DE3300129A1

DE3300129A1 - Druckluftbetaetigtes werkzeug mit einem stillstands- bzw. abwuerg-drehkraftregler und mit einer luftvorspaneinrichtung

Info

Publication number: DE3300129A1
Application number: DE3300129A
Authority: DE
Inventors: Hugh L. 44124 Lyndhurst Ohio Whitehouse
Original assignee: Stanley Works
Current assignee: Stanley Works
Priority date: 1982-01-18
Filing date: 1983-01-04
Publication date: 1983-07-28
Also published as: JPS58132469A; GB2114035B; DE3300129C2; JPS6158273B2; US4434858A; GB8300367D0; GB2114035A

Description

GLjWE, DELFS, MOLL & PARTNER

The Stanley Works 195 Lake Street New Britain, CT 06050
V.St.A.

• PATENTANWÄLTE .EURDPEANL PATENT ATTORNEYS

9-

RICHARD GLAWE	KLAUS DELFS
DR ING	DIPL. INQ
	ULRICH MENGDF HL
WALTER MOLL	DIPL.-CHEM OR RtFl ΝΑΓ
ΠΙΠ PHYS OR RER NAT	HEINRICH NIEUUHR
Off Bt 3Γ OOLMETSrnrR	OIPL-PHYS DR PHIL HAB
8000 MÜNCHEN 26	2000 HAMBURG 13
POSTCACH 162	POSTFACH 25 70
LIEBHERRSTR 20	ROTHENBAUM·
TEL Ι08Λ 22 65*8	CHAUSSEE 58
TELEX 5 22 5G5 SPEZ	TEL Ό 40) 4 10 2Ο'*β
TELECOPIER (0 89) 22 39 38	TELEX 212921 SPrZ
MÜNCHEN
A 78

Druckluftbetätigtes Werkzeug mit ■ einem Stillstands- bzw. Abwürg-Drehkraftregler und mit einer Luftvorspanneinrichtung

Beschreibung

Die Erfindung betrifft Kraftwerkzeuge und insbesondere fluidbetätigte Werkzeuge, wie beispielsweise Mutternauf-Schraubgeräte, Schraubendreher u. dgl.. Genauer gesagt betrifft die Erfindung druckluftbetätigte Werkzeuge allgemeiner Art, wie sie in den US-PS 33 73 824 und 37 86 873 beschrieben sind.

Um jede Notwendigkeit eines äußeren Druckreglers zu beseitigen und zusätzlich die Leerlaufdrehzahl ohne Last in einem großen Bereich ihrer Drehmomentjustierung aufrecht-

erhalten zu können und um auch ein Abschalten des Werkzeugs bei einem vorbestimmten Befestigungs-Drehmoment mit hoher Zuverlässigkeit absolut sicherstellen zu können, hat das Kraftwerkzeug gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Motoreinlaß zwischen einem stromaufwärts liegenden Drosselventil und einer stromabwärts liegenden Abschalteinrichtung für die Drehmomentsteuerung eine Reguliereinrichtung für das Stillstands- oder Abwürgmoment, die eine Vorlast, bildet, um die Einrichtung in einer normalerweise offenen Steuerposition für die- Strömung zu halten. . ·

Aufgabe der Erfindung ist es,-ein neues und verbessertes Kraftwerkzeug mit einem beispielsweise luftbetätigtem Motor zu schaffen, und eine einfache, stabil konstruierte und zuverlässig arbeitende Reguliereinrichtung für das Stillstands- oder Abwürgmoment und eine drehmomentgesteuerte Abschalteinrichtung zu- schaffen, die zur Erhöhung der Effizienz und Flexibilität für verschiedene Anwendungsarten so im Werkzeug in einem kompakten Gehäuse angeordnet sind, daß sie dessen maximalen Betriebsdruck und maximales Motorabwürgmoment steuern, während gleichzeitig die Geschwindigkeitsverringerung an reduzierten Stillstandsoder Abwürgepunkten des Werkzeugs minimalisiert wird, bei dem zusätzliche Veränderungen in der Ausgangsleistung des .Werkzeugs genau ermittelt werden können, um das Antriebsfluid bei Erreichen eines vorbestimmten Befestigungsmomen-

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■ ; tes automatisch abschalten zu können, und das.im Betrieb mit einer minimalen Zeitverzögerung abgeschaltet werden kann, um beim Einsetzen eines Werkstückes mit einer ge-· wünschten Festigkeit eine außerordentliche Gleichmäßig- · ' "keit und Zuverlässigkeit zu erzielen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein druckluftbetätigtes Werkzeug mit einem Gehäuse, einem
darin angeordneten Druckluft-Rotationsmotor, der beim
vorgegebenen Leistungsdruck eine normale Leerlauf-Drehzahl ohne Last und eine abnehmende Drehzahl bei zunehmendem Lastdrehmoment aufweist,und einem Motoreinlaßkanal mit darin·angeordneter Ventilkammer in dem Gehäuse, das dadurch gekennzeichnet ist, daß in der Ventilkammer ein Absperrventil zwischen einer normalen Offenstellung und einer die Luftzufuhr zum Motor unterbrechenden Geschlossenstellung beweglich angeordnet ist, daß in der Ventilkammer ein Raum auf einer Seite des Ventils gebildet ist, der direkt mit einem Motoreinlaß verbunden ist, um Luft unter Motorbetriebsdruck gegen das Ventil zu richten und .·, dieses in die Geschlossenstellung zu bewegen, daß ein Druckraum in der Ventilkammer auf der anderen Seite des Absperrventils gebildet ist, der mit einer Druckluftzuleitung stromauf der Ventilkammer kommuniziert und über eine Lüftungsleitung zur Atmosphäre verbunden ist, daß ein einstellbares Drosselorgan in der Lüftungsleitung an-

geordnet ist, durch das eine Reduzierung des Drucks im Druckraum relativ zum vorgegebenen Leitungsdruck der Druckluftzufuhr wahlweise einstellbar ist, und daß eine Regulierungseinrichtung für das Stillstands- oder Abwürgmoment in der Luftzuleitung stromauf der Absperrventilkammer vorgesehen ist, die den vorgegebenen Leitungsdruck der dem Motor und dem Druckraum der Absperrventilkammer ■ zugeführten Luft festlegt. ■ ■ _f

