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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft ein druckmittelbetätigtes rotierendes Werkzeug,
insbesondere einen Schrauber, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Werkzeuge mit einem solchen Richtungsumsteuerventil dienen insbesondere
zum Festziehen von Schraubverbindungen, wobei in der dem Anziehen der Schraubverbindung
dienenden Vorwärtsrichtung zur Erzielung einer bestimmten Vorspannung in der Schraubverbindung
ein spezifisches vermindertes Abtriebsmoment verlangt wird. Die maximale Motorleistung
das maximale Abtriebsmoment sind demgegenüber für die dem Lösen der Schraubverbindung
dienende Rückwärtsrichtung vorbehalten. Ein derartiges Werkzeug ist aus der US-PS
3 618 633 bekannt. In dem Richtungsumsteuer- und Strömungsbegrenzungsventil des
bekannten Werkzeugs hat das Betätigungsglied zum Verstellen der Drehmomenteinstellung
des Ventiielements den Nachteil, daß es aus einem Betätigungsknopf besteht, der
starr mit dem Ventilelement verbunden ist. Dies bedeutet, daß der Betätigungsknopf
zumindest in seiner herausgezogenen Stellung der Gefahr einer unbeabsichtigten Betätigunge
unterliegt, wodurch eine gewünschte Drosseleinstellung für den Druckmittelstrom
gestört werden kann.
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Das Richtungsumsteuer- und Strdmungsbegrenzungsventil des bekannten
Werkzeugs hat ferner den Nachteil, daß die Arretierungsmittel zur Bestimmung der
verschiedenen Winkeleinstellungen des VentilkÖrpers einen großen Mindestdurchmesser
des Ventilgliedes erfordern.
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Aufgabe der Erfindung ist esV die Betätigungseinrichtung für das Richtungsumsteuerventl
bei einem rotierenden Werkzeug der eingangs genannten Art dahingehend zu verbesser,
daß eine
Verstellung des Ventilkörpers in Drehrichtung möglich ist,
ohne letzteren der Gefahr einer unbeabsichtigten Betätigung auszusetzen, und eine
Betätigungseinrichtung zu schaffen, die kompakt und einfach in der Konstruktion
ist und mit welcher sich die gewünschte Drehstellung des Ventilkörpers leicht erzielen
läßt.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch die kennzeichnenden
Merkmale des Patentanspruchs 1.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend in Verbindung
mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1: elne Seitenansicht eines druckmittelbetätigten
Schraubers, der mit einem Rlchtungsumsteuer- und Strömungsbegrenzungsventil gemäB
der Erfindung ausgerüstet ist, Fig. 2: in größerem Maßstab einen Längsschnitt durch
das Richtungsumsteuerventil in Verbindung mit einem Querschnitt durch den als Flügelzellenmotor
ausgebildeten Drehmotor, wobei das Ventilelement seine strömungsbegrenzende Vorwärtsstellung
einnimmt, Fig 3. den gleichen Längsschnitt durch das Ventil wie in Fig 2 in der
Rückwärtsstellung des Ventilelements und Fig 40 einen Querschnitt nach Linie IV-IV
in Fig. 3
Das in der Zeichnung gezeigte druckmittelbetätigte rotierende
Werkzeug ist ein pistolenförmig ausgebildeter Schrauber zum Festziehen von Schrauben
oder Muttern. Das Werkzeug hat ein Gehäuse 10, in welchem ein pneumatischer FlUgelzellenmotor
11 (schematisch in Fig. 2 gezeigt) sowie ein (nicht gezeigtes) Getriebe zum Antrieb
einer Abtriebswelle 12 untergebracht sind. Letztere dient zur Aufnahme einer Sechskanthülse
oder Nuß zur Ubertragung des Drehmoments auf eine festzuziehende oder zu lösende
Schraubverbindung.
