DE2228116C2 - Abschaltvorrichtung für einen Druckluftschrauber - Google Patents

Description

dadurch gekennzeichnet, daß

1.3.5 das Querstück als Querriegel (9!) ausgebildet Ist, der

1.3.5.1 längsverschiebbar In einer diametral die treibende Kupplungshälfte (63) durchdringende Ausnehmung (90) geführt Ist,

1.3.5.2 von einer parallel zur Schrauberachse (64) angeordneten Querbohrung (94) durchdrungen Ist, deren Durchmesser größer Ist als ein Absatz (41) der Betätigungsstange (40),

1.3.5.3 eine schrauberantrlebswellenseltlg eingebettete Quernut (95) aufweist, wobei abgewandte Seltenwand dieser Quernut schneldenförmig ausgebildet Ist,

1.3.5.4 mittels einer Querriege'.spannfeder

(98) In eine Eingriffsstellung mit einer Ringnut (42) der Betätigungsstange (40) bringbar Ist, wobei ein segmentartig ausgebildeter Flächenteil (97) an der motorseltigen Stirnseite des Querrlegels (91) ein Widerlager für eine Schulterfläche

(99) des Drosselstangenabsatzes (41) - Ringnutschulter - bildet,

1.3.5.5 an seiner der Querriegelspannfeder (98) abgewandten Seitenwand (96) der Quernut (95) schneidenförmig ausgebildet Ist und schließlich
1.4 mindestens einem radialen Nocken (62) am motorseltigen Ende (60) der Schrauberab:rlebswelle (17), der mit der schneidenförmigen Seltenv/and (96) der Quernut (95) bei schlupfender Drehmomentbegrenzungskupplung Im Sinne des Entriegeln des Querrlegels (91) und damit zum Freigeben des Schließweges der Betätigungsstange (40) zum Schließen des Drucklufteinlaßventils (31) zusammenwirkt.

Die Erfindung betrifft eine Abschaltvorrichtung für einen Druckluftschrauber.

Aus der US-PS 30 82 742 Ist ein druckluftgetriebenes Werkzeug bekannt mit einer drehmomentabhängigen Abschalteinrichtung, bei der Im Sinne des Oberbegriffs des Patentanspruchs Insbesondere eine das Einlaßventil betätigende Stange vorgesehen Ist. Geöffnet wird das Ventil durch einen Querriegel, der gegen diese Stange gedrückt wird und es vom Ventilsitz abhebt. Bei zunehmendem Drehmoment tritt eine Längsverschiebung der Kupplungstelle des Antriebes in Richtung des Werkzeugkopfes auf, und dies führt schließlich dazu, daß nach endgültiger Freigabe der Kupplungstelle durch eine ausrastende Federung der Querriegel ebenfalls In Richtung des Werkzeugkopfes gedrückt und damit über die nachfolgende Betätigungsstange das Einlaßventil geschlossen wird.

Für Druckluftschrauber, die bei niedrigem Drehmoment abschalten, aber mit höheren Geschwindigkeiten arbeiten. Ist diese Art der Abschaltung nicht geeignet, well hierbei die auftretenden Fliehkräfte zu einem ungenauen Auslösen führen würden.

Bekannt Ist andererseits aus der DE-OS 20 31 600 eine Abschalteinrichtung für ein Schraubenbolzensetzgerät, die einen gegen Federkraft radial verschiebbaren Querrlegel aufweist, der mit der Betätigungsstange für das Ventil zusammenwirkt.

Die Verschiebung des Querrlegels bei höherem Drehmoment ermöglicht eine Auskupplungsbewegung des angetriebenen Kupplungsteils zum Gehäuse und dem anderen Kupplungstell unter der Wirkung einer Trennfeder. Erst dann schließt das Ventil.

Aufgabe der Erfindung Ist die Schaffung einer Abschalteinrichtung für einen Druckluftschrauber mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs, die von geringem Einfluß auf das Gesamtgewicht des Schraubers Ist und den Einsatz dieses Werkzeuges bei höheren Arbeltsgeschwindigkeiten, z. B. von 2000 U/mln, mit einer Abschaltung bei niedrigem Drehmoment ermöglicht.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die Im Kennzeichen des Patentanspruchs angegebenen Merkmale.

