DE2501189B2

DE2501189B2 - Drehschrauber, insbesondere fuer schneidschrauben

Info

Publication number: DE2501189B2
Application number: DE19752501189
Authority: DE
Inventors: Carl-Edvard Nacka Boman (Schweden)
Original assignee: Atlas Copco AB
Current assignee: Atlas Copco AB
Priority date: 1974-01-15
Filing date: 1975-01-14
Publication date: 1978-02-23
Also published as: GB1496214A; US3934629A; SE7400513L; DE2501189C3; SE377900B; DE2501189A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Drehschrauber, insbesondere für Schneidschrauben, dessen Motor über eine Rutschkupplung mit dem Schraubwerkzeug verbunden ist.

Es kommt bei einigen Anwendungsfällen für motorische Drehschrauber vor, daß das zum Eindrehen der Schraube erforderliche Drehmoment vorübergehend größer sein muß, als das vorbestimmte Drehmoment, mit dem die Schraube am Ende fest angezogen wird. Dies gilt insbesondere für Schneidschrauben, bei denen der größte Drehwiderstand auftritt, während die Schraube das Gegengewinde schneidet, aber danach zum Festziehen der Schraube kein so großes Drehmoment mehr erforderlich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drehschrauber zu schaffen, welcher trotz eingestellten End-Drehmoments die Aufbringung eines demgegenüber höheren Drehmoments gestattet.

Vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Rutschkupplung mittels einer Verriegelungseinrichtung sperrbar ist und ferner eine Entriegelungseinrichtung vorgesehen ist, die in Abhängigkeit vom Abstand des Schraubwerkzeuges zur Werkstückoberfläche die Verriegelungseinrichtung zu lösen vermag.

Vorzugsweise ist außer der ersten Rutschkupplung eine weitere Rutschkupplung mit höherem Grenzdrehmoment als Sicherheitskupplung vorgesehen, die auch während der Verriegelung der ersteren wirksam bleibt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. la einen Längsschnitt durch das hintere bzw. vordere Ende eines aus zeichnerischen Gründen geteilt dargestellten Drehschraubers gemäß der Erfindung,

F i g. 2 und 3 F i g. Ib entsprechende Ansichten, wobei sich jedoch die Einzelteile in anderen Stellungen befinden,

Fig.4 in einer Fig. Ib entsprechenden Ansicht das vorderste Ende des Drehschraubers bei nochmals einer anderen Stellung der Einzelteile,

F i g. 5 eine Teilansicht von Einzelteilen aus Fig. Ib.

Der in der Zeichnung dargestellte Drehschrauber hat ein Gehäuse 11 mit einem Schraubanschluß 12 für einen nicht gezeigten Druckluftschlauch. Ein innerer Einlaßkanal 13 führt vom Schlauchanschluß zu einem Gleitflügelmotor 14. Der mit 15 bezeichnete Rotor dieses Motors hat axiale Schlitze für Gleitflügel 16. Die Auslaßkanäle des Motors sind mit einem Schalldämpfer 17 verbunden. Die Druckluftzufuhr über den Einlaßkanal 13 wird durch einen Ventilkörper 18 gesteuert, der mit einer Ventilstange 19 verbunden ist. Diese Stange erstreckt sich durch eine axiale Bohrung im Rotor 15 und ist bei 21 verbunden. Das vordere Ende der Stange ist mit 22 bezeichnet. Die Abtriebswelle 23 des Rotors bildet das Sonnenrad eines Planetenradgetriebes, dessen Planetenradträger 24 über eine Irmenvielkeilverzahnung 25 einer Hohlwelle 26 mit dieser verbunden ist.

Die Hohlwelle 26 ist durch einen Stift 28 fest mit einer inneren Flanschbuchse 27 verbunden. Der Stift sitzt im Preßsitz in diesen beiden Teilen. Der hintere Teil der äußeren Hohlwelle 26 trägt ein Gewinde und darüber

eine Mutter 29. Ab einer Schulter 30 ist der vordere Teil der Hohlwelle 26 zylindrisch. Eine Zwischenbüchse 31 ■"itzt in axialer und Umfangsrichtung beweglich auf diesem zylindrischen Teil. Von der Schulter 30 aus erstreckt sich eine Außenvielkeilverzahnung 32 nach hinten bis zum Stift 28. Ein Ring 33 mit Ir.r.envielkeilverzahnung, die zu der Außenvielkeilverzahnung 32 der Büchse 26 paßt, ist längs dieser axial beweglich.

