DE29505573U1

DE29505573U1 - Druckbetriebener Kraftschrauber

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Publication number: DE29505573U1
Application number: DE29505573U
Authority: DE
Original assignee: Wagner & Co KG Maschf GmbH
Current assignee: Wagner & Co KG Maschf GmbH
Priority date: 1995-03-31
Filing date: 1995-03-31
Publication date: 1995-05-24
Anticipated expiration: 2005-04-01
Also published as: JPH0976163A

Description

Die Erfindung betrifft einen druckbetriebenen Kraftschrauber zum Festziehen und/oder Lösen von Schrauben, mit einer Kolbenanordnung, die über einen Hebelmechanismus ein mit der Schraube verbindbares Ringstück antreibt.

Ein Kraftschrauber, von dem der Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ausgeht, ist bekannt aus EP 0 478 760 Bl. Bei diesem Kraftschrauber sind zwei teleskopisch ineinander angeordnete Kolben vorgesehen, von denen einer eine kleine Kolbenfläche und der andere eine große Kolbenfläche aufweist. Die Kolbenflächen beider Kolben sind stets mit dem selben Druck beaufschlagt. Wenn die zu drehende Schraube dem Kraftschrauber ein geringes Lastmoment entgegensetzt, wird in den Kraftschrauber ein Hilfselement eingesetzt, das den großen Kolben arretiert, so daß der Schraubvorgang nur mit dem kleinen Kolben ausgeführt wird. Wegen des geringen Volumens

Telefon: (02 21) 131&Ogr;41 Telex: 888 23&Ogr;7 dopa d Telefax: (02 21)13 42 97

(&Ogr;3 31) 134881 Telegramm: Dompatent Köin

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Postgiro Köin (BLZ 37O100 50) Kto, Nr. 654-500

desjenigen Zylinders, in dem der kleine Kolben bewegbar ist, erfolgt der Schraubvorgang in einem Schnellgang. Ist das Lastmoment dagegen groß, wird ein anderes Hilfselement eingesetzt, das den großen Kolben freigibt, so daß bei Druckbeaufschlagung beide Kolben gemeinsam bewegt werden. Dies entspricht einem Lastgang mit großer Kraft und relativ hohem Druckmittelverbrauch .

Aus DE 40 42 154 C2 ist ein druckbetriebener Kraftschrauber bekannt, der einen einzigen Kolben mit zwei separat mit Druck zu beaufschlagenden Kolbenflächen aufweist. Bei geringem Hydraulikdruck wird nur die mittlere Kolbenfläche mit Druck beaufschlagt, während der Druck durch ein Überdruckventil von der ringförmigen äußeren Kolbenfläche ferngehalten wird. Erst wenn der Grenzdruck des Überdruckventils überschritten wird, wird auch die äußere Kolbenfläche mit Druck beaufschlagt . Bei einem druckbetriebenen Kraftschrauber wird das Drehmoment, mit dem die Schraube angezogen werden soll, dadurch bestimmt, daß der Druckerzeuger einen wählbaren Druck aufbringt, der diesem Drehmoment entspricht. Der Kraftschrauber arbeitet dann so lange, bis das Lastmoment auf die dem Druck entsprechende Größe angestiegen ist. Bei druckabhängiger Zuschaltung der größeren Kolbenfläche ergibt sich das Problem, daß bei dem Grenzdruck des Überdruckventils ein Momentensprung eintritt. Im Bereich dieses Momentensprungs kann das Drehmoment nicht vorgewählt werden. Daher hat der Kraftschrauber in der Skala der vorwählbaren Drehmomente eine Lücke.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen druckbetriebenen Kraftschrauber zu schaffen, der mit ein-

fachen Mitteln zwischen einem Schnellgang und einem Lastgang umschaltbar ist, wobei das Drehmoment durch Vorwahl eines entsprechenden Druckes lückenlos über den gesamten Bereich einstellbar ist.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.

