DE3143510A1 - "kraftbetaetigte schraubschluesseleinrichtung" - Google Patents

Description

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"Kraftbetätiste Schraubschlüsseleinrichtung"

Die Erfindung bezieht sich auf Schraubschlüsseleinrichtungen, insbesondere ratschenartig arbeitende Schraubschlüssel, zum Drehen von Schraubbefestigungen, z.B. zum Anziehen und Lösen von Muttern und Schrauben.

Eine kraftbetätigte Schraubschlüsseleinrichtung dieser Art ist Gegenstand der US-PS 4.091.890 (entspricht der DE-OS 26 43 552.9-15 der gleichen Anmelderin). Derartige bekannte Schraubschlüssel haben sich bei Plansch- und anderen Verbindungen, die Schraubbefestigtingen aufweisen, in der Praxis sehr gut bewänrt. Andere solche Einrichtungen sind beispielsweise aus US-IS 3*745.858 und 3.930.776 bekannt!

Schraubschlüssel nach US-PS 4*091.890 sind durch einen hydraulisch betätigten Stößel gekennzeichnet, der schwenkbar mit einem ratschenförmigen Schraubschlüssel verbunden ist, um eine senkrecht wirkende Kraft auf den Schraubschlüssel zu übertragen.

Im. Falle der US-PSen 3.745.858 und 3.930.776 sind der Eatschenschlüssel und der hydraulische Stößel auf einem Stützrahmen befestigt. Da es erwünscht war, den Stößel mit dem Schraubschlüssel in einem etwa 90° betragenden Winkel schwenkbar zu verbinden, bestand dabei die Ansicht, daß die Höhe der Einrichtung nicht kleiner als die Länge des in der Einrichtung verwendeten Schraubschlüssels gemacht werden konnte.

Somit ist das Verhältnis von Höhe zu Länge (H/L) solcher bekannter Einrichtungen entscheidend, und aus diesem Grunde können derartige Einrichtungen nicht dort verwendet werden, wo ein begrenzter Zugang zu den Schraubbefestigungen, die gedreht werden sollen, besteht. In den inwendungsfällen, in denen der Zugang zu den Schraubbefestigungen nur über einen sehr schmalen "Kanal möglich ist, wird das festziehen und Lösen der Schraubbefestigungen mit

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improvisierten Werkzeugen u-nd mit erheblicher Handarbeit ausgeführt.

Es "besteht deshalb ein Bedarf an Einrichtungen, der vorerwähnten. Art mit einem verhältnismäßig kleinen Verhältnis von H/L, nachdem die Nachteile bekannter Einrichtungen nur sehr unvollkommen gelöst sind.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine stabile und zuverlässig arbeitende Schraubschlüsseleinrichtung mit einem kleinen H/D-Verhältnis zu schaffen. Die Hohe der Einrichtung ist weitgehend unabhängig von der länge des in der Einrichtung verwendeten Schraubschlüssels. Eine geringe Höhe macht es möglich, daß die Einrichtung in Anwendungsfallen einsetzbar ist, bei denen ein Zugriff zu einer Schraubbefestigung nur über einen engen Kanal erfolgen kann, der parallel zu dem Kopf der zu drehenden Befestigungsvorrichtung ist oder mit ihm zusammenfällt.

ierner ist es Aufgabe vorliegender Erfindung, eine knftbetätigte Schraubschlüsseleinrichtung mit möglichst wenig sich bewegenden Teilen zu schaffen, die hintereinander in Längsrichtung der Einrichtung angeordnet sind, und die für die Übertragung hoher Kräfte ausgelegt sind.

Gemäß der Erfindung wird bei einer kraftbetätigten Schraubschlüsseleinrichtung zum Drehen einer Schraubbefestigung, mit einem länglichen, starren Eahmen mit kleinem Verhältnis von Hohen- zu 3Jängenabmessung, einer Krafterzeugenden Vorrichtung, die am einen Eade des Sahmens befestigt ist, und mit einem drehbar am entgegengesetzten Eade des Eahmens befestigten Schraubschlüssel mit Steckhülse vorgeschlagen, daß eine Kraftübertragungsvorrichtung beweglich am Eahmen zwischen der kraft erzeugenden Vorrichtung und dem Schraubschlüssel befestigt und in Eeihe damit angeordnet ist, daß die Kr.-aftübertragungsvorrichtung in Abhängigkeit von der von der Vorrichtung erzeugten Kraft beweglich ist, und daß der Schraubschlüssel eine Kontaktvorrichtung

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aufweist, die dauernd in Eingriff mit der Kraftübertragungsvorrichtung steht, wobei die Bewegung der Kraftübertragungsvorrichtung den Schraubschlüssel und die Steckhülse dreht.

