DE3018938A1

DE3018938A1 - Handwerkzeugmaschine

Info

Publication number: DE3018938A1
Application number: DE19803018938
Authority: DE
Inventors: Hermann Krötz; Berthold Ing.(grad.) 7157 Murrhardt Müller; Gerhard Ing.(grad.) 7022 Leinfelden Schmidt
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1980-05-17
Filing date: 1980-05-17
Publication date: 1981-11-26
Also published as: SE8102961L; GB2075886A; JPS5721280A; GB2075886B

Description

7-5.1980 Vo/Wl

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1

Handwerkzeugmaschine

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer motorisch angetriebenen Handwerkzeugmaschine nach der Gattung des Hauptanspruchs. Eine solche Handwerkzeugmaschine ist in der DE-OS 24 42 (R. 2278) beschrieben. Das bei dieser Handwerkzeugmaschine angewandte Prinzip - hier ist es beispielsweise an einer Bohrmaschine verwirklicht - arbeitet zufriedenstellend und hat inzwischen seine praktische Bewährung bestanden. Natürlich läßt sich dieses Prinzip auch bei mit Druckluft angetriebenen Schraubern einsetzen, die in zunehmendem Maße elektronisch gesteuert werden. Hierdurch wird die Möglichkeit geschaffen, den Schraubvorgang durch Soll- und Istwertanzeigen transparent und dokumentierbar zu machen. Nun gewinnt bekanntlich das Erzielen einer optimalen genau eingehaltenen Vorspannkraft bei Schraubverbindungen durch' präzise gesteuerte Schraubmotoren im modernen Maschinenbau ganz allgemein immer mehr an Bedeutung. Ganz besonders gilt dies für Schraubverbindungen, die als Sicherheit sver schraubungen lebenswichtig sein können.

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Gegenstand der vorliegenden Verbesserung ist es, das in der genannten DE-OS 2k k2 260 beschriebene Prinzip an einem zu diesem Zweck optimal gestalteten Druckluft-Schrauber zu verwirklichen.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs schafft die Möglichkeit, bei einem Druckluft-Schrauber das Drehmoment währen des Anziehvorganges zu messen. Diese Meßwerte können dann beispielsweise einem Computer zugeführt werden, der sie fortlaufend zur Steuerung der Schraubarbeit verwendet.

Durch die in. den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Handwerkzeugmaschine möglich. Besonders vorteilhaft ist, daß sich die Erfindung mittels des beanspruchten Gehäusezurüstsatzes auch an älteren Druckluftschraubern verwirklichen läßt, die an sich von ihrer Gehäuseausgestaltung her nicht dafür geeignet sind. Dabei wird ein Teil des Gehäuses des älteren Druckluftschraubers durch einen den Werkzeugkopf aufnehmenden, sich halsförmig verjüngenden Gehäuseteil ausgetauscht, der nahe seinem vorderen Befestigungsgewinde einen Bereich mit gegenüber dem halsförmigen Gehäuseteil verminderten Querschnitt aufweist, an dessen vorzugsweise kreiszylinderische Außenfläche das Meßglied angebracht ist.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung

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R.

dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 einen mit Druckluft angetriebenen Schrauber, der zur Aufnahme in eine Einspannvorrichtung geeignet ist, Figur 2 einen zum Handbetrieb geeigneten Schrauber und Figur 3 einen Gehäusezurüstsatz für einen Schrauber.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Im folgenden ist mit "vorn" die Richtung zu dem zu bearbeitenden Werkstück hin, mit "hinten" die Richtung zu der Druckluftzuführung hin gemeint.

