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Bydraulikschrauber
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Die Erfindung betrifft einen Hydraulikschrauber zum Anziehen oder
Lösen von Schrauben mit Rechts- oder Linksgewinde.
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Es ist ein Hydraulikschrauber nach DT 25 00 679 bekannt, der für größere
Drehmomente vorgesehen und demzufolge groß, schwer und unhandlich ist. Die Arbeitsbewegung
wird nicht selbsttätig, sondern durch einen ma- -nuell zu betätigender Schalter
eingeleitet und beendet Bei zu frühem Efn- und zu späten Ausschalten wird unnötig
Energie verbraucht. Bei zu frühem Ausschalten wird das vorbestimmte Anz@gsdrehmoment
nicht erreicht. Durck die am Schrauber und Aggregat fest angeschlossen tersions
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und biegeßteiten Hydraulikschläuche läßt sich der Schrauber nur i engem Bereich
unter Kraftaufwand ans Werkstück heranfUhren. Der Schrauber läßt sich nicht aus
der vertikalen in eine horizontale Arbeitsrichtung drehen.
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Das hydraulische, große schwere und nur stationär betreibbare Pumpenaggregat
ist auf einem herkömmlichen Ölbehälter aufgebaut.
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Weiterhin ist ein hydraulischer Mehrfa'chschrauber nach DE-WP 65 546
bekannt, bei dem das Anzugsdrehmoment durch Einstellung eines Druckbegrenzungsventils
auf einen entsprechenden vorbestimmten Wert erreicht wird, Durch einen genau justierten
Druckschalter, " ... der geringfügig untehalb der Druckeinstellung des Druckbegrenzungsventils
liegt wird die selbsttätige Beer.digung des Schraubvorgangs nach einer Zeitverzbgerung
durch Umsteuern eines Wegeventils und Linksdrehung der Schraubspindel mit geringem
Moment eingeleitet.
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Dieses Prinzip zur selbsttätigen Beendigung des Schraubvorganges durch
genau justierten Druckschalter und Druckbegrenzungsventil wird auch bei der Steuerung
von Einspindelschraubern angewandt. Die Justierung ist kompliziert und wird durch
Fachpersonal durchgeführt. Wird der Druckschalter zu niedrig eingestellt, wird unter
bestimmten Bedingungen der Schraubvorgang nicht ordnungsgemäß durchgefUhrt, die
Anzungsdrehmomente sind zu gering und nicht gleichmäßig.
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Die beschriebenen Mehrfachschrauber sind schwer und können nicht ohne
Gewichtsauegleich manipuliert werden. Ebenso ist das Antriebsaggregat groß, schwer
und nur fttr stationären Einsatz geeignet Die bekannten Lösungen von Hydraulikschrauber
sind nur fllr bestimmte, spezifische Schraubfälle geeignet, für die sie entwickelt
wurden. Sie sind zum Anziehen kleiner Schrauben wegen ihrer Unhandlichkeit, ungünstigen
Bedienbarkeit und extensive Bauweise ungeeignet,
Ziel der Erfindung
ist es, einen Rydraulikschrauber zum Anziehen oder Lösen kleinerer Schrauben mit
Rechts- oder Linksgewindet zu entwickeln, der universell einsetzbar, leicht transportabel
und handhabbsr, einfach bedienbar und damit in größeren Stückzahlen rationell herstellbar
ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Sberwindung der Mängel
der bekannten Lösungen einen Hydraulikschrauber zum Anziehen oder Lösen keliner
Schrauben mit Rechts- oder Linksgewinde zu schaffen, der seine Arbeitsbewegung selbsttätig,
ohne zusätzliche Schaltbewegungen oder objektbezogene Schaltelemente einleitet und
beendet, im angemessenen Arbeitsbereich leicht manuell ans Werksttlck herangeführt
und manipuliert werden kann, ohne zusätzliche Anpassungsarbeien an anderen Arbeitsstellen
einsetzbar ist, das vorgewählte Anzugsdrehmoment einfach einstellbar ist und der
geringe äußere Abmessungen und Masse hat.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in einem Griffstück
eine Antriebswelle mit einer Befestigungsmöglichkeit fUr die auswechselbare Schraubenkopfaufnahme
gelagert ist, die Ueber eine Kupplung mit einem Hydraulikmotor im Eingriff steht.
