DE3035584A1 - Oeldynamische drehmomentschrauber-vorrichtung zum loesen und anziehen von muttern - Google Patents

Description

5860 Iserlohn, den 19. September 1980 Qipl.-Ing. M. Schröxm
Patentanwalt

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Din Erfindung betrLfft einen öldynamischen Drehmomentschrauber, d.h. eine Vorrichtung zum Lösen und Anziehen von Muttern oder Schrauben, insbesondere Muttern zum Festziehen der Blattfederklenunen oder U-Schrauben eines Kraftfahrzeuges.

üi.cijo Vorrichtung ist besonders geeignet zur Verwendung für Schwerfahrzeuge, wo die auf die Muttern sowohl beim Lösen als auch beim Anziehen derselben anzuwendenden Drehmomente hohe Werte aufweisen müssen. Dieses Problem ist insbesondere in Verbindung mit den Muttern zum Fixieren der Befestigungsklemmen von Blattfedern eines Kraftfahrzeuges von Bedeutung.

Das Anziehen und Lösen von Muttern und Schrauben wurde mit den offensichtlich daraus resultierenden Nachteilen händisch ausgeführt, bis motorbetriebene Vorrichtungen zwecks Vermeidung händischer Anstrengungen der Bedienungsperson konstruiert wurden.

Zwar brachten diese Vorrichtungen so manche Vorteile, wie eine Reduzierung der Arbeitszeit, mit sich, doch weisen sie noch beträchtliche Nachteile in Zusammenhang mit der Festigkeit und der Sicherheit des Mutternanziehens auf.

Die schwerwiegendsten Probleme, die bei der Anbringung von Muttern auftreten, stehen nämlich eher in Verbindung mit dem Anziehen der Muttern als mit dem Lösen derselben. Das ist darauf zurückzuführen, daß herkömmliche Vorrichtungen des Standes der Technik keine geeignete.Steuerung der auf die Mutter aufgetragenen Kraftintensität zulassen, wodurch das Anziehen in der Folge unzureichend oder übermäßig sein kann. Im ersteren Fall bestehen dann klarerweise unstabile Bedingungen in der Verbindungsgegend, die bei Kraftfahrzeugen besonders markant sind, bei welchen die Verbindungen beträchtlichen Beanspruchungen von im wesentlichen vibrierender Natur unterworfen sind.

Im zweiten Fall ist die Verbindung auch unstabil, aber aus einem anderen Grund« Die auf die Mutter aufgebrachte Kraft kann nämlich die Bildung gefährlicher Dehnungen oder Risse bewirken, v/as wiederum zu einem Versagen einer oder mehrerer der verbundenen Stücke führen kann. Es ist klar, daß dieser

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Nachteil bei Kraftfahrzeugen äußerst gefährlich ist.

Kine erste Art von bekannten Vorrichtungen umfaßt einen elektrischen Antriebsmotor, welcher einen Rotationskopf betätigt, der auf die anzuziehende Mutter aufgebracht wird. Diese Vorrichtung, die einen Dreigeschwindigkeits-Variator aufweist, hat den bedeutenden Nachteil, daß die Kraftintensität eine Funktion der Leistung ist, die zum Lösen der Muttern orforder]ich ist, wenn der Dreigeschwindigkeits-Variator auf die niedrigste Rotationsgeschwindigkeit (maximaler Drohzahlwcrl) eingestellt ist, während die beiden anderen Geschwindigkeiten das Anziehdrehmoment auf einen Wert beschränken, der im wesentlichen unbekannt ist und nicht entsprechend dem Schraubendurchmesser eingestellt werden kann. Abgesehen von diesen beiden Werten ist jegliches Festziehen offensichtlich unsicher bzw. übermäßig fest.

Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Anziehen und Lösen von Muttern oder Schrauben zu schaffen, insbesondere einen öldynamischen Drehmomentschrauber zum Festziehen von in Zusammenhang mit den Blattfederklemmen oder U-Schrauben eines Kraftfahrzeuges verwendeten Muttern, welcher alle oben beschriebenen Nachteile ausschaltet und gleichzeitig die Anwendung eines solchen Drehmoments, insbesondere während des Festziehvorganges, möglich macht, welches für das Anziehen einer Mutter mit einer dem Schraubendurchmesser entsprechenden dynamometrischen Kraft unbedingt notwendig ist.