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Das gezeigte Werkzeug hat ferner einen Pistolengriff 13, der an seinem
unteren Ende mit einem Druckluftanschluß 14 versehen ist An dem Pistolengriff 13
befindet sich ferner ein Auslöser 15, mit welchem ein Luftzufuhr-Regelventil (nicht
gezeigt) steuerbar ist.
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Oberhalb des Luftzufuhr-Regelventils befindet sich ein kombiniertes
Richtungssteuer- und Strömungsbegrenzungsventil 17 mit einer sich durch das Gehäuse
1o vollends hindurch erstreckenden zylindrischen Bohrung und einem Ventilkörper
19, der in der Bohrung sowohl längsverschieblich als drehbar geführt ist. Der Hauptteil
der Bohrung 18 ist von einer Büchse 20 gebildet, die mit Preßsitz in das Gehäuse
eingesetzt ist.
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Das Ventil 17 steht mit dem Luftzufuhr-Regelventil über einen Speisekanal
21 und eine Einlaßöffnung 22 in Verbindung. Zwei Betriebsöffnungen 23, 24 in der
Bohrung 18 kommunizieren über Kanäle 25 bzw. 26 mit Druckmittelanschlüssen 27 bzw.
28 an der Vorwärts- bzw. Rückwärtsseite des Motors 11.
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Ein Entlüftungskanal 30 führt von dem Hauptauslaß 31 des Motors 11
durch das Gehäuse 10 über eine die Ventilbüchse 20 umgebende Ringkammer 32 und einen
Entlüftungskanal 33 In die umgebende Atmosphäre. Der EntlUftungskanal 33 endet am
unteren Ende des Pistolengriffs 13 neben dem Anschluß 14 und
ist
ständig zur Atmosphäre offen. Zwei Auslaßöffnungen 34 und 35 in der Ventilbohrung
18 stehen mit der Atmosphäre über die Ringkammer 32 und den Entlüftungskanal 33
in Verbindung. Die Auslaßöffnung 34 ist mit der Kammer 32 über einen Kanal 36 verbunden,
während die auslaßöffnung 35 mit der Kammer 32 über die Entlüftungsleitung 30 verbunden
ist Das Ventilelement 19 weist bei von einem Steg 39 axial getrennte Ringnuten 37
und 38 auf. Die Ringnuten 37 und 38 bilden zwei Druckmittelverbindungskammern, durch
welche alternative Verbindungen zwischen der Einlaßöffnung 22, den Betriebsöffnungen
23, 24 und den Auslaßöffnungen 34 und 35 herstellbar sind, um den Luftstrom zu und
von dem Motor 11 zu steuern. Der Steg 39 hat auf der einen Seite eine schraubenförmig
verlaufende Stirnfläche 40, die in der Vorwärtsstellung des Ventilelements 19 in
Abhängigkeit von dessen Drehstellung die Einlaßöffnung 22 mehr oder weniger abdeckt
und dadurch eine Strömungsbegrenzung bildet Auf der linken Seite in den Figuren
2 und 3 hat das Ventilelement 19 eine doppelte Einschnürung 42, in welche eine federbelasteter
Arretierungsbolzen 43 eingreift, der im Verhältnis zum Gehäuse 1o und der Büchse
20 radial verschieblich geführt ist. Der Zweck des Arretierungsbolzens 43 besteht
darin, die Vorwärts- bzw. Rückwärtsstellung des Ventilelements 19 durch Eingriff
in einen der beiden Einschnürungen 42 festzulegen.