Die Antriebswelle besteht aus einem im Griffstück axial festgelegten Kupplungsteil
und einem dazu um einen geringen Betrag verschiebbaren Aufnahmeteil, die beide drehfest
miteinander verbunden sind und durch eine Druckfeder in einer definierten Ausgangslage
zueinander gehalten werden.
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Auf dem axial beweglichen Aufnahmeteil befindet sich beispielsweise
ein auf ihm drehbar gelagerter Schaltnocken und im Griff stttck ein elektriecher
Endschalter.
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Es ist jedoch auch möglich, mittels anderer kontaktierender oder magnetischer,
induktiver oder optoelektronischer Initiatoren den Schalt impuls im oder am GriffstEck
zu erzeugen.
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Der Hydraulikmotor, der die Drehbewegung des Schraubere erzeugt, ist
Uber Drehgelenke mit Hydraulikschläuchen verbunden, die an ihrem anderen Ende mit
weiteren Drehgelenken an den Ölkreislauf angeschlossen sind Einem Elektromotor mit
Hydraulikpumpe zur Speisung des Hydraulikmotors und einem Umsteuerventil fUr Drehrichtungswechsel
des Schraubers sind im Nebenschluß ein Druckbegrenzungsventil, ein Druckmelder und
ein Drossel-Rückschlagventil nachgeordnet, Zusammen mit dem Rohrleitungssystem,
das teilweise gleichzeitig Gestellrahmen ist, einem kleinen Ölbehälter zur Aufnahme
temperaturbedingter Volumenänderungen und zur ÖlauffUllung sowie einem Ölfilter
bilden sie einen nahezu geschlossenen 01-kreislauf. Eine in einem kleinen separaten
Gehäuse untergebrachte elektronische Schraubersteuerung weist neben den Ublichen
Bauteilen wie Sicherungen, Transformator, Gleichrichter, Motorschutzrelais, einen
analogen integrierten Schaltkreis auf, der die Haltezeit bestimmt, Druck oder Strmungsauswertung
realisiert, das Abschaltsignal speichert und Uber den Leistungsausgang den Motor
abschaltet.
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Die hydraulischen Bauteile und die Steuerung sind eng um Elektromotor
und Hydraulikpumpe angeordnet und am rUhrenförmigen Gestellrahmen befestigt, so
daß eine kompakte räumliche Baueinheit mit vergleichsweise geringer Masse, vorteilhafterweise
quaderförmiger äußerer Gestalt und geringen Abmessungen entsteht.
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Die Elektroversorgung des so geschaffenen ortsveränderlichen Hydraulikschraubers
erfolgt zweckmäßigerweise Uber Kupplungsstecker von einer beliebigen Steckdose des
Energienetæes. In der Elektrosteuerung ist bei Einsatz eines Drehstrommotros als
Pumpenantrieb eine an sich bekannte Schaltungsanordnung von Widerständen und Kondensatoren
zur
Feststellung der Drehrichtung des elektrischen Drehfeldes eingebaut, wodruch richtige
Motordrehrichtung angezeigt, falsche verhindert oder auch selbsttätig richtiggestellt
werden kann, Ein im Griffstiick angeordneter elektrischer Taster oder Schalter ermöglicht
Uber das Umsteuerventil Drehrichtungswechsel des Schraubers.
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Zur Erhöhung der Arbeitssicherheit des Schraubers wird an ihn zur
Realisierung der elektrischen Stauerinipulse nur ungefährliche Kleinspannuxig angelegt.
