DE1295499B - Einrichtung zum Begrenzen des Festdrehmoments bei druckmittelbetriebenen Schlagschraubern - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Be- Druckluft zugeführt wird. Die Luftzuführung zum grenzen des Festdrehmoments bei druckmittelbetrie- Motor wird durch ein im Handgriff angeordnetes, benen Schlagschraubern. durch einen Drücker betätigtes Druckluftventil 4

Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art ist geöffnet und geschlossen. Am Schlagschrauber 1 ist zum Begrenzen des Festdrehmoments zwischen dem 5 ein Ringschlüssel 5 zum Anziehen einer Schraube Antrieb des Schraubers und seiner Abtriebswelle oder Mutter 6 angesetzt. Die Versorgungsleitung 2 eine Ratschenkupplung vorgesehen, die beim Über- erhält Luft von einer Druckluftquelle 7, die eine schreiten des Festdrehmoments außer Eingriff gerät. genügend große Kapazität aufweist, um Druckluft Hierbei ist für jeden Schrauber eine besondere im mit einem im wesentlichen konstanten Druck zum Schrauber eingebaute Einrichtung zum Begrenzen io Schlagschrauber 1 zu liefern, des Festdrehmoments vorgesehen. Der Schrauber Nach F i g. 1 ist zwischen der Druckluftquelle 7

ist zum Einschrauben nur verwendbar für bestimmte, und dem Schlagschrauber 1 eine Zündeinrichtung 8 an der Ratschenkupplung einstellbare Festdreh- für die dem Schlagschrauber zu liefernde Druckmomente. Eine im Schrauber angeordnete Begren- luftmenge vorgesehen. Die Zündeinrichtung 8 bezungseinrichtung für das Festdrehmoment macht 15 steht aus einer Kammer 9, deren eines Ende mit den Schrauber größer und stört immer dort, wo an einer Versorgungsleitung 10 an die Druckluftquelle 7 der Einschraubstelle Platzmangel herrscht. angeschlossen ist. Das andere Ende der Kammer 9

