DE2812126A1 - Schrauber mit rutschkupplung - Google Patents

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. W.Beyer Dipl.-Wirtsch.-Ing. B.Jochem

Frankfurt/Main Staufenstraße 36

Anrn.:

Atlas Copco Aktiebolag

Nacka /Schweden Schrauber mit Rutschkupplung

Die Erfindung betrifft einen mit Druckfluid betriebenen Schrauber mit einer aus einer antriebsseitigen und einer abtriebsseitigen Kupplungshälfte bestehenden Rutschkupplung sowie einem beim Durchrutschen der Kupplung ein Schließventil in der Druckfluidversorgungsleitung betätigenden Auslösemechanismus .

Bei derartigen Schraubern besteht das Problem, wie das automatische Abschalten der Druckfluidzufuhr bewerkstelligt werden kann, wenn die Kupplung durchzurutschen beginnt. Dabei ist zu berücksichtigen, daß in vielen Fällen die beiden Kupplungshälften der Rutschkupplung beim Wiedereinrüeken nach dem Auslösen eine beliebige relative Drehwinkelstel·» lung einnehmen können. Es gibt also keine vorbestimmten Relativst ellungen, in welche die beiden Kupplunge half ten zurück·=· zugehen bestrebt sind. Dies bedeutet wiederum^ daß der Auslösemechanismus für das Schließventil unabhängig von der relatives Drehwinkelstellung der Kupplungshälften funktionieren

Zur Lösung dieser Erfindungsaufgabe wird vorgesehlagen der Auslösemechanismus aus &wei mit dea Kupplusgshälft koaxialer lage verbundenen Steekt@il©a besteht ₉ w@leh® ein® gegeneinander gerichtet® Assialkraft v©s?b®X©st©t &in& während

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bei einer Relativdrehung dar Kupplungshälften duroh eine Führung entgegen der Querkraft in die Eingriffslage bewegbar ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert· Ea zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch den vorderen Teil eines pneumatischen Schraubers sowie daneben ein Schließventil in der Druckluft-Versorgungsleitung des Schrauben in geöffneter Stellung,

Fig. 2 das Schließventil nach Fig. 1 in geschlossener Stellung sowie den zugehörigen Auslösemechanismus de· Ventils in entsprechender Stellung,

Fig. 3 einen Querschnitt nach Schnittlinie III-III in Fig. 1·

In Fig. 1 ist das Gehäuse eines Schraubers insgesamt mit bezeichnet. Dieses Gehäuse umschließt einen pneumatischen, nicht gezeigten Motor, mit dem eine antriebsseitige Kupplungshälfte 11 einer drehmomentabhängigen Rutschkupplung verbunden ist. Zu der Rutschkupplung gehören weiterhin eine mit einer Abtriebswelle 14 verbundene Kupplungshälfte 13 sowie eine als Reibfeder dienende Schraubenfeder 15, die so angeordnet ist, daß sie ein Drehmoment von der antriebsseitigen auf die abtriebsseitige Kupplungshälfte überträgt· Zu diesem Zweck ist das axial hintere Ende 17 der Feder 15 formschlüssig mit der antriebsseitigen Kupplungshälfte 11 verbunden, indem sie z.B. in eine Ausnehmung 18 in dieser Kupplungshälfte eingreift. Die abtriebsseitige Kupplungshälft· 18 hat eine äußere zylindrische Reibfläche 19 , die mit der Innenfläche der Feder 15 zusammenwirkt. Die letztere überträgt das Drehmoment, indem sie die Reibfläche 19 kraftschlüssig umgreift, wobei die Reibungskraft durch die Vorspannung der Feder 15 bestimmt ist· Das charakteristische Merkmal solch einer Feder besteht darin, daß ihr reibschlüseiger Griff praktisch unabhängig vom Reibungskoeffizienten ist, sofern mehrere Windungen der Fedtr an der Rtibfläoht anliegen. 809839/0903

Damit die den für die Reibungskraft erforderlichen Andruek erzeugende Feder 15 als Rutschkupplung wirkt, muß ihr hinteres Ende 17 in Aufwickelrichtung angetrieben werden,

