DE4219032C2 - Pneumatisch betriebener Schraubendreher - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen pneumatisch betriebenen Schraubendreher, der zum Eindrehen einer Schraube in ein Werkstück mit einer Druckluftquelle verbunden ist, mit

• - einem äußeren Gehäuse, das mit einem Einlaßanschluß für Druckluft versehen ist;
• - einem Rotor, der innerhalb des äußeren Gehäuses drehbar gelagert ist;
• - einer Bewegungseinheit mit einer Antriebsspitze, die koaxial mit einer Schraube in Eingriff bringbar ist und die in axialer Richtung bewegbar ist;
• - Drehbewegungsübertragungsmitteln, die zwischen dem Rotor und der Bewegungseinheit zum Übertragen der Drehbewegung des Rotors auf die Bewegungseinheit vorgesehen sind; und
• - einer Vorrichtung zum wahlweisen Zuführen pneumatischen Druckes zum Rotor und der Bewegungseinheit, um auf diese Weise den Rotor pneumatisch zu einer Drehbewegung um seine Achse zu veranlassen und die Bewegungseinheit zu einer Bewegung in Axialrichtung.

Ein bekannter, pneumatisch betriebener Schraubendreher ist in der japanischen Patentanmeldung Kokai (OPI) Nr. Hei-1-45 579 offenbart. Wie dies in Fig. 13 dargestellt ist, umfaßt der bekannte Schraubendreher allgemein einen pneumatisch verdrehbaren Rotor 1, eine Kraftübertragungseinheit 3, die durch den Rotor 1 zum Verdrehen einer Schraube um ihre Achse angetrieben wird, eine Bewegungseinheit 14, in der der Rotor 1 drehbar gelagert ist und die ihrerseits verschiebbar in einem äußeren Gehäuse 7 gelagert ist, um die sich drehende Schraube nach unten zu drücken, sowie eine Schraubenzuführeinheit 28 zum nacheinanderfolgenden Zuführen einer Schraube unter die Kraftübertragungseinheit 3.

Im einzelnen hat der bekannte Schraubendreher ein äußeres Gehäuse 7, in dem die Bewegungseinheit 14 verschiebbar angeordnet ist. In einem Hohlraum der Bewegungseinheit 14 ist der Rotor 1 drehbar mit Hilfe von Lagerungsmitteln 15, wie z. B. Lagern, gelagert, die ihrerseits an der Bewegungseinheit 14 befestigt sind. Die Kraftübertragungseinheit 3 hat eine Antriebsspitze, die koaxial mit dem Rotor angeordnet ist und einstückig mit ihm ausgebildet ist. Bei einer Drehung des Rotors 1 wird die Antriebsspitze demzufolge ebenfalls um ihre Achse verdreht. Zwischen dem unteren Ende der Bewegungseinheit 14 und der Bodenwand des äußeren Gehäuses 7 liegt eine Schraubendruckfeder 11, die die Bewegungseinheit 14 normalerweise nach oben beaufschlagt. Auf der Bodenwand ist ein aus Gummi geformtes Dämpfungsglied 4 befestigt, auf das das untere Ende der Bewegungseinheit 14 anschlagen kann, um die Bewegungsenergie der Bewegungseinheit 14 zu dämpfen.

Am unteren Abschnitt des Schraubendrehers ist eine Schraubenzufuhreinheit 28 vorgesehen. Diese Zufuhreinheit umfaßt einen Zuführkolben 29, eine Schraubendruckfeder 31, eine nicht dargestellte Zuführklinke und ein Verbindungsband 33. Die Schraubendruckfeder 31 ist innerhalb einer Kolbenkammer 29a angeordnet und drückt den Zuführkolben 29 normalerweise in Richtung auf eine Stellung unterhalb der Antriebsspitze 3. Die Zuführklinke ist beweglich an dem vorderen Ende des Zuführkolbens 29 gelagert und kann in ein Loch eingreifen, das im Verbindungsband 33 vorgesehen ist, um die Schrauben 13 in eine Stellung unmittelbar unterhalb der Antriebsspitze 3 zuzuführen, um nacheinander jede einzelne der Schrauben 13 in eine Stellung zu befördern, die koaxial unterhalb der Antriebsspitze 3 liegt.

Im äußeren Gehäuse 7 ist zum Bewegen der Bewegungseinheit 14, des Kolbens 29 und zum Drehen des Rotors 1 ein Strömungsmittelkreislauf vorgesehen. Zu diesem Zweck sind am äußeren Gehäuse 7 ein Drucklufteinlaßanschluß 5 und ein Druckluftauslaßanschluß 9 vorgesehen. Der Einlaßanschluß 5 ist mit einer nicht dargestellten Druckluftquelle verbunden. Diese Anschlüsse 5 und 9 sind wahlweise mit einem Betätigungsventil 2 verbunden, das seinerseits durch einen Drücker oder Abzug 10 betätigbar ist, der am äußeren Gehäuse 7 befestigt ist. Von dem Betätigungsventil 2 aus erstreckt sich ein Durchlaß 16. Dieser Durchlaß 16 steht in Verbindung mit der Kolbenkammer 29a, um dorthin pneumatischen Druck zuführen zu können, mit dessen Hilfe der Kolben 29 entgegen der Vorspannkraft der Schraubenfeder 31 verschoben werden kann.

Der Durchlaß 16 steht ebenfalls mit einem oberen Durchlaß 8 in Verbindung, mit dessen Hilfe pneumatischer Druck auf die Stirnfläche der Bewegungseinheit 14 aufgebracht werden kann, um diese Bewegungseinheit entgegen der Vorspannkraft der Schraubenfeder 11 nach unten zu bewegen. Ferner steht der Durchlaß 16 über eine Seitenbohrung 17, die in einer Seitenwand der Bewegungseinheit 14 vorgesehen ist, mit einem inneren Durchlaß 18 innerhalb der Bewegungseinheit 14 in Verbindung, so daß auf diese Weise dem Rotor 1 Druckluft zugeführt werden kann.

Wenn bei dieser Anordnung der Abzug oder Drücker 10 betätigt (nach oben gezogen) wird, dann wird Druckluft von der Druckluftquelle über das Betätigungsventil 2 in den Durchlaß 16 eingelassen. Die Druckluft wird dabei über die Seitenbohrung 17 in die innere Passage 18 eingeleitet und treibt den Rotor 1 pneumatisch an. Die Druckluft wird ferner in den oberen Durchlaß 8 eingeleitet, so daß auf die Stirnwand der Bewegungseinheit 14 ein pneumatischer Druck ausgeübt wird, mit dessen Hilfe diese entgegen der Vorspannkraft der Schraubenfeder 11 nach unten bewegt wird.

Durch die Drehung des Rotors 1 dreht sich ebenfalls die Kraftübertragungseinheit 3, um die Schraube 13 um ihre Achse zu verdrehen, und die Schraube 13 wird gleichzeitig durch die Abwärtsbewegung der Bewegungseinheit 14 nach unten bewegt. Auf diese Weise kann die Schraube 13 in ein Werkstück 35 oder in eine Wand eingeschraubt werden, die mit Hilfe der Schraube befestigt werden soll. Während dieser Zeit wird die Druckluft ebenfalls in die Schraubenzuführeinheit 28 eingeführt, so daß der Zuführkolben 29 entgegen der Vorspannkraft der Schraubenfeder 31 in seine zurückgezogene Stellung (nach rechts in Fig. 13) bewegt wird.

Wenn der Abzug oder Drücker 10 danach losgelassen wird, dann wird die Druckluftzufuhr zum oberen Durchlaß 8, zum inneren Durchlaß 18 und zur Schraubenzuführeinheit 28 durch das Betätigungsventil 2 unterbrochen. Die Luft im oberen Durchlaß 8 wird daher über den Druckluftauslaßanschluß 9 ausgeblasen. Die Bewegungseinheit 14 bewegt sich demzufolge durch die Vorspannkraft der Schraubenfeder 11 nach oben, um ihre Ursprungslage wiedereinzunehmen. Ferner wird die Druckluft in der Schraubenzuführeinheit 28 ebenfalls über den Druckluftauslaßanschluß 9 abgeblasen, so daß der Zuführkolben 29 sich durch die Vorspannkraft der Schraubendruckfeder 31 in Richtung der Antriebsspitze 3 bewegt. Die Schraube 13 wird demzufolge in Richtung auf eine Stellung unmittelbar unterhalb der Antriebsspitze 3 bewegt.

Wie dies oben beschrieben worden ist, ist bei dem bekannten Schraubendreher die Kraftübertragungseinheit 3 einheitlich mit dem Rotor 1 ausgebildet, und der Rotor 1 ist innerhalb der Bewegungseinheit 14 drehbar gelagert. Der Rotor 1 muß dabei im allgemeinen eine sperrige Größe und ein erhebliches Gewicht haben, und die Bewegungseinheit 14 muß daher ebenfalls voluminös und schwer sein, um darin den voluminösen Rotor 1 aufnehmen zu können. Das gesamte Gewicht des bekannten Schraubendrehers rührt auf diese Weise fast vollständig vom Rotor 1 und der Bewegungseinheit 14 her, und zum Zeitpunkt des Vorganges des Schraubeneindrehens entstehen demzufolge große Reaktionskräfte, die die Wirksamkeit des Schraubendrehers herabsetzen können.