Weitere Merkmale der Erfindu-aig sind Gegenstand der TJnteransprüche.

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Aufsicht auf die kompakte, kirftbetätigte Schraubschlüsseleinrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 teilweise im Schnitt eine Ansicht der Einrichtung nach Fig, I längs der Schnittlinie 2-2,

Fig. 3 eine Schnittansicht des Schaltrades längs der Linie 3-3 der Fig. 2,

Fig. 4- eine Explosionsdarstellung der erfindungsgemäßen Einrichtung in Aufsicht,

Fig. 5 eine Teilrückansicht einer Platte des Rahmens längs der Linie 5-5 der Fig. 4-,

Fig. 6 eine Vorderansicht des Keiles längs der ünie 6-6 d-jr

Fig. 7 eine Teilansicht ähnlich der Fig. 2, aus der die Positionen des Stößels und des Teiles am Ende des Vorwärtshubes des Stößels zu entnehmen sind, und

Fig. 8 den Bahnverlauf der Führungsschulter des Keiles, die zwischen Führungslagern gleitet.

In den Figuren 1 "bis 4- ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der kompakten, kraftbetätigten Schraubschlüsseleinrichtung 10 dargestellt. Sie besitzt einen länglichen, steifen Eahmen 11 mit einer Längendimensicn L, die wesentlich größer ist als die Höhendimension H, d.h., daß das Verhältnis von E/L· verhältnismäßig klein ist.

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Der Eahmen "besteht aus zwei in Längsrichtung voneinander versetzten schmalen Platten 12, zwischen denen eine offene, längliche Einne 13 ausgebildet ist. Jede Platte 12 und mit ihr die Verbindungen stellt das Spiegelbild der anderen Platte 12 relativ zu einer Symmetrielinie dar, die die linie 2-2 der Pig. I enthält.

Die vorderen Enden der Platten 12 sind miteinander durch eine Querendwand 14· verbunden und mit nach innen gerichteten Hülsen 15 versehen, die koaxiale zylindrische Bohrungen 16 aufweisen. Die hinteren Enden der Platten 12 sind miteinander durch eine Querendwand 17 verbunden. Zwischen den Endwandungen 14 und 17 sind ein oder mehrere Stäbe 18 befestigt, die die Steifigkeit des Eahmens 11 erhöhen. Die Endwanduaagen 14·, 17 und die Terstärkungsstäbe 18 sind mit den Seitenplatten 12 mittels Schrauben 19 befestigt.

Innerhalb der Einne I3 sind hintereinander drei Hauptbestandteile symmetrisch befestigt, nämlich eine die Antriebskraft erzeugende Torrichtung 20', ein Schraubschlüssel 22 und eine Torrichtung 21 zur Übertragung der Kraft von der Torrichtung 20' auf den Sch^raubschlüssel 22.

Die krafterzeugende Torrichtung 20' ist vorzugsweise ein hydraulischer Zylinder, der schwenkbar auf der Eadwand 17 drehbar um eine quer verlaufende Schwenkstelle 25 befestigt ist. Der Zylinder 20' weist zwei Strömungsmittelleitungen (nicht dargestellt) auf, die mit Einlaß- und Auslaßoffnungen 26 verbunden sind, sowie einen doppelt wirkenden Kolben (nicht dargestellt), der einen.

St ößel/antreibt, auf.
20

Der Schraubschlüssel 22 ist vorzugsweise ein Eatschenschlüssel. Der Zylinder 20* und der Schlüssel 22 haben herkömmlichen Aufbau.

Die Kcaftübertragungsvorrichtung 21 weist vorzugsweise einen Keil 30 auf, der aus widerstandsfähigem Material, z.B. korrosionsbeständigem Stahl besteht, so daß er die auf ihn einwirkenden Belastungen aufnehmen kann. Das hintere Ende des Keiles 30 besitzt

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eine Querbohrung 351 und einen Schwenkbolzen 32, der schwenkbar mil; dem Stößel 20 in Verbindung steht. Der Keil JO besitzt eine "vorzugsweise nach vorne und unten geneigte obere Arbeitsfläche 33 zwischen zwei aufrechten Wänden j>4. Die äußere Seite einer jeden I ¥and 34 hat eine Schulter 35 siit einer oberen flachen Seite 36 ^a und einer parallelen Bodenfläche 36', die beide nach hinten und ; unten geneigt sind (K.g. 6). Die Oberfläche 36 gleitet auf einem |* oberen Lager 37 Q?ig· 5)₅ raid die Oberfläche 36' auf zwei im % A"bstand voneisnder angeordneten unteren lagern 38, 38'. Alle | Lager sind drehbar auf Bolzen 39 befestigt. Damit sind die 1 Schultern 35 rollend auf Seitenplatten 12 befestigt, so daß sie J den Keil 30 zwingen, sich in einer diagonal (5ig. 8) längs einer vorbestimmten linearen, durch die Führungslager definierten Bahn zu bewegen. f_