- Zum Schrauber gehört weiterhin eine Hilfsfeder 20, deren hinteres und vorderes axiales Ende mit 21 bzw. 22 bezeichnet sind· Das hintere Ende 21 der Hilfsfeder 20 greift in eine Bohrung 24 in einem Stellring 25 ein, welcher drehbar auf der antriebsseitigen Kupplungshälfte 11 sitzt· Der Stell« ring 25 kann mittels einer Schraube oder Schnecke 26 relativ zur Kupplungshälfte 11 in Drehrichtung angetrieben werden, wobei die Schnecke bzw. Schraube 26 in ein am äußeren Umfang der Kupplungshälfte 11 eingearbeitetes Schneckenrad 29 eingreift· Anschlag- bzw. Sicherungsschrauben 27 und 28 begrenzen die Drehbewegung des Stellrings 25 mit Bezug auf die Kupplungshälfte 11.

Das vordere Ende 22 der Hilfsfeder 20 greift formschlüssig in eine axiale Bohrung 31 in einer Kupplungsbüchse 30 ein. letztere sitzt frei drehbar auf der abtriebsseitigen Kupplungshälfte 13 und ist mit einer Ausnehmung 32 versehen, welche das vordere Ende 33 der reibenden Feder 15 aufnimmt·

Bei der beschriebenen Anordnung liegt die Hilfsfeder 20 parallel zur reibenden Feder 15 und ist zwischen deren Enden 17 und 33 wirksam. Dies bedeutet, daß auf die reibend· Feder 15 eine loraionsbelastung ausgeübt werden ..kann, um auf diese Weise den reibenden Griff der Feder zu verstärken oder zu vermindern·

Die Hilfsfeder 20 kann so vorgespannt werden, daß sie entweder in der Wickelrichtung der reibenden Feder 15 wirkt, wodurch die Vorspannung und d@r reibend® Griff der letzteren verstärkt werden oder daß si© in der Aufwickelriehtuag der reibenden Feder 15 wirkt, wodureh deren Vorspannung teilweise neutralisiert und der g*sifesside Griff w®rring&rt wird« Sowohl die Richtung wie auch Si® Qr'a&@ i®3? Spasming der

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Hilfefeder 20 kann durch Drehung des Stellringe 25 mittel· der Schraube 26 eingestellt werden.

Sie Rutschkupplung 12 ist im Beispielsfall durch ein Schutzrohr 34 abgedeckt, welches auf dem äußeren !Anfang des Stellrings 25 und der Büchse 30 aufsitzt. Da das Grrenzdrehmomenj; dieser Art Rutschkupplung praktisch unabhängig vom Reibungskoeffizienten ist, kann die Feder 15 ohne weiteres auch gut geschmiert werden, um Verschleiß vorzubeugen. Das Schutzrohr 34 verhindert, daß sich da· Schmierfett im Gehäuse 10 des Schraubers verbreitet.

Zu dem dargestellten Schrauber gehört auohein Steuerventil 36 in der Druckluft-Versorgungsleitung sowie eine automatische Abschalteinrichtung, welche aus einem Auslösemechanismus 37 und einem zugehörigen Schlle&ventil 38 besteht. Der Auslösemechanismus umfaßt eine sich in axialer Richtung erstreckende Bohrung 40 in der antriebsseitigen Kupplungshälfte 11 und einen darin verschieblich geführten Hohlkolben 41· Letzterer ist zur abtriebsseitigen Kupplungshälfte 13 hin offen und hat eine äußere Längsnut 42, die im Zusammenwirken mit einem in die antriebsseitige Kupplungshälfte 11 eingesetzten Keilbolzen 43 dafür sorgt, daß der Hohlkolben 41 mit Bezug auf die letztere drehfest gehalten wird.

Der Hohlkolben 41 wird durch eine zwischen seinem vorderen Ende und dem hinteren Ende dir abtriebsseitigen:-Kupplungshälfte 13 eingespannte Feder 44 nach hinten gedrückt· Eine Betätigungsstange 46 verbindet den Hohlkolben 41 mit dem Schließ- bzw. Absperrventil 38, welches andererseits durch eine Feder 47 in Bewegungsrichtung nach vorn vorbelastet ist. Die Feder 47 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel schwächer als die Feder 44, wird jedoch durch den überdruck der Druckluft unterstützt, so daß insgesamt dl· Schließ— kraft di· Kraft der Feder 44 übersteigt·

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• J.