Aufgrund der sperrigen Größe des Rotors 1 und der Bewegungseinheit 14 muß darüber hinaus der vertikale Bewegungshub des Rotors 1 groß sein, zusätzlich zu einem vergrößerten Durchmesser. Daraus folgt, daß das entsprechende äußere Gehäuse 7 ein großes Baumaß hat und daß demzufolge der gesamte Schraubendreher voluminös ist, was wiederum die Handhabbarkeit des Schraubendrehers behindert.

Beim bekannten Schraubendreher wird darüber hinaus selbst nach einer Befestigung der Schraube 13 am Werkstück 35 die Bewegungseinheit 14 weiter nach unten bewegt, und sie stößt aufgrund des Energieüberschusses gegen das Dämpferglied 4 an. In einem solchen Fall kann aufgrund des hohen Gewichtes des Rotors 1 und der Bewegungseinheit 14 eine große Stoßkraft erzeugt werden. Diese Stoß- oder Rückstoßkraft kann direkt auf den Rotor 1 und auf die Rotorlagerungen 15 übertragen werden, wobei die Haltbarkeit und die Lebensdauer des Schraubendrehers beeinträchtigt werden.

Bei dem bekannten Schraubendreher wird darüber hinaus die Zufuhr der Druckluft zum Rotor 1 und ein Stop dieser Zufuhr durch eine Öffnungs- oder Schließbetätigung des Betätigungsventils 2 mit Hilfe einer Betätigung des Abzuges 10 bewirkt. In diesem Fall löst die Bedienungsperson den Abzug 10 zum Schließen des Betätigungsventils 2 dann, wenn er Kenntnis vom Abschluß des Einschraubens der Schraube 13 in das Werkstück 35 hat. Aus diesem Grunde kann die Druckluft während einer Zeitspanne vom Abschluß der Schraubenbefestigung bis zum Zeitpunkt des Lösens des Abzuges 10 nutzlos zugeführt werden. Demzufolge kann eine größere Menge Druckluft verbraucht werden.

In der modernen Bauindustrie werden leichtgewichtige Wandplatten, wie z. B. Gipsplatten, weithin benutzt, und demzufolge werden spezielle Schraubenarten zum Befestigen solcher Platten in zunehmenden Maße verwendet. Aus diesem Grunde ist eine Forderung zur Verwendung leichtgewichtiger Schraubendreher erhoben worden, die für solche Schrauben geeignet sind. Für die Arbeit des Schraubeneindrehens ist ein elektrischer Schraubendreher verwendet worden. Da elektrische Schraubendreher im allgemeinen jedoch schwer sind, ist ein anderer Schraubendreher, wie z. B. ein pneumatisch betätigter Schraubendreher, mit einem geringen Gewicht gefordert worden. Bei der jeweiligen Baustelle muß jedoch ein Kompressor als Druckluftquelle dann vorhanden sein, wenn ein pneumatisch betriebener Schraubendreher verwendet wird. Der Kompressor muß tragbar und klein in den Abmessungen sein, und in dieser Beziehung ist der oben beschriebene, pneumatisch betriebene Schraubendreher nicht geeignet, da er große Mengen von Druckluft verbraucht. Da die Schraubenzuführeinheit 28 ebenfalls pneumatisch angetrieben wird, wie dies oben beschrieben worden ist, verbraucht die Einheit 28 darüber hinaus auch noch Druckluft. Im Hinblick darauf ist es notwendig, einen pneumatisch betriebenen Schraubendreher anzugeben, der den Verbrauch an Druckluft vermindert.

Aus DE 23 36 599 ist ein mit Druckluft betriebener Handschrauber bekannt, mit einem Luftmotor, welcher einen in einem Zylindergehäuse gegen Federkraft längs verschiebbaren Kolben bildet.

Aus DE 32 33 962 A1 ist ein mit Druckluft betriebener Schrauber bekannt, dessen Rotor von einem Schaft durchsetzt wird. Der Schaft verbindet das Werkzeug mit einem Ventilglied, so daß während des Schraubvorganges das Gerät nur wirksam sein kann, wenn eine bestimmte Kraft zum Öffnen des Ventilgliedes ausgeübt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen pneumatisch betriebenen Schraubendreher anzugeben, der kleine Baumaße hat und in der Lage ist, die Betätigbarkeit und die Lebensdauer zu verbessern, und der darüber hinaus in der Lage ist, den Verbrauch an Druckluft zu vermindern.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst,

• - daß der Rotor mit einem Hohlraum in axialer Richtung ausgebildet ist, wobei der Rotor lediglich um seine Achse drehbar ist; und
• - die Bewegungseinheit innerhalb des Hohlraumes verschiebbar ist.

Anhand der beigefügten Zeichnungen werden nun Ausführungsformen der Erfindung im einzelnen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ist eine Schnittansicht eines pneumatisch betriebenen Schraubendrehers nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung, wobei der Zustand vor dem Vorgang des Schraubeneindrehens dargestellt ist;

Fig. 2 ist eine Schnittansicht eines pneumatisch betriebenen Schraubendrehers nach der ersten Ausführungsform, wobei der Zustand des Schraubeneindrehens dargestellt ist;

Fig. 3 ist eine Schnittansicht eines pneumatisch betriebenen Schraubendrehers nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 4 ist eine Schnittansicht eines pneumatisch betriebenen Schraubendrehers nach einer dritten Ausführungsform;

Fig. 5 ist eine Schnittansicht eines pneumatisch betriebenen Schraubendrehers nach einer vierten Ausführungsform, wobei der Bereitschaftszustand des Schraubendrehers dargestellt ist;

Fig. 6 ist eine Schnittansicht eines pneumatisch betriebenen Schraubendrehers nach der vierten Ausführungsform, wobei die Schraubeneindrehphase dargestellt ist;

Fig. 7 ist eine Schnittansicht des pneumatisch betriebenen Schraubendrehers nach der vierten Ausführungsform, wobei der Zustand nach Abschluß des Schraubeneindrehvorganges dargestellt ist;

Fig. 8 ist eine Schnittansicht eines pneumatisch betriebenen Schraubendrehers nach einer fünften Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 9 ist eine Schnittansicht eines pneumatisch betriebenen Schraubendrehers nach einer sechsten Ausführungsform der Erfindung, wobei der Bereitschaftszustand dargestellt ist;

Fig. 10 ist eine Schnittansicht des pneumatisch betriebenen Schraubendrehers nach der sechsten Ausführungsform, wobei der Zustand des Schraubeneindrehens dargestellt ist;

Fig. 11 ist eine Schnittansicht eines pneumatisch betriebenen Schraubendrehers nach einer siebten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 12 ist eine Schnittansicht eines bekannten pneumatisch betriebenen Schraubendrehers.

Ein pneumatisch betriebener Schraubendreher nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird nun im einzelnen anhand der Fig. 1 und 2 beschrieben.

Der Schraubendreher umfaßt allgemein einen pneumatisch verdrehbaren Rotor 101, eine Kraftübertragungseinheit 103 zum Verdrehen einer Schraube 13 um ihre Achse, ein Hauptventil 111, ein Schließventil 110, eine Bewegungseinheit 114 und eine Schraubenzuführeinheit 28. Das Gehäuse 107 nimmt in sich den Rotor 101 auf, innerhalb dessen ein axialer Hohlraum 101a ausgebildet ist. Der Rotor 101 hat obere und untere Hülsenabschnitte 101b und 101c, die mit Hilfe von Lagern 115, 115 drehbar gelagert sind, die ihrerseits an ringförmigen Vorsprungsabschnitten 107c, 107d des Gehäuses 107 befestigt sind. Der Rotor 101 ist demzufolge im äußeren Gehäuse 107 drehbar gelagert. Der Rotor 101 hat ferner einen Schaufelabschnitt 101d, der einen größeren Durchmesser hat als die Hülsenabschnitte 101b, 101c. In einer Stellung, die dem Schaufelabschnitt gegenüberliegt, ist ein Luftauslaß in einer Seitenwand des äußeren Gehäuses 107 vorgesehen. Der obere Hülsenabschnitt 101b bildet einen Lufteingangsdurchlaß 108. Im oberen Hülsenabschnitt 101b sind ferner mehrere Radialbohrungen 101e angebracht. Diese Bohrungen 101e stehen in Druckmittelverbindung mit einem Luftdurchlaß 107a, der im Gehäuse 107 ausgebildet ist. Der Luftdurchlaß 107a steht mit dem Schaufelabschnitt 101d in Verbindung, um Druckluft dorthin zu führen, um auf diese Weise den Schaufelabschnitt 101d in Drehbewegung zu versetzen.

