DE3033669A1 - Druckmittelgetriebenes schraubwerkzeug - Google Patents

Description

ROCKWELL INTERNATIONAL CORPORATION, 600 Grant Street, Pittsburgh, Pennsylvania 15 219, U.S.A.

Druckmittelgetriebenes Schraubwerk zeug

Die Erfindung betrifft ein Schraubwerkzeug mit einem Druckmittelantrieb für eine Drehwelle, insbesondere auch ein tragbares Schraubwerkzeug.

Durch die US-PA 912 151 ist kürzlich ein verbessertes Verfahren zum Anziehen von Schrauben und dergl. eingeführt worden, das unter der Bezeichnung "Logarithmisches Geschwindigkeitsverfahren" ("logarithmic rate method") bekannt wurde. Im wesentlichen besteht dieses Verfahren in einer Analyse von Drehmoment- und Winkelinformationen, die während des Anziehens der Schraube erzeugt werden, um einen der betroffenen Schraube angepaßten Abschaltparameter für den Schraubvorgang zu bestimmen. Dort ist ein mehr oder weniger her-

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BOEHMERT & BOEHMER

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kömmliches druckmittelgetriebenes Werkzeug vorgesehen, das mit Drehmoment- und Winkelabtasteinrichtungen sowie mit mit einer freistehenden Datenverarbeitungseinrichtung versehen ist. Die Datenverarbeitungseinrichtung wird durch eine herkömmliche Wechselstromquelle versorgt. Das Werkzeug weist einen Anschluß für Hochdruckluft und eine Reihe von elektrischen Anschlüssen auf, um Drehmoment- und Winkelinformationen dem Datenverarbeiter zuzuführen, so daß der Datenverarbeiter dem Werkzeug "Start" und"Stopp"- Signale übermitteln und über elektrische Zuleitungen die Betriebsspannungen für ein durch ein Solenoid gesteuertes Luftventil zuführen kann.

Im Zuge der Entwicklung von Schraubwerkzeugen, die die "Logarithmische Geschwindigkeitsmethode" anwenden, wurde bald offenbar, daß es wünschenswert ist, ein tragbares Werkzeug bereitzustellen, bei dem die Datenverarbeitungseinrichtung durch die Bedienungsperson selbst getragen wird; entweder in einem Tragegehäuse oder im Werkzeug selbst. Um das Werkzeug tragbar zu machen, d. h., es so leicht zu machen, daß es durch einen Arbeiter getragen werden kann, ist es erforderlich, das Werkzeug durch Batterien und nicht durch eine herkömmliche Wechselstromquelle zu versorgen. Dadurch wird natürlich die Benutzung eines solchen Werkzeuges in einer mit Druckluft ausgestatteten Fabrikanlage nicht mehr auf bestimmte Orte beschränkt, in denen geeignete Spannungsquellen zur Verfügung stehen. Andererseits aber ist Druckluft insbesondere in Herstellungs- und Montageanlagen, in denen die "Logarithmische Geschwindigkeitsmethode" häufig Verwendung findet, meist vorhanden.

Eine der Schwierigkeiten beim Entwurf eines solchen Werkzeuges liegt darin, daß zur Steuerung des Luftdruckventiles

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- /fides Antriebs Energie erforderlich ist. Bekannte Werkzeuge dieser Art werden elektromechanisch gestartet indem die Bedienungsperson von Hand einen elektrischen Schalter bedient, so daß das Solenoid des Luftdruckventiles mit Strom versorgt wird. Während des Betriebes des Werkzeuges bleibt das Luftdruckventil offen, da Strom durch das Solenoid fließt. Die Schließung des Ventils wird dadurch erreicht, daß die Energieversorgung des Solenoids unterbrochen wird, so daß eine herkömmliche Ventilfeder das Ventil in seine Schließ- Position drückt. Da der Energieverbrauch der Ventilsteuerung solange keine wesentliche Rolle spielt wie das Werkzeug an eine herkömmliche Wechselstromquelle angeschlossen ist, ist es nicht verwunderlich, daß der Energieverbrauch der Ventilsteuerungen bei bekannten Werkzeugen dieser Art relativ hoch ist.

Eine Analyse des Energieverbrauchs gattungsgemäßer Werkzeuge ergibt, daß vier verschiedene Ventilsteuerungsoperationen maßgeblich für den Energieverbrauch sind:

1. die elektromechanische Öffnungsbewegung, z.B. mittels Druckknopf und Solenoid;

2. das Offenhalten des Ventils, z.B. durch Stromversorgung des Solenoids;

3. die Ventilschließung, die z.B. durch eine Ventilfeder mechanisch erfolgt nachdem die Stromversorgung des Solenoids unterbrochen ist; und

4. das Geschlossenhalten des Ventils, das z.B. mechanisch mittels der Ventilfeder erfolgt.

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Offensichtlich verbrauchen die Positionen 3 (Ventilschliessung) und 4 (Halten des Ventils in der Schließposition) keine elektrische Engergie, da die zugehörige Kraft mechanisch ist und durch die Ventilfeder bereitgestellt wird. Untersuchungen zeigen, daß der Großteil der elektrischen Energie während der Ventilöffnungsbewegung verbraucht wird. Im einzelnen muß die dem Solenoid zugeführte elektrische Energie ausreichend sein, um die Summe der Kräfte der Ventilfeder, des auf das bewegliche Teil des Ventils einwirkenden Druckmittels und des Reibungswiderstandes, der zwischen dem Ventilstempel und seinen Dichtungsflächen entsteht, zu überwinden.

Eine der Schwierigkeiten bei der manuellen Auslösung des Werkzeugbetriebes liegt darin, daß die Datenverarbeitungseinrichtung den Beginn des Werkzeugbetriebes erfahren muß. Diese Signalgebung wird durch einen im Werkzeug untergebrachten Mikroschalter besorgt, der bei manueller Betätigung des entsprechenden Griffs geschlossen wird. Es gibt zwei Methoden, die Datenverarbeitungseinrichfcungen vom Start des Werkzeugbetriebes zu unterrichten. Vorzugsweise befindet sich der innerhalb des Werkzeuges untergebrachte Schalter im Stromkreis zwischen Batterie und Datenverarbeitungseinrichtung. Durch diese Lösung wird gleichzeitig noch eine Reduzierung des Stromverbrauchs erreicht, da die Datenverarbeitungseinrichtung in diesem Falle bei abgeschaltetem Werkzeug keine Energie verbraucht. Andererseits kann der innerhalb des Werkzeuges untergebrachte Schalter auch Teil eines Signal- Stromkreises sein, der mit der Datenverarbeitungseinrichtung verbunden ist.

Ein Problem bei allen rafinierteren Schraubverfahren, bei denen Energie aus einer Batterie oder einer Wechselstrom-

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INSPECTED

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quelle eingesetzt wird und bei denen die Beendigung des Werkzeugbetriebes in Ansprache auf die Erzeugung eines elektrischen Abschaltsignals erfolgt, liegt darin, daß im Gegensatz zu einer mechanischen Abschaltung das Werkzeug nicht notwendigerweise sofort stoppt, sondern daß ein Weiterlauf der Drehwelle zu verzeichnen ist, durch den die Schraube über das gewünschte Maß hinaus angezogen wird.

Zwei Ansätze zur Lösung bzw. Minimierung des Problems sind bekannt. Zunächst wurde versucht, den "Weiterlauf" durch eine Neukonstruktion des Werkzeuges und des Ventilabschaltmechanismus, bei der die Trägheitsmomente des Motors und der anderen rotierenden Teile verringert wurden, zu minimieren und gleichzeitig die Reaktionszeit der Ventilabschaltvorrichtung zu reduzieren. Dieser Ansatz vermag natürlich nur das Ausmaß des "Weiterlaufs" zu reduzieren, ist aber nicht in der Lage, das Phänomen selbst auszuschalten. Der in der US-PA 912 151 offenbarte Ansatz nimmt den "Weiterlauf" als gegeben und von Schraube zu Schraube unterschiedlich an und löst dementsprechend dieses Problem durch Maßnahmen, die während des Anziehens einer jeden Schraube individuell getroffen werden. Diese Maßnahmen schließen die unerwünschten Folgen des "Weiterlaufs" im wesentlichen aus, d. h. es wird kein zusätzliches Drehmoment über das erwünschte Maß hinaus der Schraube erteilt.

