DE2617610B2

DE2617610B2 - Drehmomentbegrenzungs- und Trennkupplung

Info

Publication number: DE2617610B2
Application number: DE2617610A
Authority: DE
Inventors: George Henry London Webb
Original assignee: Desoutter Brothers Ltd
Current assignee: Air Compressors and Tools Ltd
Priority date: 1975-04-30
Filing date: 1976-04-22
Publication date: 1980-01-10
Also published as: FR2309310B1; DE2617610A1; FR2309310A1; IT1059026B; US4049104A; GB1457496A; JPS5336199B2; JPS51133897A

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehmomentbegrenzungs- und Trennkupplung an einem druckmittelbetätigten Schrauber, insbesondere einem Druckluftschrauber, dessen Motor während des Ansprechens der Trennkupplung selbsttätig abschaltbar ist, mit einem Sperrventil zum Steuern des Druckmittelstromes für den Motor, einem zur Drehmomentbegrenzungskupplung gehörenden axial verschiebbaren Kupplungsteil, der beim Auftreten eines einen vorgegebenen Wert übersteigenden Drehmoments verschiebbar ist und die Trennkupplung vom Abtriebsteil trennt, ferner mit einer Hohlwelle zum Übertragen der Antriebsleistung vom Motor zur Drehmomentbegrenzungskupplung, einer zwischen dieser und dem Absperrventil angeordneten, in Achsrichtung des Abschaltventils in Abhängigkeit vom Verschiebeweg des axial verschiebbaren Kupplungsteiles sowie einem in der Hohlwelle geführten Halteglied für die Schubstange, wobei dieses Halteglied durch einen Mitnehmer mit dem axial verschiebbaren Kupplungsteil verbunden ist.

Eine derartige Drehmomentbegrenzungs- und Trennkupplung ist aus der DE-PS 21 10 112 bekannt Bei der bekannten Kupplung ist das Halteglied ein Widerlager, durch welches lediglich Druckkräfte auf die unter einer Federvprspannung stehende Schubstange ausgeübt

ίο werden können, so daß zusätzlich zu den- üblichen Abschalt- oder Sperrventil noch ein weiteres Ventil vorgesehen sein muß, was einen zusätzlichen konstruktiven Aufwand, einen zusätzlichen Raumbedarf und eine erhöhte Störanfälligkeit mit sich bringt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Drehmomentbegrenzungs- und Trennkupplung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die — außer dem üblichen Abschalt- oder Sperrventil — keine zusätzlichen Ventileinrichtungen benötigt

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Halteglied als eine Spannhülse ausgebildet ist, die radiale Bohrungen zum Führen von Spanngliedern aufweist, die mittels einer geneigten Spannfläche an einer Innenschulter der Hohlwelle die Schubstange zum

Öffnen des Sperrventils festzuspannen oder zum Schließen desselben freizugeben vermögen.

Der entscheidende Vorteil der erfindungsgemäßen Drehmomentbegrsnzungs- und Trennkupplung besteht dabei darin, daß durch die Ausbildung des Haltegliedes

jo als Spannhülse zwangsläufig ein öffnen und Schließen des Sperrventils entsprechend den jeweiligen Erfordernissen herbeifühl bar ist, ohne daß zusätzliche Ventileinrichtungen erforderlich wären.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines

J5 bevorzugten Ausführiingsbeispiels in Verbindung mit Zeichnungen noch näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Druckluftschrauber mit einer Drehmomentbegrenzungs- und Trennkupplung gemäß der Erfindung in der Ruhestellung;

Fig. 2 einen der Fig. i entsprechenden Teilquerschnitt, jedoch für die Arbeitsstellung des Druckluftschraubers;

Fig.3 einen weiteren Teilquerschnitt gemäß Fig. 1, jedoch für den Betriebszustand, in dem der Druckluftschrauber nach Erreichen eines vorgegebenen Drehmoments stillgesetzt ist und

Fig.4 einen vergrößerten Querschnitt des zwischen den Linien A-A und ß-ßliegenden Teils der Fig. 1.

Der in der Zeichnung gezeigte Druckluftschrauber wird durch einen Gleitflügel-Pneumatikmotor über ein Getriebe angetrieben (Motor und Getriebe nicht dargestellt).

Der Pneumatikmotor wird mit Druckluft aus einer Leitung 1 gespeist. Der Druckluftstrom wird durch ein Sperrventil 2, 3 mit einem Ventilkörper 2 und einem Ventilsitz 3 gesteuert. Das Ventil wird durch eine Schubstange 4 geöffnet, welche den Ventilkörper 2 vom Ventilsitz 3 entgegen dem Druck in der Leitung 1 abhebt. Hinter dem Ventil gelangt die Druckluft über eine Leitung 5 zu dem Motor. In der Leitung 1 ist eine schwache Feder 6 vorgesehen, welche den Ventilkörper festhält, wenn der Druckschrauber nicht in Gebrauch ist, Ruhestellung gemäß Fig. 1. Wenn die Schubstange freigegeben wird, dann wird das Ventil durch den Luftdruck und die Kraft der Feder 6 geschlossen.

