DE2610989B2 - Drehschrauber - Google Patents
DrehschrauberInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Drehschrauber mit einer Drehmomentbegrenzungskupplung zum Stillsetzen der
Ausgangswelle bei einem bestimmten maximalen Drehmoment und mit einer Einrichtung zur Aufrechterhaltung
der Trennung der Ausgangswelle vom Antriebsmotor nach dem Lösen der Drehmomentbegrenzungskupplung.
Derartige Drehschrauber sind z. B. aus der US-PS 8t 888 und der DT-AS 14 78 841 bekannt. Sie haben
eine Drehmomentbegrenzungskupplung, deren Teile mit einer Verriegelungseinrichtung verbunden sind,
welche die Drehmomentbegrenzungskupplung nach deren Lösen in der gelösten Stellung hält. Diese
Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß die geforderte gleichmäßige Genauigkeit des Anzieh-Drehmoments
nicht erreicht wird, da jeweils während des Lösens der Drehmomentbegrenzungskupplung unter Last eine
Vielzahl von gleitend geführten Teilen zu bewegen ist, deren je nach Lage, Fertigungsgenauigkeit, Verschleiß,
Verschmutzung usw. unterschiedliche Reibung das Arbeitsergebnis negativ beeinflußt.
Be: einem anderen bekannten Drehschrauber ist außer der Drehmomentbegrenzungskupplung noch eine
Trennkupplung vorgesehen, die bereits während des Ausrückens der ersteren durch eine von deren
Kupplungshälften gelöst wird. Nachteilig ist wiederum, daß die Trennkupplung unter voller Drehmomentbelastung
ausgerückt wird, wobei beträchtliche Reibungskräfte überwunden werden müssen, die zur Folge haben,
daß die Drehmomentbegrenzungskupplung sich erst bei einem erhöhten Drehmoment löst.
Nachteilig wirkt sich bei bekannten Drehschraubern mit Drehmomentbegrenzungs- und Trennkupplung
auch die Tatsache aas, daß die letztere zwischen dem Motor und der Drehmomentbegrenzungskupplung
angeordnet ist. Dies bedeutet, daß die träge Masse der Drehmomentbegrenzungskupplung nach deren
Wiedereinrücken mit der Abtriebswelle gekuppelt ist. Die große Masse an der Abtriebswelle ergibt große
Drehmomentunterschiede beim Festziehen sog. harter und weicher Schraubenverbindungen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drehschrauber der genannten Art zu schaffen, mit
welchem sich unabhängig von der Natur der Schraubverbindung das eingestellte End-Drehmoment mit
größerer Genauigkeit als bisher erreichen läßt.
Zur Lösung der vorstehenden Aufgabe wird vorgeschlagen, daß im Leistungsfluß hinter der Drehmomentbegrenzungskupplung
eine schaltbare Trennkupplung angeordnet ist, die durch drehfest mit den Kupplungshälften
der Drehmomentbegrenzungskupplung verbundene, zusammenwirkende Schaltnocken lösbar ist,
deren in Umfangsrichtung gemessener gegenseitiger Winkelabstand im gekuppelten Zustand der Drehmomentbegrenzungskupplung
mindestens ebenso groß ist wie der zum Auskuppeln der Drehmomentbegrenzungskupplung
erforderliche Drehwinkel.
Durch die vorgeschlagene Anordnung werden ruckartige Stöße, wie sie sonst infolge der tragen Masse des
Motors und der antriebsseitigen Kupplungshälfte der Drehmomentbegrenzungskupplung auftreten, wenn
diese wieder greift, sowohl von der Bedienungsperson als auch von der Schraubenverbindung ferngehalten.
Dadurch, daß die Trennkupplung zwischen die Drehmomentbegrenzungskupplung und die Abtriebswelle gelegt
worden ist, konnte die träge Masse des nicht von der Abtriebswelle abzukuppelnden Teils der Antriebsverbindung wirksam verringert werden. Durch die
Anordnung der Schaltnocken mit dem vorgesehenen Winkelabstand wird erreicht, daß die Trennkupplung
erst ausgerückt wird, wenn die Drehmomentbegrenzungskupplung vollständig gelöst ist, d. h. kein Drehmoment
überträgt, so daß die Maße wie auch die träge Masse der Trennkupplung kleingehalten werden können.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher
erläutert. Es zeigt
Fig. la einen Längsschnitt durch den hinteren Teil
eines Motorschraubers gemäß der Erfindung,
Fig. Ib einen Längsschnitt durch den vorderen Teil
des Motorschraubers nach Fig. la,
F i g. 2 in größerem Maßstab als Detail ein Schaltglied zum Ausrücken der dr:hmomentunabhängigen Kupp-
Fig.3 einen Teil-Querschnitt gemäß Schnittlinie 3-3
in Fi g. la.
