf der Leitung 96 werden einem Pegeldetektor 102 zugeführt, dessen Ausgang mit einem UND-Verknüpfungsschaltkreis 103 verbunden ist. Die voraufgehend beschriebenen Schaltungskomponenten sind in Aufbau und Wirkungsweise im wesentlichen ähnlich den entsprechenden, in Fig. 7 veranschaulichten Schaltungskomponenten.

Ein Oszillator 104 ist zum wiederholten Ein- und Absehalten des Werkzeuges vorgesehen, wobei der Ausgang des Oszillators 104 mit einem Impulsformernetzwerk 106 verbunden ist, das eine Impuls-

509822/0685

folge erzeugt. Jeder Ausgangsimpuls des Impulsformernetzwerks 106 erzeugt ein Ausgangssignal des UND-Verknüpfungsgliedes 103, das einen Leistungsschalter 107 "betätigt, um das Luftventil 13 zu öffnen und das Werkzeug einzuschalten. Das UND-Verknüpfungsglied 103 erzeugt natürlich nur dann ein hochpegeliges Ausgangssignal, wenn beide Eingänge auf hohem Pegel liegen. Während der Zeitintervalle zwischen den Impulsen des Impulsformernetzwerks 106 ist das Werkzeug abgeschaltet. Wenn das Spitzenausgangsdrehmoment einen vorgegebenen Wert erreicht_$ wie voraufgehend beschrieben, fällt der Ausgang des Pegeldetektors 102 ab und unterbricht den weiteren Betrieb des Werkzeugs.

Die in Fig. 9 dargestellte Schaltungsanordnung weist einige Vorteile sowohl der in Pig» 7 als auch der in Fig. 8 dargestellten Schaltungsanordnung auf. Mittels dieser Schaltungsanordnung wird ein Werkzeug wiederholt in festen Zeitintervallen eingeschaltet, wobei jedoch die Dauer der Einschaltzeiten allmählich abnimmt, während das Ausgangsdrehmoment des Werkzeugs größer wird. Bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 9 tritt das Rüekstellsignal auf einer Leitung 111 und das Umsetzer-Ausgangssignal auf einer Leitung 112 auf, wobei das Signal der Leitung 112 über einen Vorverstärker 113 einem Spitzensignal-Speicherschaltkreis 114 zugeführt wird, der ebenfalls das Rückstellsignal der Leitung 111 erhält. Die Wirkungsweise der genannten Komponenten ist im wesentlichen bereits voraufgehend beschrieben worden. Der Ausgang des Spitzensignal-Speicherschaltkreises ilh ist mit einem Pegeldetektor II6 verbunden.

Die Schaltungsanordnung nach Fig. 9 weist ebenfalls einen Impulse erzeugenden Oszillator 117 auf, der im vorliegenden Falle ein Signal 115 erzeugt, das aus einer Folge von Nadelimpulsen be-

50982-2/0685

steht, deren Vorderflanke 118 steil ansteigt und deren Hinterflanke 119 dann allmählich abfällt. Der Widerstand eines Potentiometers 121 ist mit dem Ausgang des Oszillators 117 und einem Masse- oder Bezugspotential 122 verbunden, so daß das am Abgriff 123 des Potentiometers auftretende Signal ähnlich dem Signal 115 ist, mit dcja einzigen Unterschied, daß die Amplitude der Impulse sich entsprechend der Stellung des Abgriffs 123 ändert« Der Abgriff i23 ist mit einem Eingang des Pegeldetektors 116 verbunden, und die Ausgangsspannung des Pegeldetektors 116 ändert sich, wenn die Spannung am Abgriff 123 im wesentlichen gleich oder größer als die das Drehmoment repräsentierende Ausgangsspannung des Speicherschaltkreises 114 ist. Der Pegeldetektor 116 betätigt einen Leistungsschalter 125, der das Luftventil des Werkzeugs steuert.

Im Betrieb ist das Werkzeug kontinuierlich eingeschaltet, wenn die Spitzendrehmomentspannung sich unterhalb des Pegels V. befindet, der mit der Bezugszahl 126 bezeichnet ist und die Basis oder den Bezugswert der Impulsfolge 115 bildet. Liegt andererseits der dem Spitzendrehmoment entsprechende Spannungspegel oberhalb des mit der Bezugszahl 127 bezeichneten Spannungspegels, der auch als Spannung V₂ bezeichnet wird, so ist das Werkzeug ständig abgeschaltet. Wenn ein Werkzeug mit der in Fig. 9 dargestellten Steuerschaltungsanordnung anfangs eingeschaltet wird, tritt ein Rückstellimpuls auf der Leitung 111 auf und stellt den Spitzensignal-Speicherschaltkreis 114 zurück. Das Werkzeug wird dann eingeschaltet, und während des anfänglichen Anlaufvorganges ist das Ausgangsdrehmoment des Werkzeugs relativ niedrig und die Spannung am Ausgang des Spitzensignal-Speicherschaltkreises 114 ist annähernd gleich oder kleiner als der Bezugspegel 126. Sobald jedoch das eigentliche Festziehen der

509822/0685

245Λ864

Schraubenmutter einsetzt, beginnt die Ausgangsspannung am Spitzensignal-Speicherschaltkreis 114 anzusteigen und steigt bis auf einen Wert oberhalb des Spannungspegels 126. Wird angenommen, daß sich die Spannung am Ausgang des Speicherschaltkreises 114 auf dem von der gestrichelten Linie 128 bezeichneten Pegel befindet, so ist das Werkzeug in jedem Zyklus während des Teiles des Zyklus eingeschaltet, der zwischen der Vorderflanke

118 und der Hinterflanke 119 eines jeden vom Oszillator 117 erzeugten Impulses liegt. Während der durch die Linie 128 bezeichnete Ausgangsdrehmoment-Spannungspegel allmählich über die Basislinie 126 hinaus ansteigt, nimmt die Einschaltzeit des Werkzeuges während eines jeden Impulses allmählich aufgrund der Breite oder des Abstandes zwischen den beiden Flanken 118 und

119 eines jeden Impulses bei steigender Höhe der Impulse ab. Obwohl also das Ausgangsdrehmoment des Werkzeugs größer wird, nimmt die Einschaltzeit während, eines jeden Zyklus ab, wodurch sich ein im wesentlichen konstantes Cregendrehmoment ergibt, das von der Bedienungsperson des Werkzeuges verspürt wird.

Die in Pig. IO dargestellte Ausführungsform der Erfindung ähnelt weitgehend derjenigen nach Fig. 1, veranschaulicht jedoch einen weiteren Pegeldetektorschaltkreis mit einem Umsetzer 141, der ein veränderliches Spannungssignal entsprechend einem Drehmoment erzeugt, wie bereits voraufgehend beschrieben, einem mit dem Ausgang des Umsetzers 141 verbundenen Vorverstärker 142, eineai mit dem Vorverstärker 142 verbundenen Spitzensignal-Speicherschaltkreis 143, einem Pufferverstärker 144 und einem Pegeldetektor 146. Der Ausgang des Pufferverstärkers 144 ist mit einem Eingang 147 des Pegeldetektors 146 verbunden, während ein zweiter Eingang 148 des Pegeldetektors 146 mit einem positiven

509822/0685

Gleichspannungs-Bezugspotential verbunden ist. Der Pegeldetektor 146 ist dadurch gekennzeichnet, daß er dann schaltet, wenn der Spannungsρegel am Eingang 147 im wesentlichen gleich oder größer als die Spannung am Eingang 148 ist. Beträgt z.B. der Spannungspegel am Eingang 148 plus 10 Volt und der Spannungsρegel am Eingang 147 zunächst weniger als plus 10 Volt, so nimmt das Ausgangssignal auf der Ausgangsleitung 149 einen hohen oder positiven Pegel ein, und ein mit dem Ausgang des Pegeldetektors 146 verbundener Leistungsschalter 141 schaltet das Werkzeug ein. Steigt andererseits das Ausgangsdrehraoment des Werkzeuges an, so steigt der Spannungspegel auf der Leitung 147 an und nähert sich dem Weit der Spannung am Eingang 148. Sind die beiden Spannungen annähernd gleich, so fällt die Spannung am Ausgang 149 auf einen niedrigen oder negativen Wert ab, wodurch der Leistungsschalter 151 abgeschaltet und der Betrieb des Werkzeuges unterbrochen wird.