Die erfindungsgemäße Abschalteinrichtung ermöglicht ein leichtes Arbeiten des Werkzeugs bei niedrigen Drehmomentwerten ohne Ansprechen auf die Geschwlndlg- ' keit wie die bekannten Werkzeuge. Insbesondere wird durch eine Schwerpunktverlagerung aus der Rotationsachse die Drehung des Werkzeugs zur Unterstützung

und nicht zum Schwächen des Angrelfens ausgenutzt, bis zu der Zeit, zu der der gewünschte Drehmomentwiderstand auftritt.

Damit kann das Werkzeug bei seiner grundsatzlichen Kompaktheit und dem geringen Gewicht für empflndliehe Arbeiten benutzt werden. Gleichzeitig gibt dieses Werkzeug sofort ein wesentlich höheres Drehmoment für den Umkehrvorgang, wenn, falls gewünscht, eine vorher eingesetzte Schraube herausgezogen werden soll.

Die Erfindung soll nun anhand der Zeichnungen erläutert werden. Dabei zeigt

FI g. 1 einen Längsschnitt des Werkzeugs In unbetätigtem Zustand,

Fig. 2 einen TtU eines Längsschnitts nach Fig. 1 im Betriebszustand,

Fig. 3 einen Teil des Kupplungsmechanismus Im Schnitt In größerem Maßstab,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch das Werkzeug Im unbetätigten Zustand nach Flg. 1, Fig. 5 einen Schnitt an der Linie 5-5 der Flg. 4, Flg. 6 einen Schnitt an der Linie 6-6 der Flg. 4,

Flg. 7 einen Längsschnitt durch das Werkzeug im Betriebszustand nach F i g. 2,

Fig. 8 einen Schnitt an der Linie 8-8 der Flg. 7,

Flg. 9 einen Längsschnitt durch den Werkzeugantrieb im Zustand nach Wirkung des Drehmoments entsprechend der Flg. 2,

Flg. 10 einen Querschnitt an der Linie 10-10 der Fig. 9,

Fig. 11 eine maßstäbliche Ansicht des Abschaliabzugs, der gestrichelt In Fig. 4 gezeigt wird, und

Flg. 12 die Darstellung eines Teils, gesehen von der Stellung 12-12 der Flg. 1 aus.

Das Werkzeug befindet sich, wie die Fig. 1 und 2 zeigen, In einem länglichen Gehäuse mit dem hinteren Abschnitt 11, der die Antriebsorgane enthält und teleskopartig mit dem Vorderteil 13 verschraubt ist, das das Greifelement und die auf das Drehmoment ansprechenden Elemente enthält. Im Vorderteil 13 befindet sich die Schraubenzieherschneide 14 od. dgl., die an der Abtriebs- *o welle 17 befestigt 1st und dazu dient, eine Schraube oder ein ähnliches Befestigungselement 15 zu drehen. Die verschiedenen Formen von Schneiden können selbstverständlich durch die jeweilig notwendige ausgetauscht werden.

Der Antrieb des Werkzeugs erfolgt durch einen üblichen Flügelströmungsdrückmotor (nicht dargestellt), der sich Im Gehäuseabschnitt 11 befindet und mit Luft hohen Druckes betrieben wird, die an einem Einlaß 18 aufgenommen wird. Die Ausgangsleistung des Motors ^Μ wird auf die Schraubenzieherschneide 14 über einen ZwI-schenkupplungsmechanlsmus 19 übertragen.