Eine Ausführungsform der vorlegenden Erfindung wird anhand der .folgenden Figuren im einzelnen beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine Ansicht teilweise im Schnitt und teilweise weggebrochen eines Kraftwerkzeuges mit der Erfindung;

Fig. 2 eine Teilansicht entlang der Schnittlinie 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3 ein Schnitt entlang der Schnittlinie 3-3 in Fig. 1; ■

Flg. 4 eine Teilansicht teilweise weggebrochen dargestellt, einer Öffnung in einer Ventilhülse in dem Werkzeug gemäß Fig. 1; und

Fig. 5 eine schematische Darstellung der Drehmomentsteuerungseinrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung, die in einer Fluidversorgungsleitung zwischen einem fluidbetätigten Motor und einem Ein- und Ausschaltventil zwischengeschaltet ist.

Wie :in den Figuren dargestellt, ist ein-Kraftwerkzeug, wie beispielsweise ein Kraftschraubendreher, ein Mutternauf schraubgerät oder ähnliches fluidbetätigtes Werkzeug ^; teilweise im Schnitt bei 10 dargestellt und hat ein im allgemeinen zylindrisches Gehäuse 12 mit einem fluidbetätigten Motor 14. Der Motor 14 ist vorzugsweise ein herkömmlicher Druckluft-Rotationsmotor.

·.' Der Motor 14 ist in einem Gehäuse 12 zum Antreiben einer nicht darsgestellten Spindel befestigt, die operativ mit " einem, mit dem Werkstück in Eingriff stehendem Element des Werkzeuges 10 verbunden ist. Von einer nicht dargestellten zweckmäßigen Quelle wird Druckluft der Versorgungsleitung 16 zugeführt, die im Gehäuse 12 zum Antreiben des Luftmotors⁵ 14 ausgebildet ist, und der Luftstrom wird durch irgendeine ' geeignete Ein- und Ausschaltsteuerung, wie ein Drosselventil 18, gesteuert.

Die Zuleitung 16 hat eine geeignete Kupplung mit einer Einlaßbuchse 19 (Fig. 1) an der Rückseite des Handgriffes 12A, um für die Zufuhr von Druckluft, die durch das EIn-

laßfilter 20 in einen Kanal 21 strömt, zu sorgen. Der Kanal 21 hat eine Reihe von Teilen, die im folgenden im einzelnen beschrieben werden, welche zum Motor 14 führen. Die Einlaßpassage 22 des Kanals · 21 steht mit einer Ventilkammer 23 in Verbindung, die durch eine im einen Ende der Bohrung 26, welche sich durch das Gehäuse 12 erstreckt, befestigt ist, und durch einen Stift 28, der das andere Ende der Bohrung 26 verschließt, gebildet ist. .

Zum Steuern der Luftzufuhr ist in der Kammer 23 ein Drosselventil 30 aufgenommen. Durch die Buchse 24 ragt ein Zapfen 32 des Elementes 30. Das innere Ende 34 des . Drosselventils 30 hat einen Flansch 36. An einer Seite des Flansches 36 ist eine ringförmige Dichtung 38 im Eingriff mit der Buchse 24 vorgesehen. An der anderen Seite des Flansches 36 ist eine Druckfeder 4O..befestigt und sitzt zwischen dem Flansch 36 und der Abschlußschraube 28, um das Drosselventil 30 in seiner in der Fig. 1 dargestellten, normalerweise geschlossenen Position zu halten.

Um das Drosselventil 30 zu verschieben und den Motor ■ 14 zu betätigen, wird ein Handhebel 42, der am Gehäuse 12 durch den Stift 43 schwenkbar gelagert ist und mit dem Zapfen 32 zusammenwirkt, von Hand niedergedrückt. Dann

■ , · strömt Luft aus der Kammer 23 durch die Auslaßöffnung

44 in der Buchse 24, welche mit einem Motoreinlaß 46 •^:' in Verbindung steht, der zum Motor 14 führt.

Um Jede Erfordernis nach einem äußeren Druckregler zu eliminieren und außerdem die Leerlaufdrehzahl des

• Motors 14 über einen weiten Drehmoment ,Justierbereich aufrechtzuerhalten, * während gleichzeitig eine überragende Gleichförmigkeit beim genauen Befestigen eines Befestigungselementes, beispielsweise auf ein vorbestimmtes Maß an Festigkeit, sicherzustellen, hat das Werkzeug 10 gemäß der vorliegenden Erfindung eine merklich verbesserte Flexibilität bei den Anwendungen, wobei sowohl eine Reguliereinrichtung für das Stillstands- oder Abwürgmoment 50 als auch eine justierbare Drehmomentsteuer-Ein- und

.15 Ausschalteinrichtung 5-2 in einem Motoreinlaß 56 zwischen einem Drosselventil 18 und einem Motor 14 vorgesehen sind, wobei eine kompakte neue Werkzeugkonstruktion ein Minimum · an Teilen bei einem ausgeweiteten und zuverlässigen Dienst: unter beanspruchenden Bedingungen aufweist.

