DE9117166U1 - Drehmomentimpulse abgebendes Motorwerkzeug - Google Patents

Description

Drehmomentimpulse abgebendes Motorwerkzeuq

Die Erfindung befaßt sich mit einem Drehmomentimpulse abgebenden Motorwerkzeug mit automatischen Leistungs-Abschaltmitteln.

Insbesondere betrifft die Erfindung ein Drehmomentimpulse abgebendes Motorwerkzeug mit einer Antriebseinheit mit einem Rotor, an die Antriebseinheit angeschlossenen Leistungszuführmitteln, in den Leistungszuführmitteln eingeschlossenen Mitteln zur Leistungssteuerung, einer Abtriebswelle und einer hydraulischen Impulskupplung, die den Rotor der Antriebseinheit intermittierend mit der Abtriebswelle kuppelt und ein Antriebselement besitzt, das mit dem Rotor der Antriebseinheit antreibend verbunden ist.

Bei solchen Impulswerkzeugen des Standes der Technik, wie beispielsweise dem in der europäischen Patentanmeldung 0 292 752 beschriebenen, besitzen die automatischen Abschaltmittel eine Kolbenvorrichtung, die dem impulserzeugenden hydraulischen Fluiddruck ausgesetzt ist und welche, falls aktiviert, ein Abschaltventil auslöst, um dadurch die Druckluftzufuhr zu dem Antriebsmotor zu unterbrechen.

Ein bei einem das Abschalten auslösenden Mechanismus dieser bekannten Art auftretendes Problem besteht darin, die Kolbenvorrichtung bezüglich des intermittierend unter Druck gesetzten hydraulischen Fluids richtig abzudichten.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Drehmomentimpulse abgebendes Werkzeug zu schaffen, das mit einem verbesserten Mechanismus zum Auslösen des Abschaltens versehen ist, durch welchen das oben beschriebene Abdichtproblem vermieden wird, d.h. einen Mechanismus, der von dem hydraulischen Fluid vollständig getrennt und in seiner Funktion unabhängig ist.

Die Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst, wie sie in den Ansprüchen beschrieben ist.

Die Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine teilgeschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Drehmomentimpulse abgebenden Motorwerkzeugs;

Fig. 2

a, b, c drei unterschiedliche Betriebsstellungen des das Abschalten auslösenden Mechanismus, wie sie sich in einem Querschnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1 zeigen;

Fig. 3

a, d Schnitte entlang der Linien IHa-IIIa bzw. IHb-IIIb in Fig. 2a und 2b.

Das in den Zeichnungen gezeigte, Drehmomentimpulse abgebende Werkzeug besitzt ein Gehäuse 10, das mit einem Pistolen-.griff 11 ausgebildet ist. In dem Gehäuse 10 ist eine pneumatische Antriebseinheit 15 mit einem Rotor 16 aufgenommen, der mit einer rückwärtigen Verlängerung 17 eines Antriebselements 18 einer hydraulischen Impulskupplung 19 verbunden ist. Eine Abtriebswelle 20 ist mittels der Impulskupplung 19 mit dem Rotor 16 der Antriebseinheit gekoppelt, und ein Steckschlüssel, der auf ein Vierkantende 21 der Abtriebswelle 20 aufgesetzt wird, dient dazu, auf eine anzuziehende Schraubverbindung wiederholte Dehmomentimpulse auszuüben, die durch die Impulskupplung 19 erzeugt werden.

Das Werkzeug ist mit automatischen Leistungs-Abschaltmitteln versehen, die ein Druckluft-Abschaltventil 23 besitzen, das im hinteren Teil des Werkzeuggehäuses 10 angeordnet ist, um den Durchfluß durch einen Druckluftzufuhrkanal 24 zu steuern. Letzterer erstreckt sich zwischen einem Anschlußnippel 25 an dem Griff 11 und der Antriebseinheit 15. In dem Griff 11 befindet sich auch ein Drosselventil 26 zur manuellen Steuerung der Leistungszufuhr zur Antriebseinheit 15.

Das Abschaltventil 23 ist mit einer schwachen Rückstellfeder 22 versehen, die in der Öffnungsrichtung des Ventils wirkt. Das Abschaltventil 23 ist weiterhin mit einer Betätigungsstange 43 verbunden, die sich axial durch den Rotor der Antriebseinheit 16 erstreckt und mit verzögerungsabhängigen Schaltmitteln 28 zusammenwirkt, die an dem hinteren Ende des Antriebselements 18 der Impulskupplung gehalten sind. Die Schaltmittel 28 besitzen ein im wesentlichen L-förmiges Betätigungselement 29 (Fig. 2a - 2c), welches schwenkbar auf einem Achsschenkel 30 befestigt ist. Letzterer liegt parallel, aber seitlich versetzt bzgl. der Drehachse der Impulskupplung 19.