Die Betätigung des Werkzeuges wird von eir.em Führungsstück 22 eingeleitet, das die Schraube 15 ergreift und sich In dem eingeschnürten Arbeltsende 23 des ⁵* Gehäuseteils 13 befindet. Durch eine Schraubenfeder 26 wird einer nach innen gerichteten Bewegung entgegengewirkt, die In beiden Richtungen auf den durch einen Längskellschlltz 25 gegebenen Umfang begrenzt Ist, wie durch Vergleich mit dem Führungsstück In den-FIg· 1 ^w und 2 erkennbar ist. Die Rückwärtsverschiebung des Führungsslücks läßt die Schneide 14 an die Schraube 15 angreifen. Da der Schneidenschaft 36 über eine Kugelsperre 37 auf die volle Tiefe der Ausgangswellenbohrung 38 ablösbar verbunden ist, bewirkt eine weitere Rück- ι⁶⁵ wärtsbewegung, daß eine Kupplung 19 und eine Betätl- ■ gungsstange 40 die am Einlaß 18 aufgenommene Luft einläßt.

Zur besonderen Erläuterung der einzelnen wirksamen Elemente dienen die F i g. 2 bis 8. In einem Verbinder 28, der mit dem Gehäuseteil 11 verschraubt ist, befindet sich ein Lufteinlaß 18, der druckluftdicht durch eine ringförmige Dichtung 29 angepaßt Ist. Der durch den Verbinder eingeführte Strömungsdruck steht mit einer geschlossenen Kammer 30 in Verbindung, wobei 5ie der Rückseite einem konisch geformten Drossel- und Absperrventil 31 zugewandt ist. Das Ventil 31 arbeitet mit einem ringförmigen Sitz zusammen, um die Strömung in die Kammer 33 zu regeln, die wiederum zum Durchgang 34 führt, um Luft in den Motoreinlaß 35 zu geben. Das Öffnen und Schließen des Ventils 31 wird von einer axial gleitenden Betätigungsstange 40 beherrscht, die bei 41 im Durchmesser vergrößert ist, sich bei 42 wieder verringert und bei 43 nochmals vergrößert 1st. Das letzte Ende 1st in einer axialen Bohrung 48 der Schraubenabtriebswelle 17 aufgenommen, die die Stange dem Druck in einer Richtung einer zusammengedrückten Schraubenfeder 49 ausgesetzt ist, die dem Druck in der anderen Richtung durch gegen eine zusammengedrückte Schraubenfeder 50 in der Kammer 30 gegen die Rückseite des Ventils 31 wirkt. Durch den Schalldämpfer 44 und die Austrittsöffnungen 45 tritt die Luft aus.

Der Motor ist mit einem (nicht dargestellten) Planetengetriebe verbunden, dessen Ausgang durch eine In einem Kugellager 52 laufende Welle 51 dargestellt Ist. Die Welle 51 enthält In der Mitte eine axiale Bohrung 53 von sechseckigem Querschnitt, in der ein sechskantiger Achsstumpf 54 der Kupplung 19 als drehbare Antriebskupplung aufgenommen ist. Der Ausgang der Kupplung geht radial durch einen ringförmigen Flansch 58 hindurch, der mit dem hinteren kleineren Durchmesserteil 59 der Welle 17 ein Ganzes bildet. Der Teil 59 Ist an seinem Ende 60 welter verringert, an dem er einen vlelecklgen, vorzugsweise einen viereckigen Querschnitt aufweist und in das Innere der Kupplung 19 hineingeht.

Die Kupplung 19 enthält zum drehenden Ankuppeln der Ausgangswelle 17 ein Teil 63 mit einem Mittelloch 64, durch das ein Abschnitt 41 der Stange 40 gleitend aufgenommen werden soll. Eine Vertiefung 65 nimmt den Ausgangswelienabschnltt 59 auf, mit dem sie axial, aber frei drehbar, durch mehrere Kugeln 66 kleinen Durchmessers gekuppelt Ist. Die Kugeln dienen als Auflager zwischen der ringförmigen Wellennut 67 und einer entsprechenden ringförmigen Kupplungsnut 68 und werden für diesen Zweck durch eine radiale Bohrung gegeben, wo sie durch eine Spiralfederhalterung 70 gehalten werden.

