DE2316560B2 - Schrauber - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Schrauber mit einer durch einen Druckfluidmotor bis zu einem bestimmten Drehmoment über eine mit axialer Schaltbewegung lösbare Überlast-Kupplung und dann über ein Getriebe und eine Überhol-Kupplung antreibbaren Abtriebswelle.

Diese Schrauber ermöglichen ein schnelles Ein- oder Aufschrauben mit niedrigem Drehmoment und am Ende des Schraubvorgangs ein Festziehen der Schraubverbindung mit langsamer Drehgeschwindigkeit und höherem Drehmoment

Bei einem bekannten Schrauber der genannten Art löst sich die Überlast-Kupplung nur so weit daß die s Kupplungshälften beim weiteren Fortgang des Schraubens, während der Antrieb über die Überhol-Kupplung erfolgt aneinandergleitend rutschen und dabei Lärm verursachen, verschleißen und das verfügbare Drehmoment mindern.

i_L Daneben sind zum gleichen Zweck Schrauber bekannt bei denen zur Umschaltung der Geschwindigkeit eine erste formschlüssige Kupplung gelöst und eine zweite formschlüssige Kupplung eingerückt wird, wobei die Schaltbewegung der Kupplungen z.B. durch die

is axiale Kraftkomponente einer Klauenkupplung mit Schrägflächen (DT-AS 14 78 885) oder durch einen druckfluidbeaufschlagten Betätigungskolben (DT-AS 1945 207) ausgelöst werden kann. Nachteil dieser Konstruktion ist in beiden Fällen, daß im Zeitpunkt der Umschaltung momentan entweder beide Kupplungen gleichzeitig in oder außer Eingriff sind.

Zum Abschalten eines Schraubers bei einem bestimmten Anzugsmoment ist es weiterhin bekannt (US-PS 26 83 512), den axial beweglichen Teil einer

2s Drehmomentbegrenzungskupplung in Form einer Klauenkupplung mit Schrägflächen mit einem Kolben zu verbinden, der nach teilweiser selbsttätiger Ausrückbewegung der Klauenkupplung unter dem Einfluß des steigenden Drehmoments eine bis dahin verschlossene Druckfluidleitung freigibt und dann mit Druck beaufschlagt wird, so daß die Kupplung vollständig gelöst wird.

Schließlich ist auch schon ein Schrauber der eingangs bezeichneten Art vorgeschlagen worden (DT-AS 22 49 370), bei dem der antriebsseitige Teil der Überlastkupplung über ein Ringrillenlager axial fest mit einem äußeren Kolben verbunden ist der nach Einleitung der Ausrückbewegung durch Freigabe einer Druckfluidleitung mit Druck beaufschlagbar ist und

dann die Überlastkupplung vollständig löst wonach durch geänderte relative Drehrichtung der Teile eines mit dem abtriebsseitigen Teil der Überlastkupplung verbundenen Planetenradgetriebes unter Zuhilfenahme eines am Gehäuse abgestützten Freilaufs auf eine geringere Drehgeschwindigkeit umgeschaltet wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schrauber der zuletzt genannten Art zu schaffen, bei welchem die Überlastkupplung, wenn sie bei dem vorbestimmten Drehmoment selbsttätig außer Eingriff kommt in konstruktiv einfacher Weise in vollständig gelöster Stellung gehalten wird.

Vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß mit dem axial beweglichen abtriebsseitigen Teil der Überlastkupplung ein Kolben eines bei ihrem Lösen mit Druck beaufschlagbaren und sie dann gelöst haltenden Kraftzylinders verbunden ist wobei der Kolben innerhalb der Abtriebswelle angeordnet ist und der abtriebsseitige Teil der Überlastkupplung über einen sich axial verschieblich, aber drehfest in die Abtriebswelle erstreckenden Zapfen mit dem Kolben verbunden ist. Bei der vorgeschlagenen Ausführung läuft der zum Schalten der Überlastkupplung dienende Kolben synchron mit dem abtriebsseitigen Kupplungsteil und der Abtriebswelle um, so daß Lager und

hs Dichtungen zwischen diesen Teilen sehr einfach ausgeführt werden können.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher

erläutert Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht, z.T. im Schnitt, eines erfindungsgemäßen Schraubers,

Fig.2 einen Teil des Schrauben nach Fig. 1 im Längsschnitt und größeren Maßstab mit einer Modifikation der Druckfluid-Zuführung.

Fig.3 einen abgebrochenen Querschnitt durch die Überhol-JCupphing des Schraubers nach F i g. 2.