Mit dem Eingang 147 ist ebenfalls eine Leitung 152 verbunden, die eine Drehmoment-Bezugsspannung erhält. Die Leitung 152 ist über einen Widerstand 150 mit dem Abgriff 153 eines Potentiometers 154 verbunden, dessen Widerstand an einer Gleichstromquelle 156 liegt. Die Leitung 152 ist mit dem Eingang 157 zusammen mit dem Ausgang des Pufferverstärkers 144 verbunden, wie bereits voraufgehend beschrieben, und der mit der Bezugszahl 157 bezeichnete Verbindungspunkt stellt einen Summierpunkt für die Ausgangsspannung des Verstärkers 154 und die an der Leitung 152 anliegende Spannung dar. Die Summe dieser beiden Spannungen liegt am Eingang 147 an und wird mit dem Betrag der Spannung auf der Leitung 148 zur Steuerung des Pegeldetektors 146 verglichen, wie bereits beschrieben. Der Pegeldetektor 146 wirkt

509822/0685

somit als Vergleicherschaltkreis, da er die relativen Beträge der an seinen beiden Eingängen 1^7 und 148 auftretenden Spannungen miteinander vergleicht und den Spannungsρegel am Ausgang 1^9 schaltet, wenn die relativen Eingangspegel eine bestimmte vorgegebene Relation zueinander aufweisen. Der Abgriff 153 kann auf einen Bezugs- oder Basisspannungspegel eingestellt werden, um den Betrag des Drehmomentes zu ändern, der von der Ausgangsspannung des Verstärkers Xhh repräsentiert wird und erforderlich ist, um den Pegeldetektor 1^6 zu schalten.

Fig. 11 veranschaulicht eine vorzugsweise Ausführungsform der Erfindung, die in Verbindung mit der Schaltungsanordnung nach Fig. 7 beschrieben werden soll. Das Ausgangssignal des Spitzensignal-Speicherschaltkreises 82 (Fig. 7) liegt an einer Leitung l6l (Fig. 11) an, und das Signal des Vorverstärkers 81 an einer Leitung l62. Ein Masse- oder Bezugspotential liegt an einer Leitung I63 an, und ein Potentiometer iSk erzeugt die Drehmoment-Bezugs spannung, die bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 7 an der Leitung 76 anliegt. Das Signal auf Leitung 161 ist das Spitzendrehmomentsignal und besteht aus einer allmählich ansteigenden Spannung, die von der Kurve I65 in Fig. 12 veranschaulicht wird. Die ansteigenden Teile l65a veranschaulichen das Drehmoment im eingeschalteten Zustand des Werkzeugs, und die horizontalen Teile 165b stellen das Drehmoment im abgeschalteten Zustand des Werkzeugs dar. Der Widerstand 167 des Potentiometers l6*t ist mit der Bezugspotentialleitung 163 und einem Gleichspannungspotential 168 verbunden» Der Abgriff I66 des Potentiometers 164 ist über einen Widerstand I69 mit einem Summierpunkt 171 verbunden, wo die an ihm liegende Spannung zu der Spitzenspannung 165 der Leitung I6I hinzuaddiert wird.

509822/0685

Der Summierpunkt 171 ist mit einem Eingang 172 eines Pegeldetektors 173 verbunden, dessen Ausgang 174 mit einem Leistungssohalter 176 verbunden ist. Der Eingang 172 ist auch über zwei gegensinnig gepolte Dioden I70 mit der Leitung 163 verbunden, wodurch das Potential am Eingang 172 niedriger als etwa 1 Volt gehalten wird. Dor Pegeldetektor 173 weist einen zweiten Eingang 177 auf„ dem ein veränderlicher Spannimgspegel zugeführt wird, wie im folgenden beschrieben wird. Die auf der Leitung 162 auftretende Spannung stellt den momentanen oder unmittelbaren Betrag des Drehmomentes dar, und unter der Annahme, daß das Werkzeug abwechselnd ein- und abgeschaltet wird, befindet sich die an der Leitung 162 anliegende Spannung abwechselnd auf einem relativ hohen und auf einem relativ niedrigen Wert. Ist das Werkzeug eingeschaltet, nimmt diese Spannung den mit der Bezugszahl 181 in Fig. S3 bezeichneten Pegel ein, und bei abgeschaltetem Werkzeug fällt die Spannung der Leitung l62 auf den von der Bezugszahl 182 bezeichneten Betrag ab. Die Leitung 162 ist über einen Widerstand 180 mit einem Anschluß eines Kondensators 183 verbunden, der zwischen die Leitung 162 und die Leitung 163 für die Bezugsspannung geschaltet ist, wobei ein Widerstand 184 mit der Leitung l62 und dem Kondensator 183 verbunden ist. Während des Anliegens des hohen Spannungspegels 181 lädt sich der Kondensator 183 auf, wie durch die von der Bezugszahl 187 bezeichneten Linie in Fig. 13 dargestellt ist, und während der Zeit, in der die Spannung an der Leitxmg l62 den niedrigeren Pegel 182 einnimmt, entlädt sich der Kondensator 183 allmählich gemäß der mit der Bezugszahl 188 in Fig. 13 bezeichneten Linie. Die Werte der Widerstände 180 und 184 sowie des Kondensators 183 bestimmen natürlich die Steigung der Linien 187 und 188. Dementsprechend steigt die Spannung am Kondensator 183 an und fällt ab und weist einen

5098 2 2/0685

245A864

Mittelwert auf, der von der Linie 189 bezeichnet wird. Diese Linie 189 bezeichnet das mittlere Reaktionsdrehmoment, das die Bedienungsperson des Werkzeugs verspürt. Die am Kondensator 183 anliegende Spannung ist zu einem Eingang 191 eines Spannungspegeldetektors 192 geführt, der einen zweiten Eingang aufweist, der an einem von einer Gleichspannungsquelle 194 abgegebenen Bezugsspannungspegel liegt. Der Ausgang des Pegeldetektors 192 ist über einen Widerstand 197 und eine Diode mit dein Eingang 177 des Pegeldetektors 173 sowie auch über einen Widerstand 199 mit dem Eingang 193 zur Bildung einer Riickkopplungsschleife verbunden. Der Detektor 192 schaltet und seine Ausgangsspannung fällt ab, wenn die Spannung an der Leitung

191 zumindest den gleichen hohen Wert wie das Bezugspotential 19^ zuzüglich des Rückkopplungspotentials über den Widerstand 199 aufweist. Der Detektor 192 schaltet ferner und seine Ausgangsspannung steigt an, wenn die Spannung an der Leitung 191 unterhalb des Bezugspotentials 19^ abzüglich des Rückkopplungspotentials liegt. Bezeichnet z.B. das Potential 19^ ein Drehmoment von 1,037 fcpm und das Ausgangssignal des Detektors 192 ein Drehmoment von O,3^;i6 kpm entweder plus oder minus, so schaltet der Detektor 192 bei 1,382 kpm und 0,691 kpm.

