DE2033207A1

DE2033207A1 - Pneumatisch betriebenes Drehkraftwerkzeug zur Verwendung als schlagloser Mutternschrauber, motorischer Schraubenzieher o.dgl

Info

Publication number: DE2033207A1
Application number: DE19702033207
Authority: DE
Inventors: Sodertälje Stenbaoka. Johan Runar (Schweden)
Original assignee: Atlas Copco AB
Current assignee: Atlas Copco AB
Priority date: 1969-07-07
Filing date: 1970-07-04
Publication date: 1971-01-21
Also published as: JPS4831600B1; US3696871A; FR2054265A5; GB1312677A; SE348395B; ZA704554B; DE2033207B2; NL7009960A; DE2033207C3

Description

Patentanwälte ' Dip! .-Ing· Vv. Beyer Dipl.-Wirtsch.-Ing.B.Jochem

Prankfurt/Main Freiherr-vom-Stein-Str.18

In Sachen:

Atlas C ο ρ c ο

Aktiebolag

Nacka/Schweden

Pneumatisch betriebenes Drehkraftwerkzeug zur Verwendung als schlaglbser Mutternschrauber, motorischer Schraubenzieher od. dgl.

Priorität der schwedischen Patentanmeldung Nr. 9611/69 vom 7,7.1969

Die Erfindung bezieht sich auf pneumatisch betriebene Drehkraftwerkzeuge zur Verwendung als schlagloser Mutternschrauber, motorischer Schraubenzieher od.dgl. * und insbesondere auf Werkzeuge dieser Art mit einer μ

Abtriebswelle, die von einem Motor über ein Untersetzungsgetriebe mit einer oder mehreren Getriebestufen angetrieben wird. Das äußere Ende der Abtriebswelle ist dabei mit einem Schlüsselsitz od.dgl. zur mittelbaren oder über einen Steckschlüssel unmittelbaren Verbindung mit einem festzuziehenden Gewindeelement wie einer Mutter oder einer Schraube versehen, während des Arbeitsvorganges schaltet die Abtriebswelle von der Übertragung eines niedrigen Drehmoments auf die Übertragung eines hohen Drehmoments in Abhängigkeit von den Krafterfordernissen um. Im Folgenden ist das betrachtete Werkzeug ein Mutternschrauber·

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Es ist bereits ein Mutternschrauber bekannt (brit. Patentschrift 834 786, US-Patentschrift 2 928 302) dessen Abtriebswelle mit Hilfe eines Druckluftmotors über drei oder mehr Planetenradgetriebe mit einer Drehzahl entsprechend der Motorleistung und der gesamten Getriebeuntersetzung angetrieben wird· Derartige Mutterschrauber sind hauptsächlich zum festen Anziehen großer Schrauben, Bolzenverbindungen, Ventilsitze oder ähnlicher Elemente bestimmt, wo es besonders darauf ankommt, ein bestimmtes Anzugsmoment zu erreichen und einzuhalten· Dieses kann innerhalb der Grenzen der Motorleistung durch Regelung des Drucks der dem Motor zugeführten Druckluft in gewünschtem Maße eingestellt werden« Wenn beim Befesti-,gungsvorgang das eingestellte Drehmoment erreicht ist, bleibt der Motor stehen, woraufhin die Druckluftzufuhr von Hand unterbrochen wird und das Werkzeug anschließend außer Arbeitsstellung gebracht wird·

Mutternschrauber der vorgenannten Art jedoch nicht allgemein in Verbindung mit der Großserienfertigung verwendet werden, da die Abtriebswelle solcher Werkzeuge eine stark herabgesetzte Drehzahl hat, welche der zu übertragenden maximalen Drehmomentkapazität entspricht, so daß innerhalb des ersten Arbeitsabschnittes beim Befestigen eines Maschinenelementes wie einer Mutter oder einer Schraube die Drehzahl viel zu niedrig,liegt. Dies hat zur Folge, daß in manchen Fällen die gesamte Arbeitszeit zehnmal größer ist als die zur Ausführung des gesamten Befestigungsvorgangs vorgesehene Zeit·

Die Ausrüstung eines solchen Mutternschraubers mit einem größeren Druckluftmotor zur Steigerung der Leistung hat sich in der Ausführung als au schwierig gezeigt, da der Motor hierbei einen beträchtlich