Zum Übertragen des Antriebs vom Motorausgang zur Welle 1 enthält das nach links gerichtete Ende der Kupplung 19 einen Nocken 74 mit mehreren Vorsprüngen 75. Diese Vorsprünge verlaufen axial nach links, wobei sie zur Welle 17 gerichtet sind, an winkelig versetzten Abständen, radial aus der Welle heraus. Unmittelbar neben den Vorsprüngen ist der Nocken bei 75 axial eingeschnitten, um eine Kugel aus gehärtetem Stahl aufzunehmen. An seinem Umfangsende bildet jeder Einschnitt einen Anstieg 78 eine allmähliche Neigung zur Schraubverdichtung und einem gegenüberliegenden Anstieg 7S vergleichbar stärkerer Neigung, der zum Umkehren der Arbeltswelse des Werkzeugs, Lösen der Dichtung der Schraube od. dgl., dient. Die Kugeln 77 verlaufen wiederum axial nach Innen zu mehreren radial offenen Schlitzen 82 im Wellenflansch 58 und sind winkelig der Lage des Nockeneinschnitts 76 angepaßt.

Zum radialen Einschließen der Kugeln während des Haltens der KuDDlune In Elnerlff zwischen dem Nocken

74 und dem Flansch 58 dient dort ein napfförmlger Käfig 83, der durch eine Schraubenfeder 84 konstant axial zurückgedruckt wird. Die Feder wird zwischen einer Folgeeinrichtung 85, die Über das Drucklager 86 gegen die Rückseite des Käfigs 83 drückt, und einer gegenüberllegenden Folgeeinrichtung 87 (Flg. 1), die axial gleitend, aber drehbar an der Welle 17 durch gegenüberliegende Kelle 88 befestigt Ist, zusammengedrückt. Dadurch halten die Kugeln 77, solange wie eine Schraube 15 In die Drehrichtung frei hineingeht, die Kupplung 19 an der Welle 17 drehbar gekuppelt. Beim Auftreten eines sich drehenden Drehmomentwiderstandes, bei dem das Werkzeug arbeiten soll, beginnt die relative Drehung zwischen dem Flansch 58 und dem Nocken 74. An diesem Punkt füigi jede Kugel 77 ihrem entsprechenden Nockenvorsprung 78, indem sie die Folgeeinrichtung 85 und das Lager 86 vom Nocken weg stärker nach hinten drückt, der sich gegenüber der Feder befindet, bis die Kupplung freigegeben ist.

Neben dem Arbeiten mit der Freigabe der Kupplung zum Unterbrechen der Antriebskraft ist ein radial beweglicher Querriegel 91 (Flg. 11) in einer radial verlaufenden zylindrischen Ausnehmung 90 der Kupplungshälfte 63 vorgesehen. Der Querriegel Ist zylindrisch, so daß er eine Schwerpunktlage 100 einnimmt, die radial von der Drehachse 101 des Werkzeugs verschoben ist. Zum Erhalten der Schwerpunktverschiebung enthält der Riegel wie es scheint eine verhältnismäßig kleine obere Masse 102 und eine vergleichsweise große Bodenmasse 103. In ähnlicher Weise enthält der Riegel Seltenflächen 92 und 93 und eine Querbohrung 94, die achsparallel zur Werkzeugachse 101 verläuft und deren Durchmesser ausreicht, wenn sie entsprechend gleitend die Stange an den Durchmessern 41 und 42 passiert. In die Fläche geht eine V-förmige Quernut 95 mit einer Seitenwand 96, die durch eine zusammengedrückte Schraubenfeder 98 gegen die Seitenfläche 61 des Weilenendes 60 drückt. Durch die Kraft einer Feder 98 bleibt beim Anwerfen des Werkzeugs die Seltenwand 96 mit einer Wellenseitenfläche 61 der Feder 98 In Eingriff. Dies bringt ein Flächenteil 97 der abgeschrägten Seitenfläche 93 zur radialen Endfläche 99 des Drosselstangenteils 41. um eine Linksbewegung zu verhindern. Wenn der Massenmittelpunkt 100 des Stifts gegenüber der W^nd 96 zur Achse 101 exzentrisch liegt, wirkt die durch die Drehung des Werkzeugs erzeugte Kraft kontinuierlich in einer Richtung, die die Feder 98 zum Halten der Wand 96 In dieser Beziehung unterstützt. Wenn jedoch die Kupplung bei dem eingestellten Drehmoment freigegeben wird, bei dem sich die Welle 17 relativ zur Kupplung 19 drehen kann, ergreift eine Kante 62 des Wellenendes 60 die Wand 96 und verschiebt den Stift 91 radial nach oben gegen die Feder 98, wie aus den Fig. 9 und 10 zu erkennen ist. Beim Verschieben des Stifts wird in ähnlicher Weise die Achse der Bohrung 94 zur freien Stange 40 verschoben und ermöglicht eine axiale Bewegung nach links. Bei dieser Lage des Stifts drückt die Strömungskraft, die an der Rückseite des Abschaltventils 31 wirkt, unterstützt durch die Feder 50. die Stange 40 nach links und preßt die Feder 49 zusammen, bis das Ventil 31 unmittelbar darauf den Motorantrieb unterbricht. Die Feder 84 dient dann zum Zurückstellen der Kupplungskugeln 77 in ihre entsprechende Nockeneinschnitte 76. Das Ventil und die Stange 40 bleiben in der geschlossenen Stellung, während die Kupplung 19 rückwärts gerichtet bleibt. Bei der folgenden Entfernung der Werkzeugfedern 26, 49 und 98 nehmen die Elemente ihre ursprüngliche Anwerfbeziehung nach den Flg. 1 und 4 wieder ein. Der durch die Feder 50 unterstützte Strömungsdruck hält das Ventil 31 Im Sitz 32, während die Feder 49 das Führungsstück 22 und somit die Kupplung nach links drückt, wodurch alle Elemente zurückgestellt werden.