An einem seiner Schenkel ist das L-förmige Betätigungselement 2 9 mit einem Absatz 31 ausgebildet, um durch Zusammenwirken mit einer Kontaktfläche 32 auf dem Antriebselement 18 eine Ruhestellung des Betätigungselements 29 zu bilden. In seinem anderen Schenkel hat das Betätigungselement 29 eine Sackbohrung 34 zur Aufnahme eines Endes einer Druck-Schraubenfeder 35. Letztere liegt mit ihrem entgegengesetzten Ende an einem einstellbaren Schraubstopfen 3 6 an, der in eine Gewindebohrung 37 in dem Antriebselement 18 eingreift. Die Feder 35 übt eine Vorspannungskraft auf das Be-

tätigungelement 29 in Richtung seiner Ruhestellung aus! In einer weiteren Sackbohrung 39, die sich radial in dem Antriebselement 18 erstreckt, ist ein Verriegelungskolben 4 0 verschieblich geführt. An seinem einen Ende liegt der Verriegelungskolben 40 an dem Betätigungselement 2 9 an, und an seinem anderen Ende wird auf ihn mittels einer Schraubenfeder 41 eingewirkt. Der Kolben 40 weist einerseits eine ebene Fläche 42 auf, die eine axiale Abstützung für die Betätigungsstange 43 bildet, die sich axial durch die Antriebseinheit 10 erstreckt und mit dem Abschaltventil 23 verbunden ist. Andererseits besitzt der Kolben 40 eine Querbohrung 44, durch welche die Betätigungsstange 43 bei Aktivierung der Schaltmittel eindringen kann, um es dadurch zu ermöglichen, daß die Betätigungsstange 43 nach vorne verschoben und das Abschaltventil 23 geschlossen wird (Fig. 3a und 3b) .

Am hinteren Ende des Antriebselements 18 sind auch drehzahlabhängige Sperrmittel zum Blockieren des Betätigungselements 29 gegen Verschwenken vorgesehen. Die Sperrmittel besitzen eine Verriegelungsklaue 46, die auf einem Schwenklagerstift 47 gelagert ist, der sich parallel zur Drehachse des Antriebselements 18 erstreckt. Eine Drahtfeder 48 belastet die Verriegelungsklaue 46 in Richtung ihrer Ruhestellung {Fig. 2a). Die Verriegelungsklaue 46 ist mit einem Widerlagerende 49 ausgebildet, welches so angeordnet ist, daß es an eine Widerlagerfläche 50 an dem Betätigungselement 29 angreift, wenn die Verriegelungsklaue 46 ihre ausgelöste Stellung einnimmt {siehe Fig. 2c) . Wenn die Verriegelungsklaue 46 nicht ausgelöst ist, tritt das Widerlagerende 49 in eine Bohrung 51 in dem Betätigungselement ein und erlaubt dadurch letzterem, seine Schwenkbewegung zu vervollständigen.

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Im Betrieb wird die Antriebseinheit 15 über den Schlauchanschluß 25, das Drosselventil 26 und den Zufuhrkanal 24 an eine Druckluftquelle angeschlossen. Nach Betätigung des Drosselventils 26 beginnt das Antriebselement 18, sich in der durch die Pfeile in Fig. 2a - 2c angezeigten Richtung zu drehen. Im Anfangszustand nehmen die Schaltmittel 28 ihre inaktive Stellung ein, die in Fig. 2a gezeigt ist. Dies bedeutet, daß das Betätigungselement 29 mit seinem Absatz 31 an der Kontaktfläche 32 ruht und der Verriegelungskolben 40 seine die Betätigungsstange 43 abstützende Stellung einnimmt (FIg. 3a) . Das heißt wiederum, daß das Abschaltventil 23 durch die Betätigungsstange 43 in seiner offenen Stellung gehalten wird.