Wird angenommen, daß das Werkzeug abwechselnd ein- und abgeschaltet wird, während das Drehmoment erzeugt bzw. ausgeübt wird, und daß das Werkzeug soeben abgeschaltet worden ist, so fällt die Spannung am Kondensator 183 entlang der mit 188 bezeichneten Linie (Pig. 13) ab. Fällt der Spannungsρegel 188 auf den Pegel 201 ab, wird die Spannung am Ausgang des Detektors

192 umgeschaltet und nimmt einen hohen Pegel ein. Das momentane Drehmoment steigt dann auf den Pegel 181 an, und der Kondensator 183 lädt sich allmählich entlang der Linie 187 auf. Wenn das

509822/0685

BAD ORIGINAL

245k864

von der Linie 187 bezeichnete ansteigende Potential des Kondensators 183 den Pegel 202 erreicht, schaltet der Detektor 192 wiederum um, und die Spannung an seinem Ausgang fällt wieder ab. Dieser Zyklus wird kontinuierlich wiederholt, bis die Spitzenspannung des Signals 165 auf der Leitung I61 auf den Pegel angestiegen ist, bei dem das Werkzeug abgeschaltet wird. Der Pegeldetektor 173 schaltet ebenfalls um, und sein Ausgang steigt von einem niedrigen auf einen hohen oder positiven Pegel an, wenn das Potential am Eingang 172 gleich oder höher als das des Eingangs 177 ist. Das Gleielipotential I68 ist negativ» und das Potential der Leitung I61 steigt allmählich in positiver Richtung an, wie durch die Kurve I65 in Fig. 12 dargestellt ist. Die Summe der beiden Potentiale am Punkt 171 würde somit bei einem negativen Wert einsetzen und in Richtung eines positiven Pegels ansteigen, während das Ausgangsdrehmomeut größer wird, waren nicht die Dioden 170 vorhanden. Wie jedoch bereits erwähnt, halten die Dioden 170 die Eingangsspannung 172 auf einem unterhalb 1 Volt liegenden Wert.

Das Potential des Eingangs 177 ändert sich, wenn der Ausgang des Detektors 192 positive und negative Werte annimmt. Ist der Ausgang positiv, so liegt der Eingang 177 des Detektors 173 aufgrund der Diode 198 auf Null Volt, und ist das Potential des Eingangs 172 niedriger als das des Eingangs 177 (Null Volt), nimmt der Ausgang 174 des Detektors 173 einen niedrigen Pegel ein und das Werkzeug wird eingeschaltet. Wenn der Ausgang des Detektors 192 einen niedrigen Pegel einnimmt, leitet die Diode 198 und die Spannung am Eingang 177 des Detektors 173 ist negativer, als es die Dioden 170 für den Eingang 172 zulassen. Der Ausgang des Detektors 173 nimmt daher einen hohen Pegel ein, und

509822/0685

das Werkzeug wird abgeschaltet.. Wenn das Signal 181 in Fig. 15 über dem Bezugspegel 202 in Fig. 13 liegt, wird das Werkzeug zyklisch ein- und abgeschaltet, bis das Potential der Leitung 172 aufgrund des größer werdenden Ausgängsdrehinomentes bis zu dem Punkt ansteigt, an dem es zumindest den gleichen Wert wie der Eingangspegel 177 aufweist, der zu der Zeit, wenn das Werkzeug endgültig abgeschaltet wird, Null oder negativ ist. Obwohl somit das Ausgängsdrehmoinent des Werkzeuges allmählich ansteigt, ist das von der Bedienungsperson verspürte mittlere Drehmoment gleich dem von der Bezugslinie 189 in Fig. 13 bezeichneten Drehmoment. Obwohl weiterhin der Betrag des Drehmomentes ansteigt, während eine Schraubenmutter festgezogen wird, bleibt das mittlere von der Bedienungsperson verspürte Drehmoment im wesentlichen konstant, da die Zeitdauer, während der das Werkzeug während eines jeden Zyklus eingeschaltet ist, allmählich abnimmt. Diese Zeitdauer wird aufgrund des steigenden Spannungsρegels geringer, der an der Leitung 162 anliegt und den Kondensator 183 über den Widerstand 180 schneller auflädt. Wegen des schnelleren Aufladens des Kondensators 183 aufgrund der höheren anliegenden Spannung wird die Steigung der Kurve 187 von einem Zyklus zum nächsten steiler, wodurch die Kurve den Pegel 202 in einer kürzeren Zeit erreicht. Der Kondensator 183 und die Widerstände 180 und 184: bilden die Filter der Fig. k und 7.

Fig. 14 veranschaulicht eine Ausführungsform eines Spitzensignal-Speicherschaltkreises, die in den verschiedenen beschriebenen Schaltungsanordnungen verwendet werden kann. Ein Signal des Drehmomentumsetzers tritt auf einer Leitung 131 auf und besteht aus einer positiv verlaufenden Spannung. Diese Spannung

509822/0885

wird der Anode einer Diode 132 zugeführt, deren Kathode mit der Basis eines Transistors 133 verbunden ist. Zwischen der Diode 132 und dem Transistor 133 befindet sich ein Speicherkondensator 134, der mit der Basis des Transistors 133 vlti& einem Bezugspotential verbunden ist. Der Emitter des Transistors 133 ist über einen Widerstand 13!5 mit eine» negativen Gleichpotentiai und der Kollektor des Transistors 133 mit einem positiven Gleichpotential verbunden. Das Ausgangssignal wird vom Emitter des Transistors 133 erhalten. Wenn ein positiver Impuls auf der. Leitung 131 vom Umsetzer anliegt, so durchläuft er die Diode 132 und lädt den Kondensator 134 auf. Diese Spannung tritt an der Basis des Transistors 133 auf und treibt ihn in die Leitung. Wird das Spannungssignal an der Leitung 131 unterbrochen, wenn das Werkzeug abgeschaltet wird, so kann sich aer Kondensator 134 nicht über die Diode 132 entladen und daher verbleibt der Transistor 133 bei diesem Spitzenpegel im leitenden Zustand. Tritt ein weiteres Signal vom Umsetzer auf, wird dem Kondensator 134t eine zusätzliche Ladung zugeführt, und die Ladung de;; Kondensators steigt weiter an, wenn aufeinanderfolgende Signale mit immer größer werdenden hohen Spannungen erhalten werden,. Der Kondensator 134 stellt somit eine Speichereinrichtung dar, da er auf dem Spitzenspannungspegel des Umsetzersignals verbleibt.

Zum Entladen des Kondensators 134 zur Rückstellung des Speicherschaltkreises ist ein Rückstellschalter 136 mit dem Kondensator 134 verbunden. Ein Entladewiderstand 137 ist in Reihe mit dem Schalter 136 geschaltet, und bei geschlossenem Schalter 136 entlädt sich der Kondensator 134 schnell über den Widerstand 137» wodurch die Spannung an der Basis des Transistors 133 auf den Bezugspegel herabgesetzt wird. Obwohl der in Fig. 17 darge-

509822/0 685

_V8AD ORIGINAL

gestellte Schalter 13-6 ein einfacher mechanischer EIN-AUS-Schalter ist, ist ersichtlich, daß ein Schalter jeder beliebigen Art vorwendet werden kann, wie z.B., ein von. einem Solenoiden betätigter Schalter, ein elektronisch gesteuerter Transistürschalter, usw., der auf einen Rückst eil impuls- hin sperrt,,

Die in Fig. 15 dargestellte Schaltungsarsordnung ist iis wesentlichen ähnlich der Schaltungsanordnung nach Pig, Ii, jedoch mit der grundsätzlichen- Ausnahme, daß der Reaktionsbesm^epegel unabhängig ve η den Pegeln der llückkopplungshysterose geändert werden kann. Ein Potentiometer 209 stellt den Rückkopplungspegel ein. In Fig. 15 liegt das Signal des Vorverstärkers an einem Kondensator 210, dem ein Widerstand 211 parallelgeschaltet ist. Die Geschwindigkeit, mit der sich der Kondensator 210 auflädt, ist daher eine Funktion der Spannung sowie eine Funktion des Widerstandswertes des Widerstandes 211. Nach einer jeden Einschaltzeit des Werkzeugs entlädt sich der Kondensator 210 teilweise über den Widerstand 211.