Der erfindungsgemäße Kraftschrauber weist zwei Kolben auf, von denen jeder in einem eigenen Zylinder bewegbar ist. Jeder dieser Zylinder ist über eine eigene Leitung an ein Ventil angeschlossen, das unterschiedliche Betriebsarbeiten ermöglicht, nämlich eine Betriebsart, bei der nur mit dem kleinen Kolben gearbeitet wird, und eine weitere Betriebsart, bei der nur mit dem großen Kolben oder mit beiden Kolben gemeinsam gearbeitet wird. Die erste Betriebsart, die den Schnellgang darstellt, ermöglicht das Festziehen einer Schraube nur bis zu einem relativ niedrigen Drehmoment. Wenn die Schraube dann weiter festgezogen werden soll, wird auf die zweite Betriebsart umgeschaltet, wobei wieder mit einem Drehmoment von null begonnen werden kann. Da die Schraube jedoch bereits eine Vorspannung hat, steigt das Drehmoment im Lastgang sehr schnell auf diese Vorspannung an, um sich danach weiter zu erhöhen. Da bei beiden Betriebsarten der volle Drehmomentbereich von null bis zur jeweiligen Obergrenze überstrichen wird, steht der gesamte Drehmomentenbereich für die Vorwahl zur Verfügung.

Das Ventil ist vorzugsweise manuell umschaltbar, kann aber auch mit Hilfsenergie betätigt werden, z.B. hydraulisch oder elektrisch.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind beide Kolben miteinander verbunden, wobei für den Rückhub nur einer der Kolben angetrieben wird. Dadurch wird der Aufbau des Kraftschraubers vereinfacht, weil nur einer der beiden Zylinder einen mit Druck zu beaufschlagenden Rückraum haben muß. Der Rückraum des anderen Zylinders kann mit der Atmosphäre verbunden sein.

Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert .

Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform des Kraftschraubers,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II von Fig. 1, und

Fig. 3 eine zweite Ausführungsform des Kraftschraubers .

Der Kraftschrauber nach Figur 1 weist ein Gehäuse 10 auf, das im vorliegenden Fall einteilig ist, aber auch aus mehreren zusammengesetzten Teilen bestehen kann. Das Gehäuse 10 enthält ein an zwei parallelen Gehäusewänden gelagertes Ringstück 11, das direkt oder über eine StecknuS mit dem Kopf der zu drehenden Schraube verbunden werden kann. Zu diesem Zweck ist das Ringstück 11 mit einer Innenverzahnung 12 versehen. Ferner hat das Ringstück 11 eine Außenverzahnung 13, in die ein Ratschenelement 14 eingreift. Das Ratschenelement 14 befindet sich im Innern eines Hebels 15, der koaxial

zu dem Ringstück 11 gelagert ist. Der Hebel 15 kann um seine Achse herum geschwenkt werden und nimmt dabei mit dem Ratschenelement 14 das Ringstück 11 in der einen Drehrichtung mit. In der anderen Drehrichtung wird der Hebel leer zurückgeschwenkt, ohne daß das Ratschenelement 14 das Ringstück 11 mitnimmt.

Der Antrieb des Hebels 15 erfolgt über eine Stange 16, deren eines Ende 16a schwenkbar mit dem Hebel zusammengreift und deren anderes Ende 16b im Innern eines Kolbens 17 sitzt. Die Enden 16a und 16b sind als Kugelteile ausgebildet und in entsprechenden Kugelkalotten gelagert.

In dem Antriebsteil des Gehäuses 10 befindet sich in einer Gehäusebohrung eine Zylinderbuchse 20, die einen Zylinder 21 bildet, in dem der Kolben 17 abdichtend verschiebbar ist. Der Kolben 17 ist mit einer angeformten Führungshülse 18 verbunden, durch die die Stange 16 hindurchragt und die in einem gehäusefesten Führungsring 19 geführt ist. Die Kolbenfläche 17a des Kolbens 17 begrenzt den Druckraum 21a des Zylinders 21, während sich auf der anderen Seite des Kolbens der Gegendruckraum 21b befindet.