Bei Vorrichtungen, in denen eine solche Kompensation des "Weiterlaufs" nicht vorgesehen ist, ist eine Minimierung des "Weiterlaufs" offensichtlich höchst wünschenswert. Aber auch wenn für eine solche Kompensation Sorge getragen ist, ist es zusätzlich von Vorteil, den "Weiterlauf" zu minimieren, da dadurch auch der Fehler, der bei jedem Kompensationsverfahren auftritt, klein gehalten wird.

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Nach alledem liegt die Aufgabe der Erfindung darin, gattungsgemäße Schraubwerkzeuge derart weiterzubilden, daß sowohl der Energieverbrauch bei der Ventilsteuerung als auch das Gewicht des Werkzeuges wesentlich reduziert werden.

Erfindungsgemäß werden diese Aufgaben durch folgende Einrichtungen gelöst:

a. ein mit dem Druckmittel- Antrieb verbundenes Druckmittel-Leitungssystem, das zum Starten bzw. Stoppen des Antriebs Ventileinrichtungen aufweist;

b. Fühleinrichtungen zur Ermittlung der durch das Schraubwerkzeug der Schraube oder dergl. übermittelten Dreh-Charakteristik und zur Erzeugung eines entsprechenden Signals;

c. Einrichtungen, die mit den Fühleinrichtungen verbunden sind und in Ansprache auf die drehcharakteristischen Signale ein entsprechendes Abschaltsignal erzeugen;

d. elektrische Zuführungen zum Anschließen des Schraubwerkzeuges an eine elektrische Spannungsquelle; und

e. Einrichtungen zum Bewegen eines Ventils unter anderem von der Offen- Position in die Schließ- Position, wobei mit den elektrischen Zuführungen verbundene und durch die Spannungsquelle versorgbare Mittel vorgesehen sind, die in Ansprache auf das Abschaltsignal das Ventil in Schließrichtung bewegen.

Bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind in den Unteransprüchen beschrieben.

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Insbesondere wird aufgrund der erfindungsgemäßen Veränderung des Ventilsolenoids der Verbrauch elektrischer Energie reduziert und dementsprechend die Größe und Anzahl der durch die Bedienungsperson zu tragenden Batterien wesentlich verringert. Darüberhinaus werden aufgrund der erfindungsgemäßen Vorrichtung mehrere elektrische Komponenten, insbesondere Widerstände und Kondensatoren erheblicher Größe, überflüssig. Es ist offensichtlich, daß durch .diese Maßnahmen sowohl die Kosten des Werkzeuges als auch sein Gewicht reduziert werden und es darüberhinaus auch geringere Wartungsarbeiten erfordert.

Insbesondere weisen die erfindungsgemäßen Mittel zur Steuerung des Ventils von Hand bewegbare Teile auf, die das Ventil von seiner normalerweise geschlossenen Position in eine offene Position bewegen, wodurch der Energieverbrauch beim Anstellen des Gerätes verringert wird. Da solche Werkzeuge typischerweise bei Produktionsverfahren Einsatz finden, bei denen sie sehr häufig an- und ausgestellt werden, z.B. an Fließbändern, ist offensichtlich, daß eine Reduzierung des Energieverbrauchs beim Start des Werkzeuges sich zu einer erheblichen Verringerung des Gesamtverbrauchs des Werkzeuges aufsummieren kann.

Auch dient das erfindungsgemäße, von Hand bewegbare Teil nicht nur dazu, den Start des Werkzeuges auszulösen, sondern auch zur Offenhaltung des Ventils während des Werkzeugbetriebes. Dementsprechend ist auch während des Werkzeugbetriebes kein Verbrauch an elektrischer Energie zu verzeichnen.

Andererseits leisten die erfindungsgemäßen Maßnahmen, daß nur während der Schließung des Ventils elektrische Leistung

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verbraucht wird. Insbesondere verbraucht ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beim Schließen des Ventils gegenüber einem herkömmlichen gattungemäßen Werkzeug unter anderem auch deshalb wesentlich weniger Engergie weil das Ventilsolenoid in diesem Falle nicht die durch das Druckgefälle bei der Ventilschließung entstehenden Kräfte zu überwinden hat.

Bei bekannten stationären, die logarithmische Geschwindigkeitsmethode verwendenden Schraubwerkzeugen ist der Elektrizitätsverbrauch pro Schraubverbindung im wesentlichen proportional zur Laufzeit des Werkzeugs. Bei einer typischen Schraubzeit von 1,5 Sekunden mit dem Schraubwerkzeug der Firma Rockwell, Modell 63,beträgt der Energieverbrauch etwa 0,03406 Wattstunden pro Schraubverbindung. Bei dem erfindungsgemäßen Werkzeug ist der Energieverbrauch proportional zur Reaktionszeit der Bedienungsperson, d. h. der Zeit vom Abschalten des Gerätes bis zur Freigabe des entsprechenden Hebels durch die Bedienungsperson. Bei einer typischen Reaktionszeit von 0,5 Sekunden beträgt der Energieverbrauch nur etwa 0,00445 Wattstunden pro Schraubverbindung, d. h. also nur 13 % des Energieverbrauchs eines Schraubwerkzeuges nach dem Stand der Technik.

Darüberhinaus leistet das erfindungsgemäße Werkzeug auch eine wesentliche Reduzierung des oben beschriebenen"Weiterlaufs". Dadurch, daß das Solenoid bei der Schließung des Ventils mit Strom beschickt wird und zu diesem Zwecke nicht die herkömmliche Feder bzw. der Luftdruckgradient entlang des Ventils ausgenutzt wird, wird die Zeit zwischen der Erzeugung des Abschaltsignals bis zur Schließung des Ventils wesentlich verkürzt. Diese Verkürzung der Ansprechzeit kann dadurch erklärt werden, daß Solenoide normalerweise eine

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kürzere "Anzugszeit" als "Äusstoßzeit" aufweisen. Mit anderen Worten: das Solenoid reagiert schneller auf eine Einschaltung des Stromes als auf eine Abschaltung. Dieser Unterschied kann bis zu 20 % ausmachen und es ist offensichtlich, daß dadurch auch bis zu 20 % des "Weiterlaufs" vermieden werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert ist. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine Gesamtansicht eines erfindungsgemäßen tragbaren Werkzeuges, das durch eine Bedienungsperson getragen wird;

Fig. 2 einen Schnitt in Längsrichtung des in Fig. 1 gezeigten Werkzeuges;

Fig. 3 einen Schnitt in Querrichtung des in Fig. 2

gezeigten Werkzeuges entlang der Linie III-III in Blickrichtung der dort gezeigten Pfeile;

Fig. 4 einen erfindungsgemäßen elektrischen Schaltkreis;

Fig. 5 einen Teilausschnitt des in Fig. 2 gezeigten Werkzeuges, bei dem zur Verdeutlichung der Illustration gewisse Teile weggebrochen sind;

Fig. 6 einen anderen erfindungsgemäßen elektrischen Schaltkreis;

Fig. 7 ein Ausführungsbeispiel der Ventilsteuerungseinrichtung; und

Fig. 8 ein anderes Ausführungsbeispiel einer Ventilsteuerungseinrichtung.

