DE4232197A1 - Ventilanordnung zum automatischen stillsetzen von schraubendrehern und dergleichen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft allgemein Schraubendreher und dergleichen mit automatischer Stillset­ zung und insbesondere eine Einrichtung zum Herstellen und Zusammenbauen hintereinan­ dergeschalteter Ventile, durch die der Schraubendreher sowohl von Hand als auch automatisch stillgesetzt werden kann.

In vielen Fällen wird eine Einrichtung benötigt, um die automatischen Start- und Stillsetz­ funktionen eines durch Fluiddruck angetriebenen Schraubendrehers oder einer ähnlichen Einrichtung, die mit kontrolliertem Drehmoment arbeitet, zu überwinden. Ein Bedürfnis hier­ für besteht beispielsweise aus folgenden Gründen: Ausrichten der Spitze des Schraubendre­ hers von Hand mit Antriebs- oder Eingriffsmitteln an einem Schraubenkopf; Korrektur für eine Fehlausrichtung oder für ein schräges Einschrauben eines Befestigungsglieds in ein Ge­ windeloch; andere Gründe für Notfall-Stillsetzung. Demgemäß wird eine bequeme und wirt­ schaftliche Anordnung zur Herstellung und zum Zusammenfügen aufeinanderfolgender Ven­ tile benötigt.

Aus dem Vorstehenden ergeben sich Nachteile des Standes der Technik. Diese sollen durch die Erfindung überwunden werden. Die Erfindung ist in den Patentansprüchen, insbesondere in Anspruch 1, angegeben, die eine Ventilkonstruktion zum automatischen Stillsetzen von Schraubendrehern oder dergleichen kennzeichnen.

Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung.

Fig. 1 und Fig. 1A zeigen einen Längsschnitt eines Ausführungsbeispiels eines automatischen Schraubendrehers mit Darstellung des erfindungsgemäßen Ventils;

Fig. 2 ist ein Querschnitt des Schraubendrehers nach der Linie 2-2 von Fig. 1 und zeigt weitere Einzelheiten des Ventils.

Die Beschreibung der Erfindung bezieht sich auf die Anordnung eines handbetätigten Ventils und eines automatischen Ventils zum Stillsetzen eines Schraubendrehers, wobei beide Ventile innerhalb einer gemeinsamen Gehäusebohrung 50 angeordnet sind. Die Erfindung betrifft ferner Einrichtungen zur Übertragung von Druckfluid, insbesondere Druckluft, von einem Ventil zum anderen. Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren bzw. eine Betriebsweise zum Entlüften oder Ablassen des Fluiddrucks aus einer Vorratskammer oder Versorgungs­ kammer zwischen den beiden Ventilen.

Die Zeichnung zeigt ein einstellbares, zweistückiges, von Hand betätigtes Ventil mit einem Schaft 3, der in einen Ventilkörper 2 eingeschraubt und in diesem einstellbar ist. Die Ventilanordnung wird durch den Versorgungsdruck des Fluids sowie durch eine Vorspannfe­ der 4 geschlossen gehalten. Um das Ventil in eine offene Stellung zu überführen, drückt eine Bedienungsperson einen Betätigungsstift 26 nieder, der in einer Buchse 22 geführt ist, die mit einer Querbohrung 51 in dem Ventilblock 24 zusammenarbeitet. Dies wird entweder direkt oder durch einen Hebel 40 bewerkstelligt. Wenn der Stift 26 in die Buchse 22 hineingedrückt wird, verschiebt eine Rampe 27 den Ventilschaft 3, der in einer axialen Bohrung 48 in dem Ventilblock 24 geführt ist, und damit wird der Ventilkörper 2 von dem Ventilblock 24 weg­ bewegt. Nun kann Versorgungsfluid unter Druck von einem Einlaß in eine Kammer 1 eintre­ ten, um den Ventilkörper 2 herumströmen und in eine Ventilblockkammer 5 eintreten, durch Ventilblockschlitze 6 längs Kammern 7 (am besten in Fig. 2 zu sehen) in eine Kammer 8 ein­ treten und dann durch einen Ventilkörper 9 blockiert werden. Vorwärts und entgegengesetzt wirkende Auslaßkanäle sind auch in Fig. 2 gezeigt, stellen aber keinen Teil der neuen Kon­ struktion gemäß der Erfindung dar. Gleichzeitig mit dem Niederdrücken des Betätigungsstifts 26 in die Buchse 22 wird ein Entlüftungskanal 19 von einem Loch 20 weg bewegt, bis der Durchmesser des Stifts 26 die Versorgung mit Druckfluid gegenüber einem Durchtritt durch das Loch 20, eine Nut 21, einen Kanal 23, eine Kammer 25, einen Dämpfer 41 und eine Aus­ laßöffnung 42 zur Atmosphäre abdichtet. Das manuell betätigte, überlagerte System oder Vorrangsystem ist nun in der Phase der "Ein"-Bedingung und erwartet die Betätigung der zweiten Phase durch die Bedienungsperson.