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine ist an die zum Schlagschrauber 1 führende Versor-Einrichtung zum Begrenzen des Festdrehmoments gungsleitung 2 angeschlossen. Innerhalb der Kamder eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die 20 mer 9 ist hin- und herverschiebbar ein die Kammer unabhängig von der Bauart des Schlagschraubers in eine Druckkammer 18 und eine Auslaßkammer 19 anwendbar ist und welche ein gleichbleibendes Fest- unterteilender Differentialkolben 11 angeordnet. Der drehmoment für alle Schrauben oder Muttern ge- Differentialkolben 11 ist mit einem zentralen Gewährleistet, windezapfen 12 versehen, welcher in eine Hülse 13 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch 35 eingeschraubt ist, die sich dreh- und gleitbar durch gelöst, daß in der von einer Druckmittelquelle zum die Endwand 9 a der Kammer erstreckt. Innerhalb Schlagschrauber führenden Versorgungsleitung eine der Kammer 9 ist die Hülse 13 mit einem Anschlagdie Liefermenge des Druckmittels von der Druck- flansch 14 versehen, der mit der Endwand 9 a zumittelquelle zum Schlagschrauber begrenzende und sammenwirkt. Mit dem äußeren Ende der Hülse 13 überwachende, auf die Betätigung des Druckmittel- 30 ist ein Hebel 15 fest verbunden. Ein Drehen der ventils des Schlagschraubers ansprechende Zumeß- Hülse 13 mit Hebel 15 erbringt eine Verlagerung des kammer mit veränderbarem Aufnahmevolumen in Anschlagflansches 14 in axialer Richtung gegenüber der Versorgungsleitung angeordnet ist. dem Differentialkolben 11, so daß die in F i g. 1 obere Die Menge des Druckmittels, die durch einen Endstellung des Differentialkolbens 11 in der Kam-Schlagschrauber während der Arbeit verbraucht wird, 35 mer 9 veränderbar ist Ein vom Umfang des Diffeist normalerweise abhängig von der Anzahl der vom rentialkolbens 11 getragener Dichtring 16 und ein Schraubermotor ausgeführten Umdrehungen. Wenn in der Endwand 9 a der Kammer um die Hülse 13 der Lieferungsdruck und die gesamte Druckmittel- angeordneter Dichtring 17 dichtet die Druckkammer menge, die dem Schlagschrauber zugeführt wird, 18 gegen die Auslaßkammer 19 ab. konstant gehalten sind, kann der Motor des Schlag- 40 Die Druckkammer 18 und die Auslaßkammer 19 schraubers nur eine bestimmte Anzahl von Um- des Zylinders stehen durch eine Drosselbohrung 20, drehungen ausführen. Wenn eine Anzahl gleicher welche sich in axialer Richtung durch den Differen-Schrauben oder Muttern unter ähnlichen Bedingun- tialkolben 11 innerhalb eines ringförmigen Dichtgen fest anzuziehen sind, wie es oft in der Praxis rings 21 erstreckt, miteinander in Verbindung. Der der Fall ist, erfordert dieses Anziehen die gleiche 45 Dichtring liegt koaxial zum Differentialkolben U Anzahl von Schraubbewegungen und damit Schrau- und legt sich bei der in F i g. 1 mit strichpunktierten berumdrehungen, d. h. das Anziehen verlangt im Linien dargestellten unteren Stellung des Differenwesentlichen eine gleiche, dem Schlagschrauber zu- tialkolbens auf einen durch eine ringförmige Rippe zuführende Druckmittelmenge. 22 innerhalb der Kammer 9 an der Endwand 9 b Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus 50 gebildeten Ventilsitz, wodurch der Teil der Auslaßden Unteransprüchen. kammer 19, welcher sich außerhalb der Rippe 22 Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in befindet, von der Versorgungsleitung 2 zum Schlagder Zeichnung dargestellt und werden im folgenden schrauber 1 getrennt wird. Nahe der Endwand 9 b näher beschrieben. Es zeigt der Kammer 9 ist eine zur Druckkammer 18 füh-F i g. 1 eine teilweise im Axialschnitt dargestellte 55 rende, mit einem verstellbaren Nadelventil 24 verEinrichtung gemäß der Erfindung, sehene Umgehungsleitung 23 angeschlossen. Durch F i g. 2 im Axialschnitt schematisch eine abgewan- Regulierung der Durchlaßöffnung des Nadelventils delte Ausführung der das Druckmittel überwachen- 24 kann eine bestimmte zusätzliche Druckluftmenge den Einrichtung nach F i g. 1, von der Druckkammer 18 zur Auslaßkammer 19 F i g. 3 im Axialschnitt eine vergrößerte Darstel- 60 während des Abwärtshubs des Differentialkolbens 11 lung einer in Fig. 2 vorhandenen Ventileinrichtung. strömen, solange bis sich der Dichtring21 auf die Die in den F i g. 1 bis 3 dargestellten Einrichtun- Rippe 22 legt und die Verbindung zwischen der gen werden in Verbindung mit einem z.B. durch Umgehungsleitung23 und der Versorgungsleitung2 einen Druckluftmotor mit Gleitflügeln angetriebenen unterbricht.

Schlagschrauber 1 beliebiger Bauart erläutert. Der 65 Die Einrichtung gemäß F i g. 1 arbeitet wie folgt: dargestellte Schlagschrauber besitzt einen Hand- Es sei davon ausgegangen, daß sich der Differen-

griff 3, an welchem eine Versorgungsleitung 2 ange- tialkolben 11 in der mit vollen Linien ausgezogenen schlossen ist, durch welche dem Schraubermotor Stellung befindet und das Nadelventil 24 geschlossen

