DE2043015C3

DE2043015C3 - Einrichtung zur drehmomentabhangigen Steuerung der Luftzufuhr fur Druckluft motoren an ein Drehmoment auf eine Ar beitsspindel abgebende Maschinen

Info

Publication number: DE2043015C3
Application number: DE2043015A
Authority: DE
Inventors: Edwin J. Spring Lake Deremo; Clarence A. Fruitport Sorensen
Original assignee: Gardner Denver Inc
Current assignee: Gardner Denver Inc
Priority date: 1969-11-28
Filing date: 1970-08-29
Publication date: 1973-12-13
Also published as: JPS4828199B1; SE392056B; ZA703224B; BE757394A; DE2043015B2; FR2071756A5; DE2043015A1; GB1263238A; US3616864A

Description

drischen Buchse 52. Die Buchse 52 dient zur drehbaren Lagerung einer Arbeitsspindel 54, die ihrerseits im Treibschluß mit einem Sehraubenzieherhlatt 56 stein. Das Schraubenzieherblatt 56 wird im Eingriff mit der Arbeitsspindel 54 durch eine iedervorgcspunnte Schraubenführung 58 und eine Hülse 60 gehalten, die mit der Nasenpartic 50 der Haube 48 verschraubt ist. Die Arbeitsspindel 54 erstreckt sich in das Innere der Haube 48 und umfaßt einen Schlitz 62. der Spiel für einen Ouerstift 64 bildet, welcher in einer rotierenden Druck manschette 66 in geeigneter Weise gehalten ist. Diese Druckmanschette 66 liegt an einer Druckscheibe 68 an. Die Arbeitsspindel 54 steht im Treibschluß mit einer Einrichtung 70 zur übertragung einer Drehbewegung und zum Drehmomemenmesscn. Die Einrichtung 7(> umfaßt einen treibenden 1 eil 72 mit einer Schaftpartie 74. der drehfest iir. Eingrilf mit dem Planetenradträger 26 sieht, beispielsweise durch Kehkerzahnung.

Der treibende Teil 72 ist mit zwei <|iicrgeneiuten Flachen 76 versehen. \on denen eine in E i g. 3 gezeigt ist. Diese können in Anlage an Gegenflächen 78 an einem getriebenen Teil 80 gelangen. Der getriebene Feil 80 ist mit einer einstückig angeformten Hülsenpartie 82 versehen, die die Arbeitsspindel 54 koaxial umgibt und mit ihr drehfest verbünde.ι ist. und /war durch Kugeln 84, die in der Keilbahn 86 und im Keilschlitz 88 an der Arbeitsspindel 54 bzw. ;>n der Hülsenpartie 82 sitzen. Die Kugeln 84 sind durch eine Hülse 9(1 radial gehalten, die ihrerseits durch einen Ring 92 am getriebenen Teil 80 gehalten ist. Die Hülse 90 hält außerdem eine Kugel 94 teilweise in einer Nut 96 in der Nabe 98 des getriebenen Teiles 72 und teilweise in einer radialen Ausnehmung 100 im getriebenen Teil 80. Die Nut 96 ist so dimensionier¹, daß sie zwischen dem treibenden Teil 72 und dem getriebenen Teil 80 eine begrenzte axiale Bewegung ermöglicht und mit der Kugel 94 zusammenwirkt, um ein völliges Ausrücken der beiden Teile 72, 80 zu verhindern. Der treibende und der getriebene Teil 72. 80 sind axial in Eingriff miteinander durch eine Schraubenfeder 102 vorgespannt. Die axiale Vorspannungskraft, die durch die Feder 102 aufgebraucht wird, k;.nn durch Verstellung einer Mutler 104 geändert werden, die mit dem getriebenen Teil 72 verschraubt ist.

Gemäß der Darstellung in F i g. 1 und ? umfaßt der getriebene Teil 80 eine kegelige Aiiflaiiffläche 106. die eine Anzahl im radialen Abstand angeordneter Kugeln 108 umgibt und formschlüssig an ihnen anliegt. Die Kugeln 108 befinden sich in radialen Löchern 110 in der Nabe 98 des treibenden Teiles 72. Die Kugeln 108 befinden sich in Anlage an der Auflaulfläche 106 und werden dadurch radial nach innen in einem Rcibschluß mit einem Stellglied für das Einlaßventil 32 gedrückt, das durch einen langgestreckten Stellstab 112 gebildet ist, der im Querschnitt zylindrisch ist. Der Stellslab 112 erstreckt sich in Längsrichtung durch die Arbeitsspindel 54 den treibenden Teil 72 und den Rotor 16, um am Vcntilschließgiied 36 anzugreifen und damit dasselbe /u betätigen, damit es sich in Erwiderung auf eine axiale Bewegung d.r Arbeitsspinde! 54 und der Einrichtung 70 in Richtung auf den Eamellenmotoi 14 öffnet. In Erwidenng auf die Freigabe des Stellslabes 112 durch die Kugeln 108 wird eine nicht ausgeglichene Druckkraft, die durch die Druckbeaufschlauuni: der (lache 114 des Ventilsehiicßulieds 36 hervorgerufen wird, so wirksam, daß das Einlaßventil 32 geschlossen wird, um die Druckmittelzufuhr zum Laniellenmotor 14 zu unterbrechen.