Die Zylinderbuchse 20 enthält, axial angrenzend an den Zylinder 21, eine eingeschraubte innere Zylinderbuchse 22, die einen Zylinder 23 bildet, dessen Durchmesser wesentlich kleiner ist als derjenige des Zylinders 21. In dem Zylinder 23 ist ein Kolben 24 verschiebbar, der im wesentlichen die Form eines zylindrischen Bolzens hat. Die dem Druck im Zylinder 23 ausgesetzte Kolbenfläche ist mit 24a bezeichnet. Das gegenüberliegende Ende ragt in den Zylinder 21 hinein und stößt dort ge-

gen die Kolbenfläche 17a des größeren Kolbens 17. Die innere Zylinderbuchse 22 ist in ein Innengewinde der äußeren Zylinderbuchse 20 eingeschraubt und somit an dieser festgelegt. Die äußere Zylinderbuchse 2 0 ist wiederum in das Gehäuse 10 eingeschraubt und somit an diesem festgelegt.

Seitlich an dem Antriebsteil des Gehäuses 10 ist das Ventilgehäuse 25 befestigt, welches das Ventil 26 enthält. Das Ventilgehäuse 25 weist ferner einen aufragenden Schaft 27 auf, der von einem Drehring 28 mit Schlauchanschlüssen 29 umgeben ist. Einer der Schlauchanschlüsse 2 9 ist mit einer zu dem Ventil 26 führenden Bohrung 3 0 verbunden und der andere Schlauchanschluß ist mit einer durch das Ventilgehäuse 25 hindurch in das Gehäuse 10 hineinführenden Bohrung 31 verbunden. Das Ventil 26 hat zwei Auslässe Al und A2. Der Auslaß Al ist über eine Bohrung 33 des Gehäuses 10 mit einer Ringnut 34 der Zylinderbuchse 20 verbunden und diese Ringnut 34 ist mit einer durch die Zylinderbuchse führenden Längsbohrung 35 verbunden. Von der Längsbohrung 35 führt eine Querbohrung 36 hinter der Zylinderbuchse 2 2 vorbei zum Zylinder 23. Dieser weg von dem einen Schlauchanschluß 2 9 über das Ventil 26 zum kleineren Zylinder 23 ist ständig offen.

Vom Auslaß A2 des Ventils 26 führt eine Bohrung 3 7 zu einer Ringnut 38 der Zylinderbuchse 20. Diese Ringnut 3 8 ist mit einer durch die Zylinderbuchse 2 0 hindurchgehenden Längsbohrung 39 verbunden, von der eine Querbohrung in den Druckraum 21a des Zylinders 21 führt. Auf diese Weise ist der Auslaß A2 des Ventils 2 6 mit dem Druckraum 21a verbunden. Der Gegendruckraum 21b steht über einen Durchlaß 41 in ständiger Verbindung

mit der Bohrung 31a, die mit dem zweiten Druckanschluß 29 verbunden ist.

Die Langsbohrungen 35 und 39 führen zur Stirnseite der Zylinderbuchse 20, wo sie mit Stopfen 42 verschlossen sind. Die Stirnseite und die Stopfen 42 sind mit einem abgerundeten Deckel 43 bedeckt.