In einer Stellung zwischen einem oberen Deckel 107f und einem oberen Abschnitt des Rotors 101 ist das Hauptventil 111 vertikal bewegbar angeordnet, das eine zylindrische Form hat. Das Hauptventil 111 hat einen Abschnitt 111a mit einem großen Durchmesser, der in bezug auf eine ringförmige Vertiefung 107b, die im äußeren Gehäuse 107 eingeformt ist, verschiebbar ist. Der Abschnitt 111a mit großem Durchmesser hat eine obere, druckaufnehmende Fläche 111b. Im Hauptventil 111 ist ferner ein Abschnitt 111c mit einer Innenstufe vorgesehen, und zwischen dieser Innenstufe 111c und dem oberen Deckel 107f liegt eine Schraubendruckfeder 140, die das Hauptventil 111 normalerweise in Richtung auf die obere Fläche des ringförmigen Vorsprungabschnittes 107c drückt. In der Nähe des oberen Deckels 107f ist ein Auslaßanschluß 109 ausgebildet. Wenn das Hauptventil 111 sich in seiner untersten Stellung befindet (Fig. 1), dann kann Luft, die sich innerhalb des Hauptventiles 111 befindet, durch den Auslaßanschluß 109 nach außen abgeblasen werden.

In der Axialbohrung 101a des Rotors 101 ist die Bewegungseinheit 114 verschiebbar angeordnet. Die Bewegungseinheit 114 ist zusammen mit der Drehung des Rotors 101 um ihre Achse verdrehbar, da zwischen beiden Teilen eine Keilverbindung bei 114b besteht. Ein oberer Abschnitt der Bewegungseinheit 114 ist mit einem Abschnitt größeren Durchmessers oder einem Kolben 114a versehen, der in gleitender Berührung mit dem Hohlraum 101a des Rotors 101 steht. Die obere Fläche des Kolbens 114a dient als druckaufnehmende Fläche. In einer Lage unterhalb des Kolbens 114a ist zwischen einer inneren Umfangsfläche des Rotors 101 und der äußeren Umfangsfläche der Bewegungseinheit 114 ein ringförmiger Raum S definiert. Ferner ist im Kolben 114a ein Verbindungsdurchgang 112 ausgebildet. Der Verbindungsdurchgang 112 steht mit einem Ende mit dem Eingangsdurchlaß 108 in Verbindung und mit dem anderen Ende über ein Rückschlagventil (Rohrventil) 144 mit dem ringförmigen Raum S. Die Bewegungseinheit 114 hat einen unteren Abschnitt, an dem eine Antriebsspitze 103 zum Verdrehen der Schraube einstückig und koaxial befestigt ist.

Der Rotor 101 besteht aus einem Material, das ein niedriges spezifisches Gewicht hat, z. B. aus Aluminium oder Kunststoff, um einen leichtgewichtigen Rotor zu erhalten, wodurch die Anlaufphase einer Drehbewegung verringert werden kann, um auf diese Weise eine bestimmte Anzahl von Umdrehungen innerhalb einer kurzen Zeit durchführen zu können.

Die Bewegungseinheit 114 hat einen oberen Endabschnitt, an dem ein Schließventil 110 einstückig und koaxial vorgesehen ist.

Am unteren Teil des Schraubendrehers ist eine Schraubenzuführeinheit 28 vorgesehen. Diese Zuführeinheit umfaßt in üblicher Weise einen Zuführkolben 29, eine Schraubendruckfeder 31, eine nicht dargestellte Zuführklinke und ein Verbindungsband 33. Die Schraubendruckfeder 31 ist innerhalb einer Kolbenkammer 29a angeordnet und drückt den Zuführkolben 29 normalerweise in eine Stellung, die von der Antriebsspitze 103 entfernt ist. Die Zuführklinke ist am vorderen Ende des Zuführkolbens 29 beweglich gelagert und kann zum Zuführen der Schraube 13 in einer Stellung unmittelbar unterhalb der Antriebsspitze 103 mit einem Loch in Eingriff gebracht werden, das im Verbindungsband 33 vorgesehen ist. Auf diese Weise kann jede der Schrauben 13 entgegen der Vorspannkraft der Schraubenfeder 31 in eine Stellung koaxial mit der Antriebsspitze 103 und unter diese gebracht werden.

Im äußeren Gehäuse 107 ist ein Druckmittelkreislauf vorgesehen, um die Bewegungseinheit 114 und den Kolben 29 zu bewegen und den Rotor 101 in Drehung zu versetzen. Das heißt, daß im Gehäuse 107 ein Drucklufteinlaßanschluß 105 vorgesehen ist und daß ferner innerhalb des äußeren Gehäuses 107 ein Druckluftsammelraum S1 vorgesehen ist. Der Drucklufteinlaßanschluß 105 ist mit einer nicht dargestellten Druckluftquelle verbunden. Der Drucklufteinlaßanschluß 105 kann durch einen Abzug oder Drücker 10, der am äußeren Gehäuse 107 befestigt ist, mit einem Betätigungsventil 102 in Verbindung gebracht werden. Eine erste Verbindungsleitung stellt eine Verbindung zwischen dem Betätigungsventil 102 und der ringförmigen Vertiefung 107b her, so daß pneumatischer Druck auf die obere, druckaufnehmende Fläche 111b des Hauptventils 111 dann geleitet werden kann, wenn das Hauptventil 111 sich in seiner unteren Stellung befindet. Druckluft aus dem Druckluftsammelraum S1 wird auf diese Weise auf die äußere Umfangsfläche des Hauptventils 111 geleitet. Ferner stellt eine zweite Verbindungsleitung 142 die Verbindung zwischen dem Betätigungsventil 102 und der Kolbenkammer 29a her, so daß auf diese Weise pneumatischer Druck auf den Kolben 29 aufgebracht werden kann, um diesen Kolben entgegen der Vorspannkraft der Schraubenfeder 31 in Richtung auf die Antriebsspitze 103 zu bewegen.

In dem Zustand, wie er in Fig. 1 dargestellt ist, ist Druckluft, die über den Drucklufteinlaßanschluß 105 zugeführt worden ist, in dem Druckluftsammelraum S1 geleitet und wird über die erste Verbindungsleitung 141 auf die obere, druckaufnehmende Fläche 111b des Hauptventils geleitet und über die zweite Verbindungsleitung 142 zu dem Kolben 29. Auf diese Weise wird das Hauptventil 111 nach unten gedrückt und der Kolben 29 wird nach links verschoben. In diesem Zustand kann die Luft innerhalb des Hauptventils 111 über den Auslaß 109 nach außen abgeblasen werden.

Wenn danach der Abzug oder Drücker 10 nach oben gezogen wird, um das Betätigungsventil 102 zu betätigen, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist, dann kann die Druckluft, die auf der oberen, druckaufnehmenden Fläche 111b des Hauptventils wirksam ist, über die erste Verbindungsleitung 141 und durch das Betätigungsventil 102 nach außen abgeblasen werden, wie dies durch einen Pfeil A angedeutet ist. In diesem Fall wird der pneumatische Druck innerhalb des Druckluftsammelraumes S1 auf der unteren Fläche des Hauptventils 111 wirksam. Dieses Hauptventil wird demzufolge nach oben bewegt, und zwar aufgrund des Druckunterschiedes, der zwischen den oberen und unteren, druckaufnehmenden Flächen des Hauptventils 111 besteht. Auf diese Weise wird die untere Fläche des Hauptventils 111 von der Bodenfläche der ringförmigen Vertiefung weg bewegt, um auf diese Weise einen neuen Druckmitteldurchlaß 143 zu bilden. Da der Druckmitteldurchlaß 143 mit dem Eingangsdurchlaß 108 in Verbindung steht, kann auf die obere Fläche des Kolbens 114a ein Druck aufgebracht werden, so daß der letztere damit beginnt, sich nach unten zu bewegen. Auf diese Weise wird die Antriebsspitze 103 gradlinig in einer Stellung oberhalb der Schraube 13 bewegt.

Die komprimierte Luft innerhalb des Eingangsdurchlasses 108 kann darüber hinaus über den Luftdurchlaß 107a in den Schaufelabschnitt 101d des Rotors eingeleitet werden, und der Rotor wird auf diese Weise in Drehung versetzt. Aufgrund der Keilverbindung 114b zwischen dem Rotor 101 und der Antriebsspitze 103 wird die letztere ebenfalls in Drehung versetzt, so daß eine zusammengesetzte Dreh- und Axialbewegung der Bewegungseinheit 14 und der Antriebsspitze 3 zustandekommt. Da der ringförmige Raum S mit dem Eingangsdurchlaß 108 durch den Verbindungsdurchgang 112 verbunden ist, wird die komprimierte Luft übrigens auch in den ringförmigen Raum S eingeleitet.