In Fig. l6 ist eine Schaltungsanordnung eines Leistungsschalters und eines von einer Bedienungsperson gesteuerten Triggerschalters dargestellt. Der Triggerschalter 216 ist in Reihe mit der Wicklung 217 eines Solenoiden geschaltet, die das Luftventil des Werkzeugs steuert, und wenn der Triggerschalter geschlossen ist, fließt ein Strom von einer positiven Gleichstromquelle 218 durch die Wicklung 217 des Solenoiden, eine Diode 220, einen Widerstand 219 und einen Transistor 221 zu Masse. Die Basis 222 des Transistors 221 ist mit dem Ausgang eines Pegeldetektors verbunden, und wenn ein positives Potential an der Basis 222 .anliegt, wird der Transistor in die Leitung getrieben. Aufgrund des Widerstands 219 und der Diode 220, die in Reihe mit dem Wider-

509822/U68S

BAD ORIGINAL

stand 221 liegen» tritt ein positives Potential zwischen der Basis und dem Emitter eines Ruckstelltransistors 223 auf. Liegt dieses Potential an, wird der Rückstelltransistor 223 leitend vorgespannt. Es fließt dann oin Strom von der Gleichspanmmgsquelle durch &011 Rüekstelltransistor. Vor dem Zeitpunkt, zu der;) der lUicksteiltransistor 223 leitend vorgespannt wird, wird ein mit dem Kollektor des RückstelltransiGtors 223 verbundener Kondensator 22% von der Gleiehspanimngsquelle aufgeladen. Ist der Rückstelltransistor 223 leitend vorgespannt, so entläßt sich der Kondensator 224 über den Rüekstelltransistor 223 gegen Masse und. erzexigt einen scharfen negativ verlaufenden Impuls«, der als Rückstellimpuls verwendet wird. Der Rucks teil impuls kann zur Betätigung eines Solenoiden verwendet werden, der die elektronischen Baixelemente der Schaltungsanordnung zurückstellt₅ wie bereits beschrieben.

Um den Transistor 223 während des EinschaltVorgangs des Werkzeugs leitend zu halten, wenn die Induktivität des Solenoiden eine hohe Impedanz aufweist, sind ein Kondensator 226 und ein Widerstand 227 mit der Basis-Einitter-Strecke des Transistors 223 und ein Widerstand 228 mit der Basis verbunden. Der Kondensator 226 lädt sich auf und hält den Transistor 223 im leitenden Zustand, bis der Strom durch den Solenoiden ausreicht, um einen genügend großen Spannungsabfall an den Komponenten 220, 219 und 221 zu erzeugen tmd den Transistor 223 leitend zu halten.

In den Fig. 17 bis 19 ist ein Hoehleistungswerkzeug veranschaulicht, bei dem die erfindungsgemäße Steuerung verwendet werden kann. Das Werkzeug besteht aus einer Mutternfestziehmaschine mit einem länglichen, im allgemeinen zylindrischen Werkzeugkörper 235. Ein Griffstück 236 ist an einem Ende des Werkzeug-

0 9 8 2 2/0685

BAD ORIGINAL

körpers und eine Einrichtung zur Übertragung des Ausgangsdrehmomentes in Form einer rechtwinklig eingeordneten Mutternfestzlehvörrichtung-237 is"*¹ öra gegenüberliegenden Ende des Werkzeugkörpers befestigt.

Der Werkzeugkörper 235 enthält eine Einrichtung zur Erzeugung eines Drehmomentes, im vorliegenden Falle einen pneumatischen Motor 238 als Antriebsquelle.

Der Motor 238 weist einen Zylinderblock und einen Rotor in Leichtbauweise auf, um dessen Beharrungsvermögen zu verrirgern» Der Rotor steht mit dem Mutternfestzjehvorsatz 237 über ein geeignetesAntriebsgetriebe, wie z.B. über ein zweistufiges Planetenuntersetzungsgctriebe 239, in Wirkverbindung. Ein Umsetzer 241 j der iia wesentlichen dem Umsetzer 17 entspricht und ein dem Ausgangsdrehmoraent des Mutternfestzielwersatzes 237 proportionales Signal erzeugt, ist ebenfc_:lls vorgesehen. Der Umsetzer 241 ist mittels Leitungen 242 eines elektrischen Kabels 243 angeschlossen, das sich durch den Werkzeugkörper und einen Teil eines Luftsohlauches 244 erstreckt. Das Kabel 243 tritt aus dem Luftschlauch 244 durch ein geeignetes Verbindungsstück (nicht gezeigt) aus und führt zu der übrigen Steuerschaltungsanordnung.

Preßluft" im Schlauch 244 gelangt über ein Verbindungsstück in das Werkzeug und strömt dann durch Durchlässe in dem Werkzeug zu einer Steuereinrichtung in Form einer Steuerventilanordnung 247, die mehr im einzelnen in den Fig. 18 und I9 veranschaulicht ist.

509822/0885

BAD ORIGINAL

Die Steuerventillanordnung 247 weist einen Schaltventilteil 251 und einen Steuerventilteil 252 auf. Der Schaltventilteil 251 enthält ein Tellerventil 253, das verschiebbar in einer Bohrung 25¹I einer länglichen Laufbuchse 255 angebracht ist. Die Bohrung 254 des Schaltventils ist aufgebohrt, um einen Absatz 257 zu bilden, der von einem Flansch 258 des Schaltventils 253 erfaßt •wird, wenn sich das Ventil in der geöffneten Stellung befindet. Ein Durchlaß 262 verläuft durch den aufgebohrten Teil oberhalb des Absatzes 257> wobei das äußere Ende des Durchlasses 262 mit einer länglichen Ausnehmung oder einem länglichen Schlitz 263 in der äußeren Oberfläche der Laufbuchse übereinstimmt.

Eine rohrartige Abschlußkappe 266 mit einer durch sie hindurchverlaufenden inneren zylindrischen Bohrung ist in eine weitere Aussenkung oder Aufbohrung der Laufbuchse 255 hineingeschraubt, wobei die Bohrung einen Teil mit geringerem Durchmesser aufweist, der eine Schulter 273 nahe dem oberen Ende der Abschlußkappe bildet, wie Fig. 18 zu entnehmen ist. Die Schulter 273 dient als Sitz für ein Ende einer Druckschraubenfeder 274, deren anderes Ende gegen das Schaltventil 253 drückt. Das untere Ende der Abschlußkappe 266 bildet einen Sitz für einen O-Ring 277, der an dem Schaltventil 253 angebracht ist. Befindet sich der O-Ring 277 in Eingriff mit dem Sitz 266, so verhindert er, daß Luft durch den Durchlaß 262 und die Abschlußkappe 266 in die Atmosphäre entweicht.

Die Feder 274 drückt normalerweise das Schaltventil 253 in die geöffnete Stellung, und die Kolbenstange 282 eines Solenoiden 283 schiebt das Schaltventil in die in Fig. 18 dargestellte geschlossene Stellung, wenn der Solenoid erregt ist. Der SoIe-

509822/0685

noid 283 ist in einer Aussenkung oder Aufbohrung angebracht,
deren unteres Ende von einer Abschlußkappe 286 verschlossen wird,

Dem So leno i den 283 wird Strom über zxvei Leitungen 287" zugeführt, die durch eine diagonal verlaufende Bohrung in dem Griffkörper hindurchgeführt 3ind und dann in das Kabel 243 übergehen.