Der in der Zeichnung dargestellte Motorschrauber hat ein Gehäuse 11, in dem eine Ausgtngswelle 12
gelagert ist, auf deren als Vierkant 13 ausgebildetes freies Ende ein geeigneter Schraubenschlüssel aufgesteckt
werden kann. Als Antrieb des Schraubers dient ein pneumatischer Gleitflügelmotor 14, dessen Druckluftzufuhr
durch ein Handsteuerventil 15 reguliert wird. An der Abtriebswelle 18 des Motors ist eine
Drehmomentbegrenzungskupplung angeordnet, deren antriebsseitige Kupplungshälfte 16 mit der Abtriebswelle
18 und deren abtriebsseitige Kupplungshälfte 17 mit einer Zwischenwelle 19 verbunden ist. Zwischen der
Drehmomentbegrenzungskupplung 16, 17 und der Ausgangswelle 12 sind zwei in Serie liegende Planetenradgetriebe20,21
vorgesehen.
Zum Motor 14 gehört ein dessen Drehgeschwindigkeit begrenzender Fliehkraftregler, der im Beispielsfall
aus einem durch Fliehgewichte 62 beeinflußten Ventil 63,64 am Drucklufteinlaß des Motors besteht.
Die Drehmomentbegrenzungskupplung ist bei dem Ausführungsbeispiel eine magnetische Kupplung und
besteht aus einer den wesentlichen Teil der antriebsseitigen Kupplungshälfte 16 bildenden, magnetischen
Außenbuchse 26 und einer magnetischen Innenbuchse 22, die zur abtriebsseitigen Kupplungshälfte 17 gehört.
Durch die Kupplung wird das Drehmoment durch die über einen Ringspalt 25 wirksame magnetische Kraft
zwischen den beiden Buchsen 22 und 26 übertragen.
Außer der magnetischen Außenbuchse 26 besteht die antriebsseitige Kupplungshälfte 16 aus einem hinteren,
nabenförmigen Teil 29, der fest mit der Abtriebswelle 18 des Motors 14 verbunden ist. Weiterhin gehört dazu ein
vorderer büchsenförmiger Teil 30 und eine axial verschiebliche Aufnahmebuchse 50, in der die magnetische
Außenbuchse 26 montiert ist. Der hintere Kupplungsteil 29 und der vordere Kupplungsteil 30 sind
fest miteinander verbunden und mittels Lagern 38 und 39 im Gehäuse 11 drehbar gelagert.
Der vordere Teil 30 der antriebsseitigen Kupplungshälfte 16 ist mit Langlöchern 52 versehen, durch die die
Aufnahmebuchse 50 zugänglich ist, so daß sie axial verschoben werden kann. Zu diesem Zweck hat die
Aufnahmebuchse 50 ein radiales Loch und der Kupplungsteil 30 eine zahnstangenartige Verzahnung
55, mit deren Hilfe es möglich ist, die Aufnalimebuchse 50 und die eingesetzte magnetische Außenbuchse 26
axial zu verschieben, wozu ein geeignetes Werkzeug 53 mit einem Ritzel 54 benutzt wird. Die Aufnahmebuchse
50 kann mittels Schrauben 51, die sich durch die Langlöcher 52 erstrecken, in jeder beliebigen axialen
Stellung festgelegt werden.
In der in Fig. la gezeigten Stellung umschließt die
magnetische Außenbuchse 26 die mit ihr zusammenwirkende magnetische Innenbuchse 22 vollständig. In
dieser Einstellung wird das größtmögliche Drehmoment übertragen.
Die abtriebsseitige Kupplungshälfte 17, welche aus bo der Zwischenwelle 19 und der magnetischen Innenbuchse
22 besteht, ist mittels eines hinteren Kugellagers 40 und eines vorderen Nadellagers 55a mit Bezug auf die
antriebsseitige Kupplungshälfte 16 und das Gehäuse 11 gelagert. μ
Die Außenbuchse 26 und die Innenbuchse 22 sind Permanentmagnete mit der in F i g. 3 dargestellten
Magnetisierungsrichtung und nehmen bei unbelasteter Kupplung selbsttätig die in Fife. 3 gezeigte relative
Stellung ein.
