DE2610989C3

DE2610989C3 - Drehschrauber

Info

Publication number: DE2610989C3
Application number: DE2610989A
Authority: DE
Inventors: Sven Ake Bratt; Carl Ake Moberg
Original assignee: Atlas Copco AB
Current assignee: Atlas Copco AB
Priority date: 1975-03-18
Filing date: 1976-03-16
Publication date: 1978-08-31
Also published as: DE2610989A1; US4064948A; JPS608194B2; IT1057429B; FR2304447B1; FR2304447A1; JPS51119600A; DE2610989B2; GB1547408A; SE398208B; SE7503039L

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehschrauber mit einer Drehmomentbegrenzungskupplung zum Stillsetzen der Ausgangswelle bei einem bestimmten maximalen Drehmoment und mit einer Einrichtung zur Aufrechterhaltung der Trennung der Ausgangswelle vom Antriebsmotor nach dem Lösen der Drehmomentbegrenzungskupplung.

Derartige Drehschrauber sind z. B. aus der US-PS 81 888 und der DT-AS 14 78 841 bekannt. Sie haben eine Drehmomentbegrenzungskupplung, deren Teile mit einer Verriegelungseinrichtung verbunden sind, welche die Drehmomentbegrenzungskupplung nach deren Lösen in der gelösten Stellung hält. Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß die geforderte gleichmäßige Genauigkeit des Anzieh-Drehmornents nicht erreicht wird, da jeweils während des Lösens der Drehmomentbegrenzungskupplung unter Last eine Vielzahl von gleitend geführten Teilen zu bewegen ist, deren je nach Lage, Fertigungsgenauigkeit, Verschleiß, Verschmutzung' usw. unterschiedliche Reibung das Arbeitsergebnis negativ beeinflußt.

3ei einem anderen bekannten Drehschrauber ist außer der Drehmomentbegrenzungskupplung noch eine Trennkupplung vorgesehen, die bereits während des Ausrückens der ersteren durch eine von deren

ίο Kupplungshälften gelöst wird. Nachteilig ist wiederum, daß die Trennkupplung unter voller Drehmomentbelastung ausgerückt wird, wobei beträchtliche Reibungskräfte überwunden werden müssen, die zur Folge haben, daß die Drehmomentbegrenzungskupplung sich erst bei einem erhöhten Drehmoment löst

Nachteilig wirkt sich bei bekannten Drehschraubern mit Drehmomentbegrenzungs- und Trennkupplung auch die Tatsache aus, daß die letztere zwischen dem Motor und der Drehmomentbegrenzungskupplung angeordnet ist Dies bedeutet, daß die träge Masse der Drehmomentbegrenzungskupplung nach deren Wiedereinrücken mit der Abtriebswelle gekuppelt ist Die große Masse an der Abtriebswelle ergibt große Drehmomentunterschiede beim Festziehen sog. harter und weicher Schraubenverbindungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drehschrauber der genannten Art zu schaffen, mit welchem sich unabhängig von der Natur der Schraubverbindung das eingestellte End-Drehmoment mit größerer Genauigkeit als bisher erreichen läßt

Zur Lösung der vorstehenden Aufgabe wird vorgeschlagen, daß im Leistungsfluß hinter der Drehmomentbegrenzungskupplung eine schaltbare Trennkupplung angeordnet ist, die durch drehfest mit den Kupplungs hälften der Drehmomentbegrenzungskupplung verbun dene, zusammenwirkende Schaltnocken lösbar ist, deren in Umfangsrichtung gemessener gegenseitiger Winkelabstand im gekuppelten Zustand der Drehmomentbegrenzungskupplung mindestens ebenso groß ist wie der zum Auskuppeln der Drehmomentbegrenzungskupplung erforderliche Drehwinkel.

Durch die vorgeschlagene Anordnung werden ruckartige Stöße, wie sie sonst infolge der trägen Masse des Motors und der antriebsseitigen Kupplungshälfte der Drehmomentbegrenzungskupplung auftreten, wenn diese wieder greift sowohl von der Bedienungsperson als auch von der Schraubenverbindung ferngehalten. Dadurch, daß die Trennkupplung zwischen· die Drehmomentbegrenzungskupplung und die Abtriebswelle ge- legt worden ist, konnte die träge Masse des nicht von der Abtriebswelle abzukuppelnden Teils der Antriebsverbindung wirksam verringert werden. Durch die Anordnung der Schaltnocken mit dem vorgesehenen Winkelabstand wird erreicht daß die Trennkupplung erst ausgerückt wird, wenn die Drehmomentbegrenzungskupplung vollständig gelöst ist, d. h. kein Drehmoment überträgt so daß die Maße wie auch die träge Masse der Trennkupplung kleingehalten werden können.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert Es zeigt