Der Steuerventilteil 252 der Steuerventilanordnung weist ein
Steuerventil 295 auf, das ebenfalls ein Tellerventil ist und
zur Steuerung der Verbindung zwischen einem Hohlraum 296 am
unteren Ende des Ventils und einem im wesentlichen axial verlaufenden Durchlaß f:97 dient, wie aus Fig. 18 zu ersehen ist.
Der Hohlraum 296 steht durch untereinander verbundene Bohrungen und Hohlräume (nicht gezeigt) in Verbindung mit dem Werkzeuggehäuse und somit mit dem Luftschlauch 2hh. Somit befindet sich unter Leitungsdruck stehende Luft in der Kammer oder dein Hohlraum 296» wenn das Werkzeug betriebsbereit ist.

Das innere oder linke Ende des Durchlasses 297 steht in Verbindung mit den Einlaßöffnungen des pneumatischen Motors 238, und das innere oder rechte Ende des axialen Durchlasses 297 mündet in eine Öffnung 298 einer rohrartigen Buchse 302, die in einer transversalen Bohrung in dem Werkzeugkörper in enger Nachbarschaft zu der Laufbuchse 255 des Schaltventils angebracht ist. Die Achsen der Laufbuchse des Schaltventils und der Buchse des Steuerventils verlaufen vorzugsweise parallel.

Wie bereits erwähnt, ist das Steuerventil 252 ein Tellerventil und.weist somit einen im wesentlichen tellerförmigen Kopf 306
auf, der an einem Ende von einem Schaftteil 295 gehalten wird.

509822/0885
BAD ORIGINAL

Ein O-Ring 308 ist in einer entlang des Umfangs des Kopfes 306
verlaufenden Nut befestigt, um das untere Ende 309 der Buchse
zu erfassen, wenn das Steuerventil 306 sich in der geschlossenen Stellung befindet. Zur Verringerung des Gewichtes des Kopfes
306 und des Schaftes 295 des Steuerventils können sie innen
hohl sein.

Wie Fig. 18 zu entnehmen ist, ist der Schaft 295 mit der Stirnwand eines beeherartigen Führungsteils 304 verbanden, der verschiebbar in der Bohrung der Buchse 302 des Steuerventils angebracht ist. Ein in Leichtbauweise ausgeführtes Abstandsglied
306 mit geringem Beharrungsvermögen, das aus Lexan oder einem
ähnlich leichten, hochfesten Material bestehen kann, ist in
dem Führungsteil 304 angebracht. Das Abstandsglied 306 weist
einen stangenähniichen Schaftteil und zwei axial im Abstand
angeordnete zylindrische Stege.oder Flansche auf, die genau dem inneren Durchmesser des Führungsteils 304 angepaßt sind. Die
Länge des Schaftteils ist größer als die des Führungsteils 304, so daß sich ein Ende 312 des Schaftteils aus dem Führungsteil
304 herauserstreckt und in Eingriff mit der inneren Oberfläche
der Stirnwand einer becherartigen Abschlußkappe oder eines Kolbens 314 tritt. Die Abschlußkappe 314 ist verschiebbar in einem aufgebohrten Teil der Buchsenbohrung angeordnet, wobei der Durchmesser der AusSenkung bzw. Aufbohrung ein wenig größer als der
der Bohrung ist.

Eine längliche, oval geformte Abdeckung oder ein Gehäuseteil 317 umschließt das obere Ende der Buchse und bildet eine Kammer 318

am oberen oder äußeren Ende der Abschlußkappe 314. Das Verhältnis der Querschnittsfläche der Abschlußkappe 314 zu dem Führungsteil 304 des Ventils ist derart, daß bei Vorhandensein von unter

509822/0685

BAD ORIGINAL

Leitungsdruck stehender Luft (ungefähr 6,328 kp/cra ) in der Kammer 318 das Steuerventil 295 schnell mit einer Kraft von ungefähr 1,36 kp in der Buchse nach unten in die in Fig. 18 dargestellte geöffnete Stellung geschoben wird. Unter Druck stehende Luft wird der Kammer 318 über eine schräg verlaufende Bohrung 319 zugeführt, die ausreichend eng ist, um eine starke Abluftströmung durch den Sehaltventilteil 251 zu verhindern, wenn sich das Werkzeug nicht in Betrieb befindet, jedoch dem im Schlauch 2hh herrschenden Leitungsluftdruck ausgesetzt ist. Der Durchmesser der Bohrung 319 ist jedoch nicht so gering_} daß die Ansprechzeit des Steuerventils 295 verringert wird. Eine Abschlußkappe 323 ist in das Gehäuse eingeschraubt und bildet einen Anschlag, der die Abwärtsbewegung des Steuerventils.295 begrenzt, wie in Fig. 18 dargestellt ist, und außerdem einen Zugang zu dem Ventil für eine Inspektion und/oder einen Austausch bildet.

Die Druckbelüftung und Entlüftung der Kammer 318 zum Öffnen und Schließen des Steuerventils 294 Tfird von dem Schaltventil gesteuert. Zu diesem Zweck ist eine diagonal verlaufende Bohrung 322 in dem Gehäuse vorgesehen, die an einem Ende mit der Kammer 318 und an dem entgegengesetzten Ende mit der Ausnehmung 263 verbunden ist. Wenn sich somit das Schaltventil 253 in der geöffneten Stellung befindet, so entweicht in der Kammer 318 befindliche Druckluft an die Atmosphäre über die diagonale Bohrung 322, die Ausnehmung 263 und die Öffnung 262 in der Sehaltventil-Laufbuchse und von dort durch die Aussenkung und den Teil reduzierten Durchmessers der Bohrung durch die Abschlußkappe 266. Da der Querschnitt der diagonalen Bohrung 322 wesentlieh größer als der der schrägen Bohrung 319 ist-, reicht der

509822/0685

BAD ORIGINAL

Druck in der Kammer 318 nicht aus, das Steuerventil 295 zu öffnen, wenn sich das Schaltventil 253 in der geöffneten Stellung befindet.

Um eine schnelle Entlüftung der Kammer des pneumatischen Motors 238 zu bewirken, wenn sich das Steuerventil 295 in der geschlossenen Stellung befindet und damit ein schnelles Anhalten des Motors zu erreichen, sind zumindest zwei, vorzugsweise jedoch vier paarweise angeordnete Entlüftungsdurchlässe 325 in dem Griffgehäuse vorgesehen. Die inneren Enden 6.qt paarweise angeordneten Durchlässe 325 stimmen entsprechend mit paarweise angeordneten gewölbten Einlassen in der Steuerventilbuchse und rait einer ringförmigen Nut 334 in der Bohrung der Buchse 302 überein. Die Nut 33^ weist eine derartige Breite auf, daß die untere oder innere Endfläche der Stirnwand des "becherartigen Führungsteils 304 sich hinter die untere Kante der Nut 334 bewegt und eine Verbindung zwischen dem Einlaß 2Q8 und den Entlüftungsdurchlässen 395 herstellt, wenn sich das Ventil 295 in der geschlossenen Stellung befindet.

Der Beginn eines Drehmomentzyklus des Werkzeuges wird durch Herabdrücken eines manuell betätigten Druckknopfes 342 bewirkt (Fig. 17 und 19). Der Druckknopf 342 ist an einem Schaft befestigt, der hin- und herbewegbar in einer rohrartigen Führung 344 angebracht ist, die sich in einer transversalen Bohrung 346 im Griffstück des Werkzeuges befindet. Die Achse des Schaftes des Druckknopfes 342 verläuft senkrecht zu den Achsen der Buchsen des Schaltventils und des Steuerventils. Ein Haltestift 347 verläuft durch eine Querbohrung in dem Griffgehäuse und durch einen Schlitz 348 in der Führung 344, um letztere

509822/0685

BAD ORIGINAL

in der Gehäusebohrung festzuhalten.