Gemäß den Fig. 1 und 2 weist das erfindungemäße tragbare Schraubwerkzeug 10 ein Werkzeugteil 12 und eine am Körper ge-

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tragene Energieversorgung 14 auf. Wie im folgenden eingehender beschrieben werden wird, kann die Energieversorgung 14 z.B. ein mit einem Schulterband getragenes Gehäuse 16 aufweisen, in dem eine Batterie oder eine Reihe von Batterien und ein Daten- oder Mikroprozessor 20 angeordnet sind. Obwohl die Batterien 18 und der Mikroprozessor 20 in diesem Beispiel separat im Behälter 16 untergebracht sind, können sie auch bequem im Werkzeugteil 12 selbst angebracht sein.

Das Werkzeugteil 12 ist in Fig. 2 im einzelnen dargestellt und weist als Hauptkomponenten eine Kupplung 22 für die zu bearbeitenden Schrauben, einen Drehmomentübertrager 24, ein das Untersetzungsgetriebe 28 und einen luftgetriebenen Antrieb 30 aufnehmendes Gehäuse 26, einen Winkelübertrager 32 und eine Luftsteuerung 34 auf.

Die Kupplung 22 kann verschiendene geeignete Formen annehmen und weist im dargestellten Beispiel einen herkömmlichen Drehantrieb mit einer Antriebswelle 36 auf, der an seinem freien Ende z.B. eine Zahntrommel, einen Schraubenzieher oder ein anderes Drehmoment übertragendes Mittel aufnimmt, mit dem z.B. eine Schraube oder ein ähnliches Befestigungsmittel angezogen werden kann.

Die Antriebswelle 36 ist mittels einer Drehübertragung mit der Welle 38 verbunden, die durch den Drehmomentübertrager 24 hindurchreicht. Der Drehmomentübertrager 24 ist von herkömmlicher Bauart und zeigt das jeweils übertragene Drehmoment an. Z.B. weist ein geeigneter Übertrager eine Manschette 40 mit einem Ring- Getriebe 42 auf, der mit einem Umlauf- Getriebe 44 des Untersetzungsgetriebes 28 in Eingriff steht. Die Manschette 40 ist in ein ringförmiges

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Stützteil 46 geschraubt, durch das eine Abstützung für das der Manschette 40 übertragene Drehmoment gewährleistet ist. Eine Vielzahl von elektrischen Zuleitungen 48 erstreckt sich vom Drehmomentübertrager 24 zum Mikroprozessor 20, was in Fig. 4 schematisch dargestellt ist und im folgenden eingehender beschrieben werden wird.

Das Untersetzungsgetriebe 28 wird geeignet gewählt und weist typischerweise ein Differentialrad auf, dessen Eingang mit der Welle 50 des Antriebs 30 und dessen Ausgang mit der Welle 3 8 verbunden sind. Die vom Untersetzungsgetriebe 28 geforderte Untersetzung beträgt zumindest 10:1 und liegt vorzugsweise in der Größenordnung von 20-50:1.

Der Antrieb 30 ist hier als Flügelantrieb illustriert, dessen Ausgang drehbar mit dem Eingang des Untersetzungsge triebes 28 verbunden ist. Das Ausgangsende der Antriebswelle 50 erstreckt sich durch die Antriebsstirnscheibe 52, die geeignete Lager 54 für die drehbare Montage des Ausgangsendes der Welle 50 bereitstellt. Das gegenüberliegende Ende der Antriebswelle 50 ist mittels geeigneter Lager 58 drehbar in der Antriebsstirnplatte 60 montiert. Mindestens eine Dichtung 61 verhindert ein Auslecken des Druckmittels zwischen der Welle 50 und der Antriebstirnscheibe 60. Die Stirnscheibe 60 sieht eine Vielzahl von Luftdurchlässen 62 vor, die von der Luftsteuereinheit 34 zum Antrieb 30 führen. Wie üblich wird Abluft aus dem Antrieb 30 durch eine Reihe von Öffnungen 64, 66 in eine Aus puff kammer 6 8 geführt, die mittels eines luftdurchlässigen Teiles 70 mit der Atmosphäre verbunden ist. Daneben ist eine Vielzahl von Öffnungen 72 in der Wand des Gehäuses vorgesehen.

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Das bis hierhin beschriebene Werkzeugteil 12 ist für Fachleute als das Modell 63 der Firma Rockwell erkennbar, obwohl der Antrieb 30 aus hier nicht weiter wesentlichen Gründen geringfügig modifiziert wurde.

An der Antriebs- Stirnscheibe 60 ist ein Gehäuse 74 befestigt, das einen Winkelübertrager 32 aufnimmt. Der Winkelübertrager 32 kann verschiedene geeignete Formen annehmen und ist im illustrierten Beispiel vom optischen Typ, wie er etwa durch die Firma Litton Systems, Inc., Encoder Devision, Modell 73 erhältlich ist. Winkelermittlungssysteme dieser Art weisen eine Übertragungsscheibe 76 auf, die auf einer Lagerbuchse 7 8 montiert sind, die an einer Verlängerung 80 der Antriebswelle 50 befestigt xst. An ihrem Umfang ist die Übertragungscheibe 76 mit einer Vielzahl von Schlitzen oder Öffnungen versehen, die durch eine Kerbung 82 einer mit einer Lichtschranke versehenen Nachweiseinheit 84 verlaufen. Die Lichtschranke besteht wir üblich aus einer Lichtquelle und einem Lichtdetektor.

Eine elektrische Zuführung (nicht gezeigt) verbindet einen Anschluß 86 der Nachweiseinheit 84 mit einer Schalttafel 88. Die Schalttafel 88 weist einen Verstärker zur Verstärkung des Signals des Winkelübertragers 32 auf.

Das Gehäuse 26 endet an einem Ende in Form einer Luft-Kupplung 90, die an einen zu einer Lufthochdruckquelle 94 führenden Schlauch 92 anschließbar ist (siehe Fig. 1 und 2). Innerhalb des Gehäuses 26 gewährleistet ein Kanal 96 eine Verbindung zwischen der Kupplung 90 und einer Elle 98 (Fig. 2 und 3), die durch Bolzen 100, 102 an dem Ventilgehäuse 1O4 befestigt ist. Zwischen der Elle 9 8 und dem Ventilgehäuse 104 ist eine geeignete Dichtung 106 ange-

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- II-ordnet, die ein Auslecken der Luft verhindert.

Die Luftsteuereinheit 34 weist ein Ventilgehäuse 104, eine Ventileinrichtung 108, einen elektrisch betriebenen Ventilantrieb 110 zum Schließen der Ventileinrichtung 1O8 und einen von Hand bedienbaren Ventilantrieb 112 zum Öffnen sowie zum Offenhalten der Ventileinrichtung 108 auf.

Das Ventilgehäuse 104 ist mit einer im wesentlichen radial bzw. transversal verlaufenden Einlaßdurchführung 114 versehen, die mit einem sich in Längsrichtung erstreckenden Hohlraum 116 komuniziert. Ein sich transversal erstreckender Auspuffdurchlaß 118 verbindet den Hohlraum 116 mit einem Paar von sich longitudinal erstreckenden Durchlässen 120, die zum Luftdurchlass 62 führen, der durch die Antriebsendscheibe 60 verläuft. Geeignete Dichtungen 122 verhindern, daß Luft zwischen dem Ventilgehäuse 104 und der Antriebsendscheibe 60 entweicht.

