DE4210511C2 - Druckmittelbetätigter Kraftschrauber - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen druckmittelbetätigten Kraftschrauber der im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen Art.

Ein Kraftschrauber dieser Art ist aus GB 2 182 592 A bekannt. Dieser Kraftschrauber weist in einem Antriebs­ gehäuse zwei in einer Flucht hintereinanderliegende Zylinder auf, die jeweils einen Kolben enthalten. Einer dieser Zylinder bildet den Arbeitszylinder und der an­ dere bildet einen für die Rückstellung des Arbeitskol­ bens vorgesehenen Hilfszylinder. Die Kolben wirken von entgegengesetzten Seiten her auf den abstehenden Arm eines drehbar gelagerten Ringstücks ein, das eine Schlüsselnuß über ein Ratschenelement in der einen Drehrichtung mitnimmt und in der anderen Drehrichtung leer zurückdreht. Der Arbeitszylinder und der Hilfs­ zylinder werden abwechselnd mit Druck beaufschlagt, so daß beide Kolben abwechselnd hin und her bewegt werden.

Beim Arbeitshub treibt der Arbeitskolben nicht nur das Ringstück an, sondern auch den Rückstell­ kolben zurück. Dadurch, daß der Arbeitskolben den Ar­ beitshub allein ausführt, dauert der Arbeitshub bei hohen Schraubmomenten lange.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen druck­ mittelbetätigten Kraftschrauber zu schaffen, der bei relativ geringem Durchmesser des Arbeitszylinders einen schnellen Arbeitshub durchführt.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im Patentanspruch angegebenen Merkmalen.

Bei dem erfindungsgemäßen Kraftschrauber ist der Hilfs­ zylinder ein doppeltwirkender Zylinder, dessen Hilfs­ kolben beim Rückhub in der einen Richtung und beim Ar­ beitshub in der anderen Richtung angetrieben wird. Beim Arbeitshub unterstützt der Hilfskolben den Arbeitskol­ ben, so daß die effektive Kolbenfläche vergrößert wird. Dadurch kann der Arbeitshub schneller ausgeführt werden als der Druckfläche des Arbeitskolbens bzw. der Quer­ schnittsfläche des Arbeitszylinders entspricht.

Der erfindungsgemäße Kraftschrauber ist vorzugsweise ein hydraulischer Kraftschrauber. Grundsätzlich eignet sich das Prinzip aber auch für pneumatische Druck­ medien.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen schematischen Längsschnitt einer ersten Ausführungsform des Kraftschraubers mit hydrauli­ scher Rückstelleinrichtung.

Der Kraftschrauber weist ein längliches Antriebsgehäuse 10 auf. Im Mittenbereich der Länge des Gehäuses ist ein Kopfstück 11 mit zwei Befestigungs­ teilen 12, 13 auswechselbar angebracht. Die Gesamtheit aus dem Gehäuse 10 und dem Kopfstück 11 ergibt eine etwa T-förmige Gestalt des Kraftschraubers.

Das langgestreckte Gehäuse 10 besteht aus einem Rohr­ körper von über die gesamte Länge konstanter Außenkon­ tur. Der Rohrkörper enthält einen mit verschiedenen Abstufungen versehenen, sich über die gesamte Länge erstreckenden Kanal 14. In das eine Ende des Kanals 14 ist eine erste Buchse 15 eingesetzt, die an einem Ende offen ist und am entgegengesetzten, nach außen weisen­ den Ende einen Boden 16 aufweist. Das Innere der Hülse 15 bildet den Arbeitszylinder 17.

Eine zweite Buchse 18 ist im entgegengesetzten Ende des Gehäuses 10 angeordnet. Diese Buchse 18 weist an ihrem zum Gehäuseinnern gerichteten Ende einen Boden 19 auf und sie ist an ihrem nach außen gerichteten Ende mit einem Deckel 20 abdichtend verschlossen. Das Innere der Buchse 18 bildet den Hilfszylinder 21.

Der sich über die gesamte Länge des Gehäuses 10 er­ streckende Kanal 14 weist mehrere Abstufungen auf, so daß sich seine Weite vom linken Ende des Gehäuses bis zum rechten Ende stufenförmig immer mehr verringert. Die Buchse 15 kann vom linken Ende her in das Gehäuse 10 eingeführt werden und sie ist mit einem Gewinde 22 verschraubt, so daß sie im Gehäuse unverrückbar fest­ liegt. Dichtungen 23 dichten den Umfang der Hülse 15 gegen das Gehäuse ab. Die Buchse 18 stößt an ihrem rechten Ende gegen eine Abstufung 24 des Kanals 14 und sie ist vom entgegengesetzten Ende her durch den in das Gehäuse eingeschraubten Deckel 20 gegen Verschiebungen gesichert.