Das untere oder innere Ende 352 des Schaftes des Druckknopfes 342 überdeckt die Druckstifte 353 zweier Schalter 356, die in einer Ausnehmung der Führung 344 angebracht sind. Mit der Bezugszahl 362 "bezeichnete elektrische Leitungen sind entsprechend mit den Schaltern 356 verbunden, gehen in das Kabel 243 über und sind mit dem zugehörigen Steuersystem des Werkzeugs verbunden. Eine Verschlußkappe 364 kann in das Griffgehäuse eingesehraubt sein, um die Installation und/oder den Ausbau der Schalter 362 zwecks Überprüfung oder Austausch zu erleichtern,

Wenn sich Luft unter Leitungsdruck in dem Luf tzufuhrclurchlaß des Werkzeuges zum Schlauch 244 und in der Kammer 296 befindet, und wenn die Bedienungsperson nicht den Druckknopf 342 herabgedrüekt hat, ist der Solenoid 283 entregt, und das Schaltventil 253 wird mittels der Feder 274 in der geöffneten Stellung gehalten. Dementsprechend' wird die Kammer 318 am oberen Ende des Steuerventils 295 über die diagonale Bohrung 322, die Ausnehmung 263, den Einlaß 262 und über das Innere der rohrartigen Abschlußkappe 266 zur Atmosphäre hin entlüftet. Das Steuerventil 295 ist zu dieser Zeit in der geschlossenen Stellung durch eine Kraft von ungefähr 13,6l kp vorgespannt.

Wenn die Bedienungsperson den Druckknopf 342 herabdrückt, bewirkt das zugehörige Steuersystem, daß ein Strom dem Solenoiden 283 über die Leitungen 287 zugeführt wird. Der Solenoid 283 entspricht natürlich den Solenoiden 14 und 217 nach den Fig. 1 und l6. Dementsprechend bewegt sich die Kolbenstange 282 und

509822/0685

BAD ORIGINAL

hebt das Schaltventil 253 in die in Fig. 18 dargestellte geschlossene Stellung. Die Verbindung der Kammer 318 mit der Atmosphäre wird dadurch unterbrochen, und der Druck in der Kammer 318 steigt schnell an. Dieser Druck wirkt auf den Kolben oder die Abschlußkappe 314 und bewirkt, daß das Steuerventil 295 schnell nach unten in die in Fig. 18 dargestellte offene Stellung verschoben wird. Die in Richtung einer Öffnung des Steuerventils 295 gerichtete Kraft beträgt ungefähr 1,36 kp, und die Zeit, die das Steuerventil benötigt, um sich entweder in die geöffnete oder in die geschlossene Position zu bewegen, liegt in der Größenordnung von einigen wenigen Millisekunden. Diese kurze Ansprechzeit beruht teilweise auf der Leichtbauweise der Komponenten des Steuerventils und dem kurzen Ventilhub , der ungefähr 0,254t mm beträgt.

Wenn das Steuerventil 295 geöffnet ist_f wird unter Druck stehende Luft der Kammer des pneumatischen Motors,238 zugeführt, wodurch der Motor in Umdrehungen versetzt und ein Drehmoment auf eine Schraubenmutter oder ein anderes Befestigungsmittel ausgeübt wird, mit dem sich der Mutternfestziehvorsatz 237 in Eingriff befindet. Das Ventil 295 verbleibt in der in Fig. 18 dargestellten geöffneten Stellung, während die Schraubenmutter angezogen wird oder bis das der Bedienungsperson mitgeteilte Reaktionsdrehmoraent, das ebenfalls von dem Umsetzer 239 erfaßt wird, einen Wert oberhalb ungefähr 1,382 kpni erreicht. Ist dieses Drehmoment erreicht, veranlaßt das Signal vom Umsetzer 239 die zugehörige Steueranordnung, den Strom zum Solenoiden 283 zu unterbrechen, wodurch das Schaltventil 253 in die offene Stellung gelangen kann, so daß das Steuerventil 295 geschlossen wird. <

509822/0685
BAD ORiGiNAL

Bei Betrieb des Steuerventils 295 in Verbindung mit der Steuerschaltungsanordnung nach Fig. 7 bleibt das Steuerventil 295 während eines sehr kurzen Zeitintervalles geschlossen und öffnet und schließt dann sehr schnell aufgrund entsprechenden Unterbrechens und Einschaltens des Stromes durch den Solenoiden 283 mittels des zugehörigen Steuersystems. Ein derartiges schnelles Öffnen und Schließen des Steuerventils 295 bewirkt, daß das Ausgangsdrehmoment des Werkzeuges pulsiert oder nach Art eines Schlagschraubenschlüssels moduliert ist* Die Frequenz des imptusartig auftretenden Ausgangsdrehmoments beträgt ungefähr 600 Zyklen pro Minute, wenn das Werkzeug beginnt zu pulsierer. und steigt allmählich auf über 700 Zyklen pro Minute an, bevor sich das Werkzeug absehaltet. Ein derartiges pulsierendes Ausgangsdrehmoment bewirkt, daß die Bedienungsperson des Werkzeugs ein Reaktionsdrehmoment verspürt, dessen Betrag lediglich einen < Mittelwert der SpttzendreJimoinentiiapulsö darstellt, die dem Befestigungsmittel vom Werkzeug erteilt werden.

Wenn das auf die Verbindungsstelle ausgeübte dynamische Spitzen— drehmoment den gewünschten Betrag erreicht, der gleichzeitig von dem Umsetzer 239 abgefühlt bzw. erfaßt wird, verhindert das zugehörige Steuersystem die Zuführung weiteren Stromes zu dem Solenoiden 283 und das Werkzeug bleibt abgeschaltet. Die Bedienungsperson weiss dann, daß das gewünschte Drehmoment erreicht ist. Sie kann dann den Druckknopf 3^2 loslassen und das Werkzeug von der Verbindungsstelle lösen. Wenn die Bedienungsperson den Druckknopf 342 aus einem beliebigen Grunde während des Erzeugens und Ausübens eines Drehmomentes losläßt und das Werkzeug von der Verbindungsstelle löst, so kann das erst teilweise erreichte Drehmoment wieder aufgebaut werden, indem das Werkzeug

50 9822/06
^V BAD

wieder in Eingriff mit der Verbindungsstelle gebracht und der Druckknopf 3^2 herabgedrückt wird. Das Werkzeug fährt dann an dem Punkt fort, an dem der voraufgegangene Drehmomentzyklus unterbrochen worden ist und vollendet den Zyklus.

OT)WOhI die beschriebenen Steuerschaltungsanordnimgen elektronische Bauelemente aufweisen, ist ersichtlich, daß auch entsprechende aus Fluidik-Elementen aufgebaute Schaltungsanordnungen stattdessen verwendet werden können. Auch kann, obwohl der Beschreibung und Fig. 5 zu entnehmen ist, daß das Ausgangsdrehmoment des Werkzeuges während der Ausschaltzeiten auf Null abfällt, eine Einrichtung in den Entlüftungsdurchlassen 325 zur Verhinderung eines vollständigen Druckabfalls im Werkzeug vox-gesehen werden, wodurch verhindert wird, daß das Ausgangsdrehiaoraent des Werkzeuges während der Ausschaltzeiten auf Null abfällt.