Da die Betätigung der Vorrichtung reversibel ist, wie aus der folgenden Beschreibung hervorgehen wird, kann der erfindungsgemäße Drehmomentschrauber klarerweise auch zum Lösen von Muttern oder Schrauben verwendet werden, u.zw. ggf. durch Anwendung des maximalen Drehmomentwertes zur Bewirkung des Lösens derselben.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt eine öldynamische Zufuhrstelle, die mit einem öldynamischen Motor kommuniziert, welcher durch ein Übersetzungsgetriebe einen Rotationskopf oder Schrauber antreibt, der mit einer Mutter zwecks

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An- oder Abschraubens derselben zu koppeln ist. Eine einstellbare Steuerungseinrichtung ist im Speisekreis zur Regu-

I Lοrung dos Drucks des Fluidunis vorgesehen, welches in den öldynamischon Motor zwecks Variierens des von letzterem erzeugten Drehmoment π eindringt.

Die Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind klar ersichtlich aus der folgenden detaillierten Beschreibung einer nicht-beschränkenden Ausführungsform derselben unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung. Dabei ist Fig. 1 eine Seitenansicht der öldynamischen Drehmomentschrauber-Vorrichtung, Fig. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung, Fig. 3 eine Rückansicht der Vorrichtung und Fig. 4 eine Seitenansicht, welche eine Konstruktionsvariante der Vorrichtung zeigt. Fig. 5 ist eine Draufsicht auf die Konstruktionsvariante, und Fig. 6 ist eine Rückansicht der Variante.

Unter besonderer Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 umfaßt der erfindungsgemäße öldynamische Drehmomenschrauber auf einem Rahmen 1 eine öldynamische Versorgungsstelle 2, die zu ihrer Kühlung mit geeigneten Rippen 3 versehen ist.

Die öldynamische Versorgungsstelle 2 wird mit einer Motorpumpe 4 betrieben, nämlich einer bekannten, einen Elektromotor in Verbindung mit einer Pumpe umfassenden Einheit.

Die öldynamische Versorgungsstelle 2 speist über einen elektrisch angetriebenen, hydraulischen Verteiler 5 einen hydraulischen Motor 6, der sich, wie in Fig. 3 dargestellt, am unteren Teil des Rahmens 1 befindet. Diese Figur zeigt zwei Rohre 7, 8 vom Verteiler 5 zur Umkehrung der Rotationsrichtung des Motors 6. Ein drittes Rohr 9 ist auch dargestellt, welches als Ablauf für den hydraulischen Motor 6 dient.

Ein bekanntes Reduktionsgetriebe 10 ist an der Hauptwelle des hydraulischen Motors 6 vorgesehen und besteht beispielsweise aus einem bekannten Kegelradreduktionsgetriebe, dessen abtreibende Welle, die in einer am Rahmen 1 befestigten Hülse

II montiert ist, s.ich in einem rechten Winkel zur· Welle des hydraulischen Motors 6 befindet.

Eine Verlängerungshülse 12 ist mit einem Ende an das

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äußere Ende der Hülse 11 fixiert und zu' diesem Zweck mit einem zylindrischen Paßelement 13 versehen, auf welchem eine Stellschraube 14 und ein Justierstift 15 radial aufgeschraubt sind.

Ein im allgemeinen mit 16 bezeichneter Rotationsgelenkskopf oder Schrauber ist am anderen Ende der Verlängerungshülse befestigt und so gestaltet, daß er an die festzudrehende Mutter mit entsprechender Gestalt angepaßt werden kann. Zur Vereinfachung der "Darstellung ist der in Fig. 1 gezeigte Kopf oder Schrauber 16 ein Außenschrauber, während der in Fig. 2 gezeigte ein Innenschrauber ist.

Der Kopf oder Schrauber 16 ist um eine zur Längsachse der Welle des Reduktionsgetriebes 10 senkrechten Achse drehbar und kann bei Lösen der Stellschraube 14 und des Stiftes 15 in einer zur ersteren Achse senkrechten Ebene verschoben· werden. Das gestattet eine Positionierung des Kopfes 16 entsprechend der Lage der festzudrehenden Mutter.

