DE2547310A1

DE2547310A1 - Einrichtung zur ausuebung eines drehmoments

Info

Publication number: DE2547310A1
Application number: DE19752547310
Authority: DE
Inventors: Reginald W Pauley
Original assignee: Ingersoll Rand Co
Current assignee: Ingersoll Rand Co
Priority date: 1974-11-12
Filing date: 1975-10-22
Publication date: 1976-05-13
Also published as: FR2291347A1; JPS5171439A; SE424413B; IT1048665B; CA1039985A; GB1521989A; SE7512176L; BR7507430A; FR2291347B1

Description

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HELMUTSCHROETER KLAUS LEHMANN 2547310

DIPL.-PHYS. DIPL.-INC.

Ingersoll-Rand Company ir-48

. 17.Oktober 1975 Se/P

Einrichtung zur Ausübung eines Drehmoments

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Ausübung eines Drehmoments gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Wenn sich ein herkömmlicher Luft-Turbinenmotor festfährt, erzeugt er ein von Fall zu Fall unterschiedliches Drehmoment aufgrund unvorhersehbarer Reibungseffekte und der zufälligen Lage der Schaufeln. Eine ähnliche Wirkung wird bei bestimmten Arten elektrischer Motoren beobachtet. Wenn solche Motoren als Antrieb zum Drehen und zur Ausübung eines Drehmomentes auf ein Befestigungselement benützt werden, ist das am Befestigungselement angreifende Drehmoment unvorhersehbar und von Fall zu Fall verschieden. Eine Technik zur Lösung dieses Problems wurde kürzlich entwickelt. Diese Technik gestattet dem Motorgehäuse, im Falle des Festfahrens sich langsam zurückzudrehen, wobei es durch eine geschmeidig leufeide Flüssigkeitsreibungskupplung gebremst wird. Auf diese Weise übt der Motor wiederholt seine größte Abtriebskraft aus und schaltet so die Wirkung der Reibung und der beim Festfahren zufällig erhaltenen Lage aus.

Die wichtigsten Einwände gegen eine Lösung, bei der sich der Motor drehen kann, sind die zusätzlichen Kosten für die Lagerung dieses Motors und die Anbringung von Luft- oder anderen Kraftverbindungen, daran · Eine ungefähr gleichartige Wirkung kann durch den Einbau einer Rutschkupplung zwischen dem Motor und der Abtriebswelle vor oder nach der normalerweise benötigten Getriebeuntersetzung erreicht werden. Wenn die Kupplung nach der

D-707 SCHWÄBISCH GMÜND GEMEINSAME KONTEN: D-8 MÜNCHEN Telefon; (07171) 56 90 DeutsAe Bank Mündien 70/37369 (BLZ 700 700 10) Telefon: (0 89) 77 89 H. SCHROETER Telegramme: Sdiroepat Schwäbisch Gmünd 02/00 535 (BLZ 613 700 86) K.LEHMANN Telegramme: Scnroeptt

Bootsgasse 49 Telex: 7248 868 pagd d Postscheckkonto München 167941-804 . _r LipowskystraSe 10 Telex: 5 212 248 p«we d

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Getriebeuntersetzung eingefügt wird, muß sie groß genug sein, um das volle Abtriebsdrehmoment zu übertragen. In jedem Fall erzeugt die zusätzliche sich drehende Masse der Kupplung eine Trägheitskraft, die vom Befestigungselement nach dem Festfahren aufgenommen werden muß. Bei bestimmten Arten harter Verbindungen führt dies zum Überdrehen oder sogar zum Versagen des Befestigungselementes. '

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Einrichtung zur Ausübung eines Drehmomentes zu schaffen, die einen reproduzierbaren Größtwert des Abtriebdrehmomentes wiederholt z.B. auf ein Befestigungselement überträgt, ohne daß der Motor selbst drehbar aufgenommen oder die träge Masse des Getriebezuges vergrößert werden muß.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen.