Wenn die Bewegungseinheit 114 um einen vorbestimmten Hub abwärts bewegt wird, kann der Vorgang des Schraubeneindrehens beendet werden. Zu diesem Zeitpunkt wird das Schließventil in Berührung mit der oberen Öffnung des Eingangsdurchlasses 108 gebracht, da das Schließventil 110 einstückig mit der Bewegungseinheit 114 ausgebildet ist. Die Druckluft kann demzufolge nicht mehr in den Eingangsdurchlaß 108 eingeleitet werden. Auf diese Weise wird die Drehung des Rotors 101 angehalten.

Die Druckluft in dem Eingangsdurchlaß 108 kann durch den Verbindungsdurchgang 112 und das Rückschlag- oder Rohrventil 144 innerhalb des ringförmigen Raumes S angesammelt werden (s. das verformte Rohr 144 in Fig. 2). Ferner wird die Druckluft in der Kolbenkammer 29a über die zweite Verbindungsleitung 142 und das Betätigungsventil 102 nach außen abgeblasen. Auf diese Weise werden der Zuführkolben 29 und die Zuführklinke von der Antriebsspitze 103 so wegbewegt, daß die nicht dargestellte Zuführklinke der Schraubenzuführeinheit 28 von der Schraube 13 zurückgezogen werden kann.

Wenn der Abzug oder Drücker 10, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, losgelassen wird, dann wird die Druckluft wiederum auf die obere, druckaufnehmende Fläche 111b des Hauptventils 111 aufgebracht, so daß das Hauptventil 111 nach oben bewegt wird und auf diese Weise den Auslaß 109 öffnet. Die Luft, die im Raum oberhalb der Bewegungseinheit 114 enthalten ist, wird dadurch über den Auslaß 109 in die Atmosphäre abgeblasen. Nach dem Abblasen der Luft bewegt sich die Bewegungseinheit 114 aufgrund des Druckmittels nach oben, das innerhalb des Raumes S durch das Rohr 144 eingeschlossen ist, so daß die Bewegungseinheit 114 ihre ursprüngliche Lage wieder einnehmen kann. Ferner kann die Schraubenzuführeinheit 28 mit Druckluft beliefert werden, so daß der Zuführkolben 29 und die Zuführklinke auf die Antriebsspitze 103 zum anschließenden Zuführen einer Schraube 13 genau unter die Antriebsspitze 103 bewegt werden.

Bei der ersten Ausführungsform, wie sie oben beschrieben worden ist, hat die Bewegungseinheit 114 eine kleine Masse, da sie innerhalb des Hohlraumes des Rotors 101 angeordnet ist, und der Rotor 101 ist nicht vertikal bewegbar, sondern nur die Bewegungseinheit 114. Auf diese Weise können die Rückstoß- und Reaktionskräfte auf ein niedriges Niveau vermindert werden und man erhält ein kompaktes, äußeres Gehäuse 107. Als Ergebnis ist eine verbesserte Handhabbarkeit des Schraubendrehers und dessen verlängerte Haltbarkeit erzielbar. Der Eingangsdurchlaß 108 kann darüber hinaus durch das Schließventil 110 nahezu gleichzeitig mit dem zeitlichen Abschluß des Befestigens der Schraube am Werkstück geschlossen werden. Unnötige Druckluftzufuhr zum Rotor 101 ist demzufolge vermeidbar, d. h., ein Verlust von Druckluft kann vermindert werden. Dies führt dazu, daß große Zahlen von Schrauben einem Eindrehvorgang unterworfen werden können.

Unter Bezugnahme auf Fig. 3 wird als nächstes ein pneumatisch betriebener Schraubendreher nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung beschrieben; gleiche Teile und Baugruppen sind dabei mit denselben Bezugsziffern bezeichnet wie diejenigen, die bei der ersten Ausführungsform dargestellt worden sind. Bei der zweiten Ausführungsform ist auf das Hauptventil 111 der ersten Ausführungsform verzichtet worden. Die zweite Ausführungsform hat anstelle dessen eine solche Anordnung, daß dann, wenn der Abzug 10 zur Bewegung des Betätigungsventils 102 nach oben gezogen wird, die Druckluft direkt in den Eingangsdurchlaß 108 und in die Kolbenkammer 29a eingeleitet wird. Bei der zweiten Ausführungsform ist der Zuführkolben 29 darüber hinaus durch die Schraubenfeder 31 in Richtung auf die Antriebsspitze 103 zu beaufschlagt, also anders wie bei der ersten Ausführungsform. Bei der zweiten Ausführungsform kann eine neue Schraube 13 demzufolge unmittelbar unter die Antriebsspitze 103 dann zugeführt werden, wenn die Druckluft innerhalb der Kolbenkammer 29a über die zweite Verbindungsleitung 142 und über das Betätigungsventil 102 nach außen abgeblasen wird.

Die andere wesentliche Anordnung ist dieselbe wie die bei der ersten Ausführungsform, insbesondere im Hinblick auf die Anordnung des Rotors 101, der Bewegungseinheit 114 und des Schließventils 110. Die zweite Ausführungsform bietet daher Vorteile, die im wesentlichen dieselben sind wie bei der ersten Ausführungsform.

Anhand der Fig. 4 wird nun ein pneumatisch betriebener Schraubendreher nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung beschrieben, wobei gleiche Teile und Bauteile mit denselben Bezugsziffern bezeichnet sind wie bei den vorangegangenen Ausführungsformen. Bei der dritten Ausführungsform ist das Schließventil, das bei der ersten und zweiten Ausführungsform verwendet worden ist, weggelassen worden. Anstelle dessen ist ein Eingangsdurchlaß 208, der einer Kombination des Eingangsdurchlasses 108 und dem Luftdurchlaß 107a bei den vorangegangenen Ausführungsformen entspricht, am ringförmigen Vorsprung 107c vorgesehen. Das heißt, der Eingangsdurchlaß 208 hat ein Ende, das sich direkt zur oberen Fläche des ringförmigen Vorsprunges 107c öffnet, während das andere Ende mit dem Schaufelabschnitt 101c in Verbindung steht.

Sehr wichtig ist, daß darüber hinaus innerhalb des Gehäuses 307 ein Umschaltventil 222 vorgesehen ist. Das Umschaltventil 222 ist über einen Durchlaß 225 mit dem ringförmigen Raum S verbindbar und über einen Durchlaß 242 mit der Kolbenkammer 29a. Es ist ferner mit einem ringförmigen Raum S2 verbindbar, der zwischen der ringförmigen Vertiefung 307b und dem Hauptventil 211 vorhanden ist. Ferner ist das Umschaltventil 222 über einen Durchlaß 222a, der in Fig. 4 in gestrichelten Linien dargestellt ist, mit der Luftkammer S1 so verbunden, daß pneumatischer Druck über den Durchlaß 241 auf die obere Fläche 211b des Hauptventils 211 geleitet werden kann.

Wenn die Schraube 13 in das Werkstück fast eingeschraubt ist, dann drückt die Druckluft, die im ringförmigen Raum S enthalten ist, einen Ventilkörper des Umschaltventils 220 über den Durchlaß 225 nach oben. Das Durchlaßventil 222 stellt auf diese Weise über den Durchlaß 222a eine Druckmittelverbindung zwischen der Luftkammer S1 und dem Durchlaß 241 her, so daß pneumatischer Druck auf die Oberfläche 211b des Hauptventiles 211 geleitet werden kann. Das Hauptventil 211 wird auf diese Weise vollständig auf die obere Fläche des ringförmigen Vorsprunges 107c abgesenkt, um das offene Ende des Eingangsdurchlasses 208 abzuschließen. Eine unnötige Zufuhr von Druckluft in den Rotor 101 hinein ist demzufolge vermeidbar, um einen Verlust von Druckluft zu vermeiden.

Der Zufuhrkolben 29 wird im übrigen normalerweise durch die Vorspannkraft der Schraubenfeder 31 in Zuführrichtung der Schraube 13 beaufschlagt. Wenn jedoch der Innendruck innerhalb des ringförmigen Raumes S genügend hoch wird, dann drückt die Druckluft den Kolben 29 entgegen der Vorspannkraft der Schraubenfeder 31 über die Durchlässe 225 und 242 in die entgegengesetzte Richtung.

Als nächstes wird anhand der Fig. 5 bis 7 ein pneumatisch betriebener Schraubendreher nach einer vierten Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Die vierte Ausführungsform ist insofern der dritten Ausführungsform ähnlich, als das Schließventil 110 nach der ersten Ausführungsform weggelassen worden ist, wohingegen die Form des Hauptventils 211 und des Eingangsdurchlasses 208 dieselben sind wie bei der dritten Ausführungsform. Bei der vierten Ausführungsform ist anstelle des Umschaltventils 222 eine Zeiteinstellventilvorrichtung 315 vorgesehen.