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Statt des Druckmelders und des Drossel-RUckschlagventils kann ein
Strömungsmelder eingesetzt werden, der das Ansprechen des Druckbegrenzungsventils
durch Uberströmendes Öl und damit das Erreichen des vorgewählten Druckes meldet,
Wird der Schrauber nur mit einer Drehrichtung betrieben, hat das Umsteuerventil
keine Aufgabe mehr und entfällt.
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Wird der Schrauber gegen den Schraubenkopf gedrückt, wird zwangsläufig
die Schraubenkopfaufnahme mit dem Aufnahmeteil gegen die geringe Kraft der Druckfeder
im Griffstltck verschoben. Dadurch wird die Schalteinrichtung betätigt, deren Schaltimpulse
den Elektromotor Uber Thyristoren einschaltet und die Pumpe in Funktion setzt. Sie
saugt Hydrauliköl ueber einen Filter aus dem kleinen Ölbehälter an und drückt ihre
Fördermenge Ueber das Umsteuerventil, die Drehgelenke und einen Hydraulikschlauch
zum Hydraulikmotor und versetzt ihn und somit die Antriebswelle in Drehbewegung.
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Das vom Hydraulikmotor abfließende öl wird Uber Drehgelenke, den zweiten
Hydraulikschlauch und das Umsteuerventil zum ölbehälter geleitet.
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Nachdem die Schraube ins Gewinde eingeschraubt ist und der Schraubenkopf
am WerkstUck anliegt, zieht der Hydraulihnotor die Schraube bis zum vorgewählten
Anzugs-
@rehmoment fest, indem das ansteigende Anzugs- und somit
Motordrehmoment durch selbsttätige Förderdruckerhöhung der Pumpe aufgebracht wird
uneicht der Förderdruck den am Druckbegrenzungsventil v3rgewählten, dem Anzugedrehmoment
entsprechenden Wert, flieBt der Ö1-strom ber das Druckbegrenzungsventil, das nachgeordnete
Drossel-Rückschlagventil und durch den röhrenförmigen Gestellrahmen zum Ölbehä@ter.
Der Hydraulikmotor kommt dadurch zum Stillstand, bleibt Jedoch mit dem vorgewählten
Druck beaufschlagt und erzeugt weiterhin das Anzugsdrehmoment. Das Drossel-Rückschlagventil
öffnet ernst bei einem geringen, konstantem Druck,Z.B. 1 kp/cm2 Dieser, erst mit
der Ölströmung .ch aufbauende Druck, beaufschlagt unverzögert den zwischen Druckbegrenzungsventil
und Dressel-Rückschlagvent angeschlossenen Druckschalter, dessen Steuerimpuls auf
den analogen integrierten Schaltkreis in der Schraubarsteuerung geleitet wird, damit
dieser die Dauer der altezeit bestimmt.
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Die Haltezeit ist in vielen Schraubfällen angebracht, weil der Hydromotor
während dieser Zeit druckbeaufschlag bleibt und beispielsweise bestimmte S@tzerscheinungen
der Schraubverbindung, die zu einem A@sinken des Anzugsdrehmoments führen werden,
sofort auf den richtigen Wert korrigiert, Mit dem Abschluß der Haltezeit wird über
einen Leistungsausgang des integrierten Schaltkreises und Thyristoren der Elektromotor
abgeschaltet, der Öldruck zwischen Pumpe und Hydromotor bricht zusammen, der Hydromotor
wird kraftlos und ermöglicht leichtes Lösen der Antriebsspindel vom Schraubenkopf,
Der Steuerdruck zwischen Druckbegrenzungsventil und Drossel-RUckschlagventil baut
sich über die entsprechend eingestellte Drossel bis auf atmosphärischen Druck ab.