Das Ventil 26 ist in Figur 2 dargestellt. Die mit dem einen Druckanschluß verbundene Bohrung 3 0 befindet sich in axialer Ausrichtung mit dem Auslaß Al und seitlich versetzt daneben ist der Auslaß A2 angeordnet. Das Ventil 26 enthält einen quer zur Bohrung 3 0 bewegbaren Schieber 44 mit einem Kopf 45, der von einer Feder 46 gegen einen Ventilsitz 47 gedrückt wird. Der Schieber 44 kann von einem manuell zu betätigenden Stellknopf 48 entgegen der Kraft der Feder 4 6 verschoben werden. Der Stellknopf 4 8 kann durch Drehen in zwei Stellungen verriegelt werden, so daß er die jeweils eingenommene Stellung beibehält. In dem in Figur 2 gezeigten Zustand drückt der Kopf 45 gegen den Sitz 47, so daß das Druckfluid nicht von der Bohrung 3 0 zum Auslaß A2 gelangen kann. Wird der Schieber 44 dagegen nach links geschoben, dann gelangt Druckfluid weiterhin zum Auslaß Al, zusätzlich aber auch durch den Ventilsitz 47 hindurch zum Auslaß A2.

In Figur 2 ist der Zustand dargestellt, daß der Kraftschrauber im Schnellgang betrieben wird, wobei Druck nur in dem kleinen Zylinder 23 erzeugt wird. Hierbei ist der Auslaß A2 des Ventils 26 gesperrt. Bei dem Arbeitshub (gemäß Figur 1 nach links) wird der Zylinder 23 mit Druck beaufschlagt, während der Zylinder 21 drucklos ist. Dadurch wird der kleine Kolben 24 vorge-

schoben, wobei er den großen Kolben 17 vor sich hertreibt. Aus dem Gegendruckraum 21b wird das Öl durch den Durchlaß 41 in die Bohrung 31 verdrängt.

Bei dem anschließenden Rückhub wird die Bohrung 31 mit Druck beaufschlagt, während die Bohrung 3 0 drucklos ist. Durch den Druck im Gegendruckraum 21b wird der Kolben 17 zurückbewegt (nach rechts), wodurch er den Kolben 24 wieder in seine Ausgangslage bringt.

Im Lastgang ist das Ventil 26 so eingestellt, daß die Bohrung 3 0 (Figur 2) mit beiden Auslässen Al und A2 verbunden ist. Hierbei werden also beide Zylinder 21 und 23 mit Druck beaufschlagt, so daß beide Kolben 17 und 24 vorgetrieben werden, wobei sich ihre Kräfte addieren. Der Rückhub erfolgt auch hierbei durch Druckbeaufschlagung des Rückdruckraumes 21b, während der Druckraum 21a und der Zylinder 23 drucklos sind.

Bei dem Ausführungsbeispiel von Figur 3 ist das gleiche Gehäuse vorgesehen wie bei Figur 1. Die Zylinderbuchse 2 0 und der Kolben 17 sind ebenfalls im wesentlichen gleich ausgebildet wie bei Figur 1. Unterschiedlich ist, daß der kleinere Kolben 54 eine dünnere Kolbenstange 55 hat, die mit dem größeren Kolben 17 verbunden ist, im vorliegenden Fall durch Einschrauben in eine Gewindebohrung der Kolbenfläche 17a. Der Zylinder 23 besteht somit aus einem Druckraum 23a, der durch die Kolbenfläche 54a begrenzt wird, und einen Gegendruckraum 23b, durch den die Kolbenstange 55 hindurchgeht. Der Gegendruckraum 23b ist über eine Querbohrung 56 der Zylinderbuchse 22 und eine weitere Querbohrung 57 der Zylinderbuchse 2 0 mit der Längsbohrung 35 verbunden, welche beim Arbeitshub an den Rücklauf angeschlossen

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ist und beim Rückhub an die Druckleitung. Der kleine Kolben 54 ist also in beiden Richtungen antreibbar. Dagegen ist der große Kolben 17 nur beim Arbeitshub angetrieben, nämlich dadurch, daß im Druckraum 21a ein hydraulischer Druck erzeugt wird. Der Gegendruckraum 21b ist bei der Ausführungsform nach Figur 3 belüftet, d.h. mit der Atmosphäre verbunden.