Der in der Zeichnung dargestellte Schrauber hat ein Gehäuse 11, welches mittels eines nach hinten herausragenden Drehzapfens 12 und eines Lagers 13 an einem Tragarm 14 drehbar gelagert ist Der Tragarm 14 hat einen Ring 15, mit dem der Schrauber an einer nicht gezeigten Tragvorrichtung mit Gewichtsausgleich aufgehängt werden kann. Ein weiterer Ring 16 wird als Handgriff benutzt Dem Druckluftmotor 17 des Schraubers wird Druckluft über einen SJi'.auch 18, ein durch seinen Betätigungshebel 19 angedeutetes Steuerventil im Tragarm 14 und den Drehzapfen 12 zugeführt Der Motor 17 kann vorzugsweise ein Gleitflügelmotor sein. Ein O-Ring sorgt für Abdichtung zwischen dem Drehzapfen 12 und dem Tragarm 14.

Die Abtriebswelle 20 des Schraubers ist mittels eines Nadellagers 21 sowie eines Nadel/Kugel-Lagers 22 drehbar im Gehäuse 11 gelagert und kann drehfest mit i>_, einem Schraubenschlüssel 24 verbunden werden. Während des Betriebs wird das Reaktionsmoment über ein mit dem Gehäuse 11 verschraubtes Teil 25 abgestützt. Die Abtriebswelle 20 hat eine Durchgangsbohrung 26 und am hinteren Ende ein inneres und äußeres v> Vielkeilprofil 27 und 28 (vgl. F i g. 2; F i g. 1 zeigt solche Einzelheiten nur schematisch).

Der Schrauber hat eine Überlast-Kupplung, bestehend aus einer abtriebsseitigen Kupplungshälfte 29 und einer antriebsseitigen Kupplungshälfte 30. Beide sind jeweils mit vier zueinander passenden Klauen 31 und 32 ausgebildet, die gegenüberstehende geneigte Anlageflächen haben. Die abtriebsseitige Kupplungshälfte 29 steht über die Vielkeilverbindung bei 27 mit der Abtriebswelle drehfest, aber axial verschieblich in Eingriff. Die Kupplungshalfte 29 ist mittels eines Verriegelungsstifts 34 mit der hinteren Kolbenstange 35 eines Kolbens 36 verbunden, welcher auch eine sich nach vorn erstreckende Kolbenstange 37 hat. Der Kolben 36 gleitet in einem Zylinder 38, welcher durch einen Teil der Bohrung 26 in der Abtriebswelle gebildet wird. Der Zylinder 38 hat eine hintere Endwand 39, durch die sich die hintere Kolbenstange 35 axial verschieblich erstreckt, und eine vordere Fndwand 40, durch die sich in gleicher Weise die vordere Kolbenstange 37 erstreckt. Somit teilt der Kolben 36 den Zylinder 38 in eine vordere Zylinderkammer 70 (Fig. 1) und eine hintere Zylinderkammer 71 (Fig.2). Die vordere Endwand 40 ist Teil einer Büchse 41, die gegen einen Bolzen 42 anliegt. Eine Schraubenfeder 43 stützt sich an einem Sprengring 44 in der Büchse 41 ab und belastet die Kolbenstange 37 derart, daß die abtriebsseitige Kupplungshälfte 29 in Richtung der in F i g. 1 gezeigten Eingriffsstellung vorbelastet ist, wenn beide Zylinderkammern 70, 71 entlüftet sind. Vier <><■, radiale Bohrungen 45 in der Abtriebswelle 20 enden in dem Zylinder 38. Ihnen wird Druckluft von einer Leitung 46 mit einem einseitig wirksamen Drosselventil 47 über eine Schwenkverbindung mit Dichtungen 67 zugeführt. <■■>>

Anstelle eines direkt wirksamen Steuerventils, wie gemäß F i g. 1, ist in F i g. 2 schematisch ein Steuerventil 72 benutzt welches z. B. von Hand betätigt werden kann und nach der einen Richtung der Leitung 46 sowie nach der anderen Richtung über ein einseitig wirksames Drosselventil 74 einem Steuerventil 73 Druckluft zuleitet, wobei das Drosselventil 74 die Umschaltung des Steuerventils 73 in diejenige Stellung, bei welcher der Motor 17 Druckluft erhält, verzögert bis die Zyiinderkammer 70 unter Druck steht

