DE1924070C - Drehmomentabhängige Abschalteinrichtung für ein druckluftbetriebenes Werkzeug mit umlaufender Arbeitsspindel, insbesondere für einen Druckluftschrauber - Google Patents

Description

wirkende Federkräfte der Federn (76) Kugeln Fig. 2 einen Teilschnitt der Abschalteinrichtung

(72) angedrückt sind, wobei die Federkräfte durch 40 nach Fig. 1 in ihrer Abschaltstellung;

die Spiralflächen eines das Kupplungsgehäuse um- F i g. 3 den Querschnitt entlang der Linie 3-3 nach

schließenden, in Umfangsrichtung drehbaren Fig. 1 und

Drehmomenteinstellrings (80) veränderbar sind. F i g. 4 eine Teilansicht der drehmomentabhängigen Kupplung, aus der die in Eingriff stehende Ver-45 zahnung zu ersehen ist.

Als druckluftbetriebenes Werkzeug wird ein als Ganzes mit 10 bezeichneter Druckluftschrauber näner erläutert. Der Druckluftschrauber 10 umfaßt

Die Erfindung betrifft eine drehmomentabhängige eine Arbeitsspindel mit einem auf eine Schraube auf-Abschalteirmchtung für ein druckluftbetriebenes so setzbaren, schlüsselartigen Aufsatz und einen die Ar-Werkzeug mit umlaufender Arbeitsspindel, insbeson- beitsspindel in Umdrehung versetzenden Druckluftdere für einen Druckluftschrauber, mit einer den motor, der über eine nicht dargestellte Leitung mit Druckluftmotor mit der Arbeitsspindel verbindenden, einer Druckmittelquelle in Verbindung steht. Die aus zwei Kupplungsteilen mit Klauen bestehenden Druckluftzufuhr zum Druckluftmotor wird von der Drehmomentkupplung, deren getriebener Kupplungs- 55 Bedienungsperson des DruckluCschraubers durch ein teil gegen den Widerstand einer Kupplungsfeder beim in einem Handgriff 14 des Gehäuses 12 liegenden ZuÜberschreiten eines bestimmten Drehmoments durch führungsventil gesteuert, das durch einen Abzug 16 Längsverschieben außer Eingriff bringbar ist, und geöffnet oder geschlossen werden kann. Das Gehäuse mit einem am getriebenen Kupplungsteil gegen Längs- 12 Hingibt den Druckluftmotor 18, der eine Welle 20 verschiebung fest gelagerten, zur Kupplung gleich- 60 umfaßt, die in einem Lager 22 gelagert ist, das seinerachsigen Schubglied, das an seinem der Kupplung ab- seits durch eine Motorendplatte 24 festgelegt ist. Der gewandten Ende als Schließglied für ein Absperrven- Druckluftmotor 18 wird durch eine Ringmutter 26 im til ausgebildet ist. Gehäuse 12 gehaltert. Die Welle 20 trägt eine An-Bei einer bekannten Abschalteinrichtung dieser Art triebskupplungsnabe 28, die durch Keile 30 festgelegt (vgl. die französische Patentschrift 1 269 447) ist ein 65 ist. Die Kupplungsnabe 28 ist axial an der Rotorwelle Kupplungsteil durch ein mechanisches Hebelsystem, 20 durch einen Ring 32 festgelegt und ist mit einem irsbesondere einem länglichen Druckstab mit dem Ringglied 34 versehen, das axial vorspringende *"' -^1!-ⁿ-^1!-^J eines Ventils verbunden, das vor dem Klauen 36 an seinem Umfang aufweist. Das Glied 34

ist auf die Nabe 28 aufgepreßt, um einen Antriebskupplungsteil 38 zu bilden. Der Axialdruck auf den Kupplungsteil 38 in Richtung der Motorendplatte 24 hin wird durch ein Drucklager 40 aufgenommen.