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größeren Druckluftbedarf besitzt· Dies führt zu einem · hohen Lärmpegel· Ferner wird der Mutternschrauber als ganzes viel zu schwer und unhandlich, als daß er noch leicht gehandhabt werden könnte·

Wegen der vorerwähnten Nachteile werden stattdessen gewöhnlich sog· Drehschlagschrauber verwendet, die beträchtlich schneller arbeiten als die vorerwähnten schlaglosen Muttern sehr auber, die aber ihrerseits wiederum (j eine Anzahl bekannter Nachteile aufweisen· Diese Nachteile bestehen unter anderem in den kräftigen Erschütterungen und Vibrationen, die sowohl auf die Montageteile wie auf den Arbeiter, dessen Handgelenke einer großen Beanspruchung unterworfen sind, fühlbar übertragen werden· Der Lärmpegel überschreitet regelmäßig die zulässige Grenze und kann zu bleibenden Beeinträchtigungen des Gehörs führen· Weiterhin ist es bei der Benutzung eines Drehschlagschrauber schwierig sicherzustellen, daß ein fester Toleranzbereich für das Anzugsdrehmoment eingehalten wird. '■■■':..■»

Zur Ausschaltung der vorerwähnten Nachteile und zur

Verminderung des bei einem Mutternschrauber während der ersten Befestigungsperiode übertragenen Drehmoments, was aus Sicherheitsgründen erwünscht ist, dient die vorliegende Erfindung, deren Aufgabe darin besteht, einen Mutternschrauber zu schaffen, der zu Beginn des Arbeitsvorgangs mit hoher Drehzahl und niedrigem Drehmoment arbeitet, um das Befestigungselement zunächst schnell niederzuschrauben, und der, wenn der Schraubwiderstand ansteigt, selbsttätig umschaltet, um das Befestigungselement mit geringer Drehzahl und dafür großem Drehmoment festzuschrauben, bis es endgültig befestigt ist..

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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Abtriebswelle drehbar in ein innerhalb der Kupplungshülse angeordnetes Zentrallager eingebaut ist, daß die Freilaufkupplung und die Drehmomentbegrenzung skupp lung innerhalb der Kupplungshülse an entgegengesetzten Seiten dieses Zentrallagers angeordnet sind und daß die Freilaufkupplung ein Freilaufrad mit in'Radialrichtung wirksamen Rück-SperrgÜedern umfaßt·

Die eingangs erwähnten bekannten Mutternschrauber sind auf tragbare Ausführungen mit verhältnismäßig kleiner Drehmomentübertragungsleistung begrenzt. Ebenso muß die während des Arbeitens auftretende Reaktionskraft bei den bekannten Einrichtungen vom Arbeiter selbst aufgenommen werden können. Die Ausbildung des Geräts ist folglich, wie oben erwähnt, als ganzes nur zur Übertragung geringer Drehmomente geeignet, was dann besonders für die Ausbildung des Untersetzungsgetriebes gilt. Die bekannten Mutternschrauber sind somit nicht geeignet zum beispielsweise Montieren von Radfelgen an Fahrzeugen oder ähnlichen Arbeiten in schwereren Industriezweigen.

Das erfindungsgemäße Drehschlagwerkzeug hingegen kann, falls gewünscht, sowohl für niedrige wie auch hohe Drehmomentübertragung ausgelegt werden; sein Hauptvorteil besteht jedoch in einer Erweiterung des Benutzungsbereichs für Schraubbefestigungen bei gleichzeitiger Steigerung der Arbeitsleistung. Dieser Vorteil wird durch das Vorhandensein einer hohen Abtriebsdrehzahl, solange dies das Gegendrehmoment erreicht, erzielt·*

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Für Mutternschrauber nach der Erfindung mit hoher Drehmoment leistung kann das Gerät mit Mitteln zur Aufhängung an eine Gewichtsausgleichsvorrichtung versehen sein· Weiterhin kann ein am Abtriebsende des Werkzeuges eine Anschlagstütze vorgesehen sein, die im Betrieb das entstehende Reaktionsmoment durch Anlage gegen einen das Drehmoment aufnehmenden Vorsprung, Maschinenteil od.dgl. absorbiert· Mit dieser Zusatzausrüstung kann der Arbeiter auch verhältnismäßig schwere Mutternschrauber bei der Ausführung seiner Arbeit leicht handhaben·

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in Seitenansicht und teilweise in Längsschnitt einen Mutternschrauber nach der Erfindung,

Fig. 2 im Längsschnitt vergrößert den Kupplungsteil^ des Mutternschraubers nach Fig· I,

Fig. 3 im Querschnitt nach Linie A-A in Fig· 2 I einen Teil der Freilaufkupplung und

Fig. 4 einen Leitungsplan für die Druckluftzufuhr.