Fig. ta einen Längsschnitt durch den hinteren Teil eines Motorschraubers gemäß der Erfindung,

hS Fig. Ib einen Längsschnitt durch den vorderen Teil des Motorschraubers nach Fig. la,

F i g. 2 in größerem Maßstab als Detail ein Schaltglied zum Ausrücken der drehmomentunabhängigen Kupp-

F i g. 3 einen Teil-Querschnitt gemäß Schnittlinie 3-3 in Fig. la.

Der in der Zeichnung dargestellte Motorschrauber hat ein Gehäuse 11, in dem eine Ausgangswelle 12 gelagert ist, auf deren als Vierkant 13 ausgebildetes freies Ende ein geeigneter Schraubenschlüssel aufgesteckt werden kann. Als Antrieb des Schraubers dient ein pneumatischer Gleitflügelmotor 14. dessen Druckluftzufuhr durch ein Handsteuerventil 15 reguliert wird. An der Abtriebswelle 18 des Motors ist eine Drehmomenthegrenzungskupplung angeordnet, deren antriebsseitige Kupplungshälfte 16 mit der Abtriebswelle 18 und deren abtriebsseitige Kupplungshälfte 17 mit einer Zwischenwelle 18· verbunden ist Zwischen der Drehmomentbegrenzungskupplung 16, 17 und der Ausgangswelle 12 sind zwei in Serie liegende Planetenradgetriebe 20,21 vorgesehen.

Zum Motor 14 gehört ein dessen Drehgeschwindigkeit begrenzender Fliehkraftregler, der im Beispielsfall aus einem durch Fliehgewichte 62 beeinflußten Ventil 63,64 am Drucklufteiniaß des Motors besteht.

Die Drehmomentbegrenzungskupplung ist bei dem Ausführungsbeispiel eine magnetische Kupplung und besteht aus einer den wesentlichen Teil der antriebsseitigen Kupplungshälfte 16 bildenden, magnetischen Außenbuchse 26 und einer magnetischen Innenbuchse 22, die zur abtriebsseitigen Kupplungshälfte 17 gehört. Durch die Kupplung wird das Drehmoment durch die über einen Ringspalt 25 wirksame magnetische Kraft zwischen den beiden Buchsen 22 und 26 übertragen.

Außer der magnetischen Außenbuchse 26 besteht die antriebsseitige Kupplungshälfte 16 aus einem hinteren, nabenförmigen Teil 29, der fest mit der Abtriebswelle 18 des Motors 14 verbunden ist Weiterhin gehört dazu ein vorderer büchsenförmiger Teil 30 und eine axial verschiebliche Aufnahmebuchse 50, in der die magnetische Außenbuchse 26 montiert ist Der hintere Kupplungsteil 29 und der vordere Kupplungsteil 30 sind fest miteinander verbunden und mittels Lagern 38 und 39 im Gehäuse 11 drehbar gelagert

Der vordere Teil 30 der antriebsseitigen Kupplungshälfte 16 ist mit Langlöchern 52 versehen, durch die die Aufnahmebuchse 50 zugänglich ist, so daß sie axial verschoben werden kann. Zu diesem Zweck hat die Aufnahmebuchse 50 ein radiales Loch und der Kupplungsteil 30 eine zahnstangenartige Verzahnung 55, mit deren Hilfe es möglich ist die Aufnahmebuchse 50 und die eingesetzte magnetische Außenbuchse 26 axial zu verschieben, wozu ein geeignetes Werkzeug 53 so mit einem Ritzel 54 benutzt wird. Die Aufnahmebuchse 50 kann mittels Schrauben 51, die sich durch die Langlöcher 52 erstrecken, in jeder beliebigen axialen Stellung festgelegt werden.

In der in Fig. la gezeigten Stellung umschließt die magnetische Außenbuchse 26 die mit ihr zusammenwirkende magnetische Innenbuchse 22 vollständig. In dieser Einstellung wird das größtmögliche Drehmoment übertragen.

Die abtriebsseitige Kupplungshälfte 17, welche aus der Zwischenwelle 19 und der magnetischen Innenbuchse 22 besteht, ist mittels eines hinteren Kugellagers 40 und eines vorderen Nadellagers 55a mit Bezug auf die antriebsseitige Kupplungshälfte 16 und das Gehäuse Il gelagert. ni

Die Außenbuchse 26 und die Innenbuchse 22 sind Permanentmagnete mit der in Fig.3 dargestellten Magnetisierungsrichtung und nehmen bei unbelasteter Kupplung selbsttätig die in Fig.3 gezeigte relative Stellune ein.