Eine besonders vorteilhafte AusfUhrungsform besteht darin, daß bei einer herkömmlichen Übertragung über ein Sonnenrad und einem Satz Planetenrädern das Hohlrad des Planetenrädersatzes in für Getriebeuntersetzungen neuartiger Weise ausgebildet wird. Er wird von Lagern gehalten, die seine Drehung erlauben, wobei die Drehung jedoch durch eine Flüssigkeitsreibungskupplung stark gebremst wird. Auf diese Weise arbeitet der Motor bei niederen Drehmomenten wie ein normaler Getriebemotor, wobei das Hohlrad durch die Flüssigkeitsreibungskupplung im wesentlichen zurückgehalten wird. Beim Festfahren des Motors, bei dem sich ein hohes Drehmoment einstellt, erlaubt die Flüssigkeitsreibungskupplung eine ausreichende Drehung des Hohlrades, um einen völligen Stillstand-des Motors zu verhindern. Der sich langsam drehende Motor übt mehrmals nacheinander sein größtes Abtriebsdrehmoment aus und die Probleme der wechselnden Reibung und Schaüfelpositionierung beim völligen Stillstand werden dadurch

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vermieden. Bei dieser Betriebsweise schwankt das Abtriebsdrehmoment, jedoch ist der Spitzenwert des Drehmomentes reproduzierbar rind genau, was beim Anziehen von Befestigungselementen (Schrauben oder. Muttern) und verwandten Anwendungen erwünscht ist.

Die Erfindung hat auch ein kraftbetriebenes Drehwerkzeug zum Gegenstand, das ein vorhersehbares und reproduzierbares Drehmoment abgibt, wirtschaftlich herzustellen ist und die Notwendigkeit der drehbaren Aufnahme des Motors selbst vermeidet, außerdem billig ist, ein pulsierendes, reproduzierbares und genaues Abtriebsdrehmoment erzeugt sowie dem anzuziehenden Befestigungselement geringe Massenträgheitskräfte während des Festfahrens bietet.

Eine besonders vorteilhafte Ausführung besteht in der funktioneilen Verbindung einer Flüssigkeitsreibungskupplung mit dem Untersetzungsgetriebe, ohne daß sie sich jedoch mit diesem direkt dreht, so daß bei hohem Abtriebsdrehmoment ein gesteuerter Schlupf zwischen der Kraftquelle und der Abtriebswelle hergestellt wird.

In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt

Fig· 1 die Anordnung der funktionswichtigen Teile eines kraftbetriebenen Drehwerkzeuges,

Fig. 2 eine der Fig.l ähnliöhe Darstellung eines zweiten Aus-

führungsbeispieles eines kraftbetriebenen Drehwerkzeuges.

Gemäß Fig. 1 treibt ein normaler luftbetriebener Motor 1 über ein

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Sonnenrad 2 und einen Satz von Planetenrädern 3 einschließlich eines Hohlrades 5 eine Abtriebswelle 4, an die irgendwelche geeignete Mittel, z.B. ein herkömmlicher nicht gezeigter Schlüsseleinsatz, angeschlossen sind, um ein ebenfalls nicht gezeigtes Befestigungselement zu erfassen. Das Hohlrad 5 wird von Lagern 6 getragen und wird an seiner freien Drehung durch eine Flüssigkeitsreibungskupplung 7 gehindert, die eine Schubscheibe 8, einen feststehenden Körper 20 und Dichtungen 9 aufweist. Mit Ausnahme der drehbaren Anordnung des Hohlrades und seiner Bremsung durch eine Flüssigkeitsreibungskupplung ist dies eine normale Anordnung für ein herkömmliches kraftbetriebenes Drehwerkzeug. Für den Fachmann ist ersichtlich, daß sich durch die drehbare Lagerung des Hohlrades und seine Abbremsung durch eine Flüssigkeitsreibungskupplung eine neue und nützliche Wirkung ergibt. Anstelle des Festfahrens des luftbetriebenen Motors nach Beendigung der Drehung des Befestigungselementes wird sich das Hohlrad langsam drehen und dabei dem Motor die wiederholte Ausübung seines Größtwertes des Abtriebsdrehmomentes erlauben. Es wird dem Fachmann auch ohne weiteres ersichtlich sein, daß nur ein Kleinstwert sich drehender Masse dem Befestigungselement vorliegt. Tatsächlich kann man annehmen, daß die am Befestigungselement angreifende Trägheitskraft beim Anziehen mit dem System gemäß der Erfindung geringer als mit herkömmlichen Systemen ist, weil die Zurückhaltung des Hohlrades durch die zähe Flüssigkeit immerhin nachgiebiger ist als die herkömmlich feste Zurückhaltung des Hohlrades.