Die Ventileinrichtung 108 weist ein bewegliches Ventilelement 128 auf, das mit einer im wesentlichen kegelstumpfförmigen Fläche.130 zur Abdichtung gegen eine entsprechende Auflagefläche 132 versehen ist, die durch eine gegen den Hohlraum 116 durch einen geeigneten O-Ring 136 abgedichtete Manschette 134 bereitgestellt wird. Eine sich longitudinal erstreckende Durchführung 138 komuniziert mit einem Paar von transversalen Durchführungen 140, die ihrerseits mit dem transversalen Durchlaß 118 verbunden sind. Ein Manschetten-Halteblock 142 ist im Hohlraum 116 angeordnet und stößt an eine mit einer Öffnung versehene Stirnwand 144 der Manschette 134. Der Block 142 ist mittels einer ringförmigen Haltescheibe 146 sowie geeigneten Befestigungselementen (nicht gezeigt) im Ventilgehäuse 104 gesichert. Der Man-

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schetten- Halteblock 142 ist durch einen geeigneten 0- Ring 148 gegen den Hohlraum 116 abgedichtet und sieht eine sich longitudinal erstreckende Durchführung 150 vor, die einen Ventilstift 152 aufnimmt, der an einem Ende mit dem Ventilelement 128 verbunden ist und gegen den Block 142 durch geeignete 0- Ringe 154 abgedichtet ist.

Mittels einer an einem Teil der Einlaßdurchführung 114 anstoßenden Kompressions- Feder 156 ist die Ventileinrichtung 108 in eine normalerweise geschlossene Position vorgespannt. Dementsprechend teilt die Ventilexnrichtung 108 den Luftdurchgang v.on der Kupplung 90 zum Antrieb 30 in zwei Abschnitte, wobei der erste Abschnitt in Richtung auf die Kupplung 90 und der zweite Abschnitt in Richtung auf den Antrieb 30 verläuft.

Der elektrische Ventilantrieb 110 ist in einem Hohlraum 158 des Gehäuses 160 untergebracht und weist herkömmlicherweise ein Solenoid mit einem sich darin erstreckenden, linear beweglichen Stößel 162 auf. Der Stößel 162 ist mit dem Ventilstift 152 verbunden und mit einem Anschlag 164 versehen, der gegen eine Scheibe 146 stößt, um eine Bewegung des Stößels 162 in der Öffnungsrichtung über das vorgesehene Maß hinaus zu verhindern. Der Stößel 162 weist auch einen fest mit ihm verbundenen Anschlag 166 auf, der mit dem von Hand zu betätigenden Ventilantrieb 112 zusammenwirkt, wie weiter unten eingehend beschrieben werden wird. Das Solenoid 110 wird mittels geeigneter Zuführungen 168 in der weiter unten ebenfalls näher beschriebenen Weise mit Strom versorgt.

Der von Hand zu betätigende Ventilantrieb 112 weist eine

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Kompressions- Feder 170 auf, die ein Ende des Solenoid-Stößels 162 umgibt und an den Anschlag 166 anstößt. Eine Haube 172 umgibt ein Ende der Feder 170. Der Ventilantrieb 112 weist weiterhin einen mittels eines Stiftes 176 am Gehäuse 26 angelenkten Hebel 174 auf, der sich durch einen geschlitzten Ausleger 178 erstreckt und mit einem Arm 180 versehen ist, der bei Bewegung des Hebels 174 in Richtung des Pfeiles 182 an die Haube 172 anstößt und ihr eine longitudinale Kraft überträgt. Ein einstellbarer Stopper 184 begrenzt den maximalen Hebelausschlag und damit auch die maximale Spannkraft der Feder 170. Der einstellbare Stopper 184 weist eine in eine . in einer Strebe 190 des Gehäuses 26 vorgesehenen Gewinde- Öffnung 188 eingeschraubte Inbusschraube 186 auf.

Das Verfahren zur Öffnung der Ventileinrichtung 108 sowie zu deren Offenhaltung sollte nun offenkundig sein. Die Bedienungsperson zieht den mittels des Stiftes 176 angelenkten Hebel 174 nach oben, so daß der Arm 180 eine Kraft auf die Haube 172 überträgt. Durch eine weitergehende Bewegung des Hebels 174 in Richtung auf das Gehäuse 26 wird die Feder 170 gegen den Anschlag 166 gepreßt. Die über die Feder 170 übertragene Kraft ist schließlich ausreichend, um die das Ventilelement 128 dichtend an die Auflagefläche 132 andrückende Kraft zu überwinden. Die letztgenannte Kraft setzt sich zusammen aus der Spannkraft der Feder 156 und der durch den Luftdruck auf das Ventilelement 128 wirkenden Kraft.

Sobald sich das Ventilelement 128 öffnet, wir die Druckdifferenz zwischen den beiden Seiten der Auflagefläche 132 vernachlässigbar klein, so daß die zum Offenhalten des Ventils 108 erforderliche Kraft im wesentlichen nur

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durch die Spannkraft der Feder 156 gegeben ist.

Zur Schließung der Ventileinrichtung 108, d.h. zur Bewegung des Ventilelements 128 in Richtung auf die Auflagefläche 132, wird der Ventilantrieb 110 betätigt. Während der anfänglichen Schließbewegung ist die auf dem Ventilelement durch den Druckgradienten wirkende Kraft vernachlässigbar. Dementsprechend ist die durch das Sonlenoid 110 aufzubringende Kraft zur Schließung des Ventils anfänglich durch die Differenz der Spannkräfte der Federn 170 und 156 bestimmt. Infolgedessen ist der Verbrauch an elektrischer Energie während der Schließung des Ventils relativ gering. Sobald sich das Ventilelement 128 der Auflagefläche 132 nähert, wird der Druckgradient entlang des Ventilelementes 128 wirksam und unterstützt die Ventilschließung.

Entsprechend Fig. 4 ist ein Mikroprozessor 20 in einem Stromkreis 192 mit einer Batterie mit bzw. einer Reihe von Batterien 18 in Reihe geschaltet. Durch eine oder mehrere Zuleitungen 48 werden vom Drehmomentübertrager 24 dem Mikroprozessor 2O Informationen über das Drehmoment übermittelt. Eine oder mehrere elektrische Zuleitungen 194 verbinden den Mikroprozessor 2O der Schaltungs- Tafel 88 und liefern dem Mikroprozessor 20 Informationen über die Winkel. Mittels Zuführungen 168 ist der Mikroprozessor 20 mit dem Solenoid 110 verbunden, so daß er ihn in Ansprache auf ein im Mikroprozessor 20 erzeugtes Schaltsignal aktivieren kann, um den Schraubvorgang zum gewünschten Zeitpunkt zu beenden.

Obwohl nicht erfindungswesentlich, so ist es doch höchst vorteilhaft, daß der Mikroprozessor 20 die ihm zugeführten

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Informationen über Drehmomente und Winkel einer Analyse nach der "Logarithmischen Geschwindigkeitsmethode" unterzieht, wie sie im einzelnen in der US-PA 912 151 offenbart ist» Entsprechend der ' bearbeiteten Schraube bestimmt der Mikroprozessor 20 während des Anziehens der Schraube den Abschaltparameter. Das "Logarithmische Geschwindigkeitsverfahren" wird typischerweise dort eingesetzt, wo eine Vielzahl von im wesentlichen gleichartigen Schraubverbindungen nacheinander herzustellen ist. Auch bei derartigen gleichartigen Schraubverbindungen ist der durch den Mikroprozessor 20 bestimmte Abschaltparameter von Schraubverbindung zu Schraubverbindung unterschiedlich, entsprechend den individuellen Drehmomentwerten der gerade anzuziehenden Schraube.