Um den Drehmomentausgang am Werkzeug 10 zum Einsetzen eines Befestigungselementes innerhalb eines gewünschten

• Drehmomentbereiches zu regeln, ist beispielsweise zwischen den Motoreinlaßteilen 46A und 46B der Zuleitung 16 eine

' Einschnürung 54 (Fig. 4 und 5) vorgesehen. Die EinschnU-rung 54 bildet eine Düseneinschnürung, um zu bewirken, daß

bei Leerlaufdrehzahl des Werkzeuges 10 ein Druckabfall erzielt wird. Die Verringerung des Drehmomentausganges des Werkzeuges 10 wird ohne irgendeine v/eitere Verringerung der Geschwindigkeit erzielt, indem in den Einlaß 46 zwischen den zum Motor 14 führenden Teilen 46a und 46b eine Reguliereinrichtung für das Stillsxands- oder Abwürgmoment 50 eingebaut ist, wobei die Reguliereinrichtung 50 unterhalb der Einschnürung 54 liegt.

Wenn eine Ein-Aus-Steuerung, wie beispielsweise das Drosselventil 18 Teil des Werkzeuges 10 ist, dann · kann die Ein-Aus-Steuerung selbst eine geeignete Düseneinschnürung sein, die oberhalb der.Reguliereinrichtung für das Stillstands- oder Abwürgmoment 50 liegen muß. Die Reguliereinrichtung 50 ist,wie in der eingangs bereits genannten US-PS 37 86 873 beschrieben, ausgebildet. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Düseneinschnürung durch eine schlüssellochartige Einschnürung 54 (Fig. 2 und 4) gebildet, die mit dem Motoreinlaßteil 46A in' Verbindung steht und ist in der Ventilhülse 56 ausgebildet

Die Ventilhülse 56 ist in der sich durch das Gehäuse 12 erstreckenden Bohrung 58 aufgenommen, um eine Ventilkammer 60 mit einem durch die Wand 62 gebildeten geschlossenen Ende zu bilden. Ein gegenüberliegendes offenes Ende der Hülse 56 liegt an der Beilagscheibe 64 an, die zwi-

sehen Hülse 56 und einem koaxial fluchtenden Hohlzapfen 66 befestigt ist, welcher in den Gewindeteil 58A der Bohrung

58 eingeschraubt ist. Die Hülse 56 wird als in der Bohrung 58 durch den Sprengring befestigt angesehen.

Eim Regulierventil 68 für das Stillstands- oder Abwürgmc ist in der Kammer 60 aufgenommen für eine Hin- und Herbewegung in Richtung zu bzw. von seiner in der Fig. 2 dargestel ten Normal- und Durchflußsteuerstellung, die durch einen Stoppring 70, welcher an der Hülsenwand 62 anliegt, festgelegt ist. Das Ventil 68 wird in seine normalerweise offen Position durch zwei konzentrische Druckfedern 72 und Ik vor spannt, die axial zur Kammer 60 liegen und zwischen dem Ven til 68 und der Anschlagsplatte 76 des Riegelmechanismusses 78 liegen,· der in einer Innengewindebohrung 80 des Zapfens 66 eingebaut ist.

■Die Drehzahleigenschaften des Werkzeuges 10 variieren umgekehrt zu dessen Lasteigenschaften, und die Reguliereinrichtung 50 für das Stillstands- oder Abwürgmoment ist so ausgebildet, daß sie das Volumen des Luftstromes durch die Einlaßteile 46A und A6B zum Motor 14 und damit den Motorbetriebsdruck in Abhängigkeit von der Belastung am Motor 14 ändert. Bei der im einzelnen dargestellten Ausführungsform ist die Reguliereinrichtung 50 mit einem Durchgang 82 dargestellt, der sich diametral durch einen

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mittleren Tell des Ventils 68 mit verringertem Querschnitt erstreckt. Ein axial sich erstreckender Durchgang 84 steht mit dem Durchgang 82 an einer Öffnung in der Nähe der Wand 62 der Hülse 56 in Verbindung.

Um das Ventil 68 aus seiner dargestellten offenen Position gegen die Kraft der Federn 72, 74 zu bewegen, wird Luft mit dem Motorbetriebsdruck vom Motor 14 und seinem Einlaßteil 46B durch die Durchgänge 82, 84 auf das Ende des Ventils 68 geleitet (Fig. 2). Da der Rückdruck vom Motor 14 in Abhängigkeit von einer Erhöhung der Drehmomentbelastung am Werkzeug 10 steigt, wird das Ventil 68 von seiner offenen Position über die eingeschnürte Einlaßöffnung der Einschnürung 54 gegen die Federn 72, 74 verschoben, um teilweise die Einlaßteile 46A, 46b zum Motor 14 der Versorgungsleitung 16 abzuschließen.

Die Federn 72 und 74 dienen zum kontinuierlichen Ausgleichen des Motordrucks und die Einschnürung 54 bewirkt eine kontinuierliche lineare Verringerung der Strömung in der Versorgungsleitung 16 unter erhöhter Drehmomentbelastung in Abhängigkeit von der linearen Ventilverschiebung,um den Motor 14 abzuwürgen, bevor das Ventil 68 vollständig die Einschnürung 54 schließt und damit die Versorgungsleitung 16 abschaltet. Die Einschnürung 54 ist vorzugsweise so ausgebildet, daß sie die Ventilverschiebungsgeschwindigkeit proportional zur Werkzeugbelastungsgeschwindigkeit hält und ist zu diesem Zweck in Form eines Schlüsselloches dargestellt (Fig. 4). Bei einer solchen Konstruktion er-

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zeugt die Einschnürung 54 eine abgestufte düsenartige Einschnürung für die Strömung, die relativ zu den Motoreinlaßteilen 46A,46b und der Auslaßöffnung 86 der Ventilkaj mer 60 eine verringerte Größe und ^urchflußkapazität aufweist.