Der dargestellte Mutternschrauber besteht aus drei Hauptteilen, nämlich einer Motoreinheit 1, einer Kupplungseinheit 2 und einer Lagerhülseneinheit 3, die axial miteinander fluchten, sowie ferner einer Anzahl von Servoeinrichtungen an der Motoreinheit zur Steuerung der Funktionen des Mutternschraubers. Die Motoreinheit 1

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hat ein Gehäuse 4, das einen Druckluftmotor und ein Drehzahluntersetzungsgetriebe mit drei koaxialen Planetenradgetrieben 5,6, 7 umschließt, die die Motordrehzahl stufenweise herabsetzen und wechselseitig derart zusammenarbeiten, daß das Sonnenrad (nicht dargestellt) jeweils einen Planetenradgetriebes die Eingangswelle und der Planetenradträger (gleichfalls nicht dargestellt) die Ausgangswelle der betreffenden Getriebestufe darstellen. Die Ausbildung einer derartigen Motoreinheit ist im wesentlichen vorbekannt· Ihre nachfolgende Beschreibung erschöpft sich deshalb in solchen Abänderungen, die vorgenommen worden sind, um die Motoreinheit an die Erfindung anzupassen.

Eine sich von der Motoreinheit 1 erstreckende hohle Treibwelle 8 ist mit dem Planetenradträger (nicht dargestellt) des letzten Planetenradgetriebes 7 fest verbunden. Bei dem Gerät nach der Erfindung enthält die Welle 8 eine Bohrung, in welcher eine zweite Treibwelle drehbar gelagert ist. Die Treibwelle 9 hat an dem sich in die Motoreinheit 1 erstreckenden Ende Profilquerschnitt, beispielsweise in Form eines Sechsecks, womit sie drehfest in das Sonnenrad (nicht dargestellt) des letzten Planetenradgetriebes 7 oder des unmittelbar davorliegenden Planetenradgetriebes 6 eingreift. Auf diese Weise hat die Motoreinheit 1 zwei koaxiale Treibwellen 8, 9, die mit unterschiedlichen Drehzahlen rotieren. Beide Treibwellen 8, 9 erstrecken sich in die Kupplungseinheit, die mit Hilfe eines Flansches 11 lösbar an der Motoreinheit 1 befestigt ist. Der Flansch ist an dem einen Ende eines Gehäuses 10 angeordnet, das die Kupplungseinheit 2 umschließt." Die Treibwellen 8, 9 bilden die Eingangswellen der Kupplungseinheit 2° Die innere Treibwelle 9 hat im Betrieb eine hohe Drehzahl und dient zur Übertragung eines niedrigen Drehmoments,

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während die äußere Treibwelle β eine verminderte Drehzahl gegenüber der Treibwelle 9 besitzt und zur übertragung eines hohen Drehmomentes dient·

Mit Rücksicht auf diese Funktionen hat das äußere Ende der Treibwelle 8 Vierkantform und greift in eine entsprechende Vierkantausnehmung 8a in einer Kupplungshülse 12 ,ein, die drehbar im Gehäuse 10 der Kupplungseinheit 2 gelagert ist. Die Treibwelle 9 trägt an ihrem in die Kupplungshülse 2 reichenden Ende einen Zahnkranz 18a oder ist mit einem solchen verbunden, wobei der Zahnkranz 18a die eine Hälfte einer Zahnkupplung bildet, die dazu dient, die Antriebsfunktion der Treibwelle 9 zu unterbrechen, wenn das an der Abtriebswelle 14 der Kupplungseinheit 2 geforderte Drehmoment einen vorgegebenen Wert übersteigt. Die Treibwelle 9 ist mit Hilfe eines Kugellagers 15 drehbar in der Kupplungshülse 12 gelagert und mit Hilfe einer Ringscheibe 19 axial im Verhältnis zur Kupplungshülse 12 in Stellung gehalten·