und der Schlagschrauber mit dem Ringschlüssel 5 Luftmenge aus der Druckkammer 18 durch das über den Schraubenkopf oder die Mutter 6 gescho- Nadelventil 24 und die Umgehungsleitung 23 zur ben ist. Wird jetzt das Druckluftventil 4 im Hand- Auslaßkammer 19 und weiter durch die Versorgungsgriff 3 des Schlagschrauber durch Betätigung des leitung 2 zum Schlagschrauber 1 strömen. Am Ende Drückers geöffnet, so kommt die Auslaßkammer 19 5 des Abwärtshubs des Differentialkolbens 11 legt sich durch die Versorgungsleitung 2 mit dem Motor des der Dichtring 21 auf die ringförmige Rippe 22 der Schlagschraubers in Verbindung, und der Motor läuft Kammerwand 9 b und unterbricht die zusätzliche an, wodurch infolge des Luftverbrauchs ein Druck- Zuführung von Druckluft zur Versorgungsleitung 2. abfall in der Versorgungsleitung 2 und in der Aus- Der Differentialkolben 11 verbleibt, wie vorher belaßkammer 19 mit Bezug zur Druckluftkammer 18 io schrieben, in seiner unteren Hubstellung so lange, der Kammer 9 erzeugt wird. Die Größe dieses Druck- wie das Ventil 4 des Schlagschraubers geöffnet abfalls ist durch die Differenz der wirksamen KoI- bleibt. Beim Schließen des Ventils 4 ist die durch benflächen an den gegenüberliegenden Seiten des die Drosselbohrung 20 einströmende Druckluft fähig, Differentialkolbens 11 bestimmt. Sobald der Druck den notwendigen Überdruck in der Versorgungsin der Auslaßkammer 19 unter den Wert fällt, der 15 leitung 2 und innerhalb der ringförmigen Rippe 22 notwendig ist, um den Differentialkolben 11 im zu bilden, um den Differentialkolben wieder zurück Gleichgewicht zu halten, beginnt der Differentialkol- zu bewegen. Sobald diese Rückbewegung einmal ben sich abwärts zu bewegen und schiebt das vor begonnen hat, wird der Rückhub durch die aus der ihm eingeschlossene Druckluftvolumen vor sich her, Umgehungsleitung 23 durch das Nadelventil 24 in wodurch der Schlagschrauber 1 angetrieben wird, so die Auslaßkammer 19 einströmende Druckluft wirk-Am Ende seines Aufwärtshubs wird der Differential- sam beschleunigt, was sich in einer kurzen Vorkolben 11 in der gestrichelten Stellung festgehalten. bereitungszeit für die nächste Anzugsoperation Die Lieferung von Druckluft ist beendet, so daß das auswirkt.

Anziehen der Mutter 6 aufhört. Der Druckunter- Mit dem geöffneten Nadelventil 24 hat der Diffe-

schied erzwingt ein ununterbrochenes Entweichen 35 rentialkolben 11 zusätzlich zu seiner Aufgabe als von Druckluft durch die Drosselbohrung 20 in die Luftförderer die Funktion eines Zeitreglers für die Auslaßkammer 19. Diese entweichende Druckluft- Strömungsdauer der Luft zur Versorgungsleitung 2 menge ist zu gering, um einen Druck in der Auslaß- durch die Umgehungsleitung 23. kammer 19 entstehen zu lassen, solange das Druck- Als Alternativlösung kann die im Differentialkolluftventil 4 des Schlagschraubers offen ist, da es 30 ben 11 angeordnete Drosselbohrung 20 mit gleicher durch den Schraubermotor mit der Atmosphäre in Wirkung in der äußeren Kammerwand 9 vorgesehen Verbindung steht. Nach der Freigabe des Drückers, werden und unmittelbar die Versorgungsleitungen also Schließen des Druckluftventils 4, steigt der 10 und 2 unter Umgehung der Druckkammer 18 und Druck in der Versorgungsleitung 2 und in der Aus- Auslaßkammer 19, wie in F i g. 1 mit den gestrichellaßkammer 19 an, bis die Drücke auf beiden Seiten 35 ten Linien angegeben, verbinden. Zusätzlich kann, des Differentialkolbens wieder gleich sind. Infolge um den Rückhub des Kolbens zu beschleunigen, in Druckanstiegs wird der Differentialkolben 11 wieder der so gebildeten äußeren Drosselleitung 20' ein in seine obere Stellung in die Kammer 9, welche Nadelventil 24' angeordnet sein, um eine Vorbestimdurch das Anlegen des Anschlagflanschs 14 der mung des Ausströmens in Abhängigkeit einer Hülse 13 gegen die Endwand 9 a der Kammer 9 40 Volumenänderung der Versorgungsleitung 2 zu erbestimmt ist, verschoben, wobei die Auslaßkammer möglichen, wenn die Einrichtung 8 zusammen mit 19 wieder mit der gleichen Luftmenge wie vorher Versorgungsleitungen 2 verschiedener Längen begefüllt ist. Die Einrichtung ist somit wieder für die nutzt wird.