Während der anfänglichen Beschleunigungsphase des Werkzeugbetriebs verharren die verschiedenen Teile in ihren oben beschriebenen Stellungen. Da die anzuziehende Schraubverbindung zu Beginn, während ihrer Eindrehphase, der Rotation nur einen sehr geringen Widerstand bietet, wird die Drehzahl ziemlich hoch. Falls die Schraubverbindung eine steile Drehmoment/Winkelcharakteristik hat, d. h. einen steilen Drehmomentanstieg pro Winkeleinheit, werden die unmittelbar mit der Verbindung verbundenen rotierenden Teile, d. h. die Abtriebswelle, sehr schnell zum Stillstand gebracht und durch die Impulskupplung 19 wird ein erster sehr kräftiger Drehmomentimpuls erzeugt. In diesem Moment zwingt die Trägheit des Betätigungselements 29 dieses dazu, gegen die Vorlastkraft der Feder 3 5 um die Achse 3 0 zu verschwenken und drängt dadurch den Verriegelungskolben 40 in Richtung der die Betätigungsstange 43 auslösenden Stellung (s. Fig. 2b und 3b). Da jedoch die Drehzahl zu Beginn dieses ersten Impulses sehr hoch war, hat sich die geschwindigkeitsabhängige Verriegelungsklaue 4 6 gegen die Wirkung der Feder 48 nach außen in ihre aktive Stellung bewegt und bildet da-

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durch eine Sperre gegen eine weitere Bewegung des Betätigungselements 29. Wie in Fig. 2c gezeigt, greift das Widerlagerende 4 9 der Verriegelungsklaue 46 an der Widerlagerfläche 50 an dem Element 29 an. Infolge der Sperrwirkung der zentrifugalkraftabhängigen Verriegelungsklaue 4 6 wird ein vorzeitiges Abschalten der Leistung vermieden. Statt dessen kann die Impulskupplung 19 eine Mehrzahl weiterer Impulse an die Abtriebswelle 2 0 und die Schraubverbindung abgeben, wobei jeder Impuls bei einer vergleichsweise niedrigen Anfangsdrehzahl des Antriebselements 18 erzeugt wird. Erreicht der Verzögerungswert in dem Antriebselement 18 das nächste Mal das Niveau, bei welchem das Betätigungselement 29 durch seine Trägheitskräfte verschwenkt wird, ist die Drehzahl niedrig und die Verriegelungsklaue 4 6 verharrt in ihrer Ruhestellung. Dieses Mal ist das Betätigungselement 29 frei, eine volle Schwenkbewegung auszuführen und dadurch den Verriegelungskolben 40 in seine die Betätigungsstange 43 auslösende Stellung zu verschieben (s. Fig. 2b und 3b). Das Widerlagerende 49 der Verriegelungsklaue 46 tritt in die Bohrung 51 in dem Betätigungselement 2 9 ein.

Wenn der Verriegelungskolben 40 in seine die Betätigungsstange 43 auslösende Stellung verschoben ist, wird das Abschaltventil 23 nicht länger durch die Stange 43 in seiner offenen Stellung gehalten, sondern es wird durch den Druckluftstrom gegen die Wirkung der Rückstellfeder 22 sofort geschlossen.

Beim Anziehen einer Schraubenverbindung mit einer schwachen Drehmoment/Winkelcharakteristik, d. h. einem langsamen Drehmomentanstieg pro Winkeleinheit, wird das Antriebselement 18 schrittweise verzögert und besitzt nicht eine derart hohe Drehzahl beim Erzeugen des ersten Drehmomentimpulses um eine vorzeitige Leistungsabschaltung zu bewirken.

Die Feder 48 und die Ausgestaltung der Verriegelungsklaue 46 sind so ausgeführt, daß eine das Betätigungselement 29 sperrende Wirkung nur erzielt wird, wenn die Antriebsdrehzahl des Antriebselements 16 hoch genug ist, um ein unerwünschtes vorzeitiges Abschalten bei der ersten Impulserzeugung zu verursachen.

Eine Schraubverbindung mit einer schwachen Drehmoment/Winkelcharakteristik verursacht keine ausreichend abrupte Verzögerung, um eine Schaltbewegung des Betätigungselements' 29 bei der ersten Impulserzeugung zu bewirken. Das Auslösen der Schaltmittel findet nicht statt, bis das in die Verbindung eingebrachte Drehmoment das gewünschte endgültige Niveau erreicht hat, was eine Vielzahl von Drehmomentimpulsen später geschieht.