Im einzelnen ist die Zeiteinstellventilvorrichtung 315 so ausgebildet, daß Druckluft zur oberen Fläche des Hauptventils nach dem Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer für das Absenken des Hauptventils 211 zugeführt wird. Die Schraubenzuführeinheit 28 ist dieselbe wie bei der ersten Ausführungsform. Die Zeiteinstellventilvorrichtung 315 umfaßt einen Ventilblock, in der eine erste Ventilkolbenkammer 326 und eine zweite Ventilkolbenkammer 327 ausgebildet sind. Die erste Ventilkolbenkammer 326 ist über ein Rückschlagventil 317 und eine Durchlaßverzweigung 316 mit dem Betätigungsventil 102 verbunden; das Ende der Durchlaßabzweigung 316, das mit der ersten Ventilkolbenkammer 326 in Verbindung steht, hat einen kleinen Durchmesser, so daß dort eine Drosselöffnung 316a gebildet wird. Die zweite Ventilkolbenkammer 327 ist oberhalb der ersten Ventilkolbenkammer 326 angeordnet und ist über eine Bohrung 328 mit der Luftkammer S1 verbindbar. Die zweite Ventilkolbenkammer 327 ist über eine Leitung 341 mit dem Raum oberhalb des Hauptventils 211 verbunden sowie durch einen Durchlaß 329 mit dem Betätigungsventil 102. Die zweite Ventilkolbenkammer 327 hat einen abgestuften Abschnitt 327a, um einen Sitz für einen zweiten Kolben 318b zu bilden. In diesen Ventilkammern 326 und 327 ist ein Ventilkolben 318 beweglich angeordnet. Der Ventilkolben 318 hat einen ersten Kolben 318a, der verschiebbar in der ersten Ventilkolbenkammer 326 angeordnet ist, während der zweite Kolben 318b in der zweiten Ventilkolbenkammer 327 beweglich angeordnet ist und dazu dient, die Bohrung 328 abzuschließen; eine Kolbenstange 318c verbindet den ersten und den zweiten Kolben 318a und 318b. Bei der vierten Ausführungsform ist übrigens am Boden des unteren Hülsenabschnittes 101c ein Dämpfungsglied 481 aus Gummi vorgesehen. Die Bewegungseinheit 114 ist mit einem Flansch 114c versehen, der an das Dämpfungsglied 481 anschlagen kann.

In Fig. 5 ist der Bereitschaftszustand des Schraubendrehers dargestellt. Der Ventilkolben 318 befindet sich in seiner obersten Stellung, so daß die Verbindung zwischen der Luftkammer S1 und der zweiten Ventilkolbenkammer 327 unterbrochen ist. Ferner befindet sich das Hauptventil 211 in seiner untersten Stellung, um den Eingangsdurchlaß 208 abzuschließen, so daß Druckluft über das Betätigungsventil 102, den Durchlaß 329, die zweite Ventilkolbenkammer 327 und die Leitung 341 auf den oberen Flächenabschnitt des Hauptventils 211 geleitet werden kann.

In Fig. 6 ist eine Phase des Schraubeneindrehens dargestellt, die durch Betätigung des Abzuges 10 zur Bewegung des Betätigungsventils 102 in Betrieb gesetzt worden ist. Die Druckluft, die der oberen Fläche des Hauptventils 211 zugeführt worden ist, ist durch die Leitung 341, die zweite Ventilkolbenkammer 327 und den Durchlaß 329 aus dem Betätigungsventil 101 in die Atmosphäre abgeblasen worden. Das Hauptventil 211 kann daher aufgrund des pneumatischen Druckes in der Luftkammer S1 zum Öffnen des Eingangsdurchlasses 208 nach oben bewegt werden. Ferner kann der pneumatische Druck zu der oberen Fläche des Kolbens 114a der Bewegungseinheit 114 zugeführt werden, um denselben in axialer Richtung abzusenken, während er um seine Achse gedreht wird. Die Schraube 13 kann demzufolge drehend abwärts bewegt werden. In diesem Fall wird Druckluft innerhalb der ersten Ventilkolbenkammer 326 über die Drosselöffnung 318a und den Durchlaß 316 schrittweise aus dem Betätigungsventil 102 abgeblasen. Das pneumatische Druckniveau innerhalb der Kammer 326 wird demzufolge schrittweise herabgesetzt.

Fig. 7 stellt den Zustand dar, in dem der Vorgang des Schraubeneindrehens beendet worden ist, d. h., in dem die Schraube 13 vollständig in das Werkstück 35 hineingeschraubt worden ist. Der pneumatische Druck innerhalb der ersten Ventilkolbenkammer 326 wird niedriger als derjenige, der der oberen Fläche des zweiten Kolbens 318b zugeführt wird. Der Ventilkolben 318 bewegt sich aus diesem Grunde nach unten. Durch diese Bewegung wird die Luftverbindung zwischen der zweiten Ventilkolbenkammer 327 und dem Betätigungsventil 102 abgeschnitten, da der zweite Kolben 318b auf den gestuften Abschnitt 327a der zweiten Ventilkolbenkammer 327 aufsetzt. Gleichzeitig kann die Druckluft innerhalb der Luftkammer S1 über die Bohrung 328 in die zweite Ventilkolbenkammer 327 eingeleitet werden, und sie wird über die Leitung 341 auf die obere Fläche des Hauptventils 211 geleitet. Das Hauptventil 211 bewegt sich demzufolge nach unten, um den Eingangsdurchlaß 208 abzuschließen. Auf diese Weise wird ein weiterer Verbrauch an Druckluft nach der Beendigung des Vorganges des Schraubeneindrehens vermieden.

Es sollte festgestellt werden, daß der Querschnitt der Drosselöffnung 316a so vorgesehen ist, daß der Ventilkolben 318 gleichzeitig mit der zeitlichen Beendigung des Schraubeindrehvorganges nach unten bewegt werden kann. Mit anderen Worten ist der Querschnitt dieser Öffnung so bemessen, daß die Druckluft innerhalb der ersten Ventilkolbenkammer 326 aus dieser Kammer abgeblasen werden kann, um eine Druckdifferenz zwischen dem oberen Abschnitt des zweiten Ventilkolbens 318b und dem unteren Abschnitt des ersten Ventilkolbens 318a dann aufzubauen, wenn der Zeitabschnitt vom Beginn bis zum Ende des Schraubeneindrehvorganges abgelaufen ist.

Als nächstes wird ein pneumatisch betriebener Schraubendreher nach einer fünften Ausführungsform der Erfindung in Anlehnung an Fig. 8 beschrieben. Bei den ersten drei Ausführungsformen kehrte die Bewegungseinheit 114 in ihre Ausgangslage dadurch zurück, daß vom pneumatischen Druck innerhalb des ringförmigen Raumes S nach der Beendigung des Schraubeneindrehvorganges Gebrauch gemacht wurde. Bei der fünften Ausführungsform sind andererseits innerhalb des Raumes S Zurückbewegungsmittel vorgesehen, um die Bewegungseinheit 114 sicher in ihre Ausgangsstellung zurückzubringen. Die Ausführungsform, die in Fig. 8 dargestellt ist, ist auf der Grundlage der zweiten Ausführungsform aufgebaut, die in Fig. 3 dargestellt ist. Es braucht jedoch nicht besonders betont zu werden, daß das Konzept der fünften Ausführungsform auch bei den anderen Ausführungsformen angewendet werden kann. Gemäß Fig. 8 ist zwischen der Bodenwand des unteren Hülsenabschnittes 101c des Rotors 101 und dem mittleren Flansch 114c der Bewegungseinheit eine Rückholfeder 480 vorgesehen, mit deren Hilfe die Bewegungseinheit 114 normalerweise nach oben vorgespannt ist. An der Bodenwand des unteren Hülsenabschnittes 101c ist ferner ein ringförmiges Dämpfungsteil 481 befestigt. Durch geeignete Auswahl der Vorspannkraft der Rückholfeder 480 kann die Bewegungseinheit 114 sicher in ihre Ausgangslage zurückgeholt werden. Andererseits kann die Bewegungseinheit aufgrund des pneumatischen Druckes, der auf den Kolben 114a ausgeübt wird, unter Überwindung der Vorspannkraft der Rückholfeder 480 nach unten bewegt werden. Bei der fünften Ausführungsform hat der Stangenabschnitt 114b′ der Bewegungseinheit 114 übrigens einen sechseckigen Querschnitt, und die Bodenwand des unteren Hülsenabschnittes 101c hat ein entsprechendes, sechseckiges Loch, so daß auf diese Weise ein Drehmoment vom Rotor 101 auf die Bewegungseinheit 114 übertragen werden kann. In Verbindung mit der eben beschriebenen Ausführungsform ist die Verbindung zwischen dem Rotor und der Bewegungseinheit nicht auf eine Keil- und Nutenverbindung oder eine sechseckige Passung beschränkt, sondern es können auch andere Bauarten angewendet werden, insofern als das Drehmoment des Rotors 101 auf die Bewegungseinheit übertragen werden kann, und die Bewegungseinheit 114 relativ zum Rotor 101 axial verschieblich ist. Beispielsweise kann eine bekannte Kugelkeilverbindung oder eine Rollenverbindung angewendet werden. Im letzteren Fall hat der Schaftabschnitt der Bewegungseinheit 114 einen rechteckigen Querschnitt. Ein Paar von Rollen, die drehbar im Rotor 101 gelagert sind, sind so angeordnet, daß sie den Schaftabschnitt der Bewegungseinheit 114 zwischen sich aufnehmen. Der Schaftabschnitt ist vertikal beweglich in gleitender Berührung mit dem Rollenpaar, die während der vertikalen Bewegung des Schaftabschnittes um ihre eigenen Achsen drehen. Der Schaftabschnitt ist durch das Drehmoment des Rotors ferner um seine eigene Achse zusammen mit der Drehbewegung der Rollen beweglich.