Der Motorbetriebsdruck ist im Leerlauf niedriger als der volle Versorgungsleitungsdruck, aber steigt, wenn der Motor 14 belastet ist. Die herkömmliche Konstruktion von ^l derartigen Kraftwerkzeugen ist so , daß der Öffnungsquerschnitt am Einlaß des Motors ausreichend groß ist, un die Stillstands- oder Abwürgleckage zu berücksichtigen, wobei nur ein unbedeutender Abfall des Motorbetriebsdruckes auftritt. Durch die Anordnung eines maximalen Öffnungsquerschnitts wird das Ansteigen des Motorbetriebsdruckes vom Leerlauf über den Lastbereich bis zum oder nahe dem Abwürgen minimalisiert. Beim Abwürgen hält die Motorabwürgleckage den Motordruck niedriger als den vollen Versorgungs-f leitungsdruck. Der Motordruck beim Abwürgen und damit das Abwürgmoment wird durch die in den Motor 14 gelangende Luft;" menge minus der Leckagemenge bestimmt.

Bei einem Druckluftwerkzeug hoher Qualität mit einem Motoreinlaß, der ausreichend groß ist, um genügend Druckluft zuzuführen, liegt der Motordruck bei Stillstand übliche weise sehr nahe (auf etwa 0,1 at genau) beim Leitungsdruck. Wenn der gleiche Motor Jedoch mit einer Reguliereinrichtung 50 für das Stillstands- cdsr Abwürgmoment COPY

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zum Steuern der Größe des Motoreinlasses versehen ist, kann Jedoch der Betriebsdruck gegenüber dem vollen Leitungsdruck von 2. B. 6,3 at (90 psi) auf 4 bis 4,5 at absinken. Bei der dargestellten Ausführungsform bildet der Engquerschnitt 54 in der Zuleitung ein gesteuertes Maß der Strömungsdrosselung,um den Leerlaufdruck wenigstens auf diesen Druck, ©der falls gewünscht, auf einen niedrigeren Druck abzusenken. Bei einer eingebauten Einschnürung, die einen Leerlaufdruck von ungefähr 4,2 at verursacht, kann die RegulJe reinrichtung 50 für das Stillstands- oder Abwürgmoment auf 4,2 at eingestellt werden, und infolge der vorstehend beschriebenen Konstruktion wird dies beispielsweise keine Auswirkung auf die Leerlaufgeschwindigkeit haben, während trotzdem bei dem gegebenen Beispiel eine Verringerung des Stillstandsdrehmomentes um ungefähr 33 % bewirkt wird.

In einem anderen Werkzeug mit einem Versorgungsdruck von 6,3 at am Einlaß und mit einer Reguliereinrichtung 50 für das Stillstands- oder Abwürgmoment, die maximal eingestellt ist, läuft das Werkzeug mit 320 U/min und wird bei 17,5 mkg (125 ft·Ib) angehalten bzw. abgewürgt. Wenn die Reguliereinrichtung 50 auf die kleinstmögliche Einstellung eingestellt ist,lauft das Werkzeug mit 320 U/min weiter, aber wenn die Minimaleinstellung bei ungefähr 10,5 mkg erreicht ist, beginnt . die Motorgeschwindigkeit abzufallen, als ob ein äußerer Druckregler verwendet werden würde. Im Drehmomentjustierbereich von 10,3 - 17,5 mkg läuft das Werkzeug

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bei einer Geschwindigkeit von 320 U/min_f ohne daß irgendeine äußere Druckreguliereinrichtung benötigt wird. Durch das Aufrechterhalten der Geschwindigkeit bei einer Justierung des Drehmoments auf ein Minimum wird die Laufzeit bei der Arbeit sichergestellt. Darüber hinaus wird eine Zerstörung der Getriebeteile durch die Reguliereinrichtung 50 für das Stillstands- oder Abwürgmoment verhindert, wenn der Leitungsdruck .über 6,3 at ansteigen sollte.

Für eine schnelle und leichte Justierung des Stillstands· ' und ^s

druckes/demgemäß des Stillstandsmomentes, um Eigenschaften für verschiedene Anwendungsarten des Werkzeuges 10 zu erzielen, kann die Vorspannkraft der Federn 72, 74 justiert v/erden, indem durch den vorstehend erwähnten Schließmechanismus 78 eine gewünschte Kompression eingestellt wird.

Die Anschlagsplatte 76 hat einen radialen Lappen 88, der in einem axial liegenden Schlitz 90 in der Schraube 66 aufgenommen ist, um in Abhängigkeit von einer entsprechenden Justierung einer Izabus-Justierschraube 92 zu einer ausgewählten Position axial zur Schraube 66 bewegt zu werden.

Die Schraube 92 ist in die Bohrung der Schraube 66 eingeschraubt und kann durch einen geeigneten Imbusschlüssel (nicht dargestellt) justiert werden. Der Schlüssel wird einfach durch die Schraube 92 eingesetzt, um den Sechskantvorsprung 94 an der Platte 96 aus dem Eingriff mit der entsprechenden Sechskantöffnung in der Schraube 92 zu bringen, die dann frei gedreht werden kann und in der Schraube 66

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des Schlüssels aus dem Eingriff mit der Platte 76 und weiterem Drehen der Schraube 92 schnappt der sechseckige • Vorsprung 94 infolge des Federdruckes zurück in die sechseckige Öffnung der Schraube 92, wobei der Lappen 88 der Platte 76 im Schlitz 90 der Schraube 66 liegt. Dieser Vorgang sichert die Federn 72 und 74 bei einer Justiereinstellung zur Erzeugung des Stillstandspunktes des Werkzeuges 10 für eine besondere Anwendungsart.

Demgemäß sind die Federn 72 und 74 wahlweise durch die Justierung des Schließmechanismusses 78 eingestellt, um den Stillstandsdruck und das Stillstandsmoment des Motors 14 zu steuern, ohne daß die spezielle Leerlaufgeschwindigkeit des Motors beeinflußt wird, da die Reguliereinrichtung 50 für das Stillstands- oder Abwürgmoment unterhalb der düsenartigen Einschnürung 54 liegt.