509822/0685

BAD OfUGINAL

Claims (1)

1. - 37 Patentansprüche

   Steuerung für ein Boehleistungswerkzeug mit einem Antriebsmotor, einer von dein Antriebsmotor angetriebenen Einrichtung zur Übertragung eines Ausgangsdrehmomentes und einer Steuereinrichtung zur Steuerung eines von dem Antriebsmotor erzeugten Drehmomentes, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (5^j 56, 57, 58, 59) eine Schaltungsanordnung (54, 64, 62, 63) aufweist, die die dein Antriebsmotor (238) zugefuhrte Leistung während der Ausübung eines Drehmomentes auf die Einrichtung (237) zur Übertragung eines Ausgangsdrehraomentes mit hoher Frequenz impulsartig steuert, und daß die Steuereinrichtung eine weitere Schaltungsanordnung (56, 57, 58) ?ufweist, die ä.en Betrieb des Antriebsmotors automatisch bei Ausübung eines vorgegebenen Drehmomentes auf die Einrichtung zur Übertragung eines Ausgangsdrehmonientes automatisch unterbricht,

   Steuerung für ein Hochleistungswerkzeug nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (ii7, 121, 116), die die Einschaltzeiten der irapulsartigen Leistungszuführung zum Antriebsmotor (238) verringert, wenn das vom Antriebsmotor (238) erzeugte Drehmoment ansteigt.

   Steuerung für ein Hochleistungswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung eine Schaltungsanordnung (62, 63) zur impulsartigen Steuerung des Antriebsmotors (238) aufweist, nachdem ein vorgegebenes Drehmoment, von dem Antriebsmotor (238) abgegeben wird.

   509822/0685

   -BAD ORIGINAL

   k. Steuerung für ein Hochleistungswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung eine Schaltungsanordnung (56, 57) zur automatischen Steuerung des Arbeitszyklus des Werkzeugs aufweist, so daß übereinstimmende dynamische Spitzendrehniomente auf Verbindungsstellen unterschiedlichen Widerstandes ausgeübt werden,, wobei die Steuereinrichtung die Schaltungsanordnung veranlaßt, zunächst einen kontinuierlichen Betrieb des Antriebsmotors (238) sowie eine kontinuierliche Ausübung des Drehmomentes mittels der Einrichtung (237) zur Übertragung eines Ausgaigsdrehmomerttes auf die festzuziehende Verbindungsstelle zu bewirken und bei Erreichen eines vorgegebenen DrehiDoment«- betrages an der Verbindungsstelle einen intermittierenden Betrieb des Antriebsmotors (238) zu veranlassen, so daß ein pulsierendes ürehmornent auf die Verbindungsstelle von der Einrichtung (237) zur Übertragung eines Ausgangsdrehmomentes ausgeübt wird, und bei Erreichen eines vorgegebenen dynamischen Spitzendrehmomentes an der Verbindungsstelle den Antriebsmotor (238) abzuschalten und zu verhindern, daß weiterhin ein Drehmoment von der Einrichtung (237) zur Übertragung eines Ausgangsdrehmomentes auf die Verbindungsstelle ausgeübt wird.

   5. Steuerung für ein Hochleistungswerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor ein pneumatischer Motor (238) ist, daß ein Luftzuführdurchlaß (251) in dem Werkzeugkörper (235) angeordnet ist, wobei ein Ende des Luftzuführdurchlasses (251) mit dem Motor und das entgegengesetzte Ende des Luftzuführdurchlasses (251) mit einer

   5098 2 2/0685

   Druckluftquelle verbunden ist, daß die Steuereinrichtung eine elektrische Schaltungsanordnung aufweist, und daß die Steuereinrichtung eine solenoidbetätigte Steuerventilanordnung (-247) aufweist, die in dem Luft zufuhr durchlaß zwischen dessen Enden angeordnet ist, wobei die Steuerventilanordnung mit der elektrischen Schaltungsanordnung verbunden ist (107) und von ihr gesteuert wird.

   Steuerung für ein Hochleistungswerkzeug nach Anspruch i,

   dadurch gekennzeichnet, daß der Werkiseugkörper (235) ei.nen pneumatischen Motor (238) zur Übertragung eines Drehmomentes auf eine Einrichtung (237) zur Ausübung eines Atisgangsörehmomentes aufweist, daß ein länglicher Handgriff (236) mit einem Ende des Werkzeugkörpers (235) verbunden ist_s daß sich ein Luftzuführdurchlaß (2hk) durch den Handgriff erstreckt, wobei ein Ende des Luftzuführdurchlasses mit dem Motor (238) und das entgegengesetzte Ende mit einer Preßluftquelle verbunden ist, wobei die Steuereinrichtung den Betrieb des Werkzeugs derart steuert, daß das erzeugte Ausgangsdrehmoment während eines jeden Arbeitszyklus sowohl kontinuierlich als auch pulsierend ist, und daß die Steuereinrichtung eine in dem Handgriff (236) befindliehe Steuerventilanordnung (24:7) aufweist, die in dem Luftzuführdurchlaß {2hk) zur Steuerung der Luftströmung zu dem Motor (238) während eines jeden Betriebszyklus angeordnet ist, wobei die Steuerventilanordnung von dem Steuersystem gesteuert wird und ein in einer Bohrung des Handgriffs angebrachtes Steuerventil (295) aufweist, daß zwischen einer ersten Stellung, in der Preßluft über den Luftzuführdurchlaß dem

   509822/068S
   BAD ORIGINAL

   Motor zugeführt wird, und einer zweiten Stellung, in der verhindert wird, daß Preßluft über den Luftzuführdurchlaß dem Motor zugeführt wird, bewegbar ist, so daß das Ausgangsdrehmoment des Werkzeuges kontinuierlich ist, wenn das Steuerventil mittels des Steuersystems in die erste Stellung gebracht wird und dort verbleibt trad das Ausgangsdrehmoment des Werkzeuges pulsiert, wen« das Steuerventil mittels des Steuersystems schnell zwischen der ersten und der zweiten Stellung hin- und herbewegt wird.

   7. Steuerung für ein Hoclileistungswerkzeug nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Abtasteinrichtung (51), die den. Betrag des Ausgangsdrehmomentes erfaßt und mit der Ausgangswelle gekoppelt ist, um ein Drehmomentsignal zu erzeugen, das eine Punktion des Ausgangsdrehmonients ist, durch eine

   ein Bezugssignal erzeugende Einrichtung und durch eine Einrichtung (56) zum Vergleichen des Drehmomentsignals mit dem Bezugssignal, und durch eine Schaltereinrichtung (59), die auf die Vergleiehereinrichtung (56) anspricht und den Motor abschaltet, wenn eine vorgegebene Beziehung zwischen dem Drehmomentsignal und dem Bezugssignal besteht, vobei diese Beziehung dann vorliegt, wenn das erwünschte maximale Ausgangsspitzendrehmoment erreicht ist*

   8. Steuerung für ein Hochleistungswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehmomentsignal und das Bezugssignal aus Signalen unterschiedlicher Amplitude bestehen, und daß die Vergleichereinrichtung (56) die Amplitudenpegel der Drehmoment- und der Bezugssignale miteinander vergleicht.

   509822/0685

   BAD ORIGINAL

   9. Steuerung für ein Hochleistungswerkzeug nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen Spitzensignal-Speicherschaltkreis (82), der zwischen die Abtasteinrichtung (51) zur Erfassung des Betrages des Ausgangsdrehmomentes und die Vergleichereinrichtung (56) geschaltet ist, und durch eine Rückstelleinrichtung (97) ₉ die mit dem Spitzensignal-Speicherschaltkreis (82) verbunden ist und den Spitsensignal-Speicherschaltkreis (82) zu Beginn eines Arbeitsvorganges der Steuerschaltungsanordnung zurückstellt.