Bei den vorausbeschriebenen Ausführungsformen können in einer Stellung zwischen der Bewegungseinheit 114 und der Antriebsspitze 103 Kraftübertragungs-Unterbrechungsvorrichtungen vorgesehen sein, um den Rotor 101 dann von der Antriebsspitze 103 zu trennen, wenn das Drehmoment ein bestimmtes Niveau überschreitet. Als eine solche Unterbrechungsvorrichtung kann eine Rutschkupplung verwendet werden.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 9 und 10 wird nun ein pneumatisch betriebener Schraubendreher nach einer sechsten Ausführungsform der Erfindung beschrieben, wobei gleiche Teile und Baugruppen mit denselben Bezugsziffern bezeichnet sind wie bei den vorangegangenen Ausführungsformen.

Aus Fig. 9 ist zu ersehen, daß oberhalb des Rotors 101 und der Bewegungseinheit 114 eine Luftkammer S1 vorgesehen ist, die über eine Eingangsleitung 105a mit dem Einlaßanschluß 105 in Verbindung steht. Ferner ist ein Betätigungsventil 402 mit einem Knopf 410 verbunden. Das Betätigungsventil 402 hat einen Schaftabschnitt 402a mit einem großen Durchmesser und einen Schaftabschnitt 402b mit einem kleinen Schaftdurchmesser. Der Abschnitt 402a mit dem großen Schaftdurchmesser ist gleitgelagert in eine Bohrung 407a eingepaßt, um den mit dem Schaufelabschnitt 101d des Rotors 101 in Verbindung stehenden Eingangsdurchlaß 308 dann abzuschließen, wenn das Betätigungsventil 402 sich in seiner untersten Stellung befindet. Ferner ist das vordere Ende des Schaftabschnittes mit dem großen Durchmesser 402a mit einem Schließventil 416 verbunden, das so ausgelegt ist, daß es das Auslaßende des Eingangsdurchlasses 105a zum Abschließen der Luftverbindung zwischen der Luftkammer S1 und dem Eingangsdurchlaß 105a dann abschließt, wenn das Betätigungsventil 402 sich in seiner obersten Stellung befindet. Der Schaftabschnitt 402b ermöglicht es der Luft in der Luftkammer S1 ferner, über die Bohrung 407a dann in den Eingangsdurchlaß 308 einzuströmen, wenn das Betätigungsventil 402 sich in seiner obersten Stellung befindet.

In dem Zustand, wie er in Fig. 9 dargestellt ist, hat das Betätigungsventil 402 bei dieser Anordnung seine unterste Stellung, so daß die Druckluft vom Eingangsdurchlaß in die Luftkammer S1 eingeleitet und dort gesammelt wird.

Wenn dann, wie dies in Fig. 10 dargestellt ist, der Knopf 410 nach oben gedrückt wird, wird das Betätigungsventil 402 axial nach oben bewegt und das Absperrventil 416 schließt die Auslaßöffnung des Eingangsdurchlasses 105a ab, und die komprimierte Luft in der Luftkammer S1 kann gleichzeitig über die Bohrung 407a in den Eingangsdurchlaß 308 eingeleitet werden. Die Druckluft kann auf diese Weise auf den Kolben 114a der Bewegungseinheit 114 einwirken sowie auf den Schaufelabschnitt 101d des Rotors 101. Auf diese Weise wird die Bewegungseinheit 114 axial nach unten bewegt und dreht sich gleichzeitig um ihre Achse. In diesem Fall wird Druckluft auch über den Verbindungsdurchgang 112 und das Rohrventil 144 in den ringförmigen Raum S eingeleitet.

Zu dem Zeitpunkt, zu dem der Vorgang des Schraubeneindrehens fast beendet ist, kann die Zufuhr von Druckluft aus der Luftkammer S1 beendet werden (die Druckluft ist fast verbraucht). Da die Druckluft jedoch im Hohlraum S noch enthalten ist, wird der Kolben 114a durch den pneumatischen Druck im Hohlraum S nach oben bewegt. Die Bewegungseinheit 114 nimmt auf diese Weise ihre Anfangsstellung wieder ein.

Bei der sechsten Ausführungsform ist, ähnlich wie bei der vorangegangenen Ausführungsform, die Bewegungseinheit 114 innerhalb des Rotors 101 angeordnet, und die Bewegungseinheit 114 führt eine zusammengesetzte Vertikal- und Drehbewegung aus, während der Rotor nur eine Drehbewegung ausführt. Dies führt daher zu einem kompakten Baumaß des Schraubendrehers. Ferner ist der Verlust von Druckluft durch das Vorhandensein der Luftkammer S1 und des Betätigungsventils 402 vermeidbar. Das bedeutet, daß die Luftkammer S1 Druckluft in einer Menge ansammelt, die zur Beendigung des Vorganges des Schraubeneindrehens ausreichend ist. Zu diesem Zweck wird das innere Volumen der Luftkammer S1 durch Versuche bestimmt.

In Fig. 11 ist eine siebte Ausführungsform eines pneumatisch betriebenen Schraubendrehers nach der Erfindung dargestellt. Bei der sechsten Ausführungsform ist das Betätigungsventil 402 und das Abschließventil 416 einstückig miteinander ausgebildet. Bei der siebten Ausführungsform ist dagegen ein Betätigungsventil 102 getrennt von einem Abschließventil 516 vorgesehen, und diese Ventile 102 und 516 sind über einen Durchlaß 517 miteinander verbindbar. Das Abschließventil 516 ist in der Nähe des Einlaßanschlusses 105 angeordnet und, ähnlich wie bei der dritten und vierten Ausführungsform, ist ein Hauptventil 211 vorgesehen, das durch das Betätigungsventil 102 nach einer Betätigung des Abzuges 10 bewegbar ist.

Bei diesem Aufbau wird Druckluft innerhalb der Luftkammer S1 angesammelt. In diesem Fall ist das Betätigungsventil 102 in seiner unteren Stellung, und zwar aufgrund des pneumatischen Druckes innerhalb der Luftkammer S1. Der pneumatische Druck kann daher über die Leitung 241 auf den oberen Abschnitt des Hauptventiles 211 gerichtet werden. Auf diese Weise befindet sich das Hauptventil 211 in seiner untersten Stellung, in der es den Eingangsdurchlaß 208 abschließt. Das Abschließventil 516 hat ferner seine unterste Stellung, um den offenen Zustand des Einlaßanschlusses 105 aufgrund der Anwendung pneumatischen Druckes über den Durchgang 517 auf das Abschließventil 516 offenzuhalten.

Wenn der Abzug 10 nach oben gezogen wird, dann wird das Betätigungsventil 102 nach oben bewegt, um eine Bohrung 519 abzuschließen. Gleichzeitig kann Druckluft, die auf der oberen Fläche des Hauptventils 211 wirkt, über die Leitung 241 in die Atmosphäre abgeblasen werden. Das Hauptventil 211 bewegt sich aus diesem Grunde nach oben und öffnet den Eingangsdurchlaß 208, so daß der Rotor 101 gedreht werden kann und die Bewegungseinheit 114 sich während der Drehbewegung nach unten bewegen kann. Die Druckluft, die auf das Abschließventil 516 wirkt, kann gleichzeitig über das Betätigungsventil 102 abgeblasen werden, und das Abschließventil 516 kann aufgrund der Vorspannkraft einer Schraubenfeder 518 nach oben bewegt werden, um auf diese Weise den Einlaßanschluß 105a zu schließen. Auf diese Weise wird die Druckluft in der Luftkammer S1 eingeschlossen und kann nur zum Eingangsdurchlaß 208 und zu einem Abschnitt oberhalb des Kolbens 114a zugeleitet werden. Wenn die Druckluft in der Luftkammer S1 fast aufgebraucht ist, dann hat die Bewegungseinheit 114 ihre unterste Stellung erreicht, woraufhin der Vorgang des Schraubeneindrehens beendet werden kann. Bei dieser Ausführungsform ist die Zeitspanne des Vorganges des Schraubeneindrehens ferner durch Betätigung des Abzuges 10 steuerbar.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen kann eine Veränderung insofern durchgeführt werden, als der Zeitpunkt des Beginns der Drehung des Schaufelabschnittes verzögert werden kann, um auf diese Weise den Verbrauch von Druckluft zu vermindern. Das heißt, daß es möglich ist, zunächst die Bewegungseinheit nach unten zu bewegen und dann die Drehung der Antriebsspitze zusammen mit der vertikalen Bewegung der Bewegungseinheit anlaufen zu lassen.