Die Einrichtung 70 ist durch eine Vorspannfeder 116 in der in Fig. 1 gezeigten Venlilschließsl-'Hung axial beweglich gehalten. Die Vorspannfeder 116 sitz! dabei zwischen dem treibenden Teil 72 und dem Pianetenraulräger 26. Ferner wird die Einrichtung 70 in dieser Stellung auch durch eine Feder 118 gehalten. die an der Mutter 104 und an der Druckmanschette 66 angreift.

Um mit dem Maschinenschrauber 10 zu arbeiten, wird von der Bedienungsperson beim Ansetzen des Schraubenziehcrblatts 56 an eine festzuziehende Schraube eine axiale Kraft ausgeübt, die über das Serirauhermeherhhut ?<S geuen die Vorspannung der Vor'pannteder 1 16 auf die Arbeitsspindel 54 und die Einrichtung 71) axial in Ri.',tung auf den Lanimellenmotor 14 wirkt. Die Kugeh 108. die in einen

ao Kraftschluß an den Stellstab 112 gedruckt wurden, und /war durch den getriebenen Teil 80. verstellen den Stellstab 112 zum öffnen des Ventilschüeßglieds l·;. so daß der Lamellenmotor 14 mit Drucklult beaufschlagt uird. Mit dem Zufließen von Druckluft in

»5 den Lamellenmotor 14 dreht er die Arbeitsspindel 54 über das Planetenuntersetzungsgetriebe 24 und die Einrichtung 70. Der Stellstab 112, der von den Kugeln 108 drehfest ergriffen ist, dreht sich mit der Einrichtung 70. und er ist in der Bohrung 130 des Rotors 16 gelagert, um ein relatives Drehen ihr gegenüber zu ermöglichen. Das von dem Laniellenmotor 14 auf die Spindel übertragende Drehmoment wird durch den treibenden Teil 72 bzw. den getriebenen Teil 80 gemessen, und die zwischen den komplementär geneigten flachen 76 und 78 übertragene Kraft erzeugt eine Komponente, die bestrebt ist. den getriebenen Feil 80 dem treibenden Teil 72 gegenüber axial zu bewegen. Wenn die Kraftkomponente die Vorspannkraft überschreite!, die von der Schraubenleder 102 aufgebracht wird, bewegt sich der getriebene Teil 80, um das Angreifen der Kugeln 108 an den Auflaufflächen 106 aufzuheben, so daß die Greifkraft der Kugeln am Stellstab 112 aufgehoben wird und das Ventilschließglied 36 sich in die Schließstellung bewegt, und zwar in Erwiderung auf die Druckbeaufschlagung der Fläche 114. Dadurch wird die Druckluftzufuhr zum Laniellenmotor 14 unterbrochen. Die axiale Bewegung des Stellstabes 112 beim Schließen des Einlaßventils 32 wird durch ilen Ouerstift 64 begrenzt.

Wenn d<-r Lamellenmotor 14 ausgeschaltet wird, vas anzeigt, daß auf die einzudrehende Schraube das höchste Drehmoment ausgeübt worden ist. wie es durch die einstellbare Vorspannkraft der Schrai'benfeder 102 bestimmt wird, nimmt die Bedienungsperson die Maschine torn Werkstück ab. Die Vorspannl'eder 116 führt die Arbeitsspindel 54 und die Einrichtung 70 in die in Fig. I gezeigte Stellung zurück. Da die Relativbewegung der Kugeln 108 gegenüber eiern Stellst; b 112 dazu führt, die Kugeln 108 von tier AuflaulfUidie 1!)6 wegzuführen, mindert sich die Greifkraft zwischen den Kugeln 108 und dem Stellstab 112 so ausreichend, daß die Einrichtung 70 durch die Vorspannfeder 116 lür den nächsten Arbeitsgang in die Ausgangslage z.uriickgclührl wird.