Bei.dem erfindungsgemäßen Schraubwerkzeug 10 wird die Inbetriebnahme des Werkzeugs durch Betätigung des Hebels 174 eingeleitet. Auf irgendeine Weise muß der Mikroprozessor 20 davon in Kenntnis gesetzt werden, daß der Betrieb des Werkzeuges begonnen hat, so daß er die ihm mittels der Zuleitungen 48 und 194 zugeführten Drehmoment- und Winkelinformationen speichern und analysieren kann. Zu diesem Zweck ist eine Schaltungsvorrichtung 196 vorgesehen die im in Fig. 4 gezeigtem Ausführungsbeispiel einen Schalter 198 aufweist,der im Stromkreis 192 zwischen der Batterie und dem Mikroprozessor 20 geschaltet ist, so daß der Mikroprozessor 20 in Ansprache auf eine Bewegung des Hebels 174 bei Inbetriebnahme des Werkzeugs mit Strom versorgt wird. Ein Leitungspaar 200, 202 bildet einen Teil des Stromkreises 192 und verbindet die Batterie 18, den Mikroprozessor 20 und den Schalter 198. Ein Auslöse- Hebel 204 befindet sich in der Wegstrecke eines Stiftes 206, der durch den Arm 180 mitgeführt wird. Aus dem

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in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist ersichtlich, daß eine Bewegung des Hebels 174 in "Start"- Richtung den Mikroprozessor 20 mit Strom versorgt, so daß die Speicherung und Analyse der Drehmoment- und Winkeldaten im wesentlichen gleichzeitig mit dem Werkzeugbetrieb einsetzt.

Im in Fig. 6 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Mikroschalter 198 in einem separaten Signalstromkreis 208 angebracht und der Mikroprozessor 20 ist so ausgelegt, daß er erkennen kann, ob der Schalter 198 offen oder geschlossen ist. Zu diesem Zweck können verschiedene geeignete Verfahren angewandt werden, z.B. ein über die Zuleitungen 210, 212 gelegtes Potential und der Nachweis z.B. eines Spannungsabfalls oder eines Stromflusses.

In Fig. 7 ist ein anderes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer Druckmittelsteuerung 214 gezeigt. Ein Ventil 216 weist einen stationären Ventilsitz 218 auf, der mit einem Ventilelement 220 versehen ist, das sich zu Öffnung des Ventils in Richtung des Pfeiles 220 bewegt. Mittels einer Kompressions- Feder 224 wird das Ventilelement in die Schließrichtung vorgespannt. Entsprechend den in den Fig. 2 und 3 gezeigten Ausführungsbeispielen wird das Ventilelement 220 sowohl durch die Druckluft als auch durch die Kraft der Feder 224 in der Schließposition gehalten.

Die Druckmittelsteuerung 214 weist sowohl einen von Hand zu betätigenden Ventilantrieb 226 zum Öffnen und Offenhalten des Ventils 216 als auch einen elektrisch zu betreibenden Ventilantrieb 228 zum Schließen des Ventils auf. Der von Hand zu betätigende Ventilantrieb 226 weist einen fest mit dem Ventilelement 220 verbundenen Arm

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auf sowie ein mit zwei drehbaren Gliedern 234, 236 versehenes Gelenk 232, das den Arm 230 mit einem von Hand zu bewegenden Bauteil 238 verbindet, das wiederum in einer geeigneten Weise (nicht gezeigt) mit einem durch die Bedienungsperson zu betätigenden, dem Hebel 174 von Fig. entsprechenden,Bauteil operativ verbunden ist. Mittels eines Stiftes 242 ist ein Anschlag 240 an einem fest mit dem Gehäuse verbundenen Ausleger 244 angelenkt. Ein Stopper 246 wirkt mit dem Anschlag 240 zusammen und begrenzt dessen Bewegung im Uhrzeigersinn. Für den Fachmann ist es naheliegend, den Stopper 246 als Teil des elektrischen Ventilantriebs 228 auszubilden. Bei dem in Fig. 7 gezeigten Gelenkt wird eine in Richtung des Pfeiles 248 auf das Bauteil 238 wirkende Kraft eine Öffnungsbewegung des Ventilelements 220 bewirken, da das Gelenk 232 durch den Anschlag 240 an einer Drehung über die Achse 250 hinaus gehindert ist.

Der elektrisch betriebene Ventilantrieb 228 weist ein herkömmliches Solenoid mit einem linearbeweglichen Stößel 252 auf, der mit einer durch Zuführungen 256 mit Strom versorgten Spule 254 zusammenwirkt. Zur Schließung des Ventils 216 wird die Solenoid- Spule 254 unter Strom gesetzt, um den Stößel 252 in Richtung des Pfeiles 258 zu bewegen, so daß sich das Gelenk 232 in die gegenüberliegende Endlage bewegt und dadurch die kraftübertragende Verbindung zwischen dem Bauteil 23 8 und dem Arm 230 aufhebt. Dementsprechend bewegt die Feder 234 das Ventilelement 220 in die Schließposition (siehe Fig. 4) .

Um die Druckmittelsteuerung 214 in den nächsten Operationszyklus zu versetzen, ist eine Kompressionsfeder 260 zwischen dem Gelenk 2 32 und dem stationären Anschlag 262

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ORIGINAL INSPECTED

BOEHMERT & BOEHMERT

angeordnet. Sobald die Stromversorgung der Solenoid-Spule 254 unterbrochen ist, z.B. indem die Bedienungsperson den Betätigungshebel freigibt ,, bewegt die Kompressions- Feder 260 das Gelenk 232, den Anschlag 240 und den Solenoid- Stößel 252 über die Achse 240 in die in Fig. 7 illustrierte Anordnung.

Fig. 8 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Druckmittelsteuerung 264. Die Druckmittel steuerung 264 weist ein Ventil 266 mit einem Ventilsitz 268 und einem Ventilelement 270 auf, das zur Öffnung in Richtung des Pfeiles 272 bewegt wird. Mittels einer Kompressions- Feder 274 wird das Ventilelement 270 gemäß Fig. 8 in die Schließposition vorgespannt. Die Druckmittel steuerung 264 weist weiterhin einen von Hand zu betätigenden Ventilantrieb 276 zum Öffnen und Offenhalten des Ventils 266 und einen elektrisch betriebenen Ventilantrieb 278 zum Schließen des Ventilelements 270 auf.

Der von Hand zu bedienende Ventilantrieb 276 weist einen fest mit dem Ventilelement 270 verbundenen Arm 280 und eine Betätigungs- Stange 282 auf, die in einer Führung 284 beweglich angeordnet ist. Die Führung 284 weist eine erste abgestumpfte Kegelfläche 286 auf, die in das schmale Ende einer zweiten abgestumpften Kegelfläche übergeht. Eine Feder 290 verbindet die Stange 282 mit einem Anschlag 292 und zieht die Stange 282 vom Arm weg in die in Fig. 8 gezeigte Anordnung, während ein Stopper 29 4 auf der Stange 282 die Bewegung der Stange 282 vom Ventilelement 270 weg begrenzt. Um das Ventil zu Öffnen, handhabt die Bedienungsperson einen dem Hebel 174 entsprechenden Griff, um die Stange 282 in der durch den Pfeil 29 6 angedeuteten Richtung zu bewegen. Da die

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ORIGINAL INSPECTED

BOEHMERT & BOEHMER7

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Stange 282 und der Arm 280 aneinander anstoßen, wird das Ventilelement 270 in der Öffnungs- Richtung bewegt. Dabei wird das Ventil solange offengehalten, wie die Bedienungsperson den entsprechenden Handgriff (nicht gezeigt) in dieser Operationsstellung hält.

Der elektrisch betriebene Ventilantrieb 278 weist einen linear beweglichen Stößel 29 8 und eine durch Leitungen 302 mit Strom versorgte Spule 300 auf. Sobald der Mikroprozessor 20 bestimmt, daß das Werkzeug abzuschalten ist, wird die Windung 300 mit Strom beschickt und der Stößel 298 bewegt sich in der durch den Pfeil 304 angedeuteten Richtung. Während der Bewegung des Stößels 298 wird das obere Ende der Stange 282,soweit es die Führungsflächen 286, 288 erlauben,gegen den Uhrzeigersinn gedrückt. Eine ausreichende Bewegung des Stößels 298 bewirkt, daß die Stange 282 ihren Eingriff mit dem Arm 280 verliert, so daß die Feder 274 in die Lage versetzt wird, das Ventil 270 zu schließen.