Der Motor 17 hat eine Abtriebswelle 48, auf welcher das Sonnenrad einer ersten Pianetenradgetriebestuf e 49 mit paarweise angeordneten Planetenrädern 50 sitzt Der Planetenradträger 51 dieser Getriebestufe bildet gleichzeitig wieder ein Sonnenrad 52 einer zweiten Planetenradgetriebestufe, hat aber auch einen nach vorn gerichteten, im Querschnitt sechseckigen Zapfen 53, der über eine Büchse 54a mit passendem Innenquerschnitt und eine Sechskantwelle 54, die einerseits in die Büchse 54a und andererseits in eine passende Bohrung in der Kupplungshalfte 30 eingreift, die letztere antreibt Die Planetenradgetriebestufe mit dem Sonnenrad 52 hat Planetenräder 55 und einen buchsenförmigen Planetenradträger 56. welcher wiederum das Sonnenrad einer weiteren Planetenrädergetnebestufe mit Planetenrädern 57 und einem buchsenförmigen Planetenradträger 58 bildet Der hintere Teil des Planetenradträgers 58 ist mittels eines Kugellagers 59 im Gehäuse 11 und der vordere Teil mittels zweier Kugellager 60,61 in einer äußeren Büchse 62 gelagert. Diese äußere Büchse 62 ist über die Vielkeilverbindung bei 28 mit der Abtriebswelle 20 verbunden. Zwischen den beiden Kugellagern 60 und 61 sind zwei Reihen radialer Kupplungselemente 63, 64 angeordnet, welche zusammen mit dem Planetenradträger 58 und der Büchse 62 eine Überhol-Kupplung bilden. Die letztere tritt bei hohem Drehmoment automatisch in Aktion, wenn die Überlastkupplung 29, 30 sich bei einem bestimmten Drehmoment wert löst.

Die antriebsseitige Kupplungshälfte 30 der das niedrige Drehmoment übertragenden Überlast-Kupplung 29,30 ist in der Büchse 58 gelagert und wegen des Spiels in der Vielkeilverbindung 28 zwischen der Abtriebswelle 20 und der Büchse 62 in gewissem Maße radial beweglich. Auch die abtriebsseitige Kupplungshälfte 29 ist wegen des Spiels in der Vielkeilverbmdung 27 und der Verbindung mit der Kolbenstange 35 in gewissem Maße radial beweglich. Dadurch wird eine automatische Zentrierung der Kupplungshälften 29, 30 der Überlastkupplung erreicht, wenn diese das Drehmoment überträgt

Die Feder 43 hält die Kupplungshälften 29 und 30 in Eingriff, wenn die Druckluftzufuhr zu dem Schrauber abgestellt ist. Sobald das Steuerventil 19 in F i g. 1 betätigt wird, strömt Druckluft über die Leitung 46 und die Bohrungen 45 in die Zylinderkammer 70, und dieser Druck wirkt in derselben Richtung wie die Feder 43, während gleichzeitig auch dem Motor 17 Druckluft zugeführt wird Wenn bei der alternativen Ausführungsform nach F i g. 2 statt dessen das Steuerventil 72 betätigt wird, wird die Zylinderkammer 70 kurz vor dem Motor 17 mit Druck beaufschlagt. Die Überlast-Kupp lung 29, 30 treibt die Abtriebswelle 20 während des Niederschraubens an. Dabei erlauben die Kupplungsglieder 63, 64 der Überhol-Kupplung, daß sich die äußere Büchse 62 zusammen mit der Abtriebswelle 20 schneller dreht als der buchsenförmige Planetenradträger 58.

Das über die Kupplungshälften 29, 30 der Überlast-Kupplung übertragene Drehmoment hat wegen der schrägen Kontaktflächen an den Klauen 31, 32 eine

axiale Kraftkomponente zur Folge, welche bei einem bestimmten Drehmoment die entgegengesetzt gerichtete, von der Kolbenstange 35 ausgeübte Kraft überwindet, so daß die Kupplungshälfte 29 nach vorn weggedrückt wird. Dabei bewegt sich auch der Kolben 36 mit der Kupplungshälfte 29. Im Verlauf dieser Bewegung passiert der Kolben 36 die Bohrungen 45, wonach Druckluft nunmehr in die Zylinderkammer 71 statt in die Zylinderkammer 70 eingeleitet wird. Außerdem beginnen zwei Axialnuten 65 in der vorderen Kolbenstange 37 die Zylinderkammer 70 zu entlüften. Als Folge davon kann nunmehr der Druck in der hinteren Zylinderkammer 71 die Kraft der Feder 43 überwinden und den Kolben 36 in seine vordere Endstellung verschieben, die in F i g. 2 gezeigt ist, wobei der Kolben 36 die abtriebsseitige Kupplungshälfte 29 vollständig außer Eingriff mit der antriebsseitigen Kupplungshälfte 30 zieht und so hält. Die Überhol-Kupplung 63, 64 übernimmt dabei automatisch die weitere Drehmomentübertragung bei einer Drehgeschwindigkeit, welche z. B. ein paar Prozent der Drehgeschwindigkeit der Kupplungshälfte 30 betragen kann. Diese Drehzahluntersetzung sorgt für ein sehr hohes maximales Drehmoment.