Die Schubstange durchgreift den Motor und das Getriebe in üblicher Weise, ohne mit diesen Bauteilen

auf irgendeine Weise zusammenzuwirken.

Die Antriebsenergie wird vom Ausgang des Getriebes auf eine hohle Welle 7 übertragen, die in Lagern 8 gelagert ist Mit der Welle 7 ist eine Hohlwelle 9 mittels einer Keilverbindung 10 drehfest, aber längsverschiebbar verkeilt.

An dem in der Zeichnung linken Ende der Hohlwelle 9 ist eine Drehmomentbegrenzungs- und Trennkupplung vorgesehen, welche gemäß F i g. 4 zwei Kupplungsteile 11, 12 aufweist, weiche bei einem vorgegebenen Drehmoment in axialer Richtung auseinanderbewegt werden. Beim Ausführungsbeispiel ist der Kupplungsteil U >n axialer Richtung unbeweglich, während der Kupplungsteil 12 in axialer Richtung von dem Kupplungsteil 11 wegbewegbar ist. Die beiden Kupplungsteile 11 und 12 besitzen komplementäre Klauen mit Schrägflächen, zwischen denen eine Kugel 13 sitzt, die ein verschleißarmes Greifen und Trennen der Kupplung ermöglicht Der Kupplungsteil 12 ist mit der Hohlwelle 9 mittels Kugeln 14 drehfest, aber längsverschiebbar verkeilt, welche in einen Schlitz 15 der Hohlwelle 9 eingreifen. Der Kupplungsteil 11 dreht sich gemeinsam mit dem Kupplungsteil 12, da dir. Klauen der beiden Teile miteinander in Eingriff stehen. Der Kupplungsteil 12 kann sich aber auch relativ zu dem Kupplungsteil 11 drehen, und zwar vermittels eines Kugellagers 16, sobald ein vorgegebenes Drehmoment erreicht ist.

Wenn sich der Kupplungsteil 12 von dem Kupplungsteil 11 bei einem vorgegebenen Drehmoment entfernt (in der Zeichnung nach rechts), bewegt er sich entgegen dem Druck einer Druckfeder 17 und verschiebt dabei eine rohrförmige Hülse 18 mit einer Innenverzahnung 19, welche mit einer Außenverzahnung 20 des Kupplungsteils 11 sowie mit einer entsprechenden Außenverzahnung 21 einer Fassung 22 für einen Schraubenziehereinsatz 23 kämmt. Wenn die Kupplungsteile 11 und 12 nahe beieinanderliegen, übergreift die Hülse 18 die Außenverzahnung 20 und 21 des Kupplungsteils 11 bzw. der Fassung 22 (F i g. 1) und der Schrauben-iehereinsatz 23 wird angetrieben. Wenn die Kupplungsteile U und 12 auseinandergerückt sind (F i g. 3), steht die Innenverzahnung der Hülse 18 außer Eingriff mit der Außenverzahnung 21, so daß der Antrieb für die Fassung 22 unterbrochen ist. In diesem Betriebszustand fällt das Drehmoment auf Null und die Kupplungsteile 11 und 12 belegen sich wieder zueinander.

Dabei erfaßt die Hülse 18 jedoch die Außenverzahnung 21 nicht wieder, da sie in Richtung auf die Außenverzahnung nur durch eine schwache Feder 40 vorgespannt ist und sich mit beträchtlicher Geschwindigkeit d'eht. Die Einzelheiten dieses Kupplungsmecha· nismus sind in der GB-PS 12 89 056 beschrieben, auf die hier ausdrücklich Bezug genommen wird.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Lage der einzelnen Elemente arbeitet der Schrauber nicht, während er bei der in F i g. 2 gezeigten Lage der Elemente arbeitet. Um von der Ruhestellung gemäß Fig. 1 zur Arbeitsstellung gemäß Fig. 2 zu gelangen, muß der Schraubenziehereinsatz 23 gegen die zu drehende Schraube 25 gedrückt werden, um die wirksamen Maschinenelemente relativ zu einem Werkzeuggehäuse 26 und relativ zur Welle 7 nach rechts zu bewegen, wobei die Verkeilung 10 die Antriebsverbindung aufrechterhält.

Durch die Relativbewegung wird die Schubstange 4 derart verstellt, daß sie das Ventil 2, 3 öffnet, so daß Druckluft zum Antreiben des Motors einströmen kann.

Das in Fig.4 linke Ende der Schubstange 4 wird in der Arbeitsstellung von drei Kugeln 27 erfaßt, die als Spannglieder dienen und in Umfangsrichtung im

ίο Abstand voneinander in radialen Bohrungen 28 einer Spannhülse 29 angeordnet sind. Die Kugeln 27 werden durch eine als konische Ringfläche ausgebildete, geneigte Spannfläche 30 der Hohlwelle 9 gegen die Schubstange 4 gepreßt Die Spannhülse 29 wird ihrerseits durch eine Druckfeder 31 in Richtung auf die schräge Spannfläche 30 gedruckt, so daß die Kegeln 27 die Schubstange 4 erfassen.