InAfolgenden wird auf eine bevorzugte Ausführungsform der justierbaren Abschalt- oder Drehmomentsteuer-Abschalteinrichtung 52, bei der in einem Gehäuse 12 eine Bohrung zur Aufnahme einer Hülse 102 vorgesehen ist, die ein geschlossenes Ende 104 und ein gegenüberliegendes offenes Ende 106 aufweist, an einem Ventilkörper 108 anliegt, der in der Bohrung 100 durch eine koaxial fluchtende hohle Dichtschraube 110 festgelegt ist, welche in ein Gewindeende der Bohrung 100 eingeschraubt ist. Die Hülse 102 ist in ihrer Position durch irgendwelche geeigneten Elemente,, wie bei-

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spielsweise den dargestellten Sprengring 111 starr befe-3tigi

In der Kammer 114, die durch die Innenflächen der Külse 102 gebildet ist, ist ein Steuerventil 112 für eine Hin- uncj Herbewegung zwischen der offenen und geschlossenen Position jeweils an den einander gegenüberliegenden Enden der Kammer 114 aufgenommen. Ein'Stopring 116 am Ende der Hülse 102 und ein gegenüberliegendes Ende des Ventilkörpers 108 bilden jeweils Sitze für das Ventil 112 an dessen offener und geschlossener Position. Das in der Fig. 3 gezeigte Ventil 112 befindet sich normalerweise in seiner offenen Position, in der es durch eine Rückstellfeder 118 gehalten wird, wenn das Werkzeug 10 ausgeschaltet ist. Die einander gegenüberliegenden Enden der Rückholfeder 118 liegen an kappenföriaigen Hohlräumen 120 und 122 im Ventil 122 und am Ventilkörper 108 an.

Zum automatischen Abschalten des Druckluftstromes zum Motor 14 bei Erreichen eines vorbestimmten Wertes für das Drehmoment zum genauen Steuern des Anzugsmomentes des Befestigungselementes, ist das Ventil 112 so konstruiert, daß es auf Veränderungen des Motorbetriebsdruckes (der eine Funktion der Ausgaigskraft des Motors 14 ist) anspricht, wie dies im allgemeinen in der eingangs bereits genannten US-PS 33 73 824 beschrieben ist.

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Vie aus der Fig. 3 ersichtlich, sind zum kontinuierlichen Richten von Druckluft auf das Ventil 112 Durchgänge vorgesehen, die mit dem Motoreinlaßteil 46C in Verbindung stehen, um eine Kraft entgegen der Federkraft zu erzeugen, wenn.das Ventil 112, wie dargestellt, in seiner offenen Position ist.

Genauer gesagt, bildet der Spalt' zwischen dem Ventil 112 und der Hülse 102 einen inneren Durchgang, wobei der Raum 126 zwischen dem geschlossenen Ende 104 der Hülse und dem Ventil 112 den Druck des Motors 14 über den Ein_T laßteil 46C annimmt. -Somit bildet das Ventil 112 eine druckaufnehmende Fläche 130, die mit dem Einlaßteil 46C in Verbindung steht, wenn das Ventil 112 in seiner offenen Position ist.

Um die Größe des Werkzeuggehäuses zu verringern und zusätzlich sicherzustellen, daß die vorstehend beschriebenen Einbauteile verwendet werden können, sind die Motoreinlaßteile der Zuleitung 16 durch zwei axial ausgebildete Bohrungen im Gehäuse 12 ausgebildet. Genauer gesagt ist eine erste Bohrung dargestellt, die die diametral liegenden Bohrungen 58 und 100 für die Steuereinrichtungen 50 und . diametral schneidet, um den mittleren Durchgangsteil 46B zu bilden. Die einander gegenüberliegenden Enden werden durch eine innere Wand 129 (Flg. 1) und eine Gehäuseabschlußschraube 131 beendet. Die andere Bohrung erstreckt

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sich parallel zur ersten Bohrung, Jedoch an einer diaraetn gegenüberliegenden Seite der Bohrungen 58 und 100, wobei ihre einander gegenüberliegenden Enden mit der Ausgangs-, öffnung 44 der Buchse 24 und dem Innern des Motorgehäuses in Verbindung stehen. Kraft der beschriebenen Konstruktioi ist eine Schraube 133 zwischen den Enden der zweiten Bohrung befestigt, um die stromauf- und stromabwärts liegendenDurchlaßteile 46a und 46c zu bilden.

Die beschriebene Konstruktion bildet nicht nur ein kompaktes Werkzeuggehäuse, sondern sichert auch optimal vollständig offene Öffnungen der Vorspannkammer 132 sicher, um die Druckluftkapazität des Werkzeuges 10 zu maximalisieren, wodurch es möglich ist, daß nur eine relativ gerin ge Erhöhung des Motorbetriebsdruckes zwischen Leerlauf, Lauf und nahezu Stillstand besteht.

Wie vorstehend bereits beschrieben, kann bei Kraftwerkzeugen von der beschriebenen Art, nur eine relativ geringe Erhöhung des Motorbetriebsdruckes bei Leerlauf, Lauf bis oder nahe dem Stillstand vorhanden sein. Aber nahe oder bei Stillstand ist der Druck der Druckluftversorgung am Einlaß des Motors 14 etwas höher als der Druck im Motor 14. Um sicherzustellen, daß der Druck im Motor 14, wie im Druckraum 126 erfaßt wird, den Einlaßdruck innerhalb des zum Motor 14 führenden Durchgangs 16 übersteigt, wenn der

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Motor sich seinem Stillstand nähert und dabei das Ventil 112 in seine geschlossene Position bewegt wird und den Motor 14 abschaltet, wird der Druck in einem Druckraum oder Druckkammer 132 auf einem Druck gehalten, der um einen konstanten Prozentsatz geringer als der Einlaßdruck ist.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden'Erfindung und da.von ausgehend, daß Druckluft mit relativ konstantem Druck verwendet wird, um unter unterschiedlichen Drehmomentbedingungen einen Druckluftstrom zum Motor 14 zu erzeugen, wird ein vorbestimmtes -Luftvolunen und der Vorspannkammer 132 durch die Auslaßöffnung 134 (im Ventilkörper 103) und einen damit verbundenen Querdurchgang 136 (im Zapfen 103A) nach dem druckjustierenden Ventil 138 nach außen geblasen, um dadurch den Druck in der Vorspannkammer 132 auf dem gewünschten Durckwert mit dem konstanten Prozentsatz geringer als dem Einlaßdruck zu halten.