In Eingriff mit dem treibenden Kupplungsteil 38 ist eine aus einem getriebenen Kupplungsteil und einem Ventilverschlußglied 32 gebildete Einheit angeordnet, das komplementär gestaltete Klauen 44 umfaßt, die mit den Klauen 36 des treibenden Kupplungsteiles 38 zusammenwirken (Fig. 4). Der getriebene Kupplungsteil 42 umfaßt einen Nabenteil 46, der durch mehrere Kugeln 48 mit der Arbeitsspindel 50 verkeilt ist. Die Arbeitsspindel 50 ist ihrerseits in einem Lager 52 gelagert und umfaßt em aus dem Werkzeug herausragendes Ende 54, das mit den vorgenannten Köpfen bekannter Art verbindbar ist. Wie am besten aus I- < ■_;. 2 zu entnehmen ist, ist der getriebene Kupplungsteil 42 relativ zur WeIIeSO in Axiallagern vers'-ü.ebbar, um ein Ausrücken aus dem treibc.den Kupplungsteil 38 zu ermöglichen. Der getriebene Kupplungsteil 42 trägt durch eine Radial-Lagerein- \\:-\\ 58 einen Drelimomentsteuerungs-Kugellaufring 56 um den Nabenteil 46 herum. Durch den Kupplungsteil 42 und den Kugellaufring 56 ausgeübte ,V.iulkräfte werden durch das Drucklager 60 aufgeiK Mimen. Der Kugellaufring 56 ist in axialer Richtung auf der Nabe 46 durch einen Ring 62 festgelegt. [):·. vollständige getriebene Kupplungs- und Drehn;omentsteuerungseinheit ist durch eine Kupplungsie.ler 64 vorgespannt, um den treibenden Kupplungsteil 38 und den getriebenen Kupplungsteil 42 unter Λι beitsbedingung in Eingriff zu halten. Die Feder 64 liegt in einer Bohrung 66 im Gehäuse 68. Das Gehäuse 68 bildet einen abnehmbaren Teil des Werkzcuggehäuses 12 und ist durch eine Mutter 69 an diesem befestipt, die wiederum durch einen Teil 71 mit dem Gehäuse 68 verbunden ist.

Der Drehmoment-Steuerur.gsmechanisrnus umfaßt den zylindrischen Steuerungskugellaufring S6_K der eine schrägwandige Umfangsnut 70 aufweist, in die Tastmittel radial eingreifen, die aus mehreren Kugeln 72 bestehen, die in über den Umfang verteilt angeordneten Ringhüisen 74 angeordnet sind, die Schraubenfedern 76 umgeben. Wie am besten der Fig. 3 zu entnehmen ist, sind die Federn 76 radial gehaltert imd durch einen Drehmomcnt-Einstellring 78 unterschiedlich zusammendrückbar, der spiralförmige Auflaufflächen 8fc an seiner Innenseite trägt. Der Einstellring 78 ist drehbar am äußeren Durchmesser 82 des Gehäuses 68 gelagert und in mehreren Drehstellungen durch eine in eine Nut 86 eingreifende Feder 84 festlegbar. Dieser Einstellring 78 ist in axLler Richtung auf dem Gehäuse 68 durch einen Stift 88 festgelegt. Die Kugeln 72 bilden nachgiebige Lagerelemente, die die Haltemng des Kupplungsteiles 72 auf der Welle 50 unterstützen.

Die Wirkungsweise dieser drehmomentabhängigen Kupplung beruht in erster Linie auf der Tatsache, daß sich der treibende und der getriebene. Kupplungsteil im Betrieb axial zu trennen trachten und dadurch den Motor 18 von der Arbeitsspindel trennen. Die komplementären KIa..en 36 und 44 an den Kupplungsteilen 38 und 42 sind mit einem vorbestimmten Profil90 ausgebildet (Fig. 4), das bei einer relativ hohen Kraftkomponenten in axialer Richtung die Klauen voneinander zu trennen bestrebt ist, wenn ein Drehmoment vom treibenden Kupplungsteil zum getriebenen Kupplungsteil 42 übertragen wird. Als Widerstand gegen die axiale Bewegung des getriebenen Kupplungsteiles 42 wirken die Kugeln 72, die in die Nut 70 des Kugellaufringes 56 gedruckt werden. Durch die schräge Wand 92 der Nut 76 wrd jede ein S axiales Verschieben des getriebenen Kupplungsteil-^ 42 bewirkende Kraft eine radiale Komponente erzeugen, die die Kugeln 72 aus der Nut 70 herauszudrükken trachtet, was wiederum eine freie axiale Bewegung des Kupplungsteiles 42 in die ausgerückte Stellung ermöglicht, die in F i g. 2 dargestellt ist. Die Einstellung der Größe der Ausrückkraft der Kupplung und damit des Drehmomentes des Werkzeuges wird durch den Drehmoment-Einsteüring 78 bewirkt, wobei die Auflauf flächen 80 die Kompression der Federn 76 verringern oder erhöhen, was seinerseits die radiale Kraftkomponente verändert.