Die Abtriebswelle 14 ist mittels zweier Kugellager 16, 17> drehbar in der Kupplungshülse 12 gelagert und gegenüber der Hülse 12 mittels einer Ringscheibe 13 und einer Stirnplatte 20 in Stellung gehalten, die am Ende der Kupplungshülse 12 befestigt ist· Eine Freilaufkupplung besteht aus zwei Einzelkupplungen 22, 23, die zwischen den Kugellagern 16, 17 auf der Abtriebswelle 14 angeordnet sind und zur Kupplung zwischen der Kupplungshülse 12 und der Abtriebswelle 14 dienen. Zwischen den beiden einzelnen Freilaufkupplungen 22, 23 und den entsprechenden Kugellagern 16, 17 befinden sich Abstandhaltescheiben 21. ·

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Die Wirkungsweise derartiger Freilaufkupplungen 22, 23 ist wohlbekannt und besteht in diesem Falle darin, daß die Kupplungshülse 12 unter bestimmten weiter unten beschriebenen Antriebsbedingungen die Abtriebswelle 14 antreiben soll. Jede einzelne Freilaufkupplung 22 bzw. weist eine Anzahl Rücklauf-Sperrglieder 24 auf, die im Abstand rings um die Freilaufnabe verteilt und radial wirksam sind. Die Rücklauf-Sperrglieder haben zweckmäßig in herkömmlicher Weise die Form gekippter Stabelemente mit angenähert 8-förmigem Querschnitt· Die RÜcklauf-Sperrglieder sind in zwei ringförmigen Haltern 25, 33 gelagert und wirken mit einem Federglied 45 zwischen der Kupplungshülse 12 und der Abtriebswelle 14 zusammen. Diese Sperrglieder 24 gestatten eine freie Drehbewegung der Abtriebswelle 14 gegenüber der Kupplungshülse 12, wenn die Sperrglieder 24 aufgrund einer Relativdrehung zwischen Kupplungshülse 12 und Abtriebswelle 24 in einer Richtung in Freigabestellung sind. Wenn die Sperrglieder 24 aufgrund von Reibungskräften in der entgegengesetzten Drehrichtung betätigt werden, werden die Kupplungshülse 12 und die Abtriebswelle 14 miteinander gekuppelt, wodurch die Kupplungshülse 12 die Abtriebswelle 14 antreibt.

Das äußere Ende der Abtriebswelle 14 hat einen im Querschnitt vieleckigen Ansatz 14a od.dgl. zur Ankupplung an den Hülsenteil 3. Das innere Ende 14b der Abtriebs-•welle 14 ist rohrförmig ausgebildet und auf ihm sitzt axial verschieblich eine Gleithülse 18b. Das Ende der Gleithülse 18b trägt einen Zahnkranz 18c, der mit dem ersten Zahnkranz 18a zusammenwirkt* Am entgegengesetzten Ende ist die Kupplungshülse 18b innen mit Keilnuten 18d

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versehen, in welche entsprechende Keile am Rohrteil 14b der Abtriebswelle 14 eingreifen. Auf diese Weise ist die ' Gleithülse 18b drehfest mit der Abtriebswelle 14 verbunden, kann jedoch axial verschoben werden.

Die Gleithülse 18b steht ,unter dem Einfluß einer Schraubendruckfeder 26, die um die Gleithülse 18b gewunden ist und mit einem Ende gegen einen Flansch am inneren Ende der Schiebehülse 18b anliegt. Mit dem anderen Ende stützt sich die Druckfeder 26 gegen eine Schulter an der Abtrlebswelle 14 ab und ist bestrebt, die Schiebehülse 18b in Eingriffsstellung ihres Zahnkranzes 18c mit dem Zahnkranz 18a an der Treibwelle 9 zu verschieben· In der in Fig. 2 gezeigten Stellung der Zahnkränze 18a, 18c wird die Schiebehülse 18b jedoch an einer Verschiebung gegen den Zahnkranz 18a durch ein Kugeigesperre 27 mit drei Kugeln gehindert, die in Radielbohrungen in den rohrförmigen Teil 14b der Antriebswelle 14 verschieb- , lieh gelagert sind· Diese Kugeln greifen in eine Ringnut innerhalb der Bohrung der Schiebehülse 18b ein« wenn sie durch eine Riegelstange 28, die in einer Axialbohrung der Abtriebswelle 14 angeordnet ist, radial nach auswärts gedruckt werden· Zum besseren Zusammenwirken mit den Kugeln hat die Riegelstange 18 ein kegelförmiges Ende. Mit dem anderen Ende greift die Riegelstange 28 in eine Axial bohrung innerhalb einer Dr.uckstange 29 ein, die verschieblich in der Hülseneinheit 3 und in der Abtriebswelle 14 angeordnet ist. In dieser Axialbohrung befindet sich eine Druckfeder 30, welche die relativen Verschiebungen der Riegelstange 28 innerhalb der Druckstange 29 bewirkt· Um die axialen Ver-Schiebebewegungen zu begrenzen, ist die Riegelstange 28 diametral von einem Anschlagstift 31 durchsetzt, der in zwei diametral entgegengesetzt gelegene Langlöcher in