Die Verbindung zwischen dem Kopf 16 und der Welle des Reduktionsgetriebes 10 kann auf jede beliebige Weise hergestellt werden, was nicht dargestellt ist, wie mittels eines Paares Kegelradgetriebe, die innerhalb eines im wesentlichen zylindrischen, den Kopf 16 tragenden Körpers 17 gelagert sind.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung, insbesondere die Hülse 11 ist auf einem Paar Rädern 18 abgestützt, welche zum Verfahren derselben zu den verschiedenen Arbeitsstellen dienen. Die Hülse 11 ist mittels eines gabelartigen Glieds 19 abgestützt, welches zwei seitlich der Hülse 11 angeordnete und schwenkbar an einem Ende auf einem Zapfen 21 desselben gelagerte Arme 20 aufweist. Am gegenüberliegenden Ende geht jeder Arm 20 in einen anderen Arm 22 über, welcher mit dem ersten Arm 20 ein im'wesentlichen V-förmiges Glied bildet. Die zweiten Arme 22, welche seitlich und oberhalb der Hülse 11 verlaufen, sind mit Löchern 23 zum Einsetzen und Befestigen einer Querstange 24 versehen, die zum Abstützen der Hülsen 11, 12 als Ganzes konstruiert sind, wenn sie in die in Fig. 1 strichliert eingezeichnete, gehobene Stellung gebracht werden.

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Die zwecks Rotation auf einer Achse 25 montierten Räder 18 sind zwischen den gemeinsamen Enden der Arme 20, 22 durch eine Querstange 26 verbunden.

Eine Einrichtung zur Steuerung des Drucks des zugeführten Fluidums ist an den Versorgungskreis des hydraulischen Motors angeschlossen. .

Eine Einrichtung dieser Art ist nicht im Detail dargestellt, da sie an sich bekannt ist und aus einem Steuerventil besteht. Die Fig. 1 und 2 zeigen den Bedienungsknopf 27 der obengenannten Einrichtungen.

Ein Druckmesser 29 am Versorgungskreis des hydraulischen Motors 6 gestattet die Drückwahl des Betriebsfludiums und dadurch des mit der Vorrichtung auf die festzuschraubende. Mutter aufgebrachten Drehmoments. Vorteilhaft ist der Druckmesser 29, wie insbesondere in Fig. 3 dargestellt, mit einer · eingeteilten Skala 30 für leichteres Ablesen durch eine Bedienungsperson versehen. Die Skala 30 ist in kg.m eingeteilt,

2 wie bis zu 208 kg.m. Die Einteilung, in kg.m anstelle von kg/m wurde gewählt, daß der Druckmesser 29 als Drehmomentmesser angesehen werden kann. Somit entspricht jedem Schraubendurchmesser ein genau bestimmter Drehmomentwert. Der Drehmomentwert wird aus einer geeigneten dynamometrischen Tabelle, die bei der Vorrichtung angewendet wird, erhalten. In dieser Tabelle entspricht jeder Schraubendurchmesser einem genau bestimmten Drehmomentwert.

Die Vorrichtung ist auch an einer der Seitenwände mit einer Schalttafel versehen, welche die notwendigen Druckknöpfe und Bedienungsknöpfe enthält. Mit 32 ist der Druckknopf zum Starten der Vorrichtung bezeichnet, mit 3 3 ein elektrischer Dreipositionenschalter zur Steuerung der Drehung des hydraulischen Motors mittels des Verteilers 5 im Uhrzeigersinn und im Gegenuhrzeigersinn sowie zum Stoppen des hydraulischen Motors, und mit 34 der Druckknopf zum Stoppen der Vorrichtung.

Ein Filter 36 ist auf bekannte Weise zwischen der Versorgungsstelle 2 und dem hydraulischen Motor 6 vorgesehen.

Ein elektrisches Kabel 37 ist auf einer drehbar am Rahmen

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montierten Rolle 38 aufgewickelt und bildet die Verbindung der Vorrichtung zum Versorgungshauptstecker. Ein Griff 40 ist an der Rückseite der Vorrichtung zum Verfahren derselben vorgesehen. Es versteht sich, daß die Rolle 38 entfallen und das elektrische Kabel 37 direkt auf den Griff 40 gewickelt werden kann. .

Unter Bezugnahme auf die Fig. 4 bis 6 ist nun eine unterschiedliche Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben. Diese Ausführungsform ist im wesentlichen gleich der obenbeschriebenen, wobei der einzige Unterschied der ist, daß die Speiseleitungen für das Fluidum von der hydraulischen Zufuhrstation zum hydraulischen Motor vom flexiblen, nicht starren Typ sind. Der Kopf bzw. Schrauber 16 sowie der hydraulische Motor sind auf einem gewehrförmigen Träger 41 montiert, welcher leicht mit der Hand erfaßt werden kann. Der Gewehrteil 41 kann die Form eines Kopfes einer Läppmaschine haben.