Diebeiden Kupplungshälften 16,17 wirken außerdem über im BeispielsfaJl zahnförmige Schaltnocken 57, 58 mit Keilflächen zusammen. Der Schaltnocken 58 ist fest verbunden- mit dem hinteren antriebsseitigen Kupplungsteil 29. Der Nocken 57 ist dagegen an einer zur abtriebsseitigen Kupplungshälfte gehörenden, axial verschieblichen Buchse 56 angebracht Die als Schaltglied dienende Buchse 56 hat eine hintere Endwand und ist durch eine Keilverbindung drehfest mit der Zwischenwelle 19 verbunden. Eine Druckfeder 59, welche zwischen der hinteren Endwand der Buchse 56 und der hinteren Stirnfläche der Zwischenwelle 19 eingesetzt ist drückt die Buchse 56 nach hinten. An deren hinterer Stirnfläche liegt eine Ventilstange 65 eines im Drucklufteinlaß des Motors 17 angeordneten Ventilkörpers 60 an. Die Ventilstange 65 erstreckt sich durch eine zentrale Bohrung im Motor 14 und wird durch eine sich am hinteren Teil des Gehäuses abstützende Ventilfeder 61 nach vorwärts gedruckt

Der beschriebene Drehschrauber ist weiterhin mit einer Trennkupplung 70 ausgestattet, die im Leistungsfluß hinter der Drehmomentbegrenzungskupplung 16, 17 liegt. Die Trennkupplung besteht aus zwei Kupplungshälften 71 und 72 und ist im Beispielsfall eine Klauenkupplung. Die antriebsseitige Kupplungshälfte 71 ist einstückig mit der Zwischenwelle 19 ausgebildet, während die abtriebsseitige Kupplungshälfte 72 einteilig mit dem Sonnenrad des Planetenradgetriebes 20 hergestellt ist

Die abtriebsseitige Kupplungshälfte 72 ist gegen die Wirkung einer Kupplungsfeder 73 zwischen einer gekuppelten und einer nicht gekuppelten Stellung verschieblich. Für das Ausrücken der Trennkupplung hat die abtriebsseitige Kupplungshälfte 72 einen zentralen, sich nach hinten erstreckenden Achsstumpf 74, der in einer entsprechenden Bohrung in der antriebsseitigen Kupplungshälfte 71 drehbeweglich aufgenommen ist. Zum Vorschieben und Ausrücken der abtriebsseitigen Kupplungshälfte 72 dient eine Betätigungsstange 75, die sich durch einen zentralen Kanal in der Zwischenwelle 19 zwischen der hinteren Stirnfläche des Achsstumpfs 74 und der Endwand der Buchse 56 erstreckt

Wie in F i g. 2 dargestellt, sind die Schaltnocken 57,5B relativ zueinander und zu dem Magnetisierungsmuster der magnetischen Buchsen 22,26 so angeordnet, daß bei unbelasteter Drehmomentbegrenzungskupplung zwischen den beiden Schaltnocken 57 und 58, in Umfangsrichtung gemessen, ein bestimmter Abstand besteht. Dieser Abstand wird so gewählt, daß die Schaltnocken 57, 58 so lange nicht zur Wirkung kommen, wie die Drehmomentbegrenzungskupplung Drehmoment überträgt. Erfindungsgemäß soll die Trennkupplung in einer Phase der relativen Drehbewegung zwischen den beiden Kupplungshälften der Drehmomentbegrenzungskupplung ausgerückt werden, in welcher kein Drehmoment übertragen wird.

Die in F i g. 3 gezeigte relative Lage der beiden Hälften der Drehmomentbegrenzungskupplung ist eine stabile Lage, da die magnetische Polarisierung der magnetischen Außenbuchse 26 vollständig übereinstimmt mit der magnetischen Polarisierung der magnetischen Innenbuchse 22.