Das endgültige Drehmoment wird mittels eines nicht gezeigten Druckreglers im Zufuhrschlauch 18 gesteuert und erreicht, wenn der Motor stehen bleibt. Wenn dann die Druckluftzufuhr unterbrochen ist, wird die Zylinderkammer 71 langsam über das einseitige Drosselventil 57 entlüftet, so daß die Feder 43 die Kupplungshälfte 29 in ihre Eingriffsstellung zurückschieben kann. Während dieser Bewegung, an der auch der Kolben 36 teilnimmt, werden die Bohrungen 45 von der Zylinderkammer 71 abgeschnitten, und diese wird durch axiale Entlüftungsnuten 66 in der hinteren Kolbenstange 35 entlüftet. Das einseitig wirksame Drosselventil 47 stellt sicher, daß das Drehmoment an der Abtriebswelle 20 herabgesetzt ist, bevor die Kupplungshälften 29, 30 wieder in Eingriff kommen, so daß sich der Schrauber immer leicht abnehmen läßt. Wenn er von der gerade festgezogenen Mutter oder Schraube abgezogen wird, ist er sofort wieder für das Niederschrauben und Festziehen der nächsten Mutter bereit.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

«•»,et*

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Schrauber mit einer durch einen Druckfluidmotor bis zu einem bestimmten Drehmoment über eine mit axialer Schaltbewegung lösbare Überlast-Kupplung und dann Ober ein Getriebe und eine Überhol-Kupplung antreibbaren Abtriebswelle, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem axial beweglichen abtriebsseitigen Teil (29) der Überlastkupplung (29,30) ein Kolben (36) eines bei ihrem Lösen mit Druck bsaufschlagbaren und sie dann gelöst haltenden Kraftzylinder (36, 38, 71) verbunden ist wobei der Kolben (36) innerhalb der Abtriebswelle (20) angeordnet ist und der abtriebsseitige Teil (29) der Überlastkupplung (29,30) über einen sich axial verschieben, aber drehfest in die Abtriebswelle (20) erstreckenden Zapfen mit dem Kolben (36) verbunden ist

2. Schrauber nach Anspcuch 1, dadurch gekennzeichnet daß eine Druckluftleitung (45) derart im Kraftzylinder (36, 38, 71) mündet daß sie in Eingriffsstellung der Überlast-Kupplung (29, 30) durch den Kolben (36) abgeschlossen ist und vom Kolben (36) freigegeben wird, wenn dieser durch den sich bei einem bestimmten Drehmoment selbsttätig in die gelöste Kupplungsstellung bewegenden abtriebsseitigen Kupplungsteil (29) verschoben wird.

3. Schrauber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftzylinder (36, 38, 71) als doppelt wirkender Zylinder mit zwei durch den Kolben (36) getrennten Zylinderkammern (70, 71) ausgebildet ist wobei die Druckluftleitung (45) in der Eingriffsstellung der Überlast-Kupplung Anschluß an die eine, in Richtung der Eingriffsstellung wirkende Zylinderkammet' (70) hat und bei der Öffnungsbewegung des beweglichen Kupplungsteils (29) von der ersten Zylinderkammer (70) getrennt und an die andere Zylinderkammer (71) anschließbar ist.

4. Schrauber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß der Kolben (36) mit einer vorderen und hinteren Kolbenstange (37, 35) mit jeweils darin ausgebildeten Entlüftungsnuten (65, 66) durch die Endwände (40,39) des Zylinders (38) ragt wobei in Abhängigkeit von der Stellung des Kolbens (36) jeweils die nicht an die Druckluftleitung (45) angeschlossene Zylinderks.mmer (70, 71) entlüftet ist.

5. Schrauber nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß der abtriebsseitige Kupplungsteil (29) durch eine Feder (43) in Eingriffssteliung vorbelastet ist

6. Schrauber nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (43] in der Abtriebswelle (20) angeordnet ist und auf den Kolben (36) wirkt.