   10. Steuerung für ein Hoehleistungswerkzeug nach Anspruch 7» gekennzeichnet durch eine bistabile Schaltungsanordnung (58) mit zwei stabilen Zuständen, die zwischen die Vergleichereinrichtung (56) und die Sehaltereinrichtung (59) geschaltet ist, wobei die Schaltereinrichtung (59) auf die Zustände der bistabilen Schaltungsanordnung (58) anspricht und von der bistabilen Schaltungsanordnung (58) derart be-· tätigt wird, daß die Schaltereinriehtung (59) den Motor abschaltet, wenn die bistabile Schaltungsanordnung (58) einen Schaltzustand einnimmt und den Motor anschaltet, wenn die bistabile Schaltungsanordnung (58) den anderen Schaltzustand einnimmt, und wobei die Vergleichereinrichtung (56) die bistabile Schaltungsanordnung (58) derart betätigt, daß sie den einen Schaltzustand beim gewünschten maximalen Ausgangsdrehmoment einnimmt und außerdem eine mit der bistabilen Schaltungsanordnung (58) verbundene Rückstelleinrichtung (77) aufweist, die die bistabile Schaltungsanordnung (58) in den anderen Zustand zu Beginn eines Arbeitsvorganges der Steuersehaltungsanordnung zurückstellt.

   5G982270685
   BAD ORlGiNAL

   11. Steuerung für ein Hochleistungswerkzeug nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Modulationseinrichtung (62), die mit der Schaltereinrichtung (59) verbunden ist, um den Motor (238) zumindest während eines Teils der Zeit, während der das Werkzeug sich in Betrieb befindet, abwechselnd ein- und abzuschalten»

   12. Steuerung für ein Hochleistungswerkzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Modula tionseinrichtung (62) während der gesaraten Zeit, in der das Werkzeug betrieben wird, zyklisch betätigbar ist.

   13. Steuerung für ein Hochleistxmgswerkzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulationseinrichtung (62) einen mit der Sehaltereinrichtimg (39) verbundenen Oszillator (117) aufweist, um die Schaltereinrichtung (59) zyklisch zu betätigen.

   Ik. Steuerung für ein Hochleistungswerkzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulationseinrichtung (62) lediglich dann zyklisch betätigbar ist, wenn bereits ein minimales Drehmoment erreicht worden ist.

   15» Steuerung für ein Hochleistungswerkzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulationseinrichtung (62) allmählich die Dauer der Einschaltzeiten des Motors verringert, wenn das Ausgangsdrehmoment des Werkzeugs ansteigt.

   509822/0685

   BAD ORIGINAL

   16. Steuerung für ein Hochleistungswerkzeug nach Anspruch ±5, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulationseinrichtung (62)

   eine eine Impulsfolge erzeugende Oszillatoreinrichtung aufweist, wobei jeder Impuls in Richtung des ansteigenden Drehmomentes ansteigt und "wobei das Werkzeug lediglich während des Auftretens dieser Impulse eingeschaltet ist.

   17. Steuerung für ein Hochleistungswerkzeug nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulationseinrichtung (62) einen Speicherkosidensator (183) aufweist, dem der augenblickliche Wert des DrehmomentSignaIs zugeführt wird, wobei die Amplitude des Drehmomentsignals ansteigt, während das Ausgangsdrehmoment ansteigt und demzufolge der Kondensator mit steigender Geschwindigkeit aufgrund des größer werdenden Drehinonientsignals aufgeladen wird, und wobei die steigende Ladegeschwindigkeit eine allmähliche Abnahme der Dauer der EinschaltZeiten verursacht«

   18. Steuerung für ein Hochleistungswerkzeug nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch einen Pegeldetektor mit zwei Eingangsanschlüssen (51, 52) und einem Ausgangsanschluß, wobei ein Bezugssignal (52) einem Eingang und ein Rückkopplungssignal vom Ausgangsanschluß dem anderen Eingang zugeführt wird, und wobei der Pegeldetektor zwei stabile Zustände einnimmt und in einen Zustand geschaltet wird, wenn die Ladung des Kondensators im wesentlichen gleich dem Bezugssigna.1 plus dem Rückkopplungssignal ist und in den anderen Zustand geschaltet wird, wenn die Ladung des Kondensators gleich dem Bezugssignal minus dem Rückkopplungssignal ist.

   509822/0685

   BAD-ORIGINAL

   19. Steuerung für ein Hochleistungswerkzeug nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltereinrichtung einen manuell betätigbaren Schalter, einen elektrischen Solenoiden und einen Pestkörperschalter aufweist, der von der Vergleichereinrichtung ein- und ausgeschaltet wird, sowie eine Rückstelleinrichtung mit einem Rückstel!transistor aufweist, der von dem durch den Festkb'rperschalter fließenden Strom in die Leitung getrieben wird und einen Impuls erzeugt, wenn er durch den eingeschalteten Festkb'rpersclialter zur Leitung getriggert wird, wobei dieser Rückstellimpuls zur Rückstellung der Steuerschaltungsanordnung dient.

   20. Steuerung für ein Hochleistungswerkzeug nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß das Drehmomentsignal eine Spannung mit variabler Amplitude ist, und daß eine Kapazität mit dem Ausgang der Abtasteinrichtung zur Erfassung des Ausgangsdrehmomentes verbunden ist, um Spannungsspitzen während des Einschaltvorgangs des Motors zu verringern.

   21. Steuerung für ein Hochleistungswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung eine Abtasteinrichtung zur Erfassung des Betrages des Ausgangsdrehmomentes und Erzeugung eines Drehmomentsignals mit veränderlicher Amplitude aufweist, das das Ausgangsdrehmoment des Werkzeugs bezeichnet, sowie eine Einrichtung, die ein Bezugspegelsignal erzeugt, das den Betrag eines vorgegebenen maximalen Ausgangsdrehmoments bezeichnet, wobei , das Bezugspegelsignal und das dem Ausgangsdrehraoment ent- ₍ ^; sprechende Signal addiert und einem Eingang eines Pegel-

   509822/0685

   detektors zugeführt werden, wobei dieser Eingang ferner mit einer Einrichtung verbunden ist, die die Spannung an dem Eingang unterhalt) eines vorbestimmten Wertes hält, der Pegeldetektor ferner einen zweiten Eingang aufweist, der ein modulierendes Signal erhält, und der Ausgang des Pegeldetektors mit einem Schalter verbunden ist, um den Motor entsprechend dem modulierenden Signal ein- und abzuschalten, wobei dieses modulierende Signal von einem zweiten Pegeldetektor erzeugt wird, der zwei Eingänge und einen Ausgang aufweist, der mit dem zweiten Eingang des ersten Pegeldetektors und über eine Rüekkopplungsschleife mit einem Eingang des zweiten Pegeldetektors verbunden ist, der außerdem mit einer Bezugsspannung verbunden ist, und der andere Eingang des zweiten Pegeldetektors mit einer Filtereinrichtung verbunden ist, wobei das Drehmomentsignal dem Eingang der PiI-tereinriclitung zigeführt wird, die ein mittleres Drehmomentsignal erzeugt, und wobei der Pegeldeteüor in einen Zustand geschaltet wird, wenn das mittlere Drehmomentsignal im wesentlichen gleich der Bezugsspannung plus dem Rückkopplungssignal ist und in den anderen Zustand geschaltet wird, wenn das mittlere Drehmomentsignal gleich der Bezugsspannung minus dem Rückkopplungssignal ist.

   22. Steuerung für ein Hochleistungswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (238) mittels Preßluft betrieben wird, und daß das Werkzeug eine Luftventileinrichtung aufweist, die zwischen einer Preßluftversorgung und dem Motor liegt, wobei die Ventileinrichtung Tellerventile aufweist, und daß die Schaltereinriclitung eine Solenoideinrichtung zur Steuerung des Betriebes der Ventileinrichtung aufweist.

   509822/0685

   BAD ORIGINAL

   23. Steuerung für ein Hochleistungswerkzeug nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung ein Schaltventil und ein Steuerventil aufweist.

   24. Steuerung für ein Hochleistungswerkzeug nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung schnell anspricht, und daß eine Modulationseinrichtung mit der Solenoideinrichtung verbunden ist, um die Ventileinrichtung mit hoher Geschwindigkeit zu öffnen und zu schließen.

   509822/0685