Umidie Druckmittelsteuerung 26 4 für den nächsten Operationszyklus vorzubereiten, wird das Solenoid 300 mit Strom beschickt und die Feder 290 zieht die Stange 282 in die in Fig. 3 gezeigte Position.

Es ist einsichtig, daß die in den Fig. 2, 7 und 8 gezeigten Ausfuhrungsformen der Erfindung den Verbrauch an elektrischer Energie dadurch minimieren, daß die Druckmittelsteuerungsventile von Hand geöffnet bzw. offen gehalten werden und in Ansprache auf die Betätigung eiiES elektrischen Antriebes geschlossen werden. Dadurch wird offensichtlich der Verbrauch an elektrischer Energie pro Schraubverbindung wesentlich reduziert und es kann auf eine Vielzahl von her-

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BOEHMERT & BOEHMERT

kömmlichen elektrischen Komponenten, wie z.B. Kondensatoren und Widerstände, verzichtet werden, die sonst erforderlich sind, um ein Solenoid mit der erforderlichen Leistung zu betreiben.

Wie dem Fachmann bekannt ist, sind das der Schraube übertragene Drehmoment und dessen Winkel spezielle Meßdaten dessen, was man allgemein als "Schraubcharakteristik" bezeichnen kann. Andere Parameter, wie z.B. die Länge der Schraube, die Dehnung, die Motorgeschwindigkeit, die
Schraubzeit und anderes können ebenfalls berücksichtigt werden.

Eine der wesentlichen Eigenschaften der Erfindung liegt darin, daß im Normalbetrieb das Werkzeug durch ein Abschaltsignal abgestellt wird, während im nicht normalen Betrieb oder im Notfall die Bediendungsperson einfach
den Hebel 174 losläßt. Bei einem Unfall,z.B. bei einem Verfangen des Ärmels der Bedienungsperson in der Antriebswelle 36, braucht die Bedienungsperson den Hebel 174 nur loszulassen um die Drehung des Werkzeuges zu beenden. Es ist einsichtig, daß eine solche Reaktionsweise im Falle eines Unfalles natürlich und naheliegend ist, und von der Bedienungsperson kein bewußtes Nachdenken erfordert.

Wie bereits erwähnt wurde, liegt eine der Vorteile der
Erfindung darin, daß die Reaktionszeit zwischen der Erzeugung des Abschaltsignals und der Schließung des Ventils 228 dadurch wesentlich verkürzt wurde, daß das Solenoid 110 mit Strom versorgt wird, um das Ventil 128 zu schließen. Dadurch wird die Tatsache vorteilhaft ausgenutzt, daß die Zeit, die ein Solenoid braucht, um einen Stößel anzuziehen kürzer ist als die entsprechende Zeit zum Abstoßen des

BOEHMERT & BOEHMERT

Stößels. Dies hat zur Folge, daß der oben bereits erwähnte "Weiterlauf" um etwa 20 % verringert werden kann.

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

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BOEHMERT & BOEHMERl'

Akte: R 1259

3033663

(LIST OF RSFESENCS NUMERALS)

1	Tragbares Schraubwerkzeug	t	1
2		Drehmomentübertraaer	?
5	Werkzeugteil
4		Rphäiisp	4
5	Energieversorgung		5
6		Untersetzungsgetriebe	6
7	Behälter		7
8		Antrieb	8
9	Batterie	9
10		10
11	Mikroprozessor	11
12		12
13	Kuppluna	15
14	14
15	15
16	16
17	17
18	18
19	19
20	20
21	21
22	22
23	25
24	24
25	25
	26
27	27
28	28
29	29
30	30

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BOEHMERT & BOEHMERT

32	Winkelübertrager	32
33		33
34	Luftsteuerung	34
35		35
36	Antriebswelle	36
37		37
38	Welle	38
39		39
40	Manschette	40
41		41
42	Ring- Getriebe	42
43		43
44	Umlauf- Getriebe	44
4-5		45
46	Ringförmiges Teil	46
4-7		47
48	Elektrische Zuleitung	48
49		49
50	Welle	50
51		51
52	Scheibe	52
53		53
54	Lager	54
55		55
56		56
57		57
58	Lager	58
59		59
60	Scheibe	60
61	Dichtung	61
62	Luftdurchlaß	62
63		63
64	Öffnung	64
65		65

13 0 019/0651
ORIGINAL INSPECTED

BOEHMERT & BOEHMERl

3 0 3 '; ο δ

ο6	öffnung	66
67		67
68	Auspuffkammer	68
69		69
70	Luftdurchlässiges Teil	70
71		71
72	Öffnuna	72
73		73
74-	Gehäuse	74-
75		75
76	Übertraaunas.schei be	76
77		77
78	T, a σρ r b π nh s e	78
79		79
80	Vprl ärinprnna	80
81		81
82		82
83		83
84-		84-
85		85
86	Anschluß	86
87		87
88	Schaltungs- Tafel	88
89		89
90	Kupplung	90
91		91
92	Schlauch	92
93		93
94-	Druckluft	94-
95		95
96	Kanal	96
97		97
98	Elle	98
99		99
100	Bolzen	100

— 3 ~
130019/06&1

ORIGINAL INSPECTED

BOEHMERT & BOEHMER'i

101	101
102 Bolzen	102
103	103
104 Gehäuse	104
105	105
106 Dichtung	106
107	107
108 Ventileinrichtuna	108
109	109
110 Ventilantrieb	110
111	111
112 Venti 1 antrieb	112
113	113
114 Ei nl a RdurnhfiihTimg	114
115	115
116 HnhraiiTT)	116
117	117
118 !„ς-,,, Γ-Frhir-r-h 1 a β	118
119	119
120 Durchführung	120
121	121
122 Dichtung	122
123	123
124	124
125	125
126	126
127	127
128 Ventilelement	128
129	129
130 Ventilsitz	130
131	131
132 Auflagefläche	132
133	133
134 Manschette	134
135	135

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BOEHMERT & BOEHMERT

-it-

136 0- Ring 136

138	Durchführung	138
140	Druchführung	140
142	Block	142
144	Wand	144
146	Haltescheibe	146
148	0- Ring	148
150	Durch führung	150
152	Ventil-Stift	152
154	0- Ring	154
156	Feder	156
158	Hohlraum	158
160	Gehäuse	160
162	Stößel	162
164	Anschlag	164
166	Anschlag	166
168	Zuführung	168
170	Feder	170
172	Haube	172
174	Hebel	174
176	Stift	176
178	Ausleger	178
180	Arm	180
182	Pfeil	182
184	Stopper	184
186	Inbus- Schraube	186
188	Öffnung	188
190	Strebe	190
192	Stromkreis	192
194	elektrische Leitung	194
196	Schaltungs- Vorrichtung	196
198	Schalter	198
200	Leitung	200

130019/0651

BOEHMERT & BOEHMERT

202	Leitung	202
204	Hebel	204
206	Stift	206
208	Signalkreis	208
210		210
212		212
214		214
216	Ventil	216
218	Ventilsitz	218
220	Ventilelement	220
222	Pfeil	222
224	Feder	224
226	Ventilantrieb	226
228	Ventilantrieb	228
230	Arm	230
232	Gelenk	232
234		234
236		236
238	Bauteil	238
240	Anschlag	240
242	Stift	242
244	Ausleger	244
246	Stopper	246
248	Pfeil	248
250	Achse	250
252	Stößel	252
254	Solenoid"	254
256		256
258	Pfeil	258
260	Feder	26a
262	Anschlag	262
264		264

13 001S/0651

BOEHMERT & BOEHMERT

266	Ventil	•	266
268 .	Ventilsitz		268
270	Ventilelement	270
272	Pfeil	272
274	Feder	274
276	Ventilantrieb	276
278	Ventilantrieb	278
280	Arm	28O
282	Stange	282
284	Führung	284
286	Fläche	286
288	Fläche	288
290	Feder	290
292	Arischlag	292
294	Stopper	294
296	Pfeil	296
298	Stößel	298
300	Solenoid	300
302	Leitung	302
304		304
306		306
308		308
310		310
312		312
314		314
316		. ■- - 316
318		318
320		320
322		322
324		324
326		326
328	328
330	330