Die beiden Kupplungshälften 16,17 wirken außerdem über im Beispielsfall zahnförmige Schaltnocken 57, 58
mit Keilflächen zusammen. Der Schaltnocken 58 ist fest verbunden mit dem hinteren antriebsseitigen Kupplungsteil
29. Der Nocken 57 ist dagegen an einer zur abtriebsseitigen Kupplungshälfte gehörenden, axial
verschieblichen Buchse 56 angebracht. Die als Schaltglied dienende Buchse 56 hat eine hintere Endwand
und ist durch eine Keilverbindung drehfest mit der Zwischenwelle 19 verbunden. Eine Druckfeder 59,
welche zwischen der hinteren Endwand der Buchse 56 und der hinteren Stirnfläche der Zwischenwelle 19
eingesetzt ist, drückt die Buchse 56 nach hinten. An deren hinterer Stirnfläche liegt eine Ventilstange 65
eines im Drucklufteinlaß des Motors 17 angeordneten Ventilkörpers 60 an. Die Ventilstange 65 erstreckt sich
durch eine zentrale Bohrung im Motor 14 und wird durch eine sich am hinteren Teil des Gehäuses
abstützende Ventiliederöl nach vorwärts gedrückt.
Der beschriebene Drehschrauber ist weiterhin mit einer Trennkupplung 70 ausgestattet, die im Leistungsfluß hinter der Drehmomentbegrenzungskupplung 16,
17 liegt. Die Trennkupplung besteht aus zwei Kupplungshälften 71 und 72 und ist im Beispielsfall eine
Klauenkupplung. Die antriebsseitige Kupplungshälfte 71 ist einstückig mit der Zwischenwelle 19 ausgebildet,
während die abtriebsseitige Kupplungshälfte 72 einteilig mit dem Sonnenrad des Planetenradgetriebes 20
hergestellt ist.
Die abtriebsseitige Kupplungshälfte 72 ist gegen die Wirkung einer Kupplungsfeder 73 zwischen einer
gekuppelten und einer nicht gekuppelten Stellung verschieblich. Für das Ausrücken der Trennkupplung
hat die abtriebsseitige Kupplungshälfte 72 einen zentralen, sich nach hinten erstreckenden Achsstumpf
74, der in einer entsprechenden Bohrung in der antriebsseitigen Kupplungshälfte 71 drehbeweglich
aufgenommen ist. Zum Vorschieben und Ausrücken der abtriebsseitigen Kupplungshälfte 72 dient eine Betätigungsstange
75, die sich durch einen zentralen Kanal in der Zwischenwelle 19 zwischen der hinteren Stirnfläche
des Achsstuinpfs 74 und der Endwand der Buchse 56 erstreckt.
Wie in F i g. 2 dargestellt, sind die Schaltnocken 57,58
relativ zueinander und zu dem Magnetisierungsmuster der magnetischen Buchsen 22,26 so angeordnet, daß bei
unbelasteter Drehmomentbegrenzungskupplung zwischen den beiden Schaltnocken 57 und 58, in
Umfangsrichtung gemessen, ein bestimmter Abstand besteht. Dieser Abstand wird so gewählt, daß die
Schaltnocken 57, 58 so lange nicht zur Wirkung kommen, wie die Drehmomentbegrenzungskupplung
Drehmoment überträgt. Erfindungsgemäß soll die Trennkupplung in einer Phase der relativen Drehbewegung
zwischen den beiden Kupplungshälften der Drehmomentbegrenzungskupplung ausgerückt werden,
in welcher kein Drehmoment übertragen wird.
Die in F i g. 3 gezeigte relative Lage der beiden Hälften der Drehmomentbegrenzungskupplung ist eine
stabile Lage, da die magnetische Polarisierung der magnetischen Außenbuchse 26 vollständig übereinstimmt
mit der magnetischen Polarisierung der magnetischen Innenbuchse 22.