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der Druckstange 29 eingreift·

Axial innerhalb des inneren Endes der Druckstange 29 ist in der Abtriebswelle 14 eine Druckfeder 32 vorgesehen, die gegen einen ringförmigen Anschlag in der Axialbohrung zur Führung der Riegelstange 28 anliegt. Diese Druckfeder 32 wirkt gegen das innere Ende der Druckstange 29. Die Aufgabe der Druckfedern 30, 32 und die Wirkungsweise des Kugelgesperres„ werden weiter unten in Verbindung mit einer vollständigeren Beschreibung der Wirkungsweise des Mutternschraubers erläutert·

Wie bereits erwähnt, sitzt die Hülseneinheit 3 am Abtriebsend· der Kupplungseinheit 2· Eine drehbar inner-' halb der Hülseneinheit 3 angeordnet« Mutternhülse 34 übergreift drehfest die Abtriebswelle 14 der Kupplungseinheit 2* Eine dl· Muttemhül»· 34 ««schließende zylindrische Kappe 35 ist abnehmbar an <tt» zylindrischen Gehluse 10 der Kupplungeeinheit 2 adttels einer Anzahl von Führungsetiften 36 und Schrauben 37 befestigt*. Die Mutternhülse 34 ist drehbar innerhalb der Kappe mittels eine» Nadellagers 38 und einen Kugellagers gelagert· Das Süßere freie finde der Mutternhülse 34 ist als Steckschlüssel zu» Erfassen einer !futter oder eines ähnlichen festzuziehenden Maschinenelements ausgebildet.

■Die Mutternhülse 34 ist mit einer Zentralbohrung 34a zur Lagerung der Druckstange 29 versehen· Zn einer Erweiterung der Bohrung 34 ist ein Kolben 40 verschieblich angeordnet. Zur Begrenzung der Verschiebebewegungen des Kolbens 40 erfaßt ein in der Mutternhülse 34 befestigter Stift in einer Längsnut.

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Um eine leichte Handhabung des Mutternschraubers zu gewährleisten, ist dieser so ausgebildet, daß er am Arbeitsplatz an einer Gewichtsausgleichsvorrichtung aufgehängt werden kann. Zu diesem Zwecke ist ein Bügel 23 an dem üblichen Hrndgriff 50 an der Motoreinheit 1 befestigt* Der äußere Schenkel des Bügels 23 ist mit einem Stahlband 42, das das Gehäuse 10 der Kupplungseinheit umschließt, festgelegt, wobei dieses Stahlband eine Drehung des Gehäuses 10 gestattet· Am Bügel 43 ist weiterhin eine Aufhängeöse 44 befestigt, und zwar über den Schwerpunkt des gesamten Geräts.

Zur Handhabung des Mutternschraubers während des Bearbeitungsvorgangs ist das Gehäuse 10 der Kupplungseinheit 2 mit Griffen 46 versehen. Weiterhin ist zur Absorption ides Reaktionsmomentes während des AnzugsVorganges eine Anschlagstütze 47 an der zylindrischen Kappe 35 der Hülseneinheit 3 befestigt. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist die Anschlagstütze 47 mit einer festen Hülse 47a versehen, die eine andere Mutter erfaßt. Eine derartige Hülsenkonstruktion für die Anschlagstütze 47 kann bei gegebener Teilung zwischen den zu befestigenden Maschinenelementen, in diesem Falle den Schraubenverbindungen an Radnaben verwendet werden.