In den Fig. 4 bis 6 sind ähnliche Elemente wie in den Fig. l bis 3 mit den gleichen Bezugszeichen versehen, auch wenn die lagemäßige Beziehung mancher Elemente zueinander aus rein konstruktiven und funktionellen Gründen modifiziert wurde. Die Beschreibung solcher Elemente wird hiemit weggelassen.

Der innerhalb des Gewehrteils 41 angeordnete hydraulische Motor ist auf bekannte Weise über Schläuche in einer auf einer Spule 43 aufgewickelten Hülle 42 mit der hydraulischen Versorgungsstation verbunden, wobei die Spule drehbar am Rahmen 1 befestigt ist. Der Gewehrteil 41 ist mit einem Kontrollschalter 44 versehen, mit welchem die Bedienungsperson direkt an Ort und Stelle den hydraulischen Motor und somit den Kopf bzw. Schrauber 16 betätigt. Gemäß der vorherigen Ausführungsform wurde dieser Zweck mittels eines Zusatzschalters 33a erzielt, welcher sich neben dem Kopf 16 befindet und dieselbe Funktion wie der Schalter 33 hat.

Schließlich sollte bemerkt werden, daß bei der Konstruktionsvariante das Reduktionsgetriebe 10 mit der dazugehöri-

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gen Welle und dadurch die Hülsen 11, 12 weggelassen worden sind. Der hydraulische Motor ist innerhalb des Gewehrteils 41 angeordnet und kann daher in den Fig. 4 bis 6 nicht gesehen werden.

Weiters ist in diesem Fall der Rahmen 1 direkt auf vier Rädern 18 abgestützt, .wodurch die obenbeschriebene Stützeinheit, bestehend aus der Gabel 19 und den dazugehörigen Tragzapfen, wegfällt. Die hydraulische Versorgungsstelle befindet sich bei der Alternativausführungsform innerhalb des Rahmens 1, weshalb sie nicht zu sehen ist.

Aus obigem sind die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung selbstverständlich, insbesondere hinsichtlich des Anschraubens und Festziehens der Muttern, wobei keine besonderen Vorsichtsmaßnahmen für das Lösen derselben notwendig sind. Beim Abschrauben genügt es, die Wirkung des hydraulischen Motors auf den maximalen Druckwert einzustellen. Im Gegensatz dazu wird es für das Aufschrauben immer möglich sein, einen Drehmomentwert anzuwenden, der zur Erzielung eines genauen und stabilen Festziehens der Mutter notwendig ist.

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Claims (3)

Patentansprüche :

1./ Üldynamische Drehmomentschrauber-Vorrichtung zum Lösen und Anziehen von Muttern, insbesondere Muttern zum Festziehen der Dlattfcodorkleminen oder U-Schrauben eines Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Antriebsmotor (6) zur über ein übersetzungsgetriebe (10, 11, 12) erfolgenden Betätigung eines Rotationsschrauberkopfes (16), der zum Aufschrauben der Mutter an diese gekuppelt wird, umfaßt, wobei der Antriebsmotor (6) ein hydraulischer Motor mit einem Versorgungskreis ist, an welchen einstellbare Steuereinrichtungen (27) zur Regulierung des Drucks des Motorversorgungsfluidums zwecks Variierung des resultierenden Drehmoments angeschlossen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Übersetzungsgetriebe zwischen dem hydraulischen Motor (6) und dem Rotationskopf (16) ein Reduktionsgetriebe (10) mit einer in einer Hülse (11) befindlichen Antriebswelle umfaßt, welche Hülse einen ersten an den Vorrichtungsrahmen fixierten Teil und eine Verlängerung (12) für eine unterschiedliche Positionierung in zwei senkrechten Ebenen besitzt, von denen eine durch die Rotationsachse des Rotationskopfes (16) verläuft.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotationskopf (16) auf einem zum händischen Erfassen geeigneten Träger (41) montiert ist, wobei der hydraulische Motor innerhalb des gewehrförmigen Teils (41) angeordnet und über Schläuche mit der hydraulischen Versorgungsstation verbunden ist.

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