Die auf das Drehmoment ansprechende ! iiimcIitiing 70 steuert also die Drehmomc-nlenabgabe des Maschinenschraubers 10 mit einem Minimum an ine-

.■ 11; 1111 ■■. ι 11 e t Bewegung, jedoch trot/dein mit hoher
t ienniiigkeil und grower Zuverlässigkeit., da der treibende lei! 72 und der getriebene I eil KO sieh niehl
völlig \(inein;iiulei !rennen, eilolgt ein tci insister
\'ei -.chlcil.t und besieht kaum eine Gefahr eines 5
Bruchs. I .rsehciuunuen. die normalerweise bei be kannten Kupplungen u.dgl. auftreten, die dureh el;is
Drehmoment gesteuert werden.

Die erfindungsgemaüe Anordnung kann nicht nur
für d;is dargestellte Ausführungsbeispiel eitvjs Mu- to
seliinenschriiubers Anwendung finden. Beispielsweise
iiibeiten bestiininle Konstruktionen von durch
Druckluft migelriebcnc Nhischinen mit einem von
Hand gesteuerten Drosselventil /um Heginnen des
Arbeilsgangs der Maschine. Das Drosselventil ist 15
/wischen das Absperrventil, beispielsweise das l.inlaUventil 32, und die Druckluftzufuhr schaltet.
In einer solchen Anordnung wird das Absperrventil
durch ledern vorgespannt, um die offene Stellung

einzunehmen, und die l-.rwiderung auf die I reieabe des Stellstabfs dureh die auf das Drehmoment ansprechende l^;.inrii_htung wird das Absperrventil dureh Druckbenufschlagung geschlossen, die auf eine Mache wie die I lache 114 entgegen der I'edersorspannuug einwirkt. Das genannte, von Hand gesteuerte Drosselventil bewirkt bei l'ivigabe dureh die Bedienungsperson ein Abblasen von Druckluft aus dem Kanal vor dem Absperrventil, um die Druekluftbeaulschlagung des Absperrventils zu mindern und um die genannte Vorspannfeder das Absperrventil wieder öffnen zu lassen. Ferner kann die erfindungsgeiiiiiKe Anordnung auch in Verbindung mit Maschinen Verwendung linden, die anders angetrieben sind, beispielsweise Maschinen mit Hlektromotorantrieb. bei denen der Slellstab 112 beispielsweise zum Angreifen an einen fcdcrgcspannten Schalter eingerichtet ist. um die Stromzuleitung /.um Elektromotor zu unterbrechen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Hinrichtung zur drehmomentabhängigen Sieuerimg der Luftzufuhr tür Druckluftmotoren an ein S Drehmoment auf eine Arbeitsspindel abgebende Maschinen, bei der die Verbindung zwischen der Molorwelle und der Arbeitsspindel durch axial verschiebbare Teile gebildet ist, wobei durch die Verschiebung des einen Teiles infolge des Arbeilsdruckes auf die Arbeitsspindel entgegen der Kraft einer Feder über eine Übertragseinrichlung und einen die Maschine miitig durchsetzenden Stellstab das Einlaßventil für die Druckluft geöffnet wird und durch die nachfolgende Verschiebung des anderen Teiles in der Gegenrichtung inlolge i'be:' chreiiens des durch eine weitere Feder bestimmten Drehmoments durch Freigabe des Sk'llstaues durch die iibertragseinrichtung das Einlaßventil für die Druckluft geschlossen ao wird, d a d u r c h g e k e η η / e i c Ii net. daß die Übertragungseinrichtung aus mehreren, um den Stellslab (!12) herum angeordneten, radial beweglich und axial gehaltenen Kugeln (HiS) besteht, und der eine der axial verschiebbaren Teile (80) die Kugeln (108) von außen mit einer Auflauffliiche (106) umfaßt, so daß bei axialer Verschiebung der Teile (72. 80) gegeneinander die Kugeln (108) an den StelNiab (112) andrückbar und die Ί eile (72. 80) mit dem Stellstab (112) kuppelbar sind.

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Die [Erfindung betrifft eine Hinrichtung zur drehmomentabhängigen Steuerung der Luftzufuhr von Druckluftmotoren an ein Drehmoment auf eine Arbeitsspindel abgebende Maschinen. Bei solchen Hinrichtungen ist die Verbindung zwischen der Motorwelle und der Antriebsspindel durch axial verschiebbare Teile gebildet, wobei durch die Verschiebung des einen Teiles infolge des Arbeitsdruckes .iuf die Arbeitsspindel entgegen der Kraft einer Feder über eine i bertragungseinrichlung und einen die Maschine mittig durchsetzenden Stellstab das Einlaßventil für die Druckluft geöffnet wird und durch die nachfolgende Verschiebung des anderen Teiles in der Gegenrichtung infolge Überschreitens des durch eine weitere Feder bestimmten Drehmoments durch Freigabe des Stellstabes durch die Übertragungseinrichtung das Hinlaßventil für die Druckluft geschlossen wird. Bei den bekannten Hinrichtungen dieser Art sind zum Abschalten, also zum Freigeben des die Hinrichtung mittig durchziehenden Stcllstabcs komplizierte Hinrichtungen erforderlich, die nicht nur die Herstellung der Einrichtung verteuern, sondern darüber hinaus Fimktionsfehler während des Betriebes erzeugen und dadurch die Genauigkeit der Orchniorneniensteuerimg beeinträchtigen. Da bei den bekannten Hinriehtungen dieser Art Trennkupplungen, also Hinrichtungen zum Auslösen bzw. Festlegen des Stellslabes benutzt werden, die ein Eiuengevvicht besitzen, das durch wiederholtes Zusammenschlagen der ineinander greifenden Flachen der Kupplungsteile: zu Beschädigungen oder sogar Brüchen führen,