Zur Steuerung der Funktion des Mutternschraubers befinden sich an der Motoreinheit 1 ein Auslöseventil 49 und ein Hauptventil 48. Das Auslöseventil 49 ist ein 3-Wege-Ventil. Dies bedeutet, daß es drei äußere Anschlüsse hat, nämlich einen Lufteintritt 51, eine Steuerleitung 53 und einen Auslaß 52. Die Steuerleitung 53 kann alternativ mit dem Einlaß 51 oder dem Auslaß 52 des Ventilglieds verbunden werden. Dieses

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Ventilglied steht unter der Wirkung einer Druckfeder 54, die es in Sperrstellung hält, d.h. die Steuerleitung mit dem Auslaß 52 verbindet· Zur Betätigung des Auslöseventils, d.h. zur Herstellung einer Verbindung zwischen der Steuerleitung 53 und dem Lufteinlaß 51 ist eine Verstellung des Ventils von Hand in entgegengesetzte Richtung erforderlich. Dies erfolgt beim Ausführungsbeispiel durch HereindrUcken eines Schwenkhebels 55, der über eine Betätigungsstange 56 mit dem Ventilglied verbunden ist.

Das Hauptventil 48 ist ein 2-Weg-Ventil· Dies bedeutet, daß es einen Lufteinlaß 57 und eine Auslaßöffnung 28 besitzt, zwischen denen ein Ventilkörper zum Öffnen und Schließen der Verbindung zwischen dem Lufteinlaß und der öffnung 58 angeordnet ist· Beim dargestellten AusfUhrungsbeispiel wird der Ventilkörper von einer in Schließrichtung wirkenden Druckfeder 60 und von der durch die Steuerleitung 53 des Auslöseventils 49 dem Hauptventil in Öffnungsrichtung zugeftihrten druckluftgesteuert· Wenn der Schwenkhebel 55 nach links mit bezug auf Flg. 4 gedrückt ist, ist das Auslöseventil geöffnet. Das Auslöseventil 49 öffnet seinerseits das ^J Hauptventil 48 und ermöglicht den Durchtritt von Druckluft aus einer Haupteinlaßleitung 59 durch das Hauptventil 48 zum Druckluftmotor der Motoreinheit 1.

In Startstellung des Mutternschraubers ist die Druck- -stange 29 unter dem Einfluß der Druckfeder 32 soweit herausgedrückt, wie dies die Längsnut im Kolben 40 gegenüber dem Stift 41 erlaubt« Mi-t ihrer Verschiebung nimmt die Druckstange 29 über¹ den Querstift 31 die Riegelstange 28 mit. Dabei wird die Riegelstange 28 außer Eingriff mit den Kugeln des Kugelgesperres 27

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gezogen· Die Kugeln können dadurch eine radial innere Stellung in den Radialbohrungen des Wellenteils 14b einnehmen, wodurch sich die Gleithülse 18b unter Wirkung der Druckfeder 26 in Eingriffsstellung der Zahnkränze 18c und 18a gegen die Treibwelle 9 verschieben kann.

Zu Beginn eines Schraubvorgangs wird nun zunächst das äußere schlüsseiförmige Ende der Mutternhülse 34 gegen die zu befestigende Mutter angesetzt, während gleichzeitig die feste Hülse 47a der Reaktionsstütze 47 eine benachbarte Mutter od.dgl. ergreift. Da das Ansetzen des Mutternschraubers mit leichtem Axialdruck erfolgt, werden der Kolben 40 und mit diesem auch die Druckstange 29 in die Mutterhülse 34 bzw. die Abtriebswelle 14 gedrückt. Hierdurch wird die Druckfeder 32 zusammengedrückt. Unter dem Einfluß der Druckfeder wird die Riegelstange 28 gegen die Kugeln des Kugelgesperres 27 angedrückt, ohne jedoch in der Lage zu sein, zwischen die Kugeln einzudringen, solange die Kupplungsgrenze 18c, 18a ineinandergreifen·

Mit der Einschaltung des Druckluftmotors werden die Treibwellen 8, 9 gleichzeitig gedreht, jedoch mit verschiedenen Drehzahlen. Da die Zahnkränze 18a,- 18c ineinandergreifen, wird die Abtriebswelle 14 mit der gleichen Drehzahl wie die Treibwelle 9 gedreht, pie Zähne der Zahnkränze 18a, 18c sind so abgeschrägt, daß sie nur in der Lage sind, ein begrenztes vorgegebenes Drehmoment zu übertragen· Wenn dieser Drehmomentwert im Verlauf des Arbeitsvorganges erreicht > wird, wird die Gleithülse 18b mit ihrem Zahnkranz 18c außer Eingriff mit dem Zahnkranz 18a gedrückt. Dabei gelangt die Ringnut in der Gleithüls· 18b in den Bereich der Kugeln d·· Kugelg**p*rr·· 27, di« jetzt

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von der Riegelstange 28 radial nach auswärts gedrückt werden, so daß sie in die Ringnut einfallen und die Gleithülse 18b in Entkupplungsstellung festhalten.

