DE3826079A1

DE3826079A1 - Pneumatisch-drehmomentgesteuerter druckluftschrauber

Info

Publication number: DE3826079A1
Application number: DE19883826079
Authority: DE
Inventors: Timo Dipl Ing Heinzeller
Original assignee: HEINZELLER TIMO DIPL ING FH
Current assignee: HEINZELLER, TIMO, DIPL.-ING. (FH), 8112 BAD KOHLGR
Priority date: 1988-07-30
Filing date: 1988-07-30
Publication date: 1990-02-01

Description

Die Erfindung betrifft einen pneumatisch-drehmoment- gesteuerten Druckluftschrauber der in der Montage technik eingesetzt für qualitativ hochwertige Ver schraubungen mit großer Wiederholgenauigkeit bei relativ geringem Aufwand sorgen soll.

Schrauber mit einer Abschaltsteuerung sind erforder lich, um einen Einfluß der Arbeiter auf die Verschrau bung auszuschließen und immer wieder ein definiertes Verschraubungsergebnis zu erzielen.

Die Verschraubungsqualität steht hier im Vordergrund.

Es ist bekannt, daß verschiedene Firmen mit drehmoment- abhängigen Druckluftschraubern auf dem Markt sind:
zum Beispiel Cleco (Dresser) mechanische Drehmomentabschaltung
DGD hydr. mech. Drehmomentabschaltung
Schatz GmbH elektronische Drehmomentabschaltung.

Dabei sind ihre Abschaltsteuerungen aber aufwendig; sie arbeiten mit anderen Medien als Druckluft, sind deshalb einerseits kompliziert aufgebaut, andererseits arbeiten sie mit einer geringen Wiederholgenauigkeit. Vielfach steht Aufwand zu Nutzen in keinem Verhältnis; z. B. sind am Arbeitsplatz zusätzlich Steuerkästen erforderlich.

Die Wartung und Reparatur der Werkzeuge ist so aufwendig, daß lange Stillstandszeiten in Kauf genommen werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dreh momentabschaltung zu entwickeln, die mit Druckluft arbeitet, in ihrer Art einfach aufgebaut ist und eine hohe Verschraubungsqualität liefert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein pneumatischer Drehmomentgeber mit zwei Pneumatik ventilen gekoppelt und auf pneumatischem Wege der Druck luftschrauber abgeschaltet wird (pneumatisch drehmomentgesteuerter Druckluftschrauber).

Um dieses Abschaltergebnis (Toleranzfenster) zu ver bessern, soll ein Zwischengetriebe die Drehzahl ab An liegen des Schraubenkopfes am Werkstück herabsetzen.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen ins besondere:

- im einfachen Aufbau
- hohe Wiederholgenauigkeit (Verschraubungsqualität)
- Wartungsfreundlichkeit.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeich nungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben: Es zeigt

Fig. 1 Systematische Darstellung; den Aufbau des Schraubers mit den zusätzlichen Baugruppen:

1.1 pneumatischer Drehmomentgeber
1.2 Steuerventil
1.3 Steuerungseinheit
2. Zwischengetriebe.

Der Drehmomentgeber mißt während des Verschraubungsvor ganges das Drehmoment und ist direkt mit dem Steuerventil verbunden. Wird das Soll erreicht, schaltet das Steuer ventil und die Steuerungs-Einheit beendet die Druckluft zufuhr des Schraubers (Leistungsabschaltung).

Das Zwischengetriebe hat nur eine qualitätsverbessernde Funktion, da Druckluftschrauber mit hohen Drehzahlen arbeiten und bedingt durch Massenträgheitsmomente die Schraub toleranzen ungünstig beeinflussen können.

Fig. 2 pneumatischer Drehmomentgeber:

Der Drehmomentgeber arbeitet mit einer Torsionswelle und zwei Lochscheiben, die sich ab einem bestimmten Drehmoment durch elastische Verdrehung der Torsionswelle überdecken.

Dadurch fällt im Anschluß zum Steuerventil der Meßdruck ab.

Fig. 3 Zwischengetriebe:

Das Zwischengetriebe ist ein Planetengetriebe, welches über Sonnenräder (a) angetrieben wird.

Da b und c über eine Kupplung verbunden sind arbeitet das Getriebe starr (1 : 1).

Sobald der Schraubenkopf am Werkstück anliegt rutscht die Kupplung durch, und die Sonnenräder wirken als Ausgleichs getriebe; die Drehzahl fällt erheblich-abhängig vom Über setzungsverhältnis und der Kraft der Kupplung.

Fig. 4 Steuerungstechnik.

Folgende Ventile wirken zusammen:

1. Startventil
2. Leistungsventil
3. Rücksetzventil
4. Steuerventil.

Es sind zwei Kreise aufgebaut:

a) Meßkreis (1 Leitung)
b) Steuerkreis (2 Leitungen).

Beim Schließen des Startventils schaltet das Leistungsventil, dadurch läuft der Schrauber, und im Meßkreis baut sich Druck auf; das Steuerventil wird geschlossen, und das Rücksetzventil wird gesetzt.

Beim Erreichen des gewünschten Drehmomentes fällt am Drehmo mentgeber (Meßkreis) der Druck ab, das Steuerventil wird geöffnet und sofort wird das Leistungsventil geschlossen. Der Schrauber bleibt stehen, obwohl immer noch das Start ventil geschlossen ist.

Nach dem Lösen des Startventils wird das Rücksetzventil zurückgesetzt. Die Ausgangsstellung ist erreicht.

Eine neue Verschraubung kann angesetzt werden.

Das Steuerventil und die Drossel dienen zum Einstellen des "Abschaltdruckes" im Meßkreis.

Fig. 5 Ablaufdiagramm:

Dies ist die graphische Darstellung des Ablaufes während der Verschraubung.

Die Ventile sind gesetzt (1) bzw. geschlossen (0). Deutlich ist zu erkennen, daß der Arbeiter keinen Einfluß auf den Ablauf hat.

Wird der Verschraubungsvorgang zu früh abgebrochen, also das Startventil wieder losgelassen, so stoppt der Verschrau bungsvorgang, und alle Ventile sind in Ausgangsstellung.

Fig. 1 systematische Darstellung,

Fig. 2 pneumatischer Drehmomentgeber,

Fig. 3 Zwischengetriebe,

Fig. 4 Steuerungstechnik,

Fig. 5 Ablaufdiagramm.

Claims

1. Pneumatiksteuerung, die einen Druckluftschrauber ab Erreichen eines vorgegebenen (eingestellten) Dreh momentes abschaltet, dadurch gekennzeichnet, daß ein pneumatischer Dreh momentgeber und spezielle Steuerventile verwendet werden.

2. Zwischengetriebe, das die Drehzahl der Schrauber spindel im Anzugbereich herabsetzt, um eine große Wiederholgenauigkeit (kleines Drehmomenttoleranz fenster) zu gewährleisten, dadurch gekennzeichnet, daß kein Schaltvorgang er forderlich ist, sondern automatisch ab Anlage des Schraubenkopfes am Werkstück die Drehzahl abgesenkt wird.