Wenn sich der Kupplungsteil 12 bei dem vorgegebenen Drehmoment von dem Kupplungsteil 11 wegbewegt, dann verschiebt er einen als Mitnehmer dienenden Querstift 32 sowie die Hülse 18. D»r Querstift bewegt sich in axialer Richtung in einem Sudh 33 der Hohlwelle 9. Die Spannhülse 29 stützt sich an deui Querstift 32 ab und wird somit entgegen der Kraft der Druckfeder 31 nach rechts bewegt, so daß die Kugeln 27 -.on der Spannfläche 30 freikommen und somit die Schubstange 4 niciit langer festklemmen. Wenn das linke Ende der Schubstange 4 durch die Kugeln 27 freigegeben ist, dann wird der Ventilkörper 2 durch den Luftdruck in der Leitung 1 und den Druck der Feder 6 gegen seinen Ventilsitz 3 gepreßt, und die Schubstange 4 wird in ihre in F i g. 3 gezeigte Stellung bewegt, und der Motor wird angehalten.

Wenn der Druckluftschrauber dann von der Schraube 25 wegbewegt wird, dann führt die Druckfeder 31 die Spannhülse 29, welche die Schubstange 4 umgibt, wieder in ihre Ausgangsstellung zurück. Bei dieser Rückkehrbewegung schieben die Kugeln 27 in der Spannhülse 29 die Schubstange 4 nicht aus ihrer Lage, da an dieser ein Kragen 34 vorgesehen ist, welcher die Bewegung nach links begrenzt. Der Druckluftschrauber steht damit für einen neuen Arbeitszyklus bereit.

Der Schraubenziehereinsatz 23 besitzt ein sechseckiges Teilstück 35, welches in eine sechseckige Öffnung der Fassung 22 paßt. Der Schraubenziehe.-einsatz 23 wird durch federbelastete Kugeln 36 gesichert, die in eine Aussparung 37 des Schraubenziehereinsatzes 23 einfallen. Der Schraubenziehereinsatz kann gegen irgendeinen anderen Werkzeugeinsatz ausgewechselt werden.

Die Schubstange 4 besteht aus mehreren Abschnitten, die sich aneinander abstützen, so daß eine Schubbewegung übertragen werden kann. Die Drehbewegung eines Abschnitts führt jedoch zu einer langsameren Drenbewegung des angrenzenden Abschnitts, so daß es nicht erforderlich ist. daß der Ventilkörper 2 selbst drehbar ist.

Das vorgegebene Drehmoment kann eingestellt werden, indem man das hintere Widerlager 38 für die Feder 17 auf ei"em Gewinde 39 verstellt. Zusätzlich oder stattdessen kann die Feder 17 gegen eine Feder mit anderer Federcharakterstik ausgewechselt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Drehmomentbegrenzungs- und Trennkupplung an einem druckmittelbetätigten Schrauber, insbesondere einem Druckluftschrauber, dessen Motor während des Ansprechens der Trennkupplung selbsttätig abschaltbar ist, mit einem Sperrventil zum Steuern des Druckmittelstromes für den Motor, einem zur Drehmomentbegrenzungskupplung gehörenden axial verschiebbaren Kupplungsteil, der beim Auftreten eines einen vorgegebenen Wert übersteigenden Drehmomentes verschiebbar ist und die Trennkupplung vom Abtriebsteil trennt, ferner mit einer Hohlwelle zum Obertragen der Antriebsleistung vom Motor zur Drehmomentbegrenzungskupplung, einer zwischen dieser und dem Absperrventil angeordneten, in Achsrichtung des Schraubers verlaufenden Schubstange zum Betätigen des Abschaltventils in Abhängigkeit vom Verschiebeweg des axial verschiebbaren Kupplungsteiles sowie einem in der Hohlwelle geführten Halteglied für die Schubstange, wobei dieses Halteglied durch einen Mitnehmer mit dem axial verschiebbaren Kupplungsteil verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteglied als eine Spannhülse (29) ausgebildet ist, die radiale Bohrungen (28) zum Führen von Spanngliedern (27) aufweist, die mitteis einer geneigten Spannfläch.: (30) an einer Innenschulter der Hohlwelle (9) die Schubstange (4) zum öffnen des Sperrventils (2, 3) festzuspannen oder zum Schließen desselben freizugeben vermögen.

2. Kupplung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daö die Spannhülse (29) durch eine Feder (31) in einer Richtung bi aufschlagt ist, die der Bewegungsrichtung des beweglichen Kupplungsteils (11)entgegengesetzt ist,soda? i\e Spannglieder(27) gegen die Spannfläche (30) geführt werden, solange das Drehmoment unter dem vorgegebenen Drehmoment liegt.

3. Kupplung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß drei Spannglieder (27) und drei radiale Bohrungen (28) vorgesehen sind.

4. Kupplung nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannglieder (27) Kugeln sind.

5. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannfläche (30) eine konische Ringfläche ist.