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Der Steuerimpuls zum Abschalten des Elektromotors wird im integrierten
Schaltkreis gespeichert und wird erst nach Lösen der Schalteinrichtung gelöscht,
indem das
Aufnahmeteil durch die Druckfeder zurückgeführt wird.
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Dafurch wird erneuter ungewollter Motoranlauf nach Abfal@ des niedrigen
Steuerdrucks verhindert.
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Imdem die hochdruckfesten und damit unvermeidlich @orsions- und biegesteifen
Hydraulikschläuche an ihrer Enden mit ein- odor mehrachaigen Drehgelenken angeschlossen
sind, wird ihre Torsions- und Biegesteifigkeit weitgehend eleminiert, Dadurch läßt
sich das Griffstück leicht in verschieder.e Richtungen drehen und Uber einen größeren
Arbeitsbereich an die Schrauben heranführen. Der erfindungsgemäße Hydraulikschrauber
läßt sich auf einer Katzbahn oder auf' einem fahrbaren Untergestell leicht verschieben
und somit in noch größerem Arbeitsbereich einsetzen.
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Muß der Hydraulikschrauber zu anderen Arbeitsstellen umgesetzt werden,
ist manueller Transport ohne Transporthilfsmittel schnell möglich, Der Anschluß
ans Energienetz wird von der Bedienperson vorgenommen und erfordert keinen Fachmann
@ehr.
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Die Vorwahl das gewünschten Anzugsdrehmoments erfolgt am Drehgriff
des Bruchbegrenzungsventils auf eindeutige, zweifelsfreie Weste durch die Bedienperson,
weil der Druckschalter nicht mehr justiert werden muß.
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Sell die Drehrichtung des Schraubers gewechselt werer, beispielsweise
be .DemOntage von Schrauben oder bei Schrauben mit Linksgewinde ist der Taster oder
Schalter am Griffstück zu einem beliebigen Zeitpunkt des Schraubvorgangs zu betätigen,
wodurch das Umsteuerventil umgesteuert wird und der Schrauber seine Drehrichtung
wechselt, Schrauben mit Linksgewinde, werden ohne weitere Einetellung mit dem gleichen
Drehmoment festgezogen wie für Schrauben mit Rechtsgewinde am Druckbegrenzungsventil
vorgewählt werden Bei Demontage von Schrauben wird die Antriebswelle durc@ die Schalteirrichtung
im Griffstück in Drehung versetz und dauert solange an, bis die Schraube vollständ.
g zu
dem Gewinde geschraubt ist und die Druckfeder die Schalteinrichtung
gelöst hat.
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AusfUhrungsbeispiel Die Erfindung soll nachstehend an einem AusfUhrungsbeispiel
näher erläutert werden.
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Die zugehörigen Zeichnungen zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch
das Griffstück des Hydraulikschraubers Fig. 2 eine Ansicht des Hydraulikschraubers
Fig. 3 eine Seitenansicht des Hydraulikschraubers Fig. 4 einen Funktionsschaltplan
ces Hydraulikschraubers mit zwei Drehrichtungen Fig. 5 einen Funktionsschaltplan
ces Sydraulikschraubers mit einer Drehrichtung In einem Griffstück 1 ist eine Antriebswelle
2 mit Schraubenkopfaufnahme 3 gelagert. Antriebswelle 2 besteht aus einem im Griffstück
1 axial festgelegtem Kupplungsteil 4, das Uber eine Kupplung mit TTydraulikmotor
6 im eingriff steht und dem axial verschiebbaren Aufnahmeteil 5. Kupplungsteil 4
und Aufnahmeteil 5 sind drehfest, aber zueinander verschiebbar verbunden.
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Druckfeder 7 ist unter Vorspannung eingebaut und drUckt Aufnahmeteil
5 in die herausgeschobene Ausgangslage.