Wie bereits erwähnt wurde, besteht der Vorteil der erfindungsgemäßen Abschalten, a'htung im gleichzeitigen Ausrücken der Kupplung un'! dem Abschalten »o des Motor?. Aus Fig. 1 ist zu ersehen, daß der Ausstoß des Druckmediums aus dem Druckluftmotor 18 über eine Leitung 94 erfolgt, die zu einem Zwischen raum 96 führt, der durch die Nut 26 und das Gehäuse 68 gebildet ist, dann über die Fläche 98 in einen »b Ringraum 100, durch mehrere Leitungen 102 (F i g. 3) und danach durch den Spalt 104 durch geeignete Aus Stoßeinrichtungen im Kopfteil des Werkzeuges, die jedoch in der Zeichnung nicht dargestellt sind, aus dem Werkzeug austritt. Das Drosseln des Ausstoßes zum Abschalten des Druckluftmotors 18 erfolgt durch die den getriebenen Kupplungsteil und ein Ventilverschlußglied umfassende Einheit 42, die ferner eine Platte 106 umfaßt, die durch einen Ring 110 auf dem Durchmesser 108 gehaltert ist, und als Laufring für das Drucklager 112 und ferner als VenÜlver chlußglied dient, das an der Fläche 98 anliegt. Wie der F i g. 2 zu entnehmen ist, schiebt sich der getriebene Kupplungsteil 42 beim Ausrücken aus dem treibenden Kupplungsteil 38 axial, bis die Platte 106 an der Fläche 98 anliegt, um die Verbindung des Bereiches 96 mit dem Ringspalt 100 zu unterbinden und dadurch den Strom des Mediums zu drosseln. Bewegt sich der Teil 52 in die den Strom drosselnde Richtung, erfolgt sofort ein schneller Druckanstieg im Bereich 96, und solange die Bedienungsperson das Zuführungsventil in der geöffneten Stellung hält, wirkt das Druckmedium auf die Oberfläche 114 des Kupplungsteiles 42, um dieses in der ausgerückten Stellung zu halten, und damit dp*. Ausstoß des Motors zu drosseln. Im Betrieb wird das Abschalten bei einem vorbestimmten Drehmoment durch Verdiehen des Ringes 78 eingestellt, wodurch die Federn 76 auf eine gegebene Vorspannung gebracht werden. Vor der Inbetriebnahme des Druckluftschrauber stehen die Kupplungsteile in der in Fig. 1 dargestellten Lage. Der Druckluftschrauber 10 wird auf die anzuziehende Schraube aufgesetzt und die Bedienungsperson beginnt den Anziehvorgang damit, daß der Abzug 16 zum öffnen des Zuführungsventils heruntergedrückt wird, so daß D:uckme.dium zum Druckluftmotor gelangt. Die Drehbewegung wird vom Druckluftmotor 18 in der vorbeschriebenen Weise auf die Arbeitsspindel 50 übertragen. Steigt der Drehwiderstand der Schraube an, rücken die Klauen 36 und 44 der beiden Kupplungsteile 38 und 42 axial auseinander und schieben den getriebenen Kupplungsteil und die Drehmomentsteuereinheit axial. Wird die von den Federn 76 erzeugte einwärts gerichtete Kraft der Kugeln

in die Nut 70 von der entgegengesetzt gerichteten 48 und der Kugeln 72 erleichtert. Der Druckluftradialen Kraft überschritten, die bestrebt ist, die Ku- schrauber 10 wird auf diese Weise durch mechanigeln aus der Nut heraus zu bewegen, wird sich der sches Auskuppeln bei einem vorherbestimmten Dreh-Kupplungsteil 42 axial bewegen, um sich vom trei- moment angehalten, um zu verhindern, daß der festbenden Kupplungsteil zu lösen. Die Trennungszeit ist 5 zuziehenden Schraube ein zu großes Drehmoment normalerweise sehr kurz und beträgt nur einenBrucb- erteilt wird und um zu verhindern, das Rückwirkungsteil einer Sekunde, hängt jedoch in gewissem Maße kräfte auf die Bedienungsperson übertragen werden, von den ein Drehmoment aufbauenden Charakteristi- Ferner ist durch einfache und direkt wirkende Mittel ken der einzuschraubenden Schraube ab. Die Aus- der Strom der Druckluft durch den Druckluftschraurückgeschwindigkeit der Kupplung wird durch die io ber unterbrochen. Solange die Bedienungsperson das Tatsache bestimmt, daß, wenn die Kugeln 72 aus der Zuführungsventil in der geöffneten Stellung hält, Nut herausgedrückt werden, eine Stellung erreicht drückt die Druckluft auf die Oberfläche 114, um die wird, in der die radiale Kraftkomponente, die das Kupplung im ausgerückten Zustand zu halten. Wird Verschieben der Kugeln 72 aus der Nut 70 bewirkt, jedoch der Abzug zum Schließen des Zuführungsvenrelativ groß wird, wenn die Kugeln 72 sich aus der 15 tils losgelassen und der Bereich 18 schnell über den Nut 70 auf den Durchmesser 93 heraus bewegen, Kanal 116 von Druckluft entleert, läßt der Druck auf schnappt die Einheit 42 sofort aus dem Eingriff mit die Fläche 114 nach, so daß die Kupplungsfeder 64 dem anderen Kupplungsteil aus und legt die Platte ein Wiedereinrücken des Kupplungsteiles 42 in· den 106 gegen die Oberfläche 98, um den Ausstoß an treibenden Kupplungsteil 38 bewirkt, wobei die Ku-Druckluft vom Druckluftmotor zu drosseln und den ao geln 72 wieder in die Umfangsnut 70 einrasten. Das Motor selbst zu stoppen. Die freie Axialbewegung Werkzeug ist damit für den nächsten Arbeitszyklus der Einheit 42 wird ihre Lagerung mittels der Kugeln bereit.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