Die Kupplungshülse 12, die bisher leer im Verhältnis zur Abtriebswelle 14 bei deren Drehung mit hoher Drehzahl liegt, übernimmt nun den Antrieb der Abtriebswelle über die Freilaufkupplung 22, 23, sowie die Zahnkupplung 18a, 18c ausgerückt ist· Dies geschieht dadurch, daß die Sperrglieder 24 der beiden einzelnen Freilaufkupplungen ihre Sperrstellung einnehmen und dadurch als Antriebsglieder in an sich bekannter Weise wirken*

Wenn die Mutter entsprechend dem Leistungsvermögen des Hutternschraubers festgezogen ist, bleibt der Motor stehen, woraufhin der Arbeiter die Luftzufuhr zum Motor abschaltet und den Mutternschrauber aus der Arbeitsstellung zurückzieht· Dabei nehmen die einzelnen Kupplungsglieder selbsttätig wieder ihre Ausgangsstellung gemäß obiger Beschreibung ein·

Durch die Benutzung einer Freilaufkupplung 22, 23 mit radial wirksamen Sperrgliedern 24, d.h. Sperrgliedern ohne wesentliche axiale Kraftübertragungskomponenten, und durch die Anordnung der Freilaufkupplung 22, 23 und der Drehmomentbegrenzungskuppl,ung 18a, 18b an entgegengesetzten Seiten des Zentrallagers 17 in der Kupplungshülse 12 ist das Werkzeug in der Lage, unter Beibehaltung eines geringen Konstruktionsgewichtes und einer einfachen Lageranordnung ein viel höheres Arbeitsdrehmoment ItIs vorher zu übertragen· Ferner wird durch di· Verriegelung der Drehmomentbegrenzungskupplung 18a, 18c in Ausrückstellung mit Hilfe de· Kugelgesperres •in geräuschvolles und energieverzehrendes Ratschen der Zahnkränze ISa₁ 18b aufeinander vollständig ver-

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mieden, welches natürlich auch aus der Benutzung eines Freilaufs folgt·

Als weiterer Vorteil können die Teile des Werkzeugs zur selbsttätigen Umschaltung des Drehmomente leicht als getrennte Einheit ausgebildet werden, die im Bedarfefalle eingangsseitig an eine kombinierte Motor- und Untersetzungsgetriebeeinheit anechließbar ist, wie sie für andere Zwecke üblich ist·

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Claims

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Patentansprüche

(1J Pneumatisch betriebenes Drehkraftwerkzeug zur Verwendung als schlagloser Mutternschrauber, motorischer Schraubenzieher od.dgl. mit einer Einrichtung zur selbsttätigen Drehmomentumschaltung und bestehend aus einer Motoreinheit mit einem ein- oder mehrstufigen Untersetzungsgetriebe, einer mit der letzten Untersetzungsstufe verbundenen Kupplungshülse zur Übertragung eines hohen Drehmoments, einer koaxial und drehbar zur Kupplungshülse angeordneten und mit Mitteln zum Erfassen eines festzuschraubenden Gewindeelements verbindbaren Abtriebswelle, einer koaxial und drehbar zur Kupplungshülse gelagerten und mit der Motoreinheit an einer vor der letzten Untersetzungsstufe verbundenen Eingangsoder Treibwelle zur Übertragung eines niedrigen Drehmoments einer das zu übertragende Drehmoment begrenzenden Kupplung zwischen der Treibwelle und der Abtriebswelle und einer zwischen der Kupplurigshülse und der Abtriebswelle angeordneten Freilaufkupplung zur selbst-» tätigen Umschaltung von niedrigem Abtriebsdrehmoment auf hohes Abtriebsdrehmoment, wenn das vorgegebene Maximaldrehmoment der Drehmomentbegrenzungskupplung überschritten wird, dadurch gekennzeichnet , daß die Abtriebswelle (14, 14c) drehbar in ein innerhalb der Kupplungshülse (123 angeordnetes Zentrallager 07) eingebaut ist, daß die Freilaufkupplung (22, 23) und die Drehmomentbegrenzungskupplung (18a, 18c) innerhalb der Kupplungshülse an entgegengesetzten Seiten dieses Zentrallagers (17) angeordnet sind und daß die. Freilaufkupplung (22, 23) ein Freilaufrad mit in Radialrichtung wirksamen Rück-Sperrgliedern (24) umfaßt· <