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ORIGINAL INSPECTED

Claims (28)

BOEHMERT & BOEHMERT R 1259 Ansprüche

1.; Schraubwerkzeug mit einem Druckmittelantrieb für eine Drehwelle, gekennzeichnet durch

a. ein mit dem Druckmittel- Antrieb (30) verbundenes Druckmittel- Leitungssystem {34, 68, 70, 214, 264), das zum Starten bzw. Stoppen des Antriebs (30) Ventileinrichtungen (104, 108, 110, 112, 114, 116, 118, 120, 128, 216, 266) aufweist;

b. Fühleinrichtungen (24) zum Ermitteln der durch das Schraubwerkzeug (12) der Schraube oder dergl. übertragenen Dreh- Charakteristik und zum Erzeugen eines entsprechenden Signals;

130019/0651

BOEHMERT & BOEHMERT

c. Einrichtungen (20), die mit den Fühleinrichtungen (24) verbunden sind und in Ansprache auf die drehcharakteristischen Signale ein entsprechendes Abschaltsignal erzeugen;

d. elektrische Zuführungen zum Anschließen des Schraubwerkzeuges an eine elektrische Spannungsquelle; und

e. Einrichtungen (110, 112, 214, 264) zum Bewegen eines Ventils (108, 216, 266) unter anderem von der Offen- Position in die Schließ- Position, wobei mit den elektrischen Zuführungen verbundene und durch die Spannungsquelle versorgbare Mittel (110, 128, 278) vorgesehen sind, die in Ansprache auf das Abschaltsignal das Ventil (108, 216, 266) in Schließrichtung bewegen.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (110, 112, 214, 264) zum Bewegen des Ventils (108, 216, 266) weiterhin einen von Hand bedienbaren Ventilantrieb (112, 226, 276) zum Bewegen des Ventils (108, 216, 266) von der Schließ- Position in die Offen- Position aufweisen.

3. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die das Abschaltsignal erzeugenden Einrichtungen mit Datenverarbeitungseinrichtungen versehen sind, die die drehcharakteristischen Signale rechnerisch verarbeiten und einen Mikroprozessor (20) sowie damit verbundene andere Mittel (196) aufweisen, die bei Bewegung des von Hand bedienbaren Ventilantriebes (112, 226, 276) von einer Stopp- Position in eine Start- Position dem Mikroprozessor (20) den Beginn des Werkzeugbetriebes anzeigen.

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ORIGINAL INSPECTED

BOEHMERT & BQEHMERT

3033869

4. Werkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (196) zum Anzeigen des Beginns des Werkzeug— betriebes einen mit dem Mikroprozessor (20) verbundenen Signalkreis (192) und einen Schalter (198) aufweisen, die dem Mikroprozessor (20) in Ansprache auf eine Bedienung des von Hand bedienbaren Ventilantriebes (TI 2)' ein Signal . übermitteln.

5. Werkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (196) zum Anzeigen des Beginns des Werkzeugbetriebes einen im Weg des von Hand bedienbaren Ventilantriebes (112) liegenden Schalter (198) aufweisen, der bei dessen Bewegung von der Stopp- Positon in die Start- Position betätigt wird.

6. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Spannungsquelle (14) eine Batterie bzw. Batterien (18) aufweist; die daß Abschaltsignal erzeugenden Einrichtungen Mittel (20) aufweisen, die die drehcharakteristischen Signale verarbeiten; und daß die elektrischen Zuführungen (92) die Signalverarbeitungsmittel (20) und den Ventilantrieb (110, 228, 278) an die Batterie (18) ansehließen.

7. Werkzeug nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die den Beginn des Werkzeugbetriebes anzeigenden Mittel einen Schalter (198) aufweisen, der zwischen die Batterie (18) und die Datenverarbeitungseinrichtung (20) geschaltet ist und die Datenverarbeitungseinrichtung (20) in Ansprache auf eine Betätigung des von Hand bedienbaren Ventilantriebes (1T2)· mit Strom versorgt.

8. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da-

13 0 01 § /-06 SI

ORIGINAL INSPECTED

BOEHMERT & BOEHMERT

durch gekennzeichnet, daß die Fühleinrichtungen (24) das der Schraube übertragende Drehmoment und de;n Drehwinkel ermitteln.

9. Tragbares Schraubwerkzeug mit einem Druckmittelantrieb für eine Drehwelle, gekennzeichnet durch

a. ein mit dem Druckmittel- Antrieb (30) verbundenes Druckmittel- Leitungssystem (34, 68, 70, 214, 264) mit normalerweise geschlossenen Ventileinrichtungen (108, 216, 266) zum Starten bzw. Stoppen des Antriebes (30);

b. Fühleinrichtungen (24) zur Ermittlung der durch das Schraubwerkzeug (12) der Schraube oder dergl. übermittelten Dreh- Charakteristik und zur Erzeugung eines entsprechenden Signals;

c. mit den Fühleinrichtungen (24) verbundene Einrichtungen (20), die die drehcharakteristischen Signale verarbeiten und ein entsprechendes Abschaltsignal erzeugen;

d. elektrische Zuleitungen zum Anschließen des tragbaren Schraubwerkzeuges an eine Spannungsquelle; und

e. Einrichtungen zur Betätigung des Ventils (108, 216, 266), die folgende Mittel vorsehen: einen von Hand bedienbaren Hebel (174) zur mechanischen Bewegung des Ventils (108, 216, 266) von ihrer normalerweise geschlossenen Positon in eine offene Position und zum Offenhalten des Ventils während des Werkzeugbetriebes und einen an elektrische Zuführungen angeschlossenen und durch die Spannungsquelle versorgbaren elektrischen Antrieb, der den von Hand bedienbaren Hebel (174) zum Antrieb des Ventils in Ansprache auf das. Abschaltsignal

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033669

ausschaltet und das Ventil (108, 216, 266) in Schließrichtung bewegt.

10. Werkzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß mit den die drehcharakteristischen Signale verarbeitenden Einrichtungen (20) Mittel (204, 206) verbunden sind, die bei Bewegung des von Hand bedienbaren Hebels (174) aus der Stopp- Position in die Start- Position dem Mikroprozessor

(20) anzeigen, daß der Werkzeugbetrieb beginnt.

11. Werkzeug nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Spannungsquelle eine Batterie bzw. Batterien (18) aufweisen und daß die elektrischen Zuleitungen die Datenverarbeitungseinrichtung (20) mit den Batterien verbinden.

12. Werkzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die den Beginn des Werkzeugbetriebes anzeigenden Mittel

(196) im Stromkreis zwischen Batterie (18) und Datenverarbeitungseinrichtungen (20) einen Schalter (198) aufweisen, der in Ansprache auf eine Betätigung des von Hand bedienbaren Hebels (174) die Datenverarbeitungseinrichtung (20) mit Strom versorgt.

13. Werkzeug nach Anspruch 1O, dadurch gekennzeichnet, daß die den Beginn des Werkzeugbetriebes anzeigenden Mittel (196) einen im Weg des von Hand bedienbaren Hebels (174) liegenden Schalter (198) aufweisen,der bei Bewegung von der Stopp- Position in die Start- Position betätigt wird.