Ein Endring 34 bildet zusammen mit Kugeln 35 und einem Flansch 36 an der Flanschbuchse 27 ein Axiallager. Dh Zwischenbüchse 31 und der Endring 34 sind mit axial gegeneinander weisenden, zueinander passenden Vorsprüngen und Einbuchtungen 37_t 38 ausgebildet (Fig.5) und stellen zusammen mit dazwischen aufgenommenen Rollen 39 eine das Drehmoment begrenzende Rutschkupplung dar. Die Zwischenbüchse 31 hat außerdem auf der anderen Seite Ausnehmungen 40, die mit entsprechenden Ausnehmungen im Ring 33 zusammenwirken und zusammen mit Rollen 42 eine zweite drehmomentbegrenzende Rutschkupplung bilden. Eine Feder 43, die sich an der Mutter 29 abstützt, drückt den Ring 33 nach vorn. Die Axialkraft wird über die Rollen 42, die Zwischenbüchse 31 und die Rollen 39 auf den Endring 34 des Axiallagers übertragen. Zwei büchsenförmige Mantelbleche 44, 45 halten die Rollen 39,42 in ihrer radialen Stellung.

Bei Überlastung haben die Rollen 39 die Tendenz, aus den Einbuchtungen 37 herauszutreten und die Zwischenbüchse 31 axial nach hinten zu drücken, wie in F i g. 5 gezeigt. Dadurch rutscht die Kupplung 31,39,34 durch, wenn sie durch ein Drehmoment belastet wird, welches ein durch die Vorspannung der Feder 43 bestimmtes Maximalmoment überschreitet. Die Vorspannung der Feder 43 läßt sich durch Drehung der Mutter 29 einstellen, die durch öffnungen im Gehäuse 11 zugänglich ist. Die durch die Zwischenbüchse 31, die Rollen 42 und den Ring 33 gebildete Rutschkupplung ist so ausgelegt, daß sie erst bei einem verhältnismäßig hohen Drehmoment durchrutscht, z. B. einem Drehmoment, welches doppelt so groß ist wie das, bei welchem die Rutschkupplung 31, 39, 34 nachzugeben beginnt. Mittels der Mutter 29 wird gleichzeitig das Grenzmoment beider Rutschkupplungen eingestellt, wobei das Verhältnis ihrer beiden Grenzmomente während der Einstellung beibehalten wird. Der Endring 34, welcher Teil des Axiallagers ist, hat drei nach vorn gerichtete Klauen 46, während die Zwischenbüchse 31 sechs Klauen 47 aufweist (F i g.! b und F i g. 5).

Auf das vordere Ende des Gehäuses 11 ist eine Anschlaghülse 50 geschraubt und mittels einer Verriegelungsmutter 51 festgespannt. Wenn eine Schraube eingeschraubt wird, wirkt die Anschlaghülse 40 mit Bezug auf das Gehäuse als Anschlag, indem sie sich gegen die Werkstückoberfläche, in welche die Schraube eingedreht wird, anlegt. In der Endphase des Festziehens der Schraube stützt sich das Gehäuse 11 über die Anschlaghülse 50 ab.

In der Anschlaghülse 50 ist eine Führungsbüchse 52 verschieblich angeordnet, die durch eine schwache Feder 53 nach vorn gegen eine Schulter an der Anschlaghülse 50 gedrückt wird.