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e ι t
2. Werkzeug nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet , daß die Eingangs- oder Treibwelle (9) in einem innerhalb, der Kupplungshülse (12) ' ' angeordneten Lager (15) gelagert ist·
3* Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die KupplungJiülse (14) mit zwei mit Axialabstand angeordneten Lager (16, 17) für die Abtriebswelle (14, 14c) versehen ist und daß sich die Freilaufkupplung (22, 23) zwischen diesen beiden Lagern (16, 17) befindet, von denen das axial Innere das Zentrallager (17) bildet«

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4. Werkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß. die Freilaufkupplung von mindestens zwei Einzelkupplungen (22, 23) gebildet ist.
5. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, daß die Drehmomentbegrenzungskupplung (18a, 18c) eine Zahnkupplung ist, die aus einem mit der Eingangs- oder Tröibwelle (9) verbundenen ersten Zahnkranz mit axial * gerichteten und an den Kanten abgeschrägten Zähnen und. einem axial verschieblich, aber undrehbar auf der Abtriebswelle (14) an einer Gleithülse (18b) angeordneten zweiten Zahnkranz (18c) mit den Zähnen des ersten Zahnkranzes (18a) entsprechenden axial gerichteten Zähnen besteht und daß zwischen der Abtriebswelle (14) und der Gleithülse (18b) eine die beiden Zahnkränze (18a, 18c) ' nachgiebig in Eingriff bringende Drehmomentbegrenzungsfeder (26) angeordnet ist·
6. Werkzeug nach Anspruch 5, 'dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebswelle (14b) mit einem mit der Gleithülse (18b) zusammenwirkenden

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Kugeigesperre (27) zum Festhalten der Gleithülse versehen ist, wenn diese bei Überschreitung des vorgegebenen Maximaldrehmomentes aus der Zahneingriffsstellung der Drehmomentbegrenzungskupplung (18a, 18c) in deren Freigabestellung axial verschoben ist»
7. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Kupplungshülse (12) an die letzte Getriebestufe C7) der Motoreinheit (1) Über eine erste Vielnutverbindung angeschlossen ist, daß die Abtriebswelle (14) an die Mittel (34, 31) zum Erfassen des festzuschraubenden Gewindeelements über eine zweite Vielnutverbindung (14a) angekuppelt ist und daß sich die Kupplungshülse C12)" und die Abtriebswelle (14) ohne Abstützung frei zwischen diesen beiden Vielnutverbindungen erstrecken»
8. Werkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß das Kugeigesperre (27) eine Anzahl Sperrkugeln enthält, die mit der Gleithülse (18b) zusammenwirken und radial beweglich innerhalb der Abtriebswelle (14c) geführt sind, daß eine Riegelstange (28) in eine Axialbohrung der Abtriebswelle (14, 14c) zwischen einer ersten Stellung, in welcher die Riegelstange die Kugeln in einer radial vorstehenden Sperrstellung, und einer zweiten Stellung, in welcher die' Kugeln zur Bewegung in eine radial einwärts gelegene Stellung freigegeben sind, axial· verschieblich angeordnet ist, daß eine Feder (30) zur Vorspannung der Riegelstange (28) in die Sperrstellung der Kugeln vorgesehen ist und daß eine Steuerstange (28) koaxial und verschieblich gegenüber der Riegelstange (28) zur Betätigung derselben mittels einer Feder (30) vorgesehen ist, welche von dem festzuschraubenden Gewindeelement derart .-..betätigbar ist,

daß sie selbsttätig die Riegelstange (285 in die ₍ 009884/1600 ,

At 8121/1.7.1970 - 19 »

Sperrstellung der Kugeln bzw· deren Freigabestellung verschiebt·

At 8121/1.7·1970

009884/1600

. '■ ORIGINAL INSPECTED

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