Als Abwandlungsbeispiel der ersten Ausführungsform kann beispielsweise die Stellung des Kolbens 114a relativ zu den Radialbohrungen 101e in Betracht gezogen werden. Das heißt, daß während der Anfangs-Abwärtsbewegung des Kolbens 114a der Kolben die Radialbohrungen 101e durch Vergrößern der axialen Länge des Kolbens 114a abschließt. Auf diese Weise kann Druckluft nicht in den Schaufelabschnitt 101d eingeführt werden. Während dieser Zeitspanne bewegt sich die Bewegungseinheit 114 nur abwärts auf die Schraube 13 zu. Nachdem der Kolben 114a jedoch über die Radialbohrungen 101e hinwegbewegt worden ist, kann Druckluft über den Luftdurchlaß 107a in den Schaufelabschnitt 101d eingeleitet werden, um diesen zu einer Drehbewegung zu veranlassen. Die Antriebsspitze 103 führt auf diese Weise zunächst eine zusammengesetzte Dreh- und Axialbewegung aus, um die Schraube 13 nach unten zu drücken und zu drehen.

Die Drehbewegung des Rotors 101 kann hier nicht gleichzeitig mit der Abwärtsbewegung der Bewegungseinheit 14 gestartet werden, sondern die Drehbewegung des Rotors 101 wird zu einem Zeitpunkt gestartet, in dem die Antriebsspitze 103 eine Stellung unmittelbar oberhalb der Schraube 13 erreicht hat. Mit anderen Worten ist durch die geeignete Anordnung der relativen Stellung zwischen dem Kolben 114a und den Radialbohrungen 101e eine Leerdrehbewegung des Rotors 1 auf bestmögliche Weise vermeidbar, um auf diese Weise den Verbrauch von Druckluft weiterhin herabzusetzen.

Claims (23)

1. Pneumatisch betriebener Schraubendreher, der zum Eindrehen einer Schraube in ein Werkstück mit einer Druckluftquelle verbunden ist, mit

• - einem äußeren Gehäuse (107, 207, 307, 407), das mit einem Einlaßanschluß für Druckluft versehen ist;
• - einem Rotor (101), der innerhalb des äußeren Gehäuses drehbar gelagert ist;
• - einer Bewegungseinheit (114) mit einer Antriebsspitze (103), die koaxial mit einer Schrauben (13) in Eingriff bringbar ist und die in axialer Richtung bewegbar ist;
• - Drehbewegungsübertragungsmittel (114b, 114b′), die zwischen dem Rotor und der Bewegungseinheit zum Übertragen der Drehbewegung des Rotors auf die Bewegungseinheit vorgesehen sind; und
• - einer Vorrichtung zum wahlweisen Zuführen pneumatischen Druckes zum Rotor (101) und der Bewegungseinheit (114), um auf diese Weise den Rotor pneumatisch zu einer Drehbewegung um seine Achse zu veranlassen und die Bewegungseinheit zu einer Bewegung in Axialrichtung;
  dadurch gekennzeichnet, daß
• - der Rotor (101) mit einem Hohlraum (101a) in axialer Richtung ausgebildet ist, wobei der Rotor lediglich um seine Achse drehbar ist; und
• - die Bewegungseinheit innerhalb des Hohlraumes (101a) verschiebbar ist.

2. Pneumatisch betriebener Schraubendreher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor folgende Teile umfaßt:

• - einen oberen Hülsenabschnitt (101b), der drehbar im äußeren Gehäuse gelagert ist,
• - einen unteren Hülsenabschnitt (101c), der im äußeren Gehäuse drehbar gelagert ist; und
• - einen Schaufelabschnitt (101d), der zwischen dem oberen und unteren Hülsenabschnitt liegt und koaxial mit diesen Abschnitten angeordnet ist, wobei im äußeren Gehäuse eine entsprechende Nut eingeformt ist, um den Schaufelabschnitt aufzunehmen, so daß eine Axialbewegung des Rotors (101) verhindert ist.

3. Pneumatisch betriebener Schraubendreher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungseinheit folgende Teile umfaßt:

• - einen Kolben (114a), der relativ zum Hohlraum (101a) verschiebbar ist, so daß der Hohlraum (101a) des Rotors (101) durch den Kolben (114a) unterteilt wird;
• - einen koaxial und integral mit dem Kolben vorgesehenen Stangenabschnitt, wobei die Antriebsspitze (103) koaxial mit dem unteren Ende des Stangenabschnittes verbunden und die Vorrichtung zum Übertragen der Drehbewegung an dem Stangenabschnitt vorgesehen ist, wobei ferner durch eine innere Umfangsfläche des Rotors und eine äußere Umfangsfläche des Stangenabschnittes ein ringförmiger Raum (S) gebildet wird.

4. Pneumatisch betriebener Schraubendreher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Einleiten pneumatischen Druckes Mittel enthält, welche das Einleiten der Druckluft in den Rotor und zu der Bewegungseinheit dann beenden, wenn die Schraube vollständig in das Werkstück eingeschraubt ist.

5. Pneumatisch betriebener Schraubendreher nach Anspruch 4, bei dem das Gehäuse mit einer Luftkammer (S1) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Beenden des Druckluftzuführens folgende Teile umfaßt:

• - ein Betätigungsventil (102), das im äußeren Gehäuse beweglich angeordnet ist und zu einer ersten und einer zweiten Stellung bewegbar ist;
• - eine Ventilvorrichtung (110, 111, 211), die oberhalb des Rotors angeordnet ist und zwischen einer oberen und einer unteren Stellung beweglich ist, wobei die Ventilvorrichtung ein erstes Ventil (111, 211) umfaßt, das eine obere, druckaufnehmende Fläche (111b, 211b) und eine untere, druckaufnehmende Fläche hat, die auf den Rotor aufsetzbar ist, sowie einen Druckmitteldurchlaß (143), der zwischen dem Rotor und dem ersten Ventil dann vorgesehen ist, wenn das erste Ventil in seiner oberen Stellung bewegt wird, wobei der Druckmitteldurchgang zwischen der Luftkammer (S1) und dem Hohlraum (101a) zum Einleiten der Druckluft in der Luftkammer in den Hohlraum über den Druckmitteldurchlaß in Verbindung bringbar ist, um auf diese Weise die Bewegungseinheit (114) abzusenken;
• - eine erste Verbindungsleitung (144), die zwischen dem Betätigungsventil und der oberen, druckaufnehmenden Fläche (111b, 211b) liegt, und mit deren Hilfe pneumatischer Druck auf die obere, druckaufnehmende Fläche (111b, 211b) ausgeübt werden kann, um die Ventilvorrichtung in ihre untere Stellung zu bringen, um den Hohlraum (101a) abzuschließen; wobei
• - die erste Stellung des Betätigungsventils eine Druckverbindung zwischen der Luftkammer (S1) und der ersten Verbindungsleitung (141) möglich macht, und die zweite Stellung des Betätigungsventils eine Trennung zwischen diesen beiden Teilen hervorruft.

6. Pneumatisch betriebener Schraubendreher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (114a) mit einem Verbindungsdurchgang (112) versehen ist, dessen eines Ende sich in den oberen Hohlraum und dessen anderes Ende sich in den ringförmigen Raum (S) öffnet.

7. Pneumatisch betriebener Schraubendreher nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Rückschlagventil (144), das an demjenigen Ende des Verbindungsdurchganges (112) vorgesehen ist, sich in den ringförmigen Raum (S) öffnet, wobei das Rückschlagventil (144) einen Durchfluß der Druckluft vom oberen Hohlraum in den ringförmigen Raum (S) ermöglicht, eine umgekehrte Flußrichtung der Druckluft jedoch verhindert.

8. Pneumatisch betriebener Schraubendreher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Gehäuse mit einem zweiten Eingangsdurchlaß ausgebildet ist, dessen eines Ende direkt mit der Luftkammer verbunden ist und dessen anderes Ende mit dem Schaufelabschnitt (101c) des Rotors (101) verbunden ist, wobei pneumatischer Druck in den zweiten Eingangsdurchlaß (208) von der Luftkammer (S1) her dann eingeleitet wird, wenn das Betätigungsventil in seiner zweiten Stellung liegt, um die obere Stellung des ersten Ventils zu ermöglichen.

9. Pneumatisch betriebener Schraubendreher nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Zeiteinstellvorrichtung (315), die in einem ersten Durchlaß (316) zum Abschließen des oberen Hohlraumes und des zweiten Durchganges mit Hilfe der Ventilvorrichtung dann dient, wenn eine vorbestimmte Zeitdauer vom Beginn des Vorganges des Schraubeneindrehens an verstrichen ist.