Bei wachsender Drehmomentbelastung der abtriebsseitigen Kupplungshälfte ändert sich zunehmend die relative Drehwinkelstellunp zwischen Hen heiden

kupplungshälflen der Drehmomentbegrenzungskupplung und nach ungefähr '/« relativer Drehung sind die magnetischen Polarisierungsrichtungen bzw. Felder der magnetischen Außenbuchse 26 und der magnetischen Innenbuchse 22 direkt entgegengesetzt. In dieser relativen Drehwinkelstellung überträgt die Kupplung keine Drehmomentbelastung. Diese Stellung ist vielmehr instabil, d. h„ die relative Drehbewegung der beiden Kupplungshälflen wird sich um eine weitere '/« Umdrehung fortsetzen, bis die Polarisierung der beiden magnetischen Buchsen 26 und 22 wieder übereinstimmt. l:s ist ersichtlich, daß bei der Drehung der beiden Kupplungshälften relativ zueinander von einer zur nächsten stabilen Drehwinkelstellung jeweils eine instabile Stellung durchschritten wird, in der keine Drehrriorrserstbeiasiung übertragen -werden kann, und der Winkelabstand zwischen den beiden Schaltnocken 57,58 ist demnach so zu wählen, daß er dem Winkelweg der beiden Kupplungshälften zwischen einer stabilen und einer instabilen Stellung — jeweils bei unbelasteter Kupplung betrachtet — entspricht, d. h. im Beispielsfal '/«desUmfangs.

Bei einer Verschiebung der Buchse 26 werden durcl die Wirkung der Ventilfeder 61 auch die Ventilstange 6! und der Ventilkörper 60 axial verschoben. Letztere schließt den Drucklufteinlaß zum Motor 14, so daß de Schrauber anhält. Während die Druckluftzufuhr zun Motor unterbrochen wird und sich am Ventilkörper 6( nunmehr die Druckdifferenz auswirkt, werden auch dit Betätigungsstange 75 und die abtriebsseitige Kupp lungshälfte 72 der Trennkupplung 70 nach vorr verschoben.

Dadurch werden sowohl der Motor 14 als auch du Drehmomentbegrenzungskupplung 16, 17 vollständig

is von der Ausgangswelle 12 und der Schraubenverbin dung getrennt. Soiange das Sieuervemi! IS offengehalten wird, drückt die Druckdifferenz am Ventilkörper 6( die Buchse 56. die Betätigungsstange 75 und die abtriebsseitige Kupplungshälfte 72 der Trennkupplunf 70 nach vorn, so daß diese ausgerückt bleibt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Drehschrauber reit einer Drehmomentbegrenzungskupplung zum Stillsetzen der Ausgangswelle bei einem bestimmten maximalen Drehmoment und mit einer Einrichtung zur Aufrechterhaltung der Trennung der Ausgangswelle vom Antriebsmotor nach dem Lösen der Drehmomentbegrenzungskupplung, dadurch gekennzeichnet, daß im Leistungsfluß hinter der Drehmomentbegrenzungskupplung (16, 17) eine schaltbare Trennkupplung (70) angeordnet ist, die durch drehfesf mit den Kupplungshälften der Drehmomentbegrenzungskupplung (16, 17) verbundene, zusammenwirkende Schaltnocken (57, 58) lösbar ist, deren in Umfangsrichtung gemessener gegenseitiger Winkelabstand im gekuppelten Zustand der Drehmomentbegrenzungskupplup.g mindestens ebenso groß ist wie der zum Auskuppeln der Drehmomentbegrenzungskupplung (16, 17) erforderliche Drehwinkel.

2. Drehschrauber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmomentbegrenzungskupplung (16, 17) in an sich bekannter Weise eine magnetische Kupplung ist und ein drehfest, aber gegen Federkraft (59) axial verschieblich mit der einen Kupplungshälfte verbundenes Schaltglied (56) bei Erreichen derjenigen Drehwinkelstellung der Kupplungshälften (16,17), in welcher keine magnetische Mitnahmekraft wirksam ist, über Keilflächen an den Schaltnocken (57, 58) mit der anderen Kupplungshälfte in Eingriff kommt

3. Drehschrauber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltglied (56) eine mit stirnseitigen Schaltnocken (57) mit Keilflächen versehene, mit der abtriebsseitigen Welle (19) der Drehmomentbegrenzungskupplung (16, 17) koaxiale, durch Keile drehfest in Eingriff stehende Buchse ist, welche über eine Betätigungsstange (75) entgegen Federkraft (73) in Lösungsrichtung auf eine axial verschiebliche Kupplungshälfte (72) der schaltbaren Trennkupplung (70) wirkt

4. Drehschrauber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die schaltbare Trennkupplung (70) eine Klauenkupplung ist.

5. Drehschrauber nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Schaltglied (56) ein bei dessen axialer Bewegung betätigbarer Motorschalter (60) gekuppelt ist.