Um das Drehmoment einzustellen, bei dem die Kupplung freigegeben wird, ist eine Einstellmutter 106 (Fig. 1 und 12) auf die Welle geschraubt. Die Mutter 106 besitzt ein gezahntes radiales Ende 107, das zu winkelig versetzten Taschen 108 an der Rückseite der Federfolgeeinrlchtung 87 weist. In der obersten Tasche befindet sich eine Kugel 109 aus gehärtetem Stahl, die Im Ruhezustand In die Zahnvertiefung 110 der Mutternfläche einrastet. Durch einen Schlitz 112 im Gehäuse 13 nahe der Mutter 106 wird ein Zugang vorgesehen, durch den das Ende eines Schraubenziehers od. dgl. in einen benachbarten Zahn eingerastet werden kann. Das Drehen der Mutter in einer Richtung schiebt die Mutter an der Welle 17 durch Schraubenbewegung vorwärts. Dadurch steigt die Spannung der Feder 84 an und hält die gewünschte Kupplungskraft zum Überwinden bei der Kupplungsfreigabe zwischen dem Wellenflansch 58 und dem Kupplungsnocken 74. Eine drehbar verschiebbare Federklammer 113 bedeckt Im Ruhezustand den Schlitz 112 und kann ihn zur Freigabe der Mutter 106 freigeben, wodurch die Einstellung In der beschriebenen Welse erfolgt.

Im Betrieb wird das Werkzeug über eine biegsame Leitung od. dgl. mit Luft hohen Druckes aus einer entsprechenden Quelle versorgt, die am Einlaß 18 liegt. Beim Drücken des Führungsgliedes 22 gegen eine Befestigungsvorrichtung, z. B. eine Schraube 15, wird das Werkzeug automatisch an der Befestigungsvorrichtung zentriert, während das Führungsglied 22 axial nach hinten gleitet, um die Befestigungsvorrichtung mit der Schraubenzieherschneide 14 zu ergreifen. Beim weiteren Drücken in den Eingriff drückt die Schraubenzieherschneide nach hinten und trägt mit ihm die Antriebswelle 17, die Kupplung und die mit dieser verbundenen Betriebselemente. Gleichzeitig drückt die Rückwärtsbewegung In ähnlicher Weise die Drosselventilstange 40 nach hinten und öffnet das Ventil 31, wodurch Strömungsdruck aus der Kammer 30 zur Kammer 33, dem Durchgang 34 und der Motoröffnung 35 zum Antreiben des Motors gelangt. Bei laufendem Motor dreht sich seine Ausgangswelle 51, wodurch durch seine Verbindung mit dem Wellenstumpf 54 der Antrieb zur Kupplung 19 übertragen wird. Durch Eingreifen der Kraft der Feder 84 werden die Kupplungskugeln 77 gegen den Vorsprung der Nockensteigung 78 arretiert und dadurch die Antriebskraft über den Flansch 58 zur Ausgangswelle 17 und somit zur Schneide 14 übertragen.