Zum Auslösemechanismus 37 gehört weiterhin eine Auslösestange 48, deren hinteres Ende im Hohlkolben 41 aufgenommen ist, während ihr vorderes Ende mit dem hinteren Ende d©r abtriebsseitigen Kupplungshälfte 13 zusammenwirkte Die Aus«» lösestange 48 ist schwenkbar auf einem Querbolzen 50 im Hohl«» kolben 41 gelagert, und eine ebenfalls auf dem Querbolsen 50 sitzende Feder 49 ist so angeordnet^ daß si© zwischen der · Auslösestange 48 und der Innenwand das Hohlkolbens 41 wirkt und bestrebt ist, die Auslösestang© 48 zu fi©r einen Salt© dee Hohlkolbens 41 und der Bohrung 40 hin s,u drückest«,

Die abtriebsseitige Kupplungshälft© 13 ist an ihre® hintaraa Ende mit einer konzentrischen Bohrung 51 versehen^ deren Durchmesser etwas größer ist als der Durchmesser des vorder©» Endes der Auslösestange 48· Außerdem ist das hintere Ende der abtriebsseitigen Kupplungshälft© 13 ©it kreisrunden AusnehBma?- gen 52 und 53 ausgebildet, wobei di® Ausnehmung 52 koaxial zur Bohrung 51 und zur abtriebsseitigen Kuppluagshälfte 13 liegt, während die Ausnehmung 53 d©rart exzentrisch ordnet ist und einen solchen Durchmesser featp übM ®i© ihrem Umfang sowohl di© Ausnehniaag 52 als ®mfa &±q B@hns.ng 51 gemäß Fige 3 tangential berührt_o

Wirrend des Festziehen® eintr Sehraubenverbisdimg sind s©w©fel das Steuerventil 3β als auch äae Sehließveatil 38 Bi© durch di@ Feder 47 und di© Druckluft ia &©£* leitung auf die Steuerstaage,46 ausgeübt Kraft ist. größer als di® dure'k di® Feder 44 tung ausgeübte Kraftp s© daß ä®r H@hlk®lb@a 41 und di© stange 48 in Yorwärtsriehtung belastet siado Weges das?

der Feder 49 wird das ·ψο^&®τ® &fi® dL®r luslSssstsuag® 4

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zu den Ausnehmungen 52 und 53 gedreht, da der Hohlkolben 41 mit Bezug auf die antriebsseitige Kupplungshälfte 11 festgelegt ist· Zunächst folgt dabei das vordere Ende der Auslösestange 48 der inneren Kontur der konzentrischen Ausnehmung 52. Wenn der Berührungspunkt zwischen der Ausnehmung 52 und der exzentrischen Ausnehmung 53 erreicht wird, bewegt sich die Auslösestange 48 bis zur Anlage am Boden der Aus-· nehmung 53 vorwärts· Nunmehr folgt sie der inneren Kontur 53 bis sie den Berührungspunkt zwischen dieser und der Bohrung erreicht. In diesem Moment fällt die Auslösestange 48 in die Bohrung 51 ein, und der Hohlkolben 41, die Betätigungsstange 46 und das Schließventil 38 werden·-vorwärts geschoben, wobei das letztere schließt· Diese Stellung ist in Fig· 2 dargestellt.

Der Auslösemechanismus wird in die Ausgangsstellung zurüokgebracht, indem das Steuerventil 36 geschlossen wird· Dadurch verliert nämlich die Feder 47 ihre Unterstützung durch die Druckluft und ist allein nicht in der Lage, das Ventil 38 entgegen der Wirkung der Feder 44 in der geschlossenen Stellung zu halten. Der Hohlkolben 41, die Auslösestange 48, die Betätigungsstange 46 und das Schldeßventil 38 werden dadurch wieder in die geöffnete Stellung zurückgeführt» wobei die Auslösestange 48 durch die Feder 49 auch wieder in die Schrägstellung verschwenkt wird.