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An seinem rechten Ende ist das Ventilelement 19 mit einem Querstift
44 versehen, dessen entgegengesetzte Enden Vorsprünge auf beiden Seiten des Ventilelements
19 bilden. Diese Vorsprünge sind von zwei sich axial erstreckenden Schlitzen 45,
46 eines Betätigungsknopfes 48 aufgenommen. Letzterer hat eine zentrale Bohrung
49, durch welche sich das rechte Ende des Ventilelementes 19 sowie ein Halsteil
50 des Betätigungsknopfes erstrecken, welcher in einem vergrößerten äußeren
Abschnitt
51 der Bohrung 18 gelagert ist. Die Schütze 45, 46 teilen des Halsteil 50 in zwei
Hälften, die beide mit Ringrippen 52 an ihren äußeren Enden versehen sind. Diese
Rippen 52 dienen zum Eingriff in eine Ringnut 53 im Gehäuse 1o, wodurch der Betätigungsknopf
48 gegen Axialbewegung gesichert wird. Der Betätigungsknopf 48 besteht vorzugsweise
aus federndem Material wie Kunststoff, was bedeutet, daß der Betätigungsknopf 48
einschließlich dem Halsteil 50 und den Rippen 52 in einem Stück hergestellt und
in den Bohrungsabschnitt 51 unter Einschnappen der Rippen 52 in die Nuten 53 eingesetzt
werden kann.
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An seiner dem Gehäuse 10 zugekehrten Endfläche ist der Betätigungsknopf
48 mit einer Anzahl halbkugeliger Vertiefungen oder Eindrückungen 55 versehen, die
auf einem Kreis konzentrisch zur Drehachse des Betätigungsknopfes 48 angeordnet
sind (siehe Fig. 4). Eine federbelastete Arretierkugel 56 ist in einer Bohrung 57
verschieblich aufgenommen, die sich parallel zur Drehachse des Betätigungsknopfes
erstreckt derart, daß die Arretierungskugel 56 in jeweils eine der Vertiefungen
55 eingreift und dadurch die Winkelstellung des Betätigungsknopfes 48 und des Ventilelements
19 bestimmt.
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Wenn der Auslöser 15 betätigt und das Regelventil geÖffnet werden,
wird Druckluft zu der Einlaßöffnung 22 des Richtungssteuerventlls geführt. In der
Vorwärtsstellung des Ventilelements 19 (siehe Fig. 2) stellt die von der Ringnut
38 gebildete Ventilkammer eine Verbindung zwischen der Einlaßöffnung 22 und der
Betriebsöffnung 23 her, während die von der Ringnut 37 gebildete Kammer die Betriebsöffnung
24 mit der Entlüftungsöffnung 35 verbindet. Als Folge hiervon wird Druckluft dem
Vorwärtsanschluß 27 des Motors 11 über den Kanal 25 zugeführt, während der Rückwärtsanschluß
28 des Motors 11 zur Atmosphäre über den Kanal 26, die Ringkammer 32 und die Entlüftungsöffnung
33 entlüftet wird.
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Während des Betriebs des Motors wird der größte Teil der verbrauchten
Luft durch den Hauptauslaß 31 abgeführt und verläßt das Werkzeug unmittelbar über
den Auslaßkanal 30, die Ringkammer 32 und den Entlüftungskanal 33. Dies bedeutet,
daß nur kleiner Teil der abgeführten Luft durch das Richtungssteuerventil strömt
und demzufolge die Querschnitte der Ventilöffnungen und der Ventilbohrung 18 von
mäßiger Größe sein können. In der Vorwärtsstellung des Ventilelements 19, d.h. der
in Fig. 2 gezeigten Stellung, deckt das schraubenförmig verlaufende Stirnende 40
des Stegs 39 teilweise die Einlaßöffnung 22 ab und drosselt dadurch die Luftzufuhr
zum Motor 11. Somit ist es durch Verstellung der Winkelstellung des Ventilelements
19 möglich, die vom Motor 11 entwickelte Leistung und das Abtriebsmoment an der
Welle 12 auf ein gewünschtes Niveau zu mindern.