Bei Erreichen des eingestellten Drehmoments durch die Schraube 15 wird der Drehwiderstand gegen die Schneide 14 ausgeübt, während der Motor weiterläuft, und gibt eine relative Drehung zwischen dem Nocken 74 und dem Flansch 58, wodurch die Kugeln 77 axial nach außen am Nockenvorsprung 78 gedrückt werden. Eine Axialbewegung der Kugel drückt wiederum den Käfig 83 gegen die Kraft der Feder 84 nach hinten. Bei der relativen Drehung wird der Stift 91 durch die Rückwirkung der Wellenkante 62 gegen die Stiftspitze 96 verschoben. Durch diesen wird die Bohrung 94 wieder in die Ausnehmung 90 gebracht, bis sie axial mehr mit dem Stangenabschnitt 41 übereinstimmt, wodurch sich die Drosselstange 40 ungehindert axial nach links bewegen kann. Bei Beseitigung der Störung der Drosselstange drückt die Strömungskraft, die gegen das Abschaltventil 31 wirkt, das durch die Kraft der Feder 50 unterstützt wird, das Ventil gegen die Feder 49 In ihre Abschaltlage gegen den

Sitz 32. Die Strömung zum Motor wird sofort unterbrochen, wenn die Werkzeugdrehung den Torsionszyklus beenden soll. Beim tntfernen des Werkzeugs von der Schraube 15 setzen die Federkräfte die einzelnen EIe-

mente in ihre Anwerfbeziehung zum Wiederholen des 5 Abschalten nicht nötig Ist.

Torsionszyklus. Zum Entfernen einer Schraube vergrößert die größere Nockenneigung am Vorsprung 79 Im Vergleich zum Vorsprung 78 das für diesen Zweck verfügbare Drehmoment, für das ein automatisches

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

22 28 1ί6 Patentanspruch: Abschalteinrichtung für einen Druckluftschrauber bestehend aus

1.1 einer Im Schraubergehäuse gegen Federkraft längsverschiebbar gelagerten Schrauberabtrlebswelle,

1.2 einer aus zwei Kupplungshälften bestehenden Drehmomentbegrenzungskupplung mit

1.2.1 einer an der Schrauberabtriebs welle befestigten getriebenen Kupplungshälfte, In welcher Kupplungsglieder in Umfangsrlchtung formschlüssig aufgenommen sind,

1.2.2 einer drehfest mit der Abtriebswelle des MGtors oder Getriebes verbundenen treibenden Kupplungshälfte mit axialen Nokken auf Ihrer der getriebenen Kupplungshälfte zugewandten Stirnhälfte,

1.2.3 einer Kupplungsfeder, die eine einstellbare axiale Vorspannkraft auf die Kupplungshälften und die Kupplungsglieder ausübt,

1.3 der Abschalteinrichtung, die In Abhängigkeit vom Kupplungsweg der Drehmomentbegrenzungskupplung Im Sinne Öffnen oder Schließen des Einlaßventils des Druckluftmotors wirken, und zwar

1.3.1 einer das Schließglied des Druckluftelnlaßventlls betätigenden, gleichachsig zur Drehachse des Schraubers angeordneten Betätigungsstange,

1.3.2 einer Verriegelungseinrichtung mit einem Querstück,

1.3.3 einer vorgespannten Feder, die das Querstuck in seiner verriegelten Stellung hält,

1.3.4 einer Anschlagschulter am Querstück zum Abstützen der Betätigungsstange,