Das in Fig. 2 gezeigte Ausführunsbeispiel ist dem ersten gleich mit Ausnahme der Art der Zurückhaltung des Hohlrades· Beim zweiten Ausführungsbeispiel ist das Hohlrad durch ein Ritzel zurückgehalten, das seinerseits durch eine Flussigkeitsreibungs-

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kupplung 11 gebremst wird. Natürlich kann das Ritzel mit dem Hohlrad wie gezeigt von innen oder aber auch mit gleichem Effekt von außen in Eingriff stehen. Beim zweiten gezeigten Ausführungsbeispiel muß die Stirnseite des Hohlrades breit genug sein,um das Ritzel 10 und den Satz von Planetenrädern j5 aneinander vorbeilaufen zu lassen. Wenn das Ritzel 10 außerhalb des Hohlrades angeordnet τ wäre, wäre die Außenseite des Hohlrades mit zum Eingriff geeigneten Zähnen versehen. Natürlich kann die Verbindung zwischen dem Hohlrad und der Flüssigkeitsreibungskupplung auch auf andere Weise hergestellt werden, z.B. mittels einer Reibrolle oder eines Riementriebes.

Außerdem kann selbstverständlich die Punktion der Flüssigkeitsreibungskupplung durch irgendeine Rutschkupplung oder-verbindung oder eine andere die Verdrehung regelnde Anordnung übernommen werden, z.B. durch eine Magnetkupplung, eine Feder, eine Feder mit Getriebeverbindung oder eine Luftfeder.

Ebenso können statt des beschriebenen Getriebes auch andere Getriebeanordnungen Verwendung finden.

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Claims

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INGERSOLL-RAND COMPANY I7. Oktober 1975

Se/P

PATENTANSPRÜCHE

Einrichtung zur Ausübung eines Drehmoments mit einem Motor zur Erzeugung eines Drehmoments und einem Getriebe zur Übertragung des Drehmoments auf eine Abtriebswelle sowie mit einem beim Anhalten der Abtriebswelle Motorleistung aufnehmenden Element zur Ermöglichung des Weiterlaufes der Motorwelle, dadurch gekennzeichnet, daß das beim Anhalten der Abtriebswelle (4) Motorleistung aufnehmende Element (7; H) außerhalb des direkten Bewegungs-Übertragungszüges (2, J, 4) am Getriebe angeordnet ist, so daß es nicht zum Trägheitsmoment des direkten Bewegungsübertragung szuges beiträgt·

2, Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das beim Anhalten der Abtriebswelle (4) Motorleistung aufnehmende Element (J; 11) ein solcher Teil des Getriebes ist, der bei der Übertragung des Drehmoments vom Motor (1)auf die Abtriebswelle (4) eine Gegenkraft auf ein Getriebeteil (3) ausübt.

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe ein an sich bekannter Wandler zur Wandlung von Drehmoment und Geschwindigkeit ist.

4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (1) ein pulsierender gasbetriebener Motor 1st·

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5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennze lehne t , daß das Getriebe ein Planetenrad (3), ein Sonnenrad (2) und ein Hohlrad (5) enthält·

6. Einrichtung nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlrad (5) drehbar gelagert und nachgiebig zurückgehalten ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlrad (5) durch eine Flüssigkeitskupplung (7; 11) nachgiebig zurückgehalten ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeich« net, daß das Hohlrad (5) Bestandteil der Flüssigkeitskupplung (7) 1st.

9· Einrichtung nach Anspruch J, dadurch gekennze lehnet, daß das Hohlrad (5) mit der Flüssigkeitskupplung (11) in Antriebsverbindung steht.

10· Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das beim Anhalten der Abtriebswelle (4) Motorleistung aufnehmende Element eine Flüssigkeitskupplung (7;H) ist.

11. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlrad (5) durch eine Feder nachgiebig zurückgehalten wird,

12, Krfcftbetriebenes Drehwerkzeug mit einem gasgetriebenen Motor, einem vom Motor-getriebenen Sonnenrad,vom Sonnenrad getriebenen Planetenrädern, einer von den Planetenrädern getriebenen Abtriebswelle und einem mit den Planetenrädern in Eingriff stehenden Hohlrad, welche zusammen ein Planetenuntersetzungs« getriebe bilden, dadurch gekennzeichnet,

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daß das Hohlrad (5) drehbar gelagert ist und im Betrieb gegen die Rückhaltekraft einer Flüssigkeitskupplung (7; 11) drehbar ist, wobei nach Pestfahren der Abtriebswelle der sich im Planetenuntersetzungsgetriebe ergebende Schlupf erlaubt, daß der Motor wiederholt den Größtwert seines Drehmoments ausübt.

Drehwerkzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennze ich net, daß der Plüssigkeitskupplungskorper (20) gegen Drehung gesichert ist und ein geringe Masse aufweisendes Element (8) der Kupplung mit dem Hohlrad rotiert.

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