Die Antriebswelle des Schraubers ist mit 55 bezeichnet. Sie ist im Gehäuse 11 drehbar gelagert. Eine Werkzeugspitze 54, z. B. für Kreuzschrauben, mit einem hexagonalen Hals sitzt undrehbar in der Antriebswelle b5 und ist mittels einer Kugel 56 axie' darin festgelegt. In die Antriebswelle 55 ragt ein zentraler Körper 57, der an einer Schulter 58 anliegt. Nach hinten reicht der zentrale Körper 57 bis in die Büchse 27. Durch eine darin aufgenommene Feder 59, die über eine Kugel 60 auf den zentralen Körper 57 wirkt, wird der letztere nach vorn gedrückt. Somit drückt die Feder 59 die Antriebswelle 55 in Richtung einer vorderen Entstellung (dargestellt in Fig. Ib), und zwar über die Kugel 60 und den zentralen Körper 57. In dieser Stellung liegt die Antriebswelle 55 an einer Büchse 61 an, die durch Preßsitz und ein flüssiges Befestigungsmittel fest im Gehäuse 11 montiert ist. Der zentrale Körper 57 hat eine Ringnut, in die ein Sprengring 62 eingesetzt ist, der eine Anschlagschulter für eine Anschlagbüchse 63 bildet, welche durch eine Druckfeder 65 gegen den Sprengring 62 gedrückt wird und damit auch auf die Antriebswelle 55 wirkt. Diese hat drei nach hinten gerichtete Klauen 64, welche sowohl mit den Klauen 46 des Endrings 34 als auch den Klauen 47 der Zwischenbüchse 31 zusammenwirken.

Der Drehschrauber arbeitet wie folgt:

In Fig. la und Ib ist die Ruhestellung gezeigt, während in F i g. 2,3 und 4 der Drehschrauber in Eingriff mit einer Schraube 70 gehalten wird. Dies ist im Beispielsfall eine Schneidschraube, mit der ein dünnes Blech 71 mit einem dickeren Blech 72 verbunden wird. Die Schraube schneidet sich selbst ein Gewinde in das dickere Blech 72. Wenn der Drehschrauber gegen die Schraube 70 gedruckt wird, springt die Führungsbüchse 52 zurück, während sie gleichzeitig die Werkzeugspitze 54 auf den Schraubenkopf zu führt. Unter Aufrechterhaltung eines mäßigen Vorschubdrucks drückt die Werkzeugspitze die Antriebswelle 55 und den zentralen Körper 57 rückwärts, so daß die Klauen 64 der Antriebswelle, wie in F i g. 2 gezeigt, mit den Klauen 46 des Endringes 34 in Eingriff kommen. In dieser Stellung wird das Drehmoment über die beiden in Serie liegenden Rutschkupplungen 33, 42, 31 und 31, 39, 34 übertragen. Die Bedienungsperson fühlt eine deutliche Anschlagstellung, wenn die Anschlagbüchse 63, welche unter der Spannung der verhältnismäßig starken Feder 65 steht, an der vorderen Stirnfläche der Flanschbuc> e 27 zur Anlage kommt. Daraufhin hat die Kugel c0 die Ventilstange 19 nach hinten verschoben, so daß der Ventilkörper 18 von seinem Sitz abhebt und der Motor Druckluft erhält.

Nunmehr wird die Schraube 70 niedergedreht, bis sie anstößt, und infolgedessen steigt das Drehmoment bis auf den Grenzwert an, bei welchem die leichtere Kupplung 31, 39, 34 durchrutscht. Daraufhin hebt die Bedienungsperson den Drehschrauber an, und die Antriebswelle 55, der zentrale Körper 57 und die Anschlußbüchse 63 kehren wieder in die in Fi g. la und Ib gezeigte Ruhestellung zurück.

Insbesondere bei Schneidschrauben wird zwischenzeitlich ein höheres Drehmoment gebraucht, wenn sich nämlich die Schraube das Gegengewinde schneidet. Das hierfür erforderliche Drehmoment ist größer als das, mit welchem die Schraube in der Endphase festgezogen werden soll. Wenn nun eine Schraube beim Niederschrauben und Gewindeschneiden die Tendenz hat, steckenzubleiben, kann die Bedienungsperson die Vorschubkraft so vergrößern, daß die vorgespannte Feder 65 weiter zusammengedrückt wird und die Antriebswelle bis in eine in F i g. 3 dargestellte hintere Lage zurückgeschoben wird. Um die Feder 65 so weit zusammenzudrücken, kann z. B. eine axiale Kraft erforderlich sein, welche dreimal so groß ist wie die Kraft der Feder 59. Dann kommen die Klauen 64 der Antriebswelle 55 in Eingriff mit den Klauen 47 der