Im Unterschied zu Figur 1 ist bei Figur 3 das Ventil 26 nicht seitlich auf dem Antriebsteil des Gehäuses 10 angeordnet, sondern an der Stirnseite. Hierzu ist gemäß Figur 1 der Deckel 43 entfernt und durch ein Ventilgehäuse 58 ersetzt worden, das das Ventil 26 enthält und am stirnseitigen Ende Schlauchanschlüsse 29a und 29b aufweist. Der Schlauchanschluß 2 9a ist mit dem Einlaß des Ventils 2 6 verbunden, dessen Auslaß Al in den Druckraum 23a des Zylinders 23 führt und dessen Auslaß A2 mit der Längsbohrung 3 9 verbunden ist, die in den Druckraum 21a des Zylinders 21 führt. Der Anschluß 29b ist über die Längsbohrung 35 und die Querbohrungen 56 und 5 7 ausschließlich mit dem Gegendruckraum 23b des Zylinders 23 verbunden.

Die seitlich am Gehäuse angeordneten Anschlüsse, an die gemäß Figur 1 das Ventilgehäuse 25 angesetzt sind, sind in Figur 3 durch eine Platte 50 verschlossen. Generell kann der Kraft schrauber in beiden Versionen mit demselben Gehäuse 10, derselben Zylinderbuchse 20 und demselben Kolben 17 versehen sein, wobei lediglich einige Bohrungen zu verschließen sind. Unterschiedlich sind in beiden Fällen nur die Zylinderbuchse 22 und der darin enthaltene kleine Zylinder. Das Ventilgehäuse 25 bzw. 58 kann bei beiden Varianten entweder seitlich oder am Ende des Gehäuses 10 angeordnet sein.

Bei dem Kraftschrauber nach Figur 3 wird im Schnellgang nur der kleine Zylinder 54 mit Druck beaufschlagt, während der große Zylinder 21 in beiden Räumen 21a und 21b drucklos ist und nur lose mitläuft. Im Lastgang wird an beide Auslässe Al und A2 des Ventils 2 6 Druck angelegt, so daß beide Kolben 17 und 54 vorgetrieben werden. Der Rückzug erfolgt dagegen nur durch Druckbeaufschlagung des Gegendruckraumes 23b des kleineren Kolbens 54. Da dieser Gegendruckraum 23b ein kleines Volumen hat, wird der Rückhub mit großer Schnelligkeit durchgeführt. Beim Rückhub zieht der kleine Kolben 54 den großen Kolben 17 nach.

Claims

ANSPRUCHE

1. Druckbetriebener Kraftschrauber mit einem drehbar gelagerten Ringstück (11) und einer das Ringstück

(11) antreibenden Kolbenanordnung (17,24), die einen ersten Kolben (24) mit relativ kleiner Kolbenfläche (24a) und einen zweiten Kolben (17) mit relativ großer Kolbenfläche (17a) aufweist, wobei jeder der beiden Kolben in einem eigenen Zylinder (23,21) angeordnet ist,

dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Zylinder (23,21) an einen anderen Auslaß (A1,A2) eines Ventils (26) angeschlossen ist und daß das Ventil derart ausgebildet ist, daß es unabhängig von der Größe des ihm zugeführten Lieferdrucks in einem ersten Zustand nur den ersten Kolben (24) mit Druck beaufschlagt und in einem zweiten Zustand nur den zweiten Kolben (17) oder beide Kolben (24,17) mit Druck beaufschlagt.

2. Kraftschrauber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Kolben (17,54) miteinander verbunden sind.

3. Kraftschrauber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß nur einer der Kolben (54) in beiden Richtungen antreibbar ist, während der andere Kolben (17) nur einseitig antreibbar ist.

4. Kraftschrauber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kolben (54) in beiden Richtungen antreibbar ist.

5. Kraftschrauber nach einem der Ansprüche 1 bis A₁ dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (26) manuell betätigbar ist.