10. Pneumatisch betriebener Schraubendreher nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeiteinstellvorrichtung folgende Teile umfaßt:

• - eine erste Kolbenkammer (326), die mit dem Betätigungsventil über eine Drosselöffnung (316a) mit einem kleinen Durchmesser verbunden ist;
• - eine zweite Kolbenkammer (327), die wahlweise mit der Luftkammer (S1) und dem Betätigungsventil (102) verbindbar ist und mit der ersten Durchlaßvorrichtung verbunden ist;
• - einen ersten Kolben (318a), der verschiebbar innerhalb der ersten Kolbenkammer (326) angeordnet ist; und
• - einen zweiten Kolben (318b), der beweglich innerhalb der zweiten Kolbenkammer (327) angeordnet und mit dem ersten Kolben (318a) verbunden ist,
• - wobei pneumatischer Druck von der Luftkammer (S1) zu der ersten Kolbenkammer (326) zuleitbar ist, um den ersten Kolben (318a) dann zu beaufschlagen, wenn das Betätigungsventil (102) seine erste Stellung hat, um die Druckmittelverbindung zwischen der Luftkammer und der zweiten Kolbenkammer (327) abzuschließen, wonach der pneumatische Druck innerhalb der ersten Kolbenkammer (326) stufenweise dann vermindert wird, wenn das Betätigungsventil (102) seine zweite Stellung zum Bewegen des zweiten Kolbens (318b) erreicht hat, um eine Druckmittelverbindung zwischen der Luftkammer und der oberen, druckaufnehmenden Fläche über die zweite Kolbenkammer (327) und die erste Verbindungsleitung (341) zu schaffen.

11. Pneumatisch betriebener Schraubendreher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (101) aus einem Material besteht, das ein niedriges spezifisches Gewicht hat.

12. Pneumatisch betriebener Schraubendreher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stangenabschnitt der Bewegungseinheit (114) mit einem Flansch (114c) versehen ist, und daß der Schraubendreher ferner ein Vorspannmittel enthält, das zwischen einer Bodenwand des unteren Hülsenabschnittes (101c) und dem Flansch (114c) liegt, um die Bewegungseinheit in ihre Ausgangsstellung zurückzubewegen.

13. Pneumatisch betriebener Schraubendreher nach Anspruch 4, wobei das Gehäuse mit einer Luftkammer (S1) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftzufuhrbeendigungsvorrichtung folgende Teile umfaßt:

• - ein Betätigungsventil (102), das beweglich im äußeren Gehäuse untergebracht ist, wobei dieses Betätigungsventil von einer ersten zu einer zweiten Stellung bewegbar ist;
• - eine Ventilvorrichtung (110), die mit dem oberen Ende des Stangenabschnittes des Kolbens (114a) verbunden ist, um wahlweise ein oberes, offenes Ende des Hohlraumes (101a) abzuschließen;
• - eine erste Verbindungsleitung (141), die zwischen dem Betätigungsventil (102) und dem oberen Ende des Hohlraums (101a) liegt;
• - wobei die erste Stellung des Betätigungsventils (102) eine Druckmittelverbindung zwischen der Luftkammer (S1) und der ersten Verbindungsleitung (141) bewirkt und die zweite Stellung des Betätigungsventils (102) eine Trennung dieser Teile; wobei
• - die Ventilvorrichtung (110) eine untere Stellung aufweist, um das obere Ende (des Eingangsdurchlasses (108)) dann abzuschließen, wenn das Betätigungsventil (102) in eine erste Stellung bewegt worden ist, in der hydraulischer Druck innerhalb der Luftkammer (S1) über die erste Verbindungsleitung (141) in den Hohlraum eingeleitet wird.

14. Pneumatisch betriebener Schraubendreher nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (114a) mit einem Verbindungsdurchgang (112) ausgestattet ist, dessen eines Ende sich in dem oberen Hohlraum öffnet und dessen anderes Ende mit dem ringförmigen Raum (S) in Verbindung steht.

15. Pneumatisch betriebener Schraubendreher nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß im anderen Ende des Verbindungsdurchlasses (112) ein Rückschlagventil (144) vorgesehen ist, das es der Druckluft ermöglicht, vom oberen Hohlraum in den ringförmigen Raum (S) zu fließen, das jedoch eine umgekehrte Fließrichtung der Druckluft verhindert.

16. Pneumatisch betriebener Schraubendreher nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum Verzögern der Drehbewegung des Rotors (101), nachdem die Bewegungseinheit (114) in axialer Richtung bewegt worden ist.

17. Pneumatisch betriebener Schraubendreher nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor folgende Teile umfaßt:

• - einen oberen Hülsenabschnitt (101b), der drehbar im äußeren Gehäuse gelagert ist;
• - einen unteren Hülsenabschnitt (101c), der drehbar im äußeren Gehäuse gelagert ist;
• - einen zwischen dem oberen und dem unteren Hülsenabschnitt angeordneten Schaufelabschnitt (101d), der koaxial zu den Hülsenabschnitten angeordnet ist, wobei der Schaufelabschnitt einen Durchmesser hat, der größer ist als der der oberen und unteren Hülsenabschnitte, und wobei eine entsprechende Nut im äußeren Gehäuse eingeformt ist, um den Schaufelabschnitt aufzunehmen, so daß eine Axialbewegung des Rotors (101) verhindert wird.

18. Pneumatisch betriebener Schraubendreher nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungseinheit (114) folgende Teile umfaßt:

• - einen im Hohlraum (S) des Rotors (101) verschiebbar angeordneten Kolben (114a), durch den der Hohlraum des Rotors (101) unterteilt wird;
• - einen Stangenabschnitt, der koaxial und einstückig mit dem Kolben (114a) ausgebildet ist, wobei die Antriebsspitze (103) koaxial mit dem unteren Ende des Stangenabschnittes verbunden ist und wobei am Stangenabschnitt Drehmoment-Übertragungsmittel vorgesehen sind, und wobei ferner ein ringförmiger Raum (S) durch die innere Umfangsfläche des Rotors und durch die äußere Umfangsfläche des Stangenabschnittes gebildet wird.

19. Pneumatisch betriebener Schraubendreher nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsvorrichtung folgende Teile umfaßt:

• - eine äußere Umfangsfläche des Kolbens (114a);
• - eine Durchlaßvorrichtung, die mit dem Hohlraum und dem Schaufelabschnitt verbindbar ist, wobei die Durchlaßvorrichtung ein Ende hat, das sich in den Hohlraum öffnet und das durch die äußere Umfangsfläche abschließbar ist.

20. Pneumatisch betriebener Schraubendreher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Zuführen des pneumatischen Druckes Vorrichtungen zum Beendigen der Einleitung von Druckluft in den Rotor und in die Bewegungseinheit dann umfassen, wenn die Schraube vollständig in das Werkstück eingedreht worden ist.

21. Pneumatisch betriebener Schraubendreher nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor folgende Teile umfaßt:

• - einen oberen Hülsenabschnitt (101b), der drehbar im äußeren Gehäuse gelagert ist;
• - einen unteren Hülsenabschnitt (101c), der drehbar im äußeren Gehäuse gelagert ist;
• - einen Schaufelabschnitt (101d), der koaxial zwischen dem oberen und unteren Hülsenabschnitt liegt, wobei der Schaufelabschnitt einen größeren Durchmesser hat als die oberen und unteren Hülsenabschnitte, und wobei eine entsprechende Nut im äußeren Gehäuse ausgebildet ist, um den Schaufelabschnitt aufzunehmen, so daß eine Axialbewegung des Rotors verhindert wird.

22. Pneumatisch betriebener Schraubendreher nach Anspruch 21, wobei die Beendigungsvorrichtung für die Zufuhr von Druckluft eine Ventilvorrichtung (110) umfaßt, die oberhalb der Bewegungseinheit (114) angeordnet und koaxial und einstückig damit ausgebildet ist, und zum Schließen eines oberen, offenen Endes des oberen Hülsenabschnittes dann dient, wenn die Bewegungseinheit in ihre unterste Stellung bewegt worden ist.

23. Pneumatisch betriebener Schraubendreher nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungseinheit (114) folgende Teile umfaßt:

• - einen Kolben (114a), der relativ zum Hohlraum im Rotor verschiebbar ist, wobei der Hohlraum des Rotors durch den Kolben unterteilt wird;
• - einen koaxial und einstückig mit dem Kolben (114a) ausgebildeten Stangenabschnitt, mit dessen unteren Ende die Antriebsspitze (103) koaxial verbunden ist, wobei am Stangenabschnitt Vorrichtungen zum Übertragen des Drehmomentes vorhanden sind, und wobei durch die innere Umfangsfläche des Rotors und die äußere Umfangsfläche des Stangenabschnittes ein ringförmiger Raum (S) gebildet wird, und wobei schließlich die Ventilvorrichtung (110) einstückig mit dem oberen Ende des Stangenabschnittes verbunden ist.