Die besonderen Merkmale des Auslösemechanismus 37 und seiner Wirkungsweise sind speziell ίϊη Hinblick auf die;'beschrieben· Rutschkupplung 12 ausgelegt. Letztere ist dadurch gekennzeichnet, daß nach einem vollendeten Anziehvorgang einer Schraubenverbindung, wozu das Durchrutschen bei einem vorbestimmten maximalen Drehmoment gehört,* die Abtriebswelle in einer beliebigen Drehwinkelstellung anhält und nicht die Tendenz hat, sich noch in eine Drehwinkelstellung zu bewegen, bei welcher die beiden Kupplungshälften der Rutschkupplung wieder in Eingriff kommen, wie dies bei bekannten Ausführungen der Fall ist· Das bedeutet aber auoh, daß der

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Auslösemechanismus 37 des automatischen Sehließ'ventils 38 unabhängig von der Drehwinkelstellung zwischen den beiden Kupplungshälften exakt funktionieren muß. Der dargestellte und vorstehend beschriebene Auslösemechanismus spricht in jedem Pail innerhalb von 1 -.1/2 Umdrehungen,gerechnet vom Beginn der relativen Drehbewegung zwischen den beiden Kupplungshälften nach Erreichen des Grenzdrehmoments , an, ■ unabhängig davon, wäXoIisb &i® relative Ausgangsposition irb.

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ι ^O. Leerseite

Claims (6)

Patentansprüche

1.) Mit Druckfluid betriebener Schrauber mit einer aus einer antriebsseitigen und einer abtriebsseitigen Kupplungshälfte bestehenden Rutschkupplung sowie einem beim Durchrutschen der Kupplung ein Schließventil in der Druckfluidversorgungsleitung betätigenden Auslösemechanismus, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslösemechanismus (37) aus zwei mit den Kupplungshälften (11, 13) in koaxialer Lage verbunden Steckteilen (48, 51) besteht, welche durch eine gegeneinander gerichtete Axialkraft (Feder 47) vorbelastet sind, während eines durch eine Querkraft (Feder 49) seitlich auslerikbar, aber bei einer Relativ— drehung der Kupplungshälften (11, 13) durch eine Führung (52, 53) entgegen der Querkraft (49) in die Eingriff slage bewegbar ist·

2· Schrauber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das eine Steckteil (48) ein sich im wesentlichen axial erstreckendes, verschwenkbar gelagertes und durch eine oder mehrere Federn (47f 49) axial und in Querrichtung vorbelastetes bolzen- oder stangenförmiges Teil ist, während das andere Steckteil eine Bohrung (51) ist.

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3· Schrauber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet ist, daß das stangen- oder bolzenförmige Steckteil (48) relativ zur zugeordneten Kupplungshälfte (11) undrehbar, aber axial verschieblich geführt ist und über eine Betätigungsstange (46) auf daa Sohließventil (38) wirkt.

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4· Schrauber nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Führung aus zwei im wesentlichen kreisförmigen, relativ zueinander exzentrisch ineinander angeordneten Ausnehmungen (52, 53) besteht, welche die Eingangsöffnung der Bohrung (51) umschließen.

5. Schrauber nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die im Durchmesser größere , flachere Ausnehmung (52) im wesentlichen koaxial zur Bohrung (51) angeordnet ist, während die kleinere, tiefere Ausnehmung (53) mit ihrem Umfang den Umfang der Bohrung (51) und diametral gegenüberliegend den Ifinfang der größeren Ausnehmung (52) berührt.

6. Schrauber nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das bolzen— oder stangenförmige Steckteil (48) an einem in der antriebsseitigen Kupplungshälfte geführten

Kolben (41) gelagert ist, während die Bohrung (51) in der abtriebsseitigen Kupplungshälfte (13) vorgesehen ist.

7· Schrauber nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das bolzen- oder stangenförmige Steckteil (4$) axial einerseits unter der Wirkung einer es zur Bohrung (51) hin drückenden Feder und des in gleicher Richtung wirkenden Druckmittels und andererseits unter der entgegengesetzten Wirkung einer weiteren Feder (44) steht, welche stärker ist als die erste Feder (47)·

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