Das Ventil 138 hat zwei Imbusschrauben 140 und und ein Element mit geringer Reibung oder eine Kugel 144, die zwischen den Schrauben 140 und 142 liegt. Die Einstellschraube 140 dient als ein Justierelement und kann wahlweise auf eine gewünschte Position relativ zur Ausgangsöffnung 134 des V_entilkörpers 108 eingestellt werden,

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um eine vorbestimrate Menge Luft aus der Vorspannkammer ■ 132 über die Einschnüröffnung herauszublasen, die dadurch durch den Ventilkörper 108 und die Schraube 1 40 gebildet wird. Eine solche Öffnung soll eine wirksame Ausgangsgröße erzeugen, die kleiner als die Größe der Eingangscffnung 145' (in der Hülse 102) ist, die mit dem Motoreinlaßteil 45B über den Spalt 145 zwischen Gehäuse 12 und Hülse 1Γ-2 in Verbindung steht.

Gemäß der beschriebenen Konstruktion muß die Justier-I^ position der Schraube 140, die als fabrikmäßig eingestellt betrachtet wird, gegen unerwünschte -Bewegung selbst unter Schwingbelastung, gesichert werden, indem an die Imbus-Einstellschraube 142,die als Befestigungselement dient, eine Befestigungskraft angelegt wird. Eine solche Wirkung erfolgt aus dem Übertragen an der Schraube 142 wirkenden Befestigungskraft, im allgemeinen parallel zur Achse der Schrauben 140 und 142 über die Kugel 144 auf die feststehende Schraube 140 in ihrer justiertj Position mit merklichen Reibungskräften zwischen ihren Gewindegängen und den GewindegMngen der Gewindebohrung 143, in der die Schrauben 140 und 1^2 aufgenommen sind.

Beim Laufen ohne Last und eingedrücktem Drosselventil hebel 42 und weit offen eingestelltem Drehmomentreglerventil 68, wie dies bei freiem Lauf eines Befestigungs-

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elementes erfolgt, ist der Luftstrom durch den Motor 14 relativ groß und der Druck am Abschaltventil 52 niedriger als am Drosselventil 18; der Druckraum 126 wird mit dem Motordruck geladen, da er keine Ausgangsöffnung und Auslässe durch den'Spalt zwischen Ventil 112 und Hülse 102 aufweist. Ein gewisser Luftstrom wird wie vorstehend beschrieben aus der VorsOannkammer 132 nach außen ausgeblasen, obwohl bei Leerlauf der Motordruck im Druckraum 126 niedriger als der Druck in der Vorspannkammer 132 ist, wodurch das Ventil 112 in der, in der Fig. 3 dargestellten weit offenen Position verbleibt.

Wenn das Befestigungselement anzieht, steigt der Motordruck da der Luftverbrauch ansteigt; das Stillstands-Reglerventil 68 sucht einen Platz in der Mitte zwischen offen und geschlossen, um genug Einlaß offen zu halten, um einen Motordruck zum Ausgleich der an den Federn 72 und 74 eingestellten Kraft aufrechtzuerhalten; und der Druck im Raum 126 der Abschalteinrichtung 52 steigt so an, daß er kurz vor dem Stillstand größer als der Druck in der Vorspannkammer 132 ist und das Abschaltventil 112 beginnt sich auf den Ventilkörper 108 zuzubewegen. Eine solche Bewegung des Ventils 112 bewirkt, daß seine druckaufnehmende Fläche 130 dem Sinlaßdruck über die Öffnung 150, Nut 124 und den Motoreinlaßteil 46b ausgesetzt wird, wenn das Ventil 112 den Luftstrom zum Motor 14 abdrosselt. Venn das Ventil 112 sich auf den Ventilkörper 108 zu bewegt, öffnet das Ventil 112

die Öffnung 150 und schließt die Öffnung 152 zur Kammer 114, wodurch der Strom zum Motor 14 geschlossen wird, wobei der Druckanstig im Raum 125 das Ventil 112 in die Abschaltposition antreibt, in der die Eingangsöffnung 152 vollständig-geschlossen ist.

Das Ventil 112 bleibt in der Abschaltposition bis der Drosselhebel 42 freigegeben wird. Die Druckluft im Raum 126. der Vorspannkammer 132 und den Stromaufdurchgängen, die zum Drosselventil 13 fahren, wird dann durch die Auslaßöffnung 134, 136 der Abschalteinrichtung 52 ausgeblasen, worauf die Rückstellfeder 118 das Ventil 112 in die Offenposition zurückholt und die Federn 72 und 74 das Reglerventil 68 seine weit offene Position zurückholen.! Da der Motorbetriebsdruck eine Funktion der Last am Motor 14 ist, bildet die vorstehend beschriebene Konstruktion ein automatisches druckbetätigtes Abschaltventil, welches die Motorlast in einem weiten Bereich des Motorbetriebsdruckes erfaßt. Die beschriebene Konstruktion erzeugt ein wirksames Druckwerkzeugabschalten, wobei die eingebaute Reguliereinrichtung 50 für das Stillstands- oder Abwürgmoment oberhalb der Abschalteinrichtung 52 dazu verwendet werden kann, um den Abschaltmotordruck und den Druck in der Vorspannkammer auf gewünschten Werten zu halten, die in Abhängigkeit von den Einstellungen an der Regulier-

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einrichtung 50 variieren.