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Auf dem Aufnahmeteil 5 ist ein Schaltnocken 8 gelagert, der durch
eine Nut im Griffstück 1 gegen Mitdrehen gesichert ist und bei axialer Verschiebung
den Erstschalter 9 im Griffstück 1 betätigt. Im Griffstück 1 ist außerdem Schalter
10 für die Wahl der Drehrichtung angeordnet
Hydraulikmotor 6 ist
Uber einachsige Drehgelenke 11 mit Hydraulikschläuchen 12 verbunden, die an ihrem
anderen nde mit zweiachsigen Drehgelenken 14 am Ölkreislauf angeschlossen sind,
Drehstrommotor 14 ist mit Hydraulikpumpe 15 gekeoppelt, die Uber Umsteuerventil
16 den Hydraulikmotor 6 speist.
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Im Nebenschluß sind Druckbegrenzungsventil 17 mit Drehgriff 18 zur
Druckeinstellung, Druckmelder 19 und Drossel-RUckschlagventil 20 angeordnet. Der
Gestellrahmen 21 ist aus Rohren hergestellt und ist in den ölkreislauf einbezogen.
Der ölbehälter 22 hat vorteilhafterweise 0,3 bis 1 1 öfUllung. An der tiefsten Stelle
des Ölbehälters 22 ist ölfilter 23 angebracht, der weiter mit der Saugseite der
Hydraulikpumpe 15 verbunden ist. Am Gestellrahmen 21 ist Griff 24 verschiebbar angeordnet.
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Auf ihm kann Aufhängelasche 25 befestigt werden, wenn der Hydraulikschrauber
stationär Uber Kopf hängend oder an einer Laufkatze fahrbar betrieben werden soll.
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Am Gestellrahmen 21 sind Manometer 26 und Manometerschutzventil 27
befestigt, die zur Einstellung des vorgewähl@en Öldruckes dienen. Außerdem ist am
Gestellrahmen 21 die elektronische Schraubersteuerung 28 befestigt, die in einem
kleinen Gehäuse geschlitzt untergebracht ist und alle e:~e*--trischen Bauteile,
einschließlich des analogen integr@erten Schaltkreises mit Leistungsausgang, umfaßt.
Die Energieversorgung ces Schraubers erfolgt ueber die elektronische Schraubersteuerung
28 und Kupplungsstecker 29 für Drehstrom, Am Steuergehäuse sind außerdem eine Kontrollampe
30 zur Anzeige der richtigen Drehrichtung des Drehstrommotors 14 und eine mehrpolige
elektrische Steckverbindung 31 zum elektrischen Anschluß des Endschalters 9 und
des Schalters 10 für Drehrichtungswahl angebracht.
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Rin weiteres Beispiel flir die Ausführung des erfindungsgemäßen Hydraulikschraubers
ist aus Funktionsschaltplan nach Fig. 5 ersichtlich. Strömungsmelder 32 meldet erreichten
vorgewählten
Druck. Da in diesem Beispiel außerdem nur eine Drehrichtung gefordert wird, entfällt
Umsteuerventil 16.
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Aufstellung der verwendeten BezugBzeichen 1 GrifstUck 2 Antriebswelle
3 Schraubenkopfaufnahme 4 Kupplungsteil 5 verschiebbares Aufnahmeteil 6 Hydraulikmotor
7 Druckfeder 8 Schaltnocken 9 Endschalter 10 Schalter fEr Drehrichtungswahl 11 einachaige
Drehgelenke 12 Hydraulikschläuche 13 zweiachsige Drehgelenke 14 Drehstrommotor 15
Hydraulikpumpe 16 Umsteuerventil 17 Druckbegrenzungsventil 18 Drehgriff 19 Druckmelder
20 Drossel-Rückschlagventil 21 Gestellrahmen 22 ölbehälter 23 ölfilter 24 Griff
25 Aufhängelasche 26 Manometer 27 Manometerschutzvent il 28 elektronische Schraubersteuerung
29 Kupplungsstecker 30 Kontrollampe 31 Steckverbindung 32 Strömungsmelder