Sobald der Anzugsvorgang beendet und das Abschaltventil geschlossen ist, wird die Antriebseinheit 15 automatisch abgeschaltet, und es werden keine weiteren Drehmomentimpulse über die Abtriebswelle 20 abgegeben. Durch Schließen des Drosselventils 26 wird der Luftdruck innerhalb des Luftzufuhrkanals 24, ebenso wie der auf das Abschaltventil 23 wirkende Schließluftdruck, unterbrochen. Als Folge wird letzteres mittels der Feder 22 in seine offene Stellung zurückgestellt. Da die Betätigungsstange 43 fest mit dem Abschaltventil 23 verbunden ist, wird die Betätigungsstange 43 aus der Querbohrung 44 in dem Kolben 40 gezogen. Dies erlaubt es auch dem Kolben 40, durch die Wirkung der Feder 41 zurückgestellt zu werden. Nun ist der das Abschalten auslösende Mechanismus bereit, einen weiteren Anzugsvorgang zu beginnen.

Claims (7)

•vt-Uivvii» Ansprüche

1. Drehmomentimpulse abgebendes Motorwerkzeug mit automatischen Mitteln (23, 28) zur Leistungsabschaltung, das eine Antriebseinheit (15) mit einem Rotor (16), an die Antriebseinheit (15) angeschlossene Leistungszuführmittel (24)₇ in den Leistungszuführmitteln (24) eingeschlossene Mittel (23) zur Leistungssteuerung, eine Abtriebswelle (20) und eine hydraulische Impulskupplung (17) aufweist, die den Rotor (16) der Antriebseinheit intermittierend mit der Abtriebswelle (20) kuppelt und ein Antriebselement (18) besitzt, das mit dem Rotor (16) der Antriebseinheit antreibend verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Antriebselement (18) verzogerungsabhangige Schaltmittel (25) zur gemeinsamen Rotation verbunden sind und eine Betätigungsstange (43) mit den Mitteln (23) zur Leistungssteuerung gekoppelt und derart angeordnet ist, daß sie bei Verzögerungswerten in dem Antriebselement (18) unterhalb eines gewissen, vorbestimmten Niveaus von den Schaltmitteln (28) an ihrem Ende abgestützt und bei Verzögerungswerten in dem Antriebselement (18) oberhalb des bestimmten Niveaus von den Schaltmitteln (28) für eine Längsverschiebung und Abschaltung der Mittel (23) zur Leistungssteuerung freigebbar ist.

2. Motorwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmittel (28) wenigstens ein Trägheitselement (29), das um eine Achse schwenkbar ist, die im wesentlichen parallel, jedoch versetzt zur Drehachse des Antriebselements (18) liegt, und ein Verriegelungselement (40) aufweisen, das in bezug auf das Antriebselement (18) in einer Richtung im wesentlichen senkrecht zu dessen Drehachse beweglich geführt und von dem Trägheitselement (29) aus einer die Betätigungsstange (43) unterstützenden Stellung in eine die Betätigungsstange (43) freigebende Stellung verschiebbar ist.

3. Motorwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägheitselement (29) schwenkbar auf einem Achsschenkel (20) abgestützt ist, der am rückwärtigen Ende des Antriebselements (18) befestigt ist.

4. Motorwerkzeug nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Trägheitselement (29) L-förmig ist.

5. Motorwerkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß drehzahlabhängige Sperrmittel (26 - 49) vorgesehen sind, um das Trägheitselement (29) gegen ein Verschwenken bei Drehzahlen des Antriebselements (18), die einen vorbestimmten Wert überschreiten, zu blockieren und dadurch ein unerwünschtes vorzeitiges Abschalten der Mittel (23) zur Leistungssteuerung zu vermeiden.

6. Motorwerkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrmittel (46 - 49) ein Widerlagerelement (46) aufweisen, das durch Fliehkraftwirkung von einer das Trägheitselement (29) sperrenden Stellung gegen die Wirkung von Vorspannmitteln (48), die zwischen dem Widerlagerelement (56) und dem Antriebselement (18) angeordnet sind, in eine das Trägheitselement (29) freigebende Stellung bewegbar ist.

7. Motorwerkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlagerelement (46) langgestreckt und an seinem einen Ende schwenkbar an dem Antriebselement (18) gelagert ist zur Bewegung in einer im wesentlichen senkrecht zu der Drehachse des Antriebselements (18) liegenden Ebene, und das andere Ende (49) des Widerlagerelements (46) so angeordnet ist, daß es an eine Widerlagerfläche (50) an dem Trägheitselement (29) anlegbar ist, wenn das Widerlagerelement (46) seine Sperrstellung einnimmt.

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