Der in der Zeichnung dargestellte Drucl-cluft-Schrauber hat ein Gehäuse 1, das sich aus einem an seinem hinteren Ende angeordneten Ventilgehäuse 2, einem im wesentlichen zylindrischen Motorgehäuse 3 und einem an seinem vorderen Ende angeordneten, sich halsförmig verjüngenden Gehäuseteil 4 zusammensetzt. Das Ventilgehäuse 2 und das Motorgehäuse 3 sind fest miteinander verbunden. Im Motorgehäuse 3 ist ein in der Zeichnung nicht dargestellter, als an sich bekannter Flügelzellenmotor ausgebildeter Druckluftmotor und ein von diesem angetriebenes Zahnräderumlaufgetriebe angeordnet. Im vorderen Gehäuseteil 4 ist eine an sich bekannte Kupplung für den Schrauber aufgenommen. Dieses vordere, die Kupplung aufnehmende Gehäuseteil 4 ist durch ein an seinem hinteren Ende angeordnetes .Gewinde 5 (vgl. Figur 3) mit dem Motorgehäuseteil 3 verschraubt.

In das hintere Ende des Getriebegehäuses 2 führt ein Schlauch 6, über den die Druckluft zum Antrieb des Motors dem Schrauber zugeführt wird. Außerdem ist am Ventilgehäuse 2 noch eine Aufhängeschlaufe 7 befestigt.

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Das vordere Gehäuseteil 4 nimmt neben der schon erwähnten Kupplung auch noch einen Werkzeugkopf auf, welcher ein Schraubwerkzeug - hier eine Klinge 8 - trägt. Die Klinge 8 ragt aus dem vorderen Ende des vorderen Gehäuseteils 4 hervor. An seinem vorderen Ende 9 trägt das Gehäuseteil 4 ein koaxiales Befestigungsgewinde 10, welches an seinem hinteren Ende von einem Anschlagflansch 11 begrenzt wird. Auf das Befestigungsgewinde 10 ist ein hülsenförmiges Spannstück 12 geschraubt, das an seiner Innenseite eine Schulter 13 aufweist, die am Anschlagflansch 11 des vorderen Gehäuseteils 4 anliegt. An seiner Außenseite weist das Spannstück 12 eine zylindrische Spannfläche 14 auf. An dieser Spannfläche kann der Schrauber in einer in Figur 1 strichpunktiert angedeuteten Vorrichtung 15 festgespannt werden.

Unmittelbar -hinter dem Anschlagflansch 11 weist der vordere Gehäuseteil 4 einen Bereich 16 mit zylinderrohrförmigem Querschnitt auf. Der Querschnitt im Bereich 16 ist gegenüber dem Querschnitt des übrigen Gehäuseteils 4 vermindert, um eine besonders leicht elastisch verformbare Zone zu schaffen. An der zylindrischen Außenfläche ist im Bereich 16 zwei um einen Winkel von 90° zueinander versetzt angeordnete, als Dehnungsmeßstreifen ausgestaltete Meßglieder 17 angeordnet. Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist - wie aus der Zeichnung erkenntlich der Bereich 16 nur un wesentlich länger als die axiale Erstreckung der Meßglieder 17· Dabei liegt der Bereich mit den Meßgliedern 17 in unmittelbarer Nähe des Anschlagflansches 11; die Meßglieder 17 werden vom Spannstück 12 übergriffen und so gegen ungewollte Beschädigungen geschützt, Zwischen dem Gehäuse 4 des Schraubers und dem es übergreifenden Spannstück 12 sind Anschlußkabel 18, die zum Meß-

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glied führen, herausgeführt. Im hinteren Bereich des Schraubers , genauer am Motorgehäuse 3₃ ist das Anschlußkabel 18 mittels eines Spannbandes 19 befestigt.

Bei den hier als Dehnungsmeßstrexfen ausgestalteten Meßgliedern 17 handelt es sich um elektrische Widerstände,
die ihren Wert abhängig von der an ihnen wirkenden mechanischen Spannung ändern. Bei dem in der Vorrichtung 15
(starr) eingespannten Schrauber ist das von diesem aufgebrachte Antriebsmoment gleich dem Reaktionsmoment des am
zu verschraubenden Elementen wirkenden Drehwerkzeugs 8.
Dieses Reaktionsmoment bewirkt nun eine elastische Verformung des Bereichs l6 des Gehäuseteils 4. Die Verformung
wird - wie schon erwähnt - mit den Meßgliedern 17 als Widerstandsänderung gemessen. Die erhaltenen Meßwerte können mittels bekannter Meßverstärker zur digitalen Anzeige des Schraubmoments dienen und auch fortlaufend zur Steuerung
der Schraubarbeit verwendet werden.