t Der Hatschenschlüssel 22 weist zwei in Längsrichtung versetzte, :

parallele Seitenwände 41 auf, deren vordere Eadteile Teilring- ^ Segmente 41a besitzen, die zylindrische Bohrungen 41b festlegen. Z Sin Ratschenrad 42 besitzt zwei äußere koaxiale Uaben 43, die innerhalb der Bohrungen 16 und 41b frei drehbar sind. Das Ead 42 hat identische Zahne 44 auf seinem äußeren zylindrischen TJmf ang und eine axiale Steckhülse 45, die so geformt ist, daß sie den Kopf eines Schraubelemente?, z.B. einer Kutter oder eines Schraub- _r bolzens, odep aber eines Antriebsteiles ainer anderen Stsckhülse (nicht gezeigt) aufnehmen kann. Das Abgabedrehmoment der Einrichtung 10 wird über die Steckhüise 45 abgegeben.

Die Eingsegmente 41a haben vorzugsweise einen äußeren Durchmesser, der nahezu gleich dem Außendurchmesser des Eatschenrades 42 ist. Eine Klinke 47 besitzt ein Basisteil 47a, das schwenkbar auf einem Querbolzen 48, der von den Seitenplatten 41 abgestützt ist, befestigt ist. Somit stellen die Platten 41 einen Klinkenhalter dar. Die Klinke 47 weist einen KLinkenfuß 49 mit Zähnen 49' auf, die mit den Zähnen 44 kämmen. Insoweit ist der Schraubschlüssel 22 | herkömmlich in Aufbau und Wirkungsweise. I

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Der Batschenschlüssel 22 der Schraubschlüsseleinriehtung 10 nach der Erfindung weist eine Arbeitsrolle 54 auf einer Qjierwelle y? zwischen den äußeren Enden der Seitenwände 41 drehbar "befestigt auf. Die Holle 54 ist so ausgelegt, daß sie über die geneigte Arbeitsfläche 33 rollen kanu.

Eine torsionsfeder ist um die Haben 43 herum angeordnet, kommt in Eingriff mit der TTIiTiVe 47 und ist mit der Eadwand 14 mittels Schrauben 51a verankert. Die !feder 51 hält die Zähne 49' in Eingriff mit den Zähnen 44 und gewährleistet einen dauernden Hollkontakt zwischen der Rolle 54 und der Oberfläche 33« Eine oder mehrere leichte Haltefedern 52 dienen dazu, eine zufällige Drehung des Sades 43 zu -verhindern.

Im Einsatz der Einrichtung 10 übt während eines jeden Arbeitszyklus der Stößel 20 eine Druckkraft 61 (K-g. 4) und eine entgegengesetzte Zugkraft 62 etwa in der Längsrichtung L aus. Die Positionen des Stößels 20 und des Keiles 30 "bei vollständig eingezogenem Stößel sind in Eig. 2, in voll ausgefahrenem Zustand in K.g. 7 gezeigt.

Wenn der Stößel 20 ausgefahren wird, gleiten die Schultern 35 nach oben (in K.g. 7) ^Ji einer Vorwärts-Diagonalrichtung 63 und "bewirken, daß die Arbeitsfläche 33 sich ebenfalls nach oben und nach vorne unter der Rolle 54- "bewegt. Die Bewegung des Keiles als Ganzes hat eine längskomponente und eine seitliche oder Höhenkomponente, wodurch eine resultierende Diagonalverschiebung in der Richtung 63 erzielt wird. Die Mitte 55' der Welle 55 dreht sich in Gegsnuhrzeigerrichtung auf einem gekrümmten Bahnverlauf 55'a (?ig- 7V ^ol?ei die Witte dip. MIttff 45¹ des Hades 43 ist. Die Größe dieser Winkeldrehung hängt von den Winkeln relativ zur Horizontalen der geneigten !"lachen 33 und 36 ab.

Wenn der Stößel 20 bei einer Ausführungsform der Erfindung um einen Zentimeter in Längsrichtung ausgefahren wird, bewegt sich die Rolle 54 im Gegenuhrzeigersinn etwa einen. Zentimeter in

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seitlicher Sichtung. Somit wird die Druckkraft 61 des Stößels durch den Keil 30 i¹¹ eine im Gegenuhrzeigersinn erfolgende Drehung der Platten 4-1 übertragen. Die Klinke 4-7 bewirkt, daß die Steckhülse 4-5 sich ebenfalls in Gegenuhrzeigerrichtung dreht, weil die Zähne 44- in Eingriff mit den Zähnen 4-9* bleiben.