Bei wachsender Drehmomentbelastung der abtriebsseitigen Kupplungshälfte ändert sich zunehmend die
relative Drehwinkelstellung zwischen den beiden
kupplungshälften der Drehmomentbegrenzungskupplung und nach ungefähr 1Z8 relativer Drehung sind die
magnetischen Polarisierungsrichtungen bzw. Felder der magnetischen Außenbuchse 26 und der magnetischen
Innenbuchse 22 direkt entgegengesetzt. In dieser relativen Drehwinkelstellung überträgt die Kupplung
keine Drehmomentbelastung. Diese Stellung ist vielmehr instabil, d. h., die relative Drehbewegung der
beiden Kupplungshälften wird sich um eine weitere V8 Umdrehung fortsetzen, bis die Polarisierung der beiden
magnetischen Buchsen 26 und 22 wieder übereinstimmt. Es ist ersichtlich, daß bei der Drehung der beiden
Kupplungshälften relativ zueinander von einer zur nächsten stabilen Drehwinkelstellung jeweils eine
instabile Stellung durchschritten wird, in der keine Drehmomentbelastung übertragen werden kann, und
der Winkelabstand zwischen den beiden Schaltnocken 57,58 ist demnach so zu wählen, daß er dem Winkelweg
der beiden Kupplungshälften zwischen einer stabilen und einer instabilen Stellung — jeweils bei unbelasteter
Kupplung betrachtet — entspricht, d. h. im Beispielsfall V8 des Umfangs.
Bei einer Verschiebung der Buchse 26 werden durch die Wirkung der Ventilfeder 61 auch die Ventilstange 65
und der Ventilkörper 60 axial verschoben. Letzterer schließt den Drucklufteinlaß zum Motor 14, so daß der
Schrauber anhält. Während die Druckluftzufuhr zum Motor unterbrochen wird und sich am Ventilkörper 60
nunmehr die Druckdifferenz auswirkt, werden auch die
to Betätigungsstange 75 und die abtriebsseitige Kupplungshälfte 72 der Trennkupplung 70 nach vorn
verschoben.
Dadurch werden sowohl der Motor 14 als auch die Drehmomentbegrenzungskupplung 16, 17 vollständig
von der Ausgangswelle 12 und der Schraubenverbindung getrennt. Solange das Steuerventil 15 offengehalten
wird, drückt die Druckdifferenz am Ventilkörper 60 die Buchse 56, die Betätigungsstange 75 und die
abtriebsseitige Kupplungshälfte 72 der Trennkupplung 70 nach vorn, so daß diese ausgerückt bleibt.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Drehschrauber mit einer Drehmomentbegrenzungskupplung zum Stillsetzen der Ausgangswelle
bei einem bestimmten maximalen Drehmoment und mit einer Einrichtung zur Aufrechterhaltung der
Trennung der Ausgangswelle vom Antriebsmotor nach dem Lösen der Drehmomentbegrenzungskupplung,
dadurch gekennzeichnet, daß im Leistungsfluß hinter der Drehmomentbegrenzungskupplung
(16, 17) eine schaltbare Trennkupplung (70) angeordnet ist, die durch drehfest mit den
Kupplungshälften der Drehmomentbegrenzungskupplung (16, 17) verbundene, zusammenwirkende '5
Schaltnocken (57, 58) lösbar ist, deren in Umfangsrichtung gemessener gegenseitiger Winkelabstand
im gekuppelten Zustand der Drehmomentbegrenzungskupplung
mindestens ebenso groß ist wie der zum Auskuppeln der Drehmomentbegrenzungskupplung
(16,17) erforderliche Drehwinkel.
2. Drehschrauber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmomentbegrenzungskupplung
(16, 17) in an sich bekannter Weise eine magnetische Kupplung ist und ein drehfest, aber
gegen Federkraft (59) axial verschieblich mit der einen Kupplungshälfte verbundenes Schaltglied (56)
bei Erreichen derjenigen Drehwinkelstellung der Kupplungshälften (16,17), in welcher keine magnetische
Mitnahmekraft wirksam ist, über Keilflächen an den Schaltnocken (57, 58) mit der anderen
Kupplungshälfte in Eingriff kommt.
3. Drehschrauber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltglied (56) eine mit
stirnseitigen Schaltnocken (57) mit Keilflächen versehene, mit der abtriebsseitigen Welle (19) der
Drehmomentbegrenzungskupplung (16, 17) koaxiale, durch Keile drehfest in Eingriff stehende Buchse
ist, welche über eine Betätigungsstange (75) entgegen Federkraft (73) in Lösungsrichtung auf
eine axial verschiebliche Kupplungshälfte (72) der schaltbaren Trennkupplung (70) wirkt.
4. Drehschrauber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die schaltbare Trennkupplung
(70) eine Klauenkupplung ist.
5. Drehschrauber nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Schaltglied
(56) ein bei dessen axialer Bewegung betätigbarer Motorschalter (60) gekuppelt ist.
50
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