Die zweite Phase beginnt damit, daß die Bedienungsperson das Befestigungselement mit dem vorderen Ende des Schraubendrehers erfaßt und dann das Werkzeug zu dem Befestigungsele­ ment hin drückt. Das vordere Ende bewegt nun eine Kupplungsanordnung axial rückwärts, wobei eine Stange 16 gegen einen Ventilschaft 10 bewegt wird, auf den der Ventilkörper 9 aufgeschraubt und so eingestellt ist, daß er von einem Ventilsitz 43 weg bewegt wird. Das zugeführte Fluid kann nun unter Druck von der Kammer 8 um den Ventilkörper 9 herum in Kammern 11, 12 und 13 und in einen Motor 45 eintreten. Der Motor 45 arbeitet nun zur Kraftübertragung über ein Getriebe 46 und eine Kupplung 36 auf das vordere Ende 37 des Schraubendrehers und schließlich auf das Befestigungselement. Übliche Konstruktionsmerkmale des Gehäuses, des Motors, des Getriebes u. dgl. sind in Fig. 1 gezeigt, aber nicht weiter beschrieben, da diese Teile durch Fachleute der kraftgetriebenen Werkzeuge ohne wei­ teres zu verstehen sind.

Der normale Arbeitszyklus gestattet es dem Motor, so lange zu laufen, bis das Widerstands­ drehmoment an dem Befestigungselement einen vorher eingestellten Drehmoment-Grenzwert innerhalb der Kupplung überschreitet. Die dargestellte Kupplung 36 ist repräsentativ für Kupplungen der Art, die zum Fühlen eines voreingestellten Drehmoment-Grenzwerts ver­ wendet werden und die dann irgendwelche Komponenten, wie beispielsweise einen Nocken­ stift 38 betätigen, um es der Stange 16 und dem Ventilschaft 10 mit dem Ventilkörper 9 zu gestatten, sich aufgrund einer Vorspannkraft einer Feder 17 und der auf den Ventilkörper 9 wirkenden Kraft des Fluiddrucks vorwärts zu bewegen. Wenn der Ventilkörper 9 auf dem Ventilsitz 43 aufsitzt und die Kammer 11 absperrt, ist die Fluiddruckver­ sorgung zu dem Motor abgesperrt und der Motor bleibt schnell stehen.

Abnormale oder Notfall-Bedingungen, wie beispielsweise ein schiefes Einschrauben des Be­ festigungselements oder dergleichen,können erfordern, daß die Bedienungsperson den norma­ len Arbeitsablauf unterbrechen will. Dies wird dadurch erreicht, daß die Bedienungsperson die Kraft zum Halten des Betätigungsstifts 26 in niedergedrückter Stellung aufgibt. Die Vor­ spannkraft einer Feder 31 zusammen mit der Vorspannkraft der Feder 4 veranlaßt dann den Stift 26, sich aus der Buchse 22 heraus zu bewegen und dadurch dem Ventilschaft 3 zu ge­ statten, der Rampe 27 zu folgen, während er sich vorwärtsbewegt, bis er angehalten wird, wenn eine Schulter an dem Stift 26 an der Buchse 22 anliegt. Der Ventilkörper 2 sitzt nun auf dem Ventilblock 24. Die Versorgung mit Druckfluid ist nun in der Kammer 1 durch den Körper 2 und eine Dichtung 34 blockiert, und der Motor bleibt schnell stehen.

Gleichzeitig mit dem Ventilbetätigungsstift 26, der sich aus der Buchse 22 herausbewegt, hat sich die Nut 19 mit dem Loch 20 ausgerichtet und gestattet es, daß die Hochdruck- Fluidversorgung durch die Kammern zwischen den Ventilkörpern 2 und 9 über einen Schlitz 18, die Nut 19, das Loch 20, den Kanal 23, die Kammer 25 usw. zur Atmosphäre entlüftet wird. Diese Funktion ist erwünscht, um das Auftreten eines Kraftausgleiches zu verhindern, der den Ventilkörper 2 in einer Übergangs-Position der Versorgung mit Fluiddruck halten könnte.