Wahrend des Zughubes 62 des Stößels 20 gleiten die Schultern 35 nach unten in Eichtung 64- (ELg. 8) auf den lagern 37, 38, 38', und der leil 30 kehrt in seine Ausgangsposition nach ELg. 2 zurück, so daß ein Trolles Arbeitsspiel beendet ist* Daraus ergibt sich, daß der Schlüssel 22 sich in Uhrzeigerrichtung dreht, eine solche Drehung wird jedoch nicht auf die Steckhülse 4-5 übertragen, weil die Zähne 4-9 der Klinke 4-7 außer Eingriff mit den Zähnen 44-des Schaltrades 4-2 kommen.

Die von dem Stößel 20, dem Keil 30 und dem Schlüssel 22 erzeugten Kräfte verlangen in~ere Eeaktionskräfte, die von den Eadwänden 14-, 17, den Seitenplatte!! 12 und den Hülsen 15 aufgebracht werden.

Auf diese Weise ermöglicht der Keil 30, daß die längs achse des Stößels 20 in weitgehender Eeihenausrichtung mit der LsLagsachse des Schlüssels 22 in der Längsrichtung L des Eahmens verläuft.

Bei bekannten Schraubschlüsseleinrichtungen war man der Auffassung, daß diese Längsachsen im was ent liehen senkrecht zu verlaufen hatten.

Aufgrund dieser neuartigen Beihen&usrichtung kann die Höhe Ξ der Einrichtung 10 relativ klein im Vergleich zur Länge äs Schraubsr>.h"Hi«seift P? erhalten werden-

Claims (6)

1. > ■; 3H3510

   ι · · r

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   Patentansprüche:

   Kraftbetätigte Schraubschlüsseleinrichtung zum Drehen einer Schraubbefestigung, mit einem länglichen, starren Eahmen mit kleinem Verhältnis von Höhen- zu längenabmessung, einer krafterzeugenden Vorrichtung, die am einen Ende des Balun ens befestigt ist, und mit einem drehbar am entgegengesetzten Ende des Eahmens befestigten Schraubschlüssel mit Steckhülse, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kraftübertragungsvorrichtung (21) beweglich am Eahmen (11) zwischen der kraft erzeugenden Vorrichtung (20¹) und dem Schraubschlüssel (22) befestigt und in Eeihe damit angeordnet ist, daß die Kraftüb er tragungs vorrichtung (21) in Abhängigkeit von der von der Vorrichtung (2v7) erzeugten Kraft beweglich ist, und daß der Schraubschlüssel (22) eine KontaktvorrichDung (5²J-) aufweist, die dauernd in Eingriff mit der KraftübertragiingsvoKrict.'jung (21) steht, wobei die Bewegung der Kraftüb ertragungsvorriciitsng (21) den Schraubschlüssel (22) und die Steckhülse (4-5) dreht.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Schraubschlüssel (22), Kraftübertragungsvorrichtung (21) und krafterzeugende Vorrichtung (20 ·) in Längsrichtung des Eahmens (11) auf diesem befestigt sind, daß die krafterzeugende Vorrichtung (20¹) ein hydraulisch betätigter Stößel (20) ist, und daß die Krafterzeugungsvorrichtung (21) mit dem Stößel (20) befestigt ist«
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraf+rübertragunssvorri cihtung (Pl) einen Keil (30) mit einer geneigten Führungsvorrichtung (35) aufweist, und daß Lager (37, 38, 38') mit dem Eahmen (11) befestigt sind und die Führungsvorrichtung (35) rollend auf dem Rahmen (11) aufnehmen.

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4. 4-, Einrichtung nach, einem der -Ansprüche 1 "bis 3, dadurch, gekennzeichnet, daß der Keil (30) eine schräge Arbeitsfläche (33) besitzt, und daß die Kontaktvorrichtung (54-) eine Eolle ist, die in rollenden Eingriff mit der schrägen Arbeitsfläche (33) gehalten ist.
5. 5. Einrichtung nac/± Anspruch. 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Eahmen (U) zwei Tratten (12). d~ie -voneinander versetzt sind und ei Ti β Binne d@.i?H e-önen su.sbi.ldsn, sowie zwei vordere und hintere Endwände (14·. 17) "besitzt, und daß die kr aft er zeugende Vorrichtung (20¹) schwenkbar mit der hinteren Endwand (17) und dem Keil (30) befestigt ist.
6. 6. Einrichtung nach einem der .Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schraubschlüssel (22) ein Eatschensehlüssel mit einem Klinkenhalter (4-1), eirwr Klinke (4-7) und einem auf dem Slinfcenhalter befestigten Ratschenrad (4-2) ist.