i 924 070 1 2 Druckluftmotor angeordnet ist Dies hat jedoch den Patentansprüche: Nachteil, daß solche Abschalteinrichtungen teuer in der Herstellung und darüber hinaus störanfällig im

1. Abschalteinrichtung für ein druckluftbetrie- Betrieb, also häufig reparaturbedürftig sind.

benes Werkzeug mit umlaufender Arbeitsspindel, 5 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine insbesondere für einen Druckluftschrauber, mit Abschalteinnchtung der eingangs beschriebenen Art einer den Druckluftmotor mit der Arbeitsspindel zu schaffen, deren Absperrventil kein zusätzliches verbindenden, aus zwei Kupplungsteilen mit Gestänge für das Schließgeld benötigt
Klauen bestehenden Drehmomentkupplung, Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gederen getriebener Kupplungsteil gegen den Wider- io löst, daß das Absperrventil in der Auslaßleitung des stand einer Kupplungsfeder beim Überschreiten Druckluftmotors angeordnet ist und in der ausgekupeines bestimmten Drehmoments durch Längsver- pelten Stellung diese Auslaßleitung sperrt,
schieben außer Eingriff bringbar ist, und mit einem Hs ist zwar an sich bekannt, das Absperrventil in am getriebenen Kupplungsteil gegen Längsver- der Auslaßleitung von druckluftbetriebenen Werkschiebung fest gelagerten, zur Kupplung gleich- 15 zeugen vorzusehen, jedoch kann bei einer solchen achsigen Schubglied, das an seinem der Kupp- Vorrichtung die die lineare Bewegung erzeugende Einlung abgewannt ;n Ende als Schließglied für ein richtung eine Kupplung sein, die ausrückbare Teile Absperrventil ausgebildet ist, dadurch ge- umfaßt, und das Abschaltventil selbst kann ein bekennzeichnet, daß das Absperrventil (106) wegüches Verschlußglied umfassen, das beim Ausin der Auslaßleitung (94, 96, 102) des Druckluft- 20 rücken des Kupplungsteiles gelöst und dadurch gemotors (18) angeordnet ist und in der ausgekup- schlossen und durch die auf dieses einwirkenden pelten Stellung diese Auslaßleitung sperrt. Austtoßkräfte gegen einen Ventilsitz gedrückt wird.

2. Abschalteinrichtung nach Anspruch 1, da- Der ausrückbare Kupplungsteil und das Verschlußdurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche des ge- glied des Abschaltventils sind im allgemeinen durch triebenen Kupplungsteiles (114) zum Schließen 25 eine Klinkeneinrichtung zusammengehalten, die, beim des Absperrventils (106) als Druckfläche für das Ausrücken der Kupplung, das Ventilverschlußglied Schließglied ausgebildet ist, wobei diese Fläche zum Anlegen an -Jen Sit? freigibt. Diese bekannte einem Druckraum (96) zugewandt ist. Einrichtung hat jedoch den Nachteil, daß sie nur lang-

3. Abschalteinrichtung nach .Anspruch 1 oder 2, sam zwischen dem Ausrücken der Kupplung und dem dadurch gekennzeichnet, daß der Druckraum (96) 30 Ausschalten des Motors wirkt.

eine enge Entlüftungsöffnung (11„) hat. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind

4. Abschalteinrichtung nach einem der An- in den Unteransprüchen 1 bis 4 gekennzeichnet.
Sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer getriebene Kupplungsteil (42) einen um die Kupp- erfindungsgemäßen Abschalteinrichtung dargestellt, lungsachse drehbaren, in der Längsrichtung auf 35 Es zeigt:

dem Kupplungsteil festgelegten Laufring (56) Fig. 1 die teilweise im Schnitt dargestellte Seiten-

trägt, der mit einer Umfangsnut (70) mit geneig- ansicht des druckluftbetriebenen Werkzeuges mit Ab-

ten Flanken versehen ist, an denen durch radial schalteinrichtung (Betriebsstellung);