Um das Abschaltmoment auf einen gewünschten niedrigeren Wert einzustellen, wird beispielsweise eine Justierung durch die Justierung der Reguliereinrichtung 50 für das Stillstands- oder Abwürgmoment wie vorstehend beschrieben, durchgeführt. Der Abschaltdruck wird immer etwas unterhalb des Motorabwürgdruckes sein, um sicherzustellen, daß die Vorteile bezüglich Sicherheit und der Einstellungen für das Präzisionsanziehmoment beim Abschalten erzielt werden. Bis herunter auf etwa 2,5 at (35 psi) übersteigt der Druck im Raum 126 der Abschalteinrichtung 52 den Druck in der Vorspannkammer 132, wenn das Werkzeug 10 sich seinem Stillstand nähert, und das Werkzeug 10 wird abschalten. Wenn der Einlaßdruck verringert wird, wird der Druckunterschied in den Druckkammern 126 und 132 verringert, bis unterhalb von ca. 2,5 at die Vorspannkraft der Rückholfeder 118 gleich dem Druckunterschied ist und das Werkzeug 10 stillsteht. Für ein solch niedriges Drehmoment w,ird dann eine andere Werkzeuggröße benötigt.

Obwohl die vorliegende Erfindung vollständig anhand der Figuren beschrieben wordenjst, bleibt anzumerken, daß zahlreiche Veränderungen und Modifikationen innerhalb des Schutzumfanges denkbar sind.

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Claims

1J Druckluftbetätigtes Werkzeug mit einem Gehäuse, einem darin angeordneten Druckluft-Rot.ationsmotor, der beim vorgegebenen Leitungsdruck eine normale Leerlaufdrehzahl ohne Last und eine abnehmende Drehzahl bei zunehmendem Lastdrehmoment aufweist, und einem Motoreinlaßkanal mit darin angeordneter Ventilkammer in dem Gehäuse, dadurch gekennzeichnet , daß in der Ventilkammer ein Absperrventil (112) zwischen einer normalen Offenstellung und einer die Luftzufuhr zum Motor (14) unterbrechenden Geschlossenstellung beweglich angeordnet ist, daß in der Ventilkammer ein Raum (126) auf einer Seite "des Ventils (112) gebildet

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ist, der direkt mit einem Motoreinlaß (46B) verbunden ist, um Luft unter Motorbetriebsdruck gegen das Ventil zu richten und dieses in die Geschlossenstellung zu bringen, daß ein Druckraum (132) in der Ventilkammer auf der anderen Seite des Absperrventils (112) gebildet ist, der mit einer Druckluftzuleitung (46C) stromaufwärts der Ventilkamner kommuniziert und über eine Lüftungsleitung (134) zur Atmosphäre verbunden ist; daß ein einstellbares Drosselorgan (138) in der Lüftungsleitung angeordnet ist, durch das· eine Reduzierung des Drucks im Druckraum(132) relativ zum vorgegebenen Leitungsdruck der Druckluftzufuhr wahlweise einstellbar ist, und daß eine Regulierungseinrichtung (50) für das Stillstandsoder Abwürgmoment in der Luftzuleitung stromaüfv/ärts der Absperr-Ventilkammer vorgesehen ist, die den vorgegebenen Leitungsdruck der dem Motor (14) und dem Druckraum (132) der Absperrventilkammer zugeführten Luft festlegt.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch g-e k e η η zeichnet , daß weiterhin ein Drosselventil (13) im Gehäuse (12) vorgesehen ist, um in der Zuleitung (16) einen Druckluftstrom bei offenem und geschlossenem Zustand zu errichten, wobei der Motoreinlaß (46A) der Zuleitung (16) stromabwärts des Drosselventils (13) liegt und die Reguliereinrichtung (50) für das Stillstands- oder Abwürgmoment im Motoreinlaß (46A) unterhalb des Drossel-

ventils .(18) angeordnet ist. ·'

3. " Werkzeug nach Anspruch 1," dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin ein Ventilkörper (108) mit einer darin ausgebildeten Lüftungsleitung (13A-) vorgesehen ist, mit einem in den Ventilkörper eingeschraubten Justierelement (14O), das zur Veränderung der Durchflußkapazität in der Lüftungsleitung (134) bewegbar ist, einem Sperrelement (142) und einem Element (144) geringer Reibung· 'zwischen den beiden Elementen (140 und 1^2), und vom Sperrelement (142) auf das Justierelement (14q) direkt eine Sperrkraft übertragen wird, wenn dieses an einer gewünschten Position in der Leitung (134) angeordnet ist.

4. Fluidbetätigtes n'erkzeug gekennzeichnet · durch ein Gehäuse (12) τη it einem Fluidmotor (14) mit einer normalen Leerlaufdrehzahl ohne Last bei Ansteigen der Drehmomentlast am Motor, eine Zuleitung (16) im Gehäuse, um Fluid unter Druck dem Motor zuzuführen, ein Drosselventil (18) zum Erzeugen eines offenen oder geschlossenen Fluiddurchlasses in der Zuleitung, die unterhalb des Drosselventils einen mit dem Motor verbundenen Motoreinlaß aufweist, eine Reguliereinrichtung (50) für das Stillstandsoder Abwürgmoment ir.it einem Ventil (68) in der Zuleitung, welches in eine, normalerweise offene*Position und von

dieser weg bewegt werden kann, um den Druck und das

Drehmoment,bei dem der Motor stillsteht, zu steuern, und eine druckerfassende Abschalteinrichtung (52) mit einem bistabilen Absprerrventil (112) in der Zuleitung, das in dieser zwischen einer normalerweise offenen Position in einer geschlossenen Position hin-und herbewegbar ist, um den Fluidstrom zum Motor (14) abzuschalten, wobei die. Reguliereinrichtung (50) für das Stillstands- oder Abwürgmoment und die Abschaltventile in getrennten Räumen im Gehäuse (12) im Motoreinlaß (46) bewegbar sind, und das Ventil der Reguliereinrichtung und das Absperrventil (112) jeweils in Abhängigkeit vom am Motor wirkenden Fluiddruck betätigbar sind.

5. Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch g e k e η η ze-ichnet, daß der Raum des Absperrventils (112) einen Vor lasbdruckraum (132) und-einen Motordruckraum (126) an einender gegenüberliegenden Enden des Ventils (112) aufweist, der Motordruckraum (126) mit dem stromabwärts liegenden Motoreinlaß (46C), aufrechterhalten des Motorbetriebsdruckes im Raum (12p) in Verbindung steht, der Vorlastdruckraum (132) mit dem stromaufwärts liegenden Motoreinlaß (46B) in Verbindung steht, der seinerseits mit der Reguliereinrichtung (50) in Verbindung steht, und daß der Vorlastdruckraum (132) eine Lüftungsleitung (134) zum Reduzieren des Druckes im Vorlastdruckraum um einen konstanten Prozentsatz gegenüber dem Druck im stromaufwärts liegenden Motoreinlaß (46C), aufweist.

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β. Werkzeug, nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet⁵, daß das Ventil (68) der Rieguliereinrichturig (50) eine justierbare Einrichtung zum wahlweisen Einstellen des Druckes und Drehmomentes, bei dem Motor • · (14) sti-llsteht, aufweist, die zusätzlich betätigbar ist, um den Leitungsdruck im Durchlaß zum Vorlastdruckraum (132) der AbsperrventiXkammer zu errichten..

7. Werkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungseinrichtung Justierelemente aufweist, um den Druck im Vorlastdruckraum (132)' justierbar um einen konstanten Prozentsatz gegenüber dem Druck des stromaufwärts, liegenden Motoreinlasses (46B) zu verringern.

3. Werkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Justierelemente für die Entlüftungseinrichtung bestehend aus einem Ventilkörper (108) und einer Lüftungsleitung (134), die den Vorlastdruckraum (132) mit der Atmosphäre verbindet, einem Justierelement (140) das im Ventilkörper eingeschraubt und in der Leitung (134) zur Veränderung der Durchflußkapazität verschiebbar ist einem Sperrelement (142), das im Ventilkörper eingeschraubt ist, und einem Element (144). mit niedriger Reibung zwischen, den beiden Elementen (14O und 142), um vom Sperrelement (142 direkt auf das Justierelement (140) eine Gperrkraft auszuüben

wenn dieses an einer gewünschten Position in der Lüftungs-

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leitung (134) angeordnet ist.

9. Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß das Gehäuse (12) im allgemeinen zylindrisch ist, wobei die Räume (60) für-das Ventil (63) der Reguliereinrichtung (50) .für das Stillstands- oder Abwürgmoment -und der Raum für das Absperrventil (112) im allgemeinen zylindrisch sind und zueinander parallel und diametral zum Gehäuse (12) liegen, und erste und zweite Bohrungen parallel zur Hauptlängsachse des Gehäuses (12) liegen, die mit den gegenüberliegenden Seiten'der Ventilräume in Verbindung stehen, wobei die erste Bohrung einander fre.p;enl;berl legende geschlossene Enden auf v/eist und einen mittleren Teil des Motoreinlasses (463) bildet, der die beiden Ventilräume miteinander verbindet, die zweite Bohrung zwischen einem Motorraum des Gehäuses (12) und dem Drosselventil (13) liegt, zwischen ihren Enden eine Abschließschraube (133) aufweist, wodurch die stromaufwärts und stromabwärts liegenden Teile des Motoreinlasses (46A und 4cC) gebildet werden, die jeweils mit den Räumen des Drosselventils (18) und des Drehmomentreglerventils (63) sowie dem Raum des Absperrventils (112) und dem Motorabteil in Verbindung stehen.

10. Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand des Absperrventils (112)

im Motoreinlaß -(46C) zwischen der Reguliereinrichtung (50) für das Stillstands- oder-Abwürgmoment.und dem Motor (14).

liegt. ' ■

11. Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß., die Durchflußeinschnürung· im Gehäuse (12) oberhalb der Reguliereinrichtung (50) angeordnet ist, wobei die Reguliereinrichtung (50) für das Stillstands.- oder Abwürgmoment eine justierbare Vorspanneinrichtung zum Vorspannen des Ventils ₄(6β) in Richtung auf die Position des'offenen Durchflusses zu aufweist, und ein Ende der Ventilkammer (60) des Abwürgmoment-Regelventils (63) mit dem Motoreiniaß (46B) in Verbindung steht, um Fluid unter Motorbetriebsdruck auf das Ventil (63) an der, der Vorspanneinrichtung gegenüberliegenden Seite zu richten.

12. Werkzeug nach Anspruch 11, dadurch g e k e η η ze ich. net, daß die Durchf iußeinschn-irung (54) so ausgebildet und dimensioniert ist, daß der Durchfluß durch die Ventilkammer des Abwürgmoment-Reglerventils (68) in Abhängigkeit von der Verschiebung des Ventils (63) unter dem Einfluß erhöhter Werkzeuglast schrittweise und ansteigend verringert werden kann, um die Geschwindigkeit der Verschiebung des Ventils aus seiner offenen Steuerposition proportional zur Geschwindigkeit des An-

steigens der Drehmomentbelastung am Motor (14) aufrechtzuerhalten.

13. Werkzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß die Vorspanneinrichtung und die Durchflußeinschnurung (54) zusammenwirken, um den Druck und das Drehmoment zu steuern, bei dem der Motor (14) abschaltet ohne die Leerlaufdrehzahl des Motors zu beeinflussen.