14. Werkzeug mit einem Druckmittel- Antrieb für eine Drehwelle, gekennzeichnet durch

13 0 0 iV/ 0 6 51

BOEHMERT & BOEHMERT

a. ein Druckmittel- Leitungssystem (34)

das an eine Druckmittelquelle angeschlossen ist und einen Ventilsitz (130) aufweist, der das Leitungssystem in einen ersten, sich in Richtung der Quelle erstreckenden Abschnitt und in einen zweiten, sich in Richtung des Druckmittel- Antriebs (30) erstreckenden Abschnitt trennt;

b. ein Ventil (108), das zwischen der Schließ-Position, bei der es mit dem Ventilsitz (130) in Eingriff steht, und der Offen- Position im ersten Abschnitt des Leitungssystems bewegbar ist, so daß das Leitungssystem zum Starten bzw. Stoppen des Motors geöffnet bzw. geschlossen wird, wobei das Ventil in der Schließ- Position durch das Druckmittel der Quelle angedrückt wird;

c. das Ventil (108) von der Offen- Position in die Schließ- Position vorspannende Einrichtungen;

d. Fühleinrichtungen (24), die die der Schraube durch das Schraubwerkzeug zugeführte Drehcharakteristik ermitteln und ein entsprechendes Signal erzeugen;

e. mit den Fühleinrichtungen (24) verbundene Einrichtungen, die die drehcharakteristischen Signale rechnerisch verarbeiten und ein entsprechendes Abschaltsignal erzeugen;

f. elektrische Zuführungen zum Anschließen des Werkzeuges an eine elektrische Spannungsquelle; und

g. Einrichtungen zum Betätigen des Ventils, die folgende Mittel vorsehen: ein von Hand bedienbarer Hebel (174) ist von einer Stopp- Position in eine Betriebsposition bringbar; ein durch den von Hand bedienbaren Hebel (174) beauf-

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BOEHMERT & BOEHMERT

schlagtes Lenkgestänge (176, 180) bewegt das Ventil (10") mechanisch gegen den Druck der Druckmittelquelle aus der normalerweise geschlossenen Position in die offene Position; ein mit den elektrischen Zuleitungen verbundener und durch die Spannungsquelle (18) versorgter elektrischer Antrieb (110) weist einen Stößel (162) auf, der in Ansprache auf das Abschaltsignal das Ventil aus der Offen- Position in die Schließ- Position bewegt; das Lenkgestänge (176, 180) weist Einrichtungen zur Übertragung einer mechanisch erzeugten Ventil- Öffnungskraft von dem von Hand bedienbaren Hebel (174) auf das Ventil (108) auf sowie zur Ermöglichung einer Ventilschließbewegung in Ansprache auf eine entsprechende Bewegung des Stößels (162) wenn sich der von Hand bedienbare Hebel (174) in der Betriebsposition des Werkzeuges befindet.

15. Werkzeug nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsquelle Batterien (18) aufweist; daß die elektrischen Zuleitungen das Werkzeug mit den Batterien verbindet; daß der elektrische Antrieb (110) einen Solenoid aufweist; und daß der Stößel (162) für eine Linearbewegung ausgelegt ist.

16. Werkzeug nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (162) Teil des Lenkgestänges ist.

17. Werkzeug nach einem der Ansprüche 14, 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, d.aß das Lenkgestänge eine Feder

(170) aufweist, die die Ventilöffnungskraft über den Solenoid- Stößel (162) in einer Richtung überträgt und in der entgegengesetzten Richtung eine Bewegung des Stößels (162)

1300 fS^ 06 51-

BOEHMERT & BOEHMERT

gestattet.

18. Werkzeug nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Lenkgestänge _mit einem linearbeweglichen, mit dem Stößel <162) koaxialen Stanqe versehen ist und die Feder {170) derart mit dem Stößel (162) ^zu~ sammenwirkt, daß eine Ventilöffnungskraft vom . handbewegten Hebel (174) auf den Stößel (162) übertragen wird.

19. Werkzeug nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange und der Stößel (162) fest miteinander verbunden sind.

20. Werkzeug nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der von Hand bedienbare Ventilantrieb (112) einen Hebel (174) aufweist, der an dem Werkzeug (12) angelenkt ist und einen Arm (180) aufweist, wobei zwischen dem Arm und der Kompressionsfeder (170) Mittel vorgesehen sind, die die Ventilöffnungskraft vom Arm auf die Kompressionsfeder übertragen.

21. Werkzeug nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Übertragung der Ventilöffnungskraft eine Haube (172) aufweisen, die innerhalb ihrer im wesentlichen zylindrisch ausgeformten Seitenwand die Kompressionsfeder (170) aufnimmt und mit einer Stirnwand an der Kompressionsfeder anliegt während die gegenüberliegende Seite dieser Stirnwand an den Arm (180) anstößt.

22. Werkzeug nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorspanneinrichtung eine Ventil-F£ der u56) aufweist, der die Feder (170) bei geöffnetem Vert... entgegenwirkt, so daß der mit einem Solenoid ausge-

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stattete elektrische Ventilantrieb (110) während der Ventilschließung nur die Differenzkraft zwischen den Spannkräften der Federn (156, 170) aufzubringen hat.

23. Werkzeug nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lenkgestänge (232, 282) für eine zyklische Bewegung von einer ersten Position in eine zweite, Werkzeugbetriebs- Position,und danach in eine dritte, Stopp- Position, ausgelegt ist, wobei das Lenkgestänge durch den von Hand bedienbaren Ventilantrieb (112), der das Ventil (216, 266) gegen den Druck des Druckmittels von der normalerweise geschlossenen in die offene Position bringt, betätigbar ist und ein durch die Spannungsquelle (18) mit Strom versorgbarer elektrischer Antrieb (282, 278) mit einem Stößel (252, 298) versehen ist, der das Lenkgestänge in Ansprache auf ein Abschaltsignal aus der zweiten Position in die dritte Position bringt.

24. Werkzeug nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Lenkgestänge (232) ein zwischen einer ersten und einer zweiten Endlage bewegbares Gelenk (232) mit zwei aneinander angelenkten Gliedern (234, 236) sowie einen Anschlag (240) aufweist, der zwischen einer ersten Stellung, in der er mit dem Gelenk (232) in dessen erster Endlage zusammenwirkt und eine Drehung zwischen den Gliedern (234, 236) verhindert, und einer zweiten Stellung, in der er mit dem Gelenk (232) in dessen zweiter Endlage zusammenwirkt und eine Drehung zwischen den Gliedern (234, 236) erlaubt, bewegbar ist, wobei der elektrische Ventilantrieb

(228) den Anschlag in Ansprache auf das Abschaltsignal von der ersten in die zweite Position bewegt.

25. Werkzeug nach einem der Ansprüche 23 oder 24, dadurch

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gekennzeichnet, daß eine Feder (260) mit dem Gelenk (232) verbunden ist, die das Gelenk bei abgeschalteter Stromversorgung des elektrischen Ventilantriebs (228) in die erste Endlage bringt.

26. Werkzeug nach einem der Ansprüche 23, 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß als Spannungsquelle Batterien (18) vorgesehen sind.

27. Werkzeug nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Lenkgestänge einen Stößel (282) aufweist, der nicht mit dem Ventil (266) verbunden, aber damit in Eingriff zu bringen ist, wobei der Stößel (282) durch eine Führung (284) derart in einer ersten Linearbewegungsrichtung geführt wird, daß er sich auf das Ventil (266) zu bzw. von dem Ventil weg bewegt und im ersten Fall eine das Ventil (266) öffnende Kraft überträgt und die Führung (284) den Stößel (282) in einer zweiten Linearbewegungsrichtung führt, die quer zur ersten Linearbewegungsrichtung verläuft und den Stößel nicht mit dem Ventil in Eingriff bringt,wobei ein elektrischer Ventilantrieb (278) in Ansprache auf ein Abschaltsignal den Stößel (282) in die zweite Linearbewegungsrichtung bringt.

28. Werkzeug nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Lenkgestänge eine mit dem Stößel (282) verbundene Feder (290) aufweist, die den Stößel bei Abschaltung der Stromversorgung des elektrischen Ventilantriebes (278) in die zweite Linearbewegungsrichtung in eine mit dem Ventil (266) ausgerichtete Stellung bringt.

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