Es ist nun ersichtlich, daß durch die Ventilsteuerung der ersten Phase eine Bedienungsperson ein Befestigungselement mit dem vorderen Ende des Schraubendrehers ergreifen kann, und zwar mit einer gewissen axialen Kraft, die die Stange 16, den Ventilschaft 10 und den Ven­ tilkörper 9 in eine Stellung bewegt, in der die Öffnung 11 und die Kammer 8 gegenüber dem Fluid-Versorgungsdruck geöffnet werden. Jedoch ist die Versorgung noch an den Ventil­ körper 2 blockiert. Das Werkzeug beginnt nicht zu laufen, bis die Bedienungsperson das Vor­ rangsystem betätigt und den Ventilbetätigungsstift 26, den Ventilschaft 3 und den Ventilkör­ per 2 in eine offene Stellung bewegt.

Die dargestellte bevorzugte Ausführung veranschaulicht, daß der Ventilblock 24 in einer ge­ meinsamen Gehäusebohrung 50 ausgerichtet und in dieser in Position gehalten ist durch eine Abflachung 29, die durch eine Schraube 32 mit einer Dichtung 33 in einer Gewinde- Querbohrung 47 gehalten ist. Die Anordnung ist gekennzeichnet durch die Mehrfachfunktion des Ventilblocks 24, der als Sitz oder Anschlag für die Feder 17, als Ventilsitz für den Ven­ tilkörper 2, als Halter für die Dichtung 34 und als Führung für den Ventilschaft 3 dient, wäh­ rend er zur Wartung und Einstellung des Ventilschafts 10 in bezug auf den Ventilkörper 9 leicht entfernbar ist.

Claims (14)

1. Ventilkonstruktion für ein automatisch und von Hand stillzusetzendes Werkzeug oder dergleichen, gekennzeichnet durch eine Längsbohrung (50) in dem Werkzeug, in der ein erstes und ein zweites Ventilelement (2,9) angeordnet sind, die ein manuelles oder ein automatisches Stillsetzen des Werkzeugs bewirken, wobei eines der Ventilelemente (2) mit einem Ventilkörper (24) zusammenwirkt und von diesem geführt ist, der ent­ fernbar von einem Ende her in der Längsbohrung (50) angeordnet ist, um eine Fluid­ strömung in der Längsbohrung in einer Betriebsweise abzusperren, wobei dieser Ven­ tilkörper (24) in der Längsbohrung (50) durch ein Befestigungsglied (32) in einer Querbohrung (51) festgelegt ist, die die Längsbohrung (50) schneidet, wobei das andere Ventilelement (9) mit dem anderen Ende der Bohrung (50) zusammenwirkt, um ein Absperren der Fluidströmung in der Längsbohrung (50) in einer alternativen Betriebs­ weise zu bewirken.

2. Ventilkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug all­ gemein einen Zylinder mit einer Achse darstellt und daß die Längsbohrung (50) eine Axialbohrung ist.

3. Ventilkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsbohrung (50) mit einem Druckfluideinlaß (1) an einem Ende der Längsbohrung (50) zusammen­ wirkt, um Druckfluid in die Längsbohrung einzulassen.

4. Ventilkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ventilelement (2) von Hand betätigt ist und daß das andere Ventilelement (9) automa­ tisch bei einer bestimmten Drehmomentleistung des Werkzeugs betätigt wird.

5. Ventilkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ventilelement (2) in der Längsbohrung (50) angeordnet ist und ein Betätigungselement (3) hat, das benachbart der Querbohrung (51) angeordnet ist und das durch einen Stift (26) betätigbar ist, der in die Querbohrung (51) eingesetzt ist.

6. Ventilkonstruktion nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stift (26) in eine Buchse (22) eingesetzt ist, die eine Querverschiebung des Stifts (26) in einem Ab­ schnitt der Querbohrung (51) gestattet, und daß der Stift (26) mit einer Rampe (27) versehen ist, die mit dem einen Ventilelement (2) zusammenwirkt und dieses axial ver­ lagert, wenn der Betätigungsstift (26) in der Querbohrung (51) bewegt wird.

7. Ventilkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ventilelement (9) am anderen Ende der Längsbohrung (50) angeordnet ist und mit ei­ nem teilweise geschlossenen Ende der Längsbohrung zusammenwirkt, um einen Ven­ tilsitz (43) zu bilden, wobei dieses andere Ventilelement (9) durch den Ventilsitz (43) hindurch betätigbar ist.

8. Ventilkonstruktion nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ventilelement (9) durch die Längsbohrung (50) und durch den Druckfluideinlaß (1) hindurch zugänglich und entfernbar ist.