In dem Arbeitszylinder 17 ist der Arbeitskolben 25 ver­ schiebbar. Der Arbeitskolben 25 ist starr mit einer Kolbenstange 26 verbunden, die ein Kupplungsteil 27 aufweist. Von dem Kupplungsteil 27 erstreckt sich eine Kolbenstange 28 zu dem in dem Hilfszylinder 21 ver­ schiebbaren Hilfskolben 29. Die Kolben 25 und 29 bilden zusammen mit den Kolbenstangen 26 und 28 sowie dem Kupplungsteil 27 einen insgesamt starren Schieber 60. Die Kolbenstange 28 führt unter Abdichtung durch eine Bohrung im Boden 19 der Buchse 18 hindurch. Die beiden Kolben 25 und 29 sind entlang einer gemeinsamen Achse angeordnet. Der Durchmesser des Arbeitszylinders 17 und des Arbeitskolbens 25 beträgt mindestens das Doppelte des Durchmessers des Hilfskolbens 29 und des Hilfszy­ linders 21. Die Größen der Druckangriffsflächen dieser beiden Kolben stehen somit mindestens im Verhältnis 4 : 1.

Während die Kolbenstange 26 des Arbeitskolbens 25 ohne Abdichtung aus der Hülse 15 herausführt, ist der Durch­ gang der Kolbenstange 28 durch den Boden 19 der Hülse 18 mit einer Dichtung 30 abgedichtet. Dadurch entsteht hinter dem Hilfskolben 29 in dem die Kolbenstange 28 umgebenden Raum ein Gegendruckraum 21a. Der Hilfszy­ linder 21 bildet zusammen mit dem Hilfskolben 29 und dessen Kolbenstange die Rückstelleinrichtung 32, wobei die Kolbenstange 28 das Rückstellteil darstellt.

Das Gehäuse 10 weist etwa in der Mitte seiner Länge zwei Druckanschlüsse 33, 34 auf, die dem Kopfstück 11 abgewandt sind und die in der Zeichnung hintereinander angeordnet sind. Der Anschluß 33 ist über Bohrungen 35, 36 mit dem Arbeitszylinder 17 verbunden und außerdem über Bohrungen 37 mit dem Gegendruckraum 21a des Hilfs­ zylinders 21. Der Anschluß 34 ist über Bohrungen 38 und 39 mit dem Druckraum des Hilfszylinders 21 verbunden. Die beiden Anschlüsse 33 und 34 werden abwechselnd mit Druck beaufschlagt und drucklos gemacht, wobei jeweils einer der Anschlüsse mit Druck beaufschlagt und der andere drucklos gemacht wird.

Das Gehäuse 10 weist etwa in der Mitte seiner Länge eine seitliche Durchtrittsöffnung 40 auf, zu deren bei­ den Enden die Befestigungsteile 12, 13 angeordnet sind. Durch diese Durchtrittsöffnung 40 ragt der Arm 41 des Kopfstücks 11 hindurch. Der Arm 41 ist mit einem Lager­ ring 42 verbunden, in welchem ein Ringstück 43 drehbar gelagert ist. Das Ringstück 43 weist eine Mehrkantöff­ nung 44 auf, die durchgehend ausgebildet ist und auf einen Schraubenkopf aufgesetzt werden kann oder zum Einstecken eines Steckschlüssels dient. Das Ringstück 43 ist mit einer Außenverzahnung 45 versehen, in die ein Ratschenelement 46 des Lagerrings 42 eingreift, um das Ringstück 43 nur in der einen Drehrichtung des Lager­ rings 42 mitzunehmen. Der Lagerring 42 ist seinerseits in dem Kopfstückgehäuse 50 gelagert. Das Kopfstückge­ häuse 50 ist im wesentlichen U-förmig ausgebildet, wo­ bei die Enden der Schenkel 50a und 50b zwischen gabel­ förmige Leisten 51, 52 des Gehäuses 10 ragen und dort mit den beiden bolzenförmigen Befestigungsteilen 12 und 13 verriegelt sind. Diese Befestigungsteile 12 und 13 können herausgezogen werden, um das Kopfstück 11 von dem Gehäuse 10 zu entfernen. Im Kopfstück 11 sind der Lagerring 42 mit dem abstehenden Arm 41 und dem Ratschenelement 46 sowie das Ringstück 43 enthalten. Das Kopfstück 11 kann gegen ein anderes Kopfstück aus­ gewechselt werden, das eine anders geformte oder eine anders bemessene Öffnung 44 hat.