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Um die Winkelstellung des Ventilelements 19 zu ändern, wird das Ventilelement
19 mit Hilfe des Beätigungsknopfes 48 gedreht. Die gewünschte Einstellung des Ventilelements
19 wird dann erhalten, indem das schraubenförmig verlaufende Stirnende 40 des Stegs
39 die Einlaßöffnung 22 in einem bestimmten Ausmaß abdeckt, was zu einer bestimmten
Drosselung des Einlaßstroms der Druckluft über das Ventil und demzufolge einem entsprechenden
bestimmten Abtriebsdrehmoment an der Welle 12 führt Wenn der Betätigungsknopf 48
gedreht wird, wird die Arretierungskugel 56 abwechselnd in und außer Eingriff mit
jeweils einer der Vertiefungen gezwungen, welche die Kugel 56 passieren.
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Nachdem die gewünschte Winkelstellung des Ventilelements 19 erreicht
ist, wird der Eingriff zwischen der Arretierungskugel 56 und der betreffenden Vertiefung
eine unbeabsichtigte Betätigung des Betätigungsknopfes 48 verhindern.
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Im Rückwärtsbetrieb des Werkzeuges wird das Ventilelement 19 in seine
rechte Endstellung gemäß Fig 3 verschoben, wodurch eine Druckmittelverbindung zwischen
der Einlaßöffnung 22 und der Betriebsöffnung 24 einerseits und der Betriebsöffnung
23 und der Auslaßöffnung 34 andererseits hergestellt wird. Es läßt sich aus Fig.
3 ersehen, daß weder die Einlaßöffnung 22 noch die Betriebsöffnung 24 von irgendwelchen
Steuerkanten des Ventilelements 19 beeinflußt werden,was zur Folge hat, daß der
Motor 11 in der Lage ist, sein volles Drehmoment in Rückwärtsrichtung zu entwickeln.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung deckt jedoch
der schraubenförmig verlaufende Endabschnitt 40 des Steges 39 die Betriebsöffnung
23 in der Rückwärtsstellung des Ventilelements 19 teilweise ab (siehe Fig. 3). Dies
ist ein Zugeständnis an die Forderung nach geringen Abmessungen des Ventils, ohne
die gesamte Entlüftungsströmung im mindesten zu beeinflussen. Der Grund hierfür
liegt darin, daß der Hauptteil der Entlüftungsströmung durch den Hauptauslaß 31
des Motors 11 austritt und unmittelbar durch den Kanal 33 abströmt, während nur
ein kleiner Betrag der Luft durch das Ventil hindurchströmt. Ein gewisse Drosselung
dieses kleinen Strömungsbetrags hat nicht im mindestens Einfluß auf die Motorleistung
Es verdient besonderer Hervorhebung, daß die Winkelstellung des Ventilelements 19
während der Längsverstellung des Ventilelements zwischen seiner Vorwärts- und seiner
Rückwärtsstellung sicher beibehalten wird. Wenn das Ventilelement 19 axial verschoben
wird, laufen die Enden des Querstifts 44 in den Schlitzen 45, 46 ohne die Winkelstellung
des Betätigungsknopfes 48, wie sie von dem Eingriff der Arretierungskugel 56 und
einer der Vertiefungen 55 des Betätigungsgriffes 48 bestimmt sind, zu ändern.
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Der Vorteil des vorbeschriebenen Betätigungsgliedes zur Einstellung
der Winkelstellung des Ventilelements 19 besteht darin, daß es vom Ventilelement
hinsichtlich dessen Axialverschiebung völlig getrennt ist, was bedeutet, daß der
Betätigungsknopf 48 in seiner geschützten gehäusenahen Lage ungeachtet der axialen
Stellung des Ventilelementes 19 verbleibt.
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Der Betätigungsknopf nach der Erfindung ist auch dahingehend vorteilhaft,
daß die gehäusenahe Anbringung des Betätigungsknopfes die Möglichkeit schafft, ein
verschleißfesteres Material wie Kunststoff als Konstruktionsmaterial des Betätigungsknopfes
zu verwenden, welches seinerseits die Herstellung des Betätigungknopfes erleichtert
und die Kosten hierfür senkt.
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