Natürlich läßt sich die beschriebene Keßvorrichtung auch
zur datenmäßigen Erfassung der Streuung und der Abschaltgenauigkeit eines mit einer mechanischen Absehaltkupplung versehenen Schraubers bei dessen Herstellung verwendet werden.

In Figur 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines ebenfalls von einem Druckluftmotor angetriebenen Schraubers
dargestellt. Dieses zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel grundsätzlich dadurch , daß dieser mit einem Handgriff versehene Schrauber von einem Bedienungsmann gehalten wird. Dabei entsprechen die Gehäuseteile 2 und 3 denen des ersten Ausführungsbeispiels. Am vorderen Ende des Motorgehäuses 3 ist bei die-

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ο 2

sem zweiten Ausführungsbeispiel ein vorderen Gehäuseteil 2 4 befestigt. Das Gehäuseteil 24 trag:: - genau wie beim ersten Ausführungsbeispiel - ein Gewir.de 5· Das in Figur 3 in vergrößertem Maßstab dargestellte vordere Gehäuseteil

2 4 dient auch wieder zur Aufnahme einer in der Zeichnung nicht dargestellten Kupplung und eines Werkzeugkopfes. Etwa auf der Mitte seiner axialen Länge sind an das vordere Gehäuseteil 24 zwei Schlüsselflächen 25 angebracht worden, mit deren Hilfe dieses Gehäuseteil am Motorgehäuse-

3 festgeschraubt werden kann. Am vorderen Ende des Gehäuseteils 24 ist wiederum ein Befestigungsgewinde 10 angeordnet, das an seinem hinteren Ende von einem Anschlagflansch 11 begrenzt wird. Unmittelbar hinter csm Anschlagflansch 11 befindet sich wiederum ein Bereich 26 nit vermindertem und deshalb leichter elastisch verforr.caren Querschnitt. In seiner Funktion entspricht dieser Bereich 26, dessen axiale Länge allerdings größer ist als beim ersten Ausführungsbeispiel vollkommen dem Bereich 16 des ersten Ausführungsbeispiels. Auf der zylindrischen Außenfläche des vorderen Gehäuseteils 24 im Bereich 26 sind bei diesem Ausführungsbeispiel vier gegeneinander jeweils um 90 versetzt angeordnete Meßglieder 27 angeordnet, die ebenfalls wie im ersten Ausführungsbeispiel als Dehnungsmeßstreifen ausgebildet sind. Auch hier sind die Anschlußkabel 18 zu den Meßgliedern wieder mit einem Spannband 19 am Motorgehäuse 3 befestigt.

Auf das Befestigungsgewinde 10 ist bei diesem Ausführungsbeispiel ein rohrförmiges Übergehäuse 28 geschraubt, das die Meßglieder 27, das vordere Gehäuseteil 24 und einen Teil des Motorgehäuses 3 übergreift. An seiner Außenseite weist dieses Übergehäuse 28 eine profilierte Griffläche 29 auf.

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In der Punktion unterscheidet sich dieses Ausführungsbeispiel nicht vom ersten Ausführungsbeispiel. Da aber der Bereich 26 eine größere axiale Länge aufweist als der Bereich 16 des ersten Ausführungsbeispiels läßt er sich schon bei geringeren Drehmomenten verformen. Damit ist dieses zweite Ausführungsbeispiel besser für die bei Handbetrieb auftretenden geringeren Drehmomente verwendbar. Die Anzeige bzw. die datenmäßige Verarbeitung der erhaltenen Meßwerte unterscheidet sich nicht vom ersten Ausführungsbeispiel.