sind diese bekannten Hinrichtungen sehr störanfällig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hinrichtung der vorbeschriebenen Art dahingehend zu verbessern, daß sie in der Herstellung wesentlich einfacher als die bekannten Einrichtungen ist und im Betrieb zuverlässig und genau schaltet ohne dabei siöranfälliü zu sein. Dies·.· Aufgabe wird genial.' der Erfindung dadurch gelöst, daß die Übertragungseinrichtung aus mehreren, um den Stellslab herum angeordneten, radial beweglich und axial gehaltenen Kugeln besteht, und der eine der axial verschiebbaren Teile die Kugeln von außen mit einer Auflaufflache umfaßt, so daß bei axialer Verschiebung der Teile geeeneinander die Kugeln an den Stellstab andrückbar und die Teile mit dem Stellstab kuppelbar sind. Auf diese Weise ist eine Kupplvmgseinriehturiv. geschaffen worden, die selbst bei größten betrieblichen Belastungen nicht Schaden nimmt, da die Bewegung der Kuppluiiüsorgane. nämlich der Kugeln keine hohen Auftreffkräfte erzeugt, die eine Beschädigung oder, wie dies bei den bekannten Einrichtungen der Fall war. eine Zerstörung der Kupplungsteile bewirken könnten.

Die Erfinduni; ist im nachtolgenden an Hand eines Ausiührungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser Zeichnung zeigt

F i ». I einen Längsschnitt durch eine von einem Druckluftmotor angetriebene Arbeitsmaschine,

Fig. la eine Fortsetzung der Darstellung in F i g. 1. beginnend mit der Linie 1 a-\ a,

F ig. 2 ein Schnitt längs der Linie 2-2 der F i g. I und

F i g. 3 eine Einzelheit, die das treibende und das getriebene Teil der Drehmomenten-Meßeinriehtiing in Schrägansicht zeigt.

In Fin 1 und I a ist eine Antriebsmaschine in der Form eines tragbaren Maschinenschrauhers 10 gezeigt. Dei Maschinenschrauber 10 umfaßt ein Gehäuse J2. das im Gewindeeingriff mit einem Kopfstück 13 steht und einen durch Druckluft angetriebenen Lamellenmotor 14 enthält, wie er für solche Maschinen bekannt ist. Der Lamellenmotor 14 umfaßi einen Rotor 16, der in geeigneter Weise in Lagern 18 und 20 gelagert ist. Der Rotor 16 umfaßt einen einstückig angeformten Schaft 22. der im Treibschluß mit einem Planetenuntersctzungsgetriebe 24 steht. Dieses Getriebe bat eine Abtriebswelle, die vom P¹J-netenradträger 26 gebildet ist. Der Maschinenschrauber 10 ist zum Anschluß an die DruckluftqiieMe (nicht dargestellt) mit einer Kupplung 28 versehen, die am Kopfstück 13 sitzt. Die Kupplung 28 steht in Leitungsverbindung mit einem Kanal 30. der sich in der Mitte des Kopfstücks 13 befindet. Im Kanal 30 sitzt ein Einlaßventil 32. zu dem eine Ventilführung 34. ein Ventilschließglied 36 und ein Ventilsitz 38 gehören.

In der in F ig. I a gezeigten Stellung sitzt das Ventilschließglied 36 in der geschlossenen Stellung, um ein Fließen von Druckluft zum Motorcinlaß 40 vom Kanal 30 über die Kanäle 42 und 44 in der Ventilführung 34 und ilen Kanal 46 im Kopfstück 13 zu verhindern. Die zum Lamellenmotor 14 fließende Druckluft wird durch eine geeignete Kanalanordnung abgeführt, die nicht gezeigt ist.

Der Maschinenschrauber 10 umfaßt eine hohle, abnehmbare Haube 48. die mit dem Gehäuse 12 vcrschraubt ist. Die Haube 48 umfaßt eine Nasenpartie 50 mit einer Bohrunu zur Aufnahme einer zvlin·