25 Ol 189

Zwischenbüchse 31 und verriegeln die leichte Rutschkupplung 31,39,34 gegen Durchrutschen. Es kann jetzt nur noch die starke Rutschkupplung 33, 42, 31 bei Überlastung nachgeben. Um zu vermeiden, daß die Schraube zu fest angezogen wird, z. B. stärker, als mit einem vorbestimmten Drehmoment, wird die Anschlaghülse 50 vor Gebrauch des Schraubers in eine solche vorgeschobene Lage eingestellt, daß sie am Blech 71 zur Anlage kommt, bevor die Schraube vollständig eingeschraubt worden ist (vgl. F i g. 4). Nunmehr kann sich die Antriebswelle 55 unabhängig von der durch die Bedienungsperson ausgeübten Vorschubkraft vorschieben, so daß die Klauen 64 der Antriebswelle wieder außer Eingriff mit den Klauen 47 der Zwischenbüchse 31 kommen, bevor die Schraube am Ende anstößt. Dadurch hat auch die schwache Rutschkupplung 31,39,34 wieder die Möglichkeit, bei Erreichen des vorgeschriebenen Drehmoments nachzugeben, und die Schraube wird automatisch davor bewahrt, zu fest angezogen zu

ίο werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche: 25 Ol

1. Drehschrauber, insbesondere für Schneidschrauben, dessen Motor über eine Rutschkupplung mit dem Schraubwerkzeug verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Rutschkupplung (31,39,34) mittels einer Verriegelungseinrichtung (27, 64) sperrbar ist und ferner eine Entriegelungseinrichtung (50,65) vorgesehen ist, die in Abhängigkeit vom Abstand des Schraubwerk- ίο zeugs (54) zur Werkstückoberfläche die Verriegelungseinrichtung zu lösen vermag.

2. Drehschrauber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der verriegelten Stellung eine weitere Rutschkupplung (31, 42, 33) mit höherem Grenzdrehmoment als die erste Rutschkupplung im Drehmomentfluß liegt

3. Drehschrauber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Rutschkupplung (31, 42, 33) in Serie vor der ersten Rutschkupplung (31, 34, 39) angeordnet und diese durch die Verriegelungseinrichtung (47,64) überbrückbar ist.

4. Drehschrauber nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungseinrichtung (47, 64) aus einer durch relatives Vorschieben des Gehäuses (11) gegenüber dem Werkzeug (54) gegen die Kraft einer ersten Feder (65) aus der gelösten in die geschlossene Stellung schaltbaren Klauenkupplung (47,64) besteht.

5. Drehschrauber nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß die Entriegelungseinrichtung aus einem mit dem Gehäuse (11) verbundenen, beim Vorschub vor Erreichen der Endstellung der Schraube (70) an der Werkslückoberfläche (71) zur Anlage kommenden Anschlag (50) und der ersten Feder (65) besteht, welche nach der Anlage des Anschlags (50) die Klauenkupplung (47,64) wieder löst.

6. Drehschrauber nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (50) eine das Werkzeug (54) umgebende, am Gehäuse (11) axial einstellbare Anschlaghülse (50) ist.

7. Drehschrauber nach einem der Ansprüche 1 bis

6, dadurch gekennzeichnet, daß die Klauenkupplung (47, 64) gleichzeitig auch als Trennkupplung ausgebildet ist, welche beim Vorschieben des Gehäuses (11) relativ zum Werkzeug (54) gegen die Kraft einer zweiten Feder (53) einkuppelbar ist, wobei diese schwächer ist als die erste Feder (65).

8. Drehschrauber nach einem der Ansprüche 1 bis

7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Rutschkupplung (31, 34, 39) aus zwei gegenüberliegenden, federbelasteten, mit Nockenflächen versehenen Büchsen oder Ringen (31,34) besteht.

9. Drehschrauber nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Federbelastung (43) einstellbar ist.

10. Drehschrauber nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß auch die weitere Rutschkupplung (31, 33, 42) aus zwei gegenüberliegenden, federbelasteten Büchsen oder Ringen (31, 33) mit Nockenflächen besteht.

11. Drehschrauber nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß beide Rutschkupplungen durch dieselbe Feder (43) belastet sind. μ

12. Drehschrauber nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch einen Druckluftmotor (14) mit einem Ventil (18) im Einlaßkanal (13), welches in Abhängigkeit von der axialen Relativstellung von Gehäuse (11) und Werkzeug (54) geschlossen und geöffnet ist.