Die in den Figuren 1 und 2 dargestellten Schrauber sind von vorherein zur erfindungsgemäßen Drehmomentmessung eingerichtet. Mit Hilfe des Gehäusezurüstsatzes kann man aber auch Schrauber mit einem Gehäuse anderer Bauart - wie z.B. in DE-OS 29 12 718 dargestellt - für die erfindungsgemäße Drehmomentmessung vorbereiten. Dazu wird das dort verwendete vordere Gehäuseteil durch das in Figur 3 dargestellte Gehäuseteil 2k, welches dann als gesondertes Bauteil angeboten wird, ausgetauscht. Auf dessen Befestigungsgewinde 10 kann wiederum wahlweise ein Spannstück 12 oder ein Übergehäuse 28 aufgeschraubt werden.

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ROBERT BOSCH GMBH₃.7000 Stuttgart 1

Handwerkzeugmaschine

Zusammenfassung

Es wird eine -als Druckluft-Schrauber ausgebildete Handwerkzeugmaschine beschrieben, deren Antriebsmoment über die vom Reaktionsmoment bewirkte Verformung des Gehäuses gemessen wird. Dazu ist mindestens ein Dehnungsmeßstreifen am vorderen, sich halsförmig verjüngenden Gehäuseteil der Maschine angebracht. Die erhaltenen Meßwerte können mittels Meßverstärker zur digitalen Anzeige des Schraubmoments dienen.

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Claims

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ROBERT BOSCH GMBH,.7000 Stuttgart 1

Ansprüche

Motorisch angetriebene Handwerkzeugmaschine, an deren Gehäuse ein insbesondere als Dehnungsmeßstreifen ausgestaltetes Meßglied angeordnet ist, welches das vom Antriebsmotor aufgebrachte Drehmoment über die vom Reaktionsmoment bewirkte Verformung des Gehäuses der Handwerkzeugmaschine mißt, nach Patent (Patentanmeldung P 24 42 26O), dadurch gekennzeichnet, daß die Handwerkzeugmaschine ein mit Druckluft angetriebener Schrauber ist, dessen Gehäuse (1, 4) an seinem vorderen, insbesondere sich halsförmig verjüngenden eine das Schraubwerkzeug (8) - Klinge oder Steckschlüssel - tragenden Werkzeugkopf aufnehmenden Ende (9) ein koaxiales Befestigungsgewinde (10) aufweist, und daß das Meßglied (17) 27) an der Außenseite des Gehäuses (1, 4, 24) - in Achsrichtung gesehen - in vorzugsweise unmittelbarer Nähe des Befestigungsgewindes (10) angeordnet ist.

2. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vordere Gehäuseteil (4, 24) einen Be-

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reich (16, 26) mit vermindertem, insbesondere zylinderrohrförmigen Querschnitt aufweist, in den das Meßglied (17, 27) angeordnet ist.

3. Handwerkzeugmaschine nach- Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Befestigungsgewinde (10) ein hülsenförmiges Spannstück (12) geschraubt ist, das das Meßglied (17)" übergreift und an seine Außenseite eine insbesondere zylindrische Spannfläche (14) aufweist.

4. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Befestigungsgewinde (10) ein rohrförmiges Übergehäuse (28) geschraubt ist, daß das Meßglied (27) und das Gehäuse des Schraubers (1, 3, 4, 24) übergreift und an seiner Außenseite eine insbesondere profilierte Grifflache (29) aufweist.

5. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußkabel (18) zum Meßglied (7, 27) zwischen dem Gehäuse des Schraubers und dem es übergreifenden Spannstück (12) über Gehäuse (28) herausgeführt sind.

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6. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußkabel (18) mittels eines Spannbandes (19) am Gehäuse befestigt sind.

7· Gehäusezurüstsatz für eine mit Druckluft angetriebenen Schrauber, vorzugsweise zur Verwendung in Mehrfachspindelschraubern nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen den Werkzeugkopf aufnehmenden, sich halsförmig verjüngenden Gehäuseteil (2¹O der nahe seinem vorderen Befestigungsgewinde (10) einen Bereich (26) mit gegenüber dem halsförmigen Gehäuseteil (24) verminderten Querschnitt aufweist, an dessen vorzugsweise zylinderischer Außenfläche das Meßglied (27) angebracht ist und durch
einen auf das Befestigungsgewinde (10) aufschraubbares
Halteteil (Spannstück 12 oder Übergehäuse 28).

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