nächste Anzugsoperation bereit. Solange der Druck Bei der abgewandelten Ausführung nach F i g. 2

in der Druckluftquelle 7 im wesentlichen konstant 45 und 3 ist das Nadelventil 24 durch eine in F i g. 3 bleibt, wird während jeder Anzugsoperation die im einzelnen dargestellte Ventileinrichtung 25 im gleiche Druckluftmenge aus der Auslaßkammer 19 Differentialkolben 11 ersetzt, um einen schnellen dem Motor des Schlagschraubers zugeführt. Rückhub des Differentialkolbens 11 in seine obere

Durch ein Drehen der Hülse 13 mittels des Hebels Stellung zu sichern.

15, um den am Differentialkolben 11 vorgesehenen 50 Das Ventil 25 enthält einen zylindrischen, nach Gewindezapfen 12, z. B. derart, daß der Anschlag oben offenen kappenförmigen Ventilkörper 26 mit 14 vom Differentialkolben 11 weiter wegkommt, Bodendurchbrechungen 27 und einem zentralen, sich wird der Kolbenhub und damit die Menge der vom Boden in die Auslaßkammer 19 erstreckenden Druckluft, die aus der Auslaßkammer 19 ausströmen Ansatz 28. Der Ventilkörper 26 ist hin- und herverkann, verkleinert, so daß die Einrichtung für eine 55 schiebbar innerhalb einer mittleren zylindrischen geringere Anzahl von Umdrehungen des Schraubers Ansenkung 29 gelagert, die sich axial durch den eingestellt ist, was in dem Falle erfolgt, wo wenige Differentialkolben 11 vom Boden einer oberen zylin-Umdrehungen genügen, um die Schraube oder Mut- drischen Ansenkung 29 a erstreckt. Die Ansenkung ter mit dem gewünschten Festdrehmoment anzu- 29 a ist mit einer mit Durchbrechungen 30 a verziehen. Wenn jedoch andererseits, um die Anzahl 60 sehenen und z. B. mittels nicht dargestellter Schrauder vom Schrauber ausgeführten Umdrehungen zu ben mit dem Differentialkolben verbundenen Scheibe steigern, eine Vergrößerung der abzugebenden 30 abgedeckt. Die Scheibe 30 trägt an ihrer Unter-Druckluftmenge erforderlich ist, kann eine solche seite zentral eine Dichtung 31, welche mit dem freien Vergrößerung durch ein öffnen des Nadelventils 24 Rand des Ventilkörpers 26 zusammenwirkt. Eine auf einen entsprechenden Durchlaßwert erreicht wer- 65 enge Durchgangsbohrung 32 erstreckt sich axial den. In diesem Fall wird, sobald sich die Druck- durch die Scheibe 30 und durch die Dichtung 31. abnähme zwischen der Druckkammer 18 und der Eine Schraubenfeder 34 ist zwischen der Dichtung Auslaßkammer 19 eingestellt hat, eine zusätzliche und dem Boden des Ventilkörpers 26 eingespannt

und zwingt den Ventilkörper 26 von der Dichtung 31 weg in eine Offenstellung. Normalerweise hält die Schraubenfeder 34 den Ventilkörper 26 gegen eine Schulter 33 in der Ansenkung29 gepreßt. In dieser Stellung ist das Ventil 25 geöffnet, und es besteht eine Verbindung zwischen der Druckkammer 18 und der Auslaßkammer 19 der Kammer 9 durch die Durchbrechungen 30 a der Scheibe 30, die Ansenkung29a, die ringförmige Öffnung zwischen dem Rand des Ventilkörpers 26 und der Dichtung 31 und den Bodendurchbrechungen 27. In dieser geöffneten Ventilstellung ragt der Ansatz 28 des Ventilkörpers 26 in die Auslaßkammer 19 der Kammer 9 hinein. In der unteren Stellung des Differentialkolbens 11, die in Fig. 2 in strichpunktierten Linien dargestellt ist, ruht der Ansatz 28 auf der unteren Endwand der Kammer 9, wie aus Fig. 3 ersichtlich, wodurch ein Schließen des Ventils 25 infolge des Anpressens des Randes des Ventilkörpers 26 gegen die Dichtung 31 erfolgt. Bei dieser Stellung des Differentialkolbens sind die Druckkammer 18 und die Auslaßkammer 19 lediglich durch die enge Durchgangsbohrung 32 in der Scheibe 30 miteinander verbunden.