Aus einer Durchtrittsöffnung 55 zwischen den beiden Schenkeln 50a und 50b des Kopfstückgehäuses 50 ragt der Arm 41 heraus. Dieser Arm weist zwei nach entgegenge­ setzten Richtungen abstehende Bolzen 56 auf, die mit dem Kupplungsteil 27 zusammengreifen. Das Kupplungsteil 27 ist hohl, so daß das Ende des Armes 41 in das Kupp­ lungsteil 27 eindringen kann. In den beiden einander gegenüberliegenden Seitenwänden 57 des Kupplungsteils 27 sind Schlitze 58 vorgesehen, in die die Bolzen 56 eindringen, wenn das Kopfstück 11 an das Gehäuse 10 angesetzt wird und der Arm 41 durch die Durchtritts­ öffnung 40 hindurchgeführt wird, um mit dem Kupp­ lungsteil 27 in Eingriff zu kommen. Das Kopfstück 11 kann von dem Benutzer des Kraftschraubers leicht vom Gehäuse demontiert und ausgewechselt werden, da der Schieber 60 bei Abnahme des Kopfstücks sich nicht ver­ formt oder verschiebt.

Beim Betrieb des Kraftschraubers wird der Anschluß 33 mit Druck beaufschlagt, während der Anschluß 34 druck­ los ist und mit dem Tank verbunden wird. Der Druck im Arbeitszylinder 17 treibt den Arbeitskolben 25 vor, wobei das Kupplungsteil 27 den Arm 41 mitnimmt und den Lagerring 42 mit dem Ringstück 43 dreht. Der im Ar­ beitszylinder 17 herrschende Druck wird durch den im Gegendruckraum 21a des Hilfszylinders 21 wirkenden Druck unterstützt, so daß auch auf den Hilfskolben 29 eine Kraft einwirkt, die der auf den Arbeitskolben 25 ein­ wirkenden Kraft gleichgerichtet ist. Bei dem Arbeitshub wird Druckmedium aus dem Hilfszylinder 21 durch die Bohrungen 39 und 38 herausgedrückt. Nach Beendigung des Arbeitshubes erfolgt die Umsteuerung, wobei der An­ schluß 34 mit Druck beaufschlagt wird, während der An­ schluß 33 mit dem Tank verbunden wird. Dadurch gelangt Druck in den Hilfszylinder 21, wodurch der Hilfskolben 29 nach rechts getrieben wird. Da das Volumen des Hilfs­ zylinders 21 wesentlich geringer ist als dasjenige des Arbeitszylinders 17, ist nur eine relativ geringe Hydraulikmenge erforderlich, um den gesamten Schieber 60, der aus den Kolben 25, 29, den Kolbenstangen 26, 28 und dem Kupplungsteil 27 besteht, in die Rückzugs­ stellung zu treiben.

Um zu verhindern, daß der Schieber 60 sich bei einem großen Lastmoment verbiegt, ist das Kupplungsteil 27 an einer Führungsbahn 61 des Gehäuses 10 gleitend abge­ stützt. Diese Führungsbahn 61 liegt der Durchtritts­ öffnung 40 des Gehäuses 10 gegenüber.

Die Buchsen 16 und 19, in denen hohe Druckkräfte herrschen und die zur Führung der Kolben dienen, sind hohen Beanspruchungen ausgesetzt. Sie können leicht ausgewechselt werden. Vorzugsweise bestehen diese Buchsen aus hochwertigem Stahl. Das Gehäuse 10 kann aus einem einfacheren und leichtgewichtigeren Werkstoff bestehen, beispielsweise aus Druckguß oder faser­ verstärktem Kunststoff. Dadurch, daß die Buchsen 15 und 18 von dem Gehäuse 10 umschlossen sind, entsteht ein Berstschutz, weil im Falle des Zerreißens einer Buchse diese Buchse von dem Gehäuse zusammengehalten wird.

An den Enden des Gehäuses 10 können Stützfüße ange­ bracht werden, die parallel zu der Schlüsselnuß bis in die Ebene der benachbarten Schraubenköpfe oder Wider­ lager abstehen.

Claims (1)

1. Druckmittelbetätigter Kraftschrauber mit einem Antriebsgehäuse (10), das einen Arbeitszylinder (17) mit darin beweglichem Arbeitskolben (25) ent­ hält, einem an dem Antriebsgehäuse (10) vorgese­ henen Kopfstück (11), das ein drehbares Ringstück (43) enthält, welches zur Drehmitnahme mit einem an dem Arbeitskolben (25) angreifenden Arm (41) gekoppelt ist, und mit einer auf den Arbeitskolben (25) wirkenden Rückstelleinrichtung (32), die auf derjenigen Seite angeordnet ist, die - bezogen auf den Angriffspunkt des Armes (41) - dem Arbeitszy­ linder (17) abgewandt ist, wobei die Rückstellein­ richtung (32) einen in einem Hilfszylinder (21) verschiebbaren Hilfskolben (29) aufweist,
   dadurch gekennzeichnet,
   daß der Hilfszylinder (21) einen Gegendruckraum (21a) aufweist, der an denselben Druckanschluß (33) angeschlossen ist wie der Arbeitszylinder (17), so daß der Hilfskolben (29) den Arbeitskol­ ben (25) bei dessen Arbeitshub unterstützt.