9. Ventilkonstruktion nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckfluidein­ laß als getrenntes Bauteil an der Längsbohrung (50) befestigt ist und diese abschließt.

10. Ventilkonstruktion nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß Rückstellfedern (4, 17) zwischen dem Druckfluideinlaß (1) und dem einen Ventilelement (2) und zwi­ schen dem Ventilkörper (24) und dem anderen Ventilelement (9) vorgesehen sind, wo­ durch das Zusammenfügen der Ventilelemente (2, 9) und das Positionieren des Ventil­ körpers (24) von dem einen Ende der Längsbohrung (50) her durchgeführt werden können und wodurch der Ventilkörper (24) in der Querbohrung (51) durch ein Befesti­ gungsglied (32) festgelegt werden kann.

11. Ventilkonstruktion nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Querbohrung (51) mit Entlüftungseinrichtungen (19, 20, 21, 23, 25) versehen ist, um Fluiddruck ab­ zubauen, der zwischen den Ventilelementen (2, 9) aufgebaut ist, um ein Zurücksetzen des anderen Ventilelements (9) nach dem automatischen Stillsetzen zu gestatten.

12. Ventilkonstruktion für einen Schraubendreher mit automatischer Stillsetzung, gekenn­ zeichnet durch

• - eine Längsbohrung (50) in dem Schraubendreher, in der ein erstes und ein zwei­ tes Ventilelement (2, 9) angeordnet sind, die ein Stillsetzen des Werkzeugs von Hand oder automatisch bewirken, wobei eines der Ventilelemente (2) mit einem Ventilkörper (24) zusammenwirkt und von diesem geführt ist, der von einem En­ de her in die Längsbohrung (50) entfernbar eingesetzt ist, um eine Fluidströmung in der Längsbohrung in einer Betriebsweise abzusperren, wobei der Ventilkörper (24) in der Längsbohrung (50) durch ein Befestigungsglied (32) in einer Quer­ bohrung (51) festgelegt ist, die die Längsbohrung zwischen dem ersten und dem zweiten Ventilelement (2, 9) schneidet,
• - wobei das andere Ventilelement (9) mit dem anderen Ende der Bohrung (50) zu­ sammenwirkt, um ein Absperren der Fluidströmung in der Längsbohrung (50) in einer anderen Betriebsweise zu bewirken,
• - die Längsbohrung (50) wirkt mit einem Druckfluideinlaß (1) an einem Ende der Längsbohrung (50) zusammen, um Druckfluid in die Längsbohrung (50) einzu­ lassen,
• - das eine Ventilelement (2) ist von Hand betätigt und das andere Ventilelement (9) ist automatisch bei einer vorbestimmten Drehmomentleistung des Werkzeugs be­ tätigt, und
• - das eine Ventilelement (2) ist in der Längsbohrung (50) angeordnet und hat ein Betätigungsglied (3) benachbart zu der Querbohrung (51) und ist durch einen Stift (26) betätigbar, der in die Querbohrung (51) eingesetzt ist.

13. Ventilkonstruktion nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Stift (26) in eine Buchse (22) eingesetzt ist, die eine radiale Verschiebung des Stifts (26) in einem Abschnitt der Querbohrung (51) gestattet, daß der Stift (26) mit einer Rampe (27) zum Zusammenwirken mit dem einen Ventilelement (2) und zu dessen Axialverschiebung bei wahlweiser Verschiebung des Stifts (26) in der Querbohrung (51) versehen ist, und daß das andere Ventilelement (9) am anderen Ende der Längsbohrung (50) angeordnet ist und mit einem teilweise geschlossenen Ende der Längsbohrung (50) zusammen­ wirkt, um einen Ventilsitz (43) zu bilden, wobei das andere Ventilelement (9) durch den Ventilsitz (43) hindurch betätigbar ist.

14. Ventilkonstruktion nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ven­ tilelement (9) durch die Längsbohrung (50) und durch den Druckfluideinlaß (1) hin­ durch zugänglich und entfernbar ist, daß der Druckfluideinlaß als getrenntes Bauteil an der Längsbohrung (50) angeordnet ist, um diese abzuschließen, und daß Rückstellfe­ dern (4, 17) zwischen dem Druckfluideinlaß (1) und dem einen Ventilelement (2) und zwischen dem Ventilkörper (24) und dem anderen Ventilelement (9) angeordnet sind, wodurch der Einbau der Ventilelemente (2, 9) und die Positionierung des Ventilkörpers (24) von dem einen Ende der Längsbohrung (50) her durchgeführt werden können und der Ventilkörper (24) durch ein Befestigungsglied (32) in der Querbohrung (51) festge­ legt werden kann.