Während der Arbeit schiebt der Differentialkolben 11, wie in Verbindung mit der Darstellung nach F i g. 1 erläutert, die in der Auslaßkammer 19 eingeschlossene Druckluftmenge durch die Versorgungsleitung 2, um den Schraubermotor anzutreiben. Da das Ventil 25 praktisch während des ganzen Abwärtshubs offen ist, wird eine zusätzliche Druckmittelmenge von der Druckkammer 18 durch die in dem Ventil 25 enthaltenen Durchgangsöffnungen der Auslaßkammer 19 und weiter der Versorgungsleitung 2 zugeführt.

Beim Erreichen der unteren, d.h. der in Fig.2 mit strichpunktierten Linien eingezeichneten Stellung des Differentialkolbens U ist das Ventil 25 durch Anstoßen des Ansatzes 28 gegen die Endwand der Kammer geschlossen. Hierdurch hört das Anziehen der Schraube oder Mutter auf, da die nun noch austretende Druckluft lediglich die kleine Menge ist, die durch die Drosselbohrung 32 strömt. Diese Menge ist jedoch zu gering, um den Motor des Schlagschraubers weiter anzutreiben. Nach dem Schließen des Ventils 4 des Schlagschraubers ist es jedoch dieser kleinen Menge möglich, einen Druck sowohl in der Versorgungsleitung 2 als in der Auslaßkammer 19 zu erzeugen, um den Rückhub des Differentialkolbens einzuleiten, welcher wirksam beschleunigt wird, sobald das Ventil 25 durch die Wirkung der Schraubenfeder 24 geöffnet wird.

Eine Regelung der Druckluftmenge erfolgt wieder, wie vorstehend beschrieben, durch ein Drehen der Hülse 13 mit dem Hebel 15, Um die zusätzliche Strömung von Druckluft durch das Ventil 25 zu verändern, kann dieses Ventil durch ein anderes Ventil mit weiteren oder engeren Durchgangsöffnungen ersetzt werden.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Begrenzen des Festdrehmoments bei druckmittelbetriebenen Schlagschraubern, dadurch gekennzeichnet, daß in der von einer Druckmittelquelle (7) zum Schlagschrauber (1) führenden Versorgungsleitung (10, 2) eine die Liefermenge des Druckmittels von der Druckmittelquelle zum Schlagschrauber begrenzende und überwachende, auf die Betätigung des Druckmittelventils (4) des Schlagschraubers ansprechende Zumeßkammer (9) mit veränderbarem Aufnahmevolumen in der Versorgungsleitung (10, 2) angeordnet ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (9) durch einen Differentialkolben (U) in eine an die Druckmittelquelle (7) angeschlossene Druckkammer (18) und eine an den Motor des Schlagschraubers (1) angeschlossene Auslaßkammer (19) unterteilt ist und zwischen der Druckkammer und der Auslaßkammer eine dauernd geöffnete Druckausgleichsverbindung (20 bzw. 20', 32) angeordnet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Förderrichtung des Druckmittels zwischen Druckkammer (18) und Auslaßkammer (19) eine sich am Ende des Arbeitshubes des Differentialkolbens (11) verschließende Umgehungsverbindung (22 bzw. 30 a, 27) angeordnet ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umgehungsverbindung (23) an der Kammer (9) angeordnet und durch einen um die Auslaßöffnung des Zylinders herum angeordneten Ventilsitz (22) und einen vom Differentialkolben (11) getragenen, mit dem Ventilsitz zusammenwirkenden Dichtring (21) am Ende des Arbeitshubes des Differentialkolbens verschlossen ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umgehungsverbindung (30 a, 27) in Axialrichtung des Differentialkolbens (11) in diesem angeordnet und eine Ventileinrichtung (25) enthält, welche während des Arbeitshubes geöffnet und am Ende des Arbeitshubes durch einen am Ventilkörper (26) angeordneten und diesen in Schließrichtung bewegenden, sich am Zylinderboden abstützenden Stößel (28) geschlossen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen