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"Winkeltrieb für hilfskraftgetriebene Schrauber" Dic Erfindung betrifft
einen Winkeltrieb für hilfskraftgetriebene Schrauber nach dem Oberbegriff von Anspruch
1, wie er beispielsweise aus der DE-OS 25 28 380 als bekannt hervorgeht. Derartige
Wirjeltriebe für Maschinenschrauber sind bei bcengten Platzverhältnissen im Bereich
der zu verpannenden Verschraubung vorteilhaft, weil das Antriebsaggregat für den
Maschinenschrauber sich quer zur Schraubenachse erstreckt.
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Bei allen Maschinenschraubern ist es erforderlich, die Stecknuß axial
auf den Schraubenkopf bzw. die Mutter aufzustecken. Bei der Verschraubung von Schlauchleitungen,
Rohren oder Stangen, bei denen das zu verschraubende Element gleiciiachsig mit der
Leitung oder dgl. angeordnet ist, sind Maschinenschrauber bisher nicht möglich wesen.
Solche Verschraubungen mußten bisher mit manuell geführten Gabel-oder Maulschliisscln
festgezogen werden. Bei Einzelmontage derartiger Verscllraubungen war diescs ohne
weiteres tolerier bar. In der Serienmontage von Fahrzeugen oder ähnlichen Serienprodukten
fiilirt dics jedoch zu einer Belastung der Taktzeit u11<1 Z.ll einer Monotonie
beim Arbeiten, weil der
Gabelschlüssel nach dem Verschwenken in
einer neuen Umfangslage aufgesteckt werden muß. Dieses häufige Umstecken kostet
relativ viel Zeit.
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Aufgabe der Erfindung ist es, den zugrunde gelegten Winkeltrieb dahingehend
auszugestalten, daß mit ihm auch Verschraubungen geschlossen werden können, bei
denen das zu verschraubende Element axial nicht frei zugänglich ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale
von Anspruch 1 gelöst. Dank der Integration der Stecknuß in den Winkeltrieb und
der Schlitzung der Stecknuß und des Winkel triebes kann dieser radial auf die Schlauch-
bzw. Rohrleitung oder Stange im Bereich der Verschraubung aufgesteckt und dann axial
über die Schlüssclflächcn des Verschraubungselementes aufgeschoben werden. Aufgrund
der Aufteilung des Kraft flusses in zwei Kraftlußäste kann der Schlitz am Abtriebsglied
ohne Kraftflußunterbrechung übdbrückt werden.
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Die Kraftflußverzweigung und selbstverstandlich auch die Kraftflußvereinigung
sind derart ausgebildet, daß bei Entlastung des einen Kraftflußastes der andere
den zu übertragenden Kraft fluß bei voller Funktion übernehmen kann. Derartige Kraftlußverzweigungen
bzw. -vereinigungen werden - zur Unterscheidung von entsprechenden Verzweigungen
bei gleichem Drehmoment, bei denen bei Entlastung des einen Kraftflußastes auch
der andere nicht mehr belastbar ist (Differentialgetriebe) - als Kraftflußverzweijjt'e
mit oder bei gleicher Geschwindigkeit bzw. gleichem Verhältnis der(,escllwindiekeiten
bezeichnet.
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Das Getriebe zwischen Antriebs- und Abtriebsglied kann als mehrstufiges
drehzahlreduzierendes Zahnradgetricbc, als doppelter Schneckentrieb oder als doppcltes
Klinkenschaltwerk (Bezeichnung nach AWF und VDMA Getriebeblätter: AWF 6006 Bcgriffsbestimmungen,
Sperrgetriebe, Bcrlin 1952) ausgebildet sein.
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Die Erfindung ist nachfolgend anhand zweier in den Zeichnungen dargestelltcr
Ausführungsbeispiele noch kurz erläutert; dabei zeigen: Figur 1 und 2 Querschnitt
durch (Fig. 1) und Draufsicht auf ein erstes Ausfülirungsbeispiel eines Winkeltriebs
mit einem mehrstufigen, drchzahlrcduzierendcn Zahnradgetricbc, und Figur 3 und 4
Quersciinitt durch (Fig. 3) und Seitenansicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel
eines Winkeltriebes mit einem doppelten Klinkenschaltwerk als Getriebe.
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Bei den in den Figuren dargestellten Winkel trieben 1 bzw. 2 ist das
Abtriebsglied 4, 4', welches mit dem zu verschraubenden Tcil gleichachsig verbindbar
ist, quer zii dem Eingangsglied 3 bzw. 3' angeordnet.
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Zwiscllen dem Antricbs- und dem Abtriebsglied ist ein Kraftübersetzendes
Getriebe zwischengeschaltet, welches auch die gegenseitige Queranordnung des Antriebs-und
des Abriebsgliedes überbrückt. Dank diescr Bauart baut 1er Winkeltrieb relativ flach,
so daß er auch in beengten Verhältnissen verwendbar ist.
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Um auch axial nicht direkt zuganglicl1e Verschraubungselemente anziehen
zukkönnen, ist das Abtriebsglied 4, 4' unmittelbar selber als rohrförmige Stecknuß
ausgebildet und mit einem axial und radial durchgehenden Schlitz 8 versehen, der
in seiner Breite 9 etwa dem zugehörigen Gewindedurchmesser entspricht. Der Schlitz
erstreckt sich nicht nur durch das Abtriebsglied bzw. die Stecknuß, sondern auch'durch
das Gehäuse 6, G' und die zugehörige Lagerung 7, 7' des Abtriebsgliedes. Die Drehlagerung
des Abtriebsgliedes ist als einfaches Gleitlager ausgebildet, wobei die Lagerflächen
avlfgrund einer geeigneten Werkstoffauswahl unmittelbar am Gehäuse und am Abtriebsglied
selber angebracht sind. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Schlitz 8
am Gehäuse an der äußersten, dem Antriebsglied 3, 3' Gegenüberliegenden Umfangsstelle
angebracht, so daß der Winkeltrieb in Richtung seiner Haupterstreckung mit dem Schlitz
8 atif die zu verschraubendc Leitung oder Stange aufgeschoben werden kann.
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Aufgrund des Schlitzes an dem Abtriebsglied 4, 4' ist selbstverständlich
auch die an dessen Außenumfang angebrachte Antriebsverzahnung 5, 5' auf entsprechender
Breite unterbrochen. Um dennoch keine Kraftflußunterbreciiung beim Umlauf des Abtriebsgliedes
zustandekommen zu lassen, ist in dem Getriebe zwischen Antriebs- und Abtriebsglied
eine -Kraftflußverzweigung bei gleicller Gescllwindigkeit vorgenommen, welche ungleiche
Drehmomente in den beiden Kraftflußästen 10, 10 einerseits und 11 und 11' zuläßt.
Die beiden Kraftflußäste vereinigen sich wieder an dem Antriebsglied 4, 4' bzw.
dessen Antriehsverzallnung 5, 5'
Und zwar treffen die beiden Kraftflußäste
an unterschiedlichen Umfangsstellen des Abtriebsgliedes auf, deren gegenseitiger
Abstand größer ist als die Schlitzbreite 9. Während des Durchlaufes des Schlitzes
durch die Angriffsstelle des einen Kraftflußastes an das Antriebsglied ist dieser
Kraftflußast entlastet und es trägt alleine der andere Kraftlußast. Dank einer Ausgestaltung
der Verzweigung als geschwindigkeitsgleiche Kraftflußverzweigung ist eine solche
stark unterschiedliche Belastung der beiden Kraftflußäste ohne weiteres möglich.
Beide Kraftflußäste sind so ausgelegt, daß sie ohne weiteres alleinc die erforderlichen
Kräfte übernehmen können.
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Zwar sind durch den Schlitz 8 am Abtriebsglied und im Gehäuse diese
beiden Teile und auch die Lagerung zwischen beiden geschwächt, jedoch kann bei einer
entsprechenden Auswahl von hochfesten Werkstoffen eine betriebssichere Funktion
aufrechterhalten werden. Auch ist aufgrund der Integration der Stecknuß in den Winkeltrieb
als Abtriebsglied die Austauschbarkeit einer solchen Stecknuß relativ umständlich,
weil dies erst nach teilweiser Demontage des Gehäuses des Winkeltriebes möglich
ist. Nachdem die Winkeltriebe jedoch1 für den Serieneinsatz vorgesehen sind, bei
denen es um die Montage einer stets gleichbleibenden Verschraubung geht und bei
dem für jeden Anwendungsfall ein gesonderter Maschinenschrauber vorgesehen wird,
sind derartige Auswechselungen der Stecknuß nur sehr selten, so daß ein relativ
umständlicher Stecknußaustausch ohne weiteres tolerierbar ist.
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Bei dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten Winkeltrieb ist das Getriebe
als mehrstufiges drehzahlrcduzierendes Zahnradgetriebc mit einem Kegeltrieb 12 als
Eingangsstufe und einer zweiten, durch Stirnzahnräder gebildeten Zahnradstufe 13
ausgebildet. Beidc Zahnradstufen wirken drehzahlreduzierend. Entsprechend der Ausgestaltung
des Getriebes als Zahnradgetriebe ist auch die Antricbsverzahnung 5 bei dem Abtriebsglied
4 dieses Winkeltriebes als Evolventenverzahnung gestaltet.
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Nach der zweiten Zahnradstufe 13 verzweigt sich der Kraftfluß auf
die beiden Kraftflußäste 10 und 11, was durch zwei dem vorletzten Zahnrad 15 nachgeordnete
Zwischenritzel 14 bewirkt ist, die beide in die Antriebsverzahnung 5 des Abtriebsgliedes
4 eingreifen. Ihre Zahneingriffe liegen weiter auseinander, als der Schlitzbreite
9 entspricht.
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Bei dem zweiten in den Figuren 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel
eines Winkeltriebes 2 ist das Getriebe als doppeltes Klinkenschaltwerk ausgebildet,
bei dem die beiden Kraftflußäste 10 und 11' im wesentlichen durch zwei hin und her
gehend angetriebene, stösselartige Klinken 16 und 17 gebildet sind, die in die als
Sperrklinken-Verzahnung auseebildete Antriebsverzahnung 5' des Abtriebsgliedes 4'
eingreifen. Dabei ist die eine stösselartige Klinke 16 auf Druck beansprucht und
an ihrem in die Verzahnung eingreifenden Ende spitz auslaufend (Spitzenf 18) ausgebildet
, während die ziehend wirkende Klinkc 17 an ihrem Vcrzatlnungsende eine Hakenform
19 aufweist.
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Die beiden Klinken werden in einer axial im Gehäuse verlaufenden,
nach außen offenen FUirungsnut 24 axial ge führt, sind dabei jedoch in Grenzen radial,
d. h. von außen nach innen und umgekehrt beweglich. Durcii eine aubell-
seitig
am Gehäuse angebrachte blattförmige Andrückfeder 20 werden die Klinken 16 und 17
jeweils in die Verzahnung 5' und - mit dem Führungszapfen 23 - in die später noch
zu erörternde wellenförmige Rechtecknut des umlaufenden Antriebsnockens eingedrückt.
Der Angriffspunkt der Andrückfeder ist so gewählt, daß die Klinken beim Rückhub
über die Verzahnung hinwegratschen können.
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Der Antriffspunkt der Spitze bzw. des Hakens der beiden Klinken an
der Verzalinung 5' liegen bei diesem Ausführungsbeispiel diametral gegenüber, was
bei dem tanecntialen Bewegungsablauf der hin- und hergehenden Klinken eine parallele
Anordnung derselben ermöglicht.
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Die parallele Anordnung der Klinken und ihr diametral gegeniiber liegender
Angriff an der Verzahnung macht eine gerade Zähnezahl an der Verzahnung 5' erforderlich,
wobei die innerhalb des Schlitzes liegenden gedachten Zähne mit zu zahlen sind.
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Zum hin- und hergehenden Antrieb der Klinken 16 und 17 ist beim dargestellten
Ausführungsbeispiel eine im Gehäuse drehbar gelagerte trommelförmige Nocke 21 vorgesehen,
in deren Außenumfang eine wellenförmig verlaufende Rechtecknut 22 cingearbeitet
ist. In diese greifen radial Führungszapfen 23 ein, die am rückwärtigen Ende der
Klinken 1G bzw. 17 angebracht sind. Die bereits erwähnte An drtickfeder erstreckt
sich auch bis in den Bereich der Füirungsz;ipfen und drückt diese radial in die
Rechtccknut hinein. Die Führungszapfen 23 sind ralativ kurz und greifen audi nit
kleinem Spicl in die entsprechende Nut ein, so daL die Klinken ohne weiteres kleine
Schwenkbewegungen in der
Zeichenebene von Figur 3 ausführen können,
die bei einem kreisförmigen Verlaufen der vorderen Enden der Klinken entlang dem
Umfang des Abtriebsgliedes auftreten. Die wellenförmig am Umfang der Nocke verlaufende
Rechtecknut 22 ist so angebracht, daß sie am gesamten Nockenumfang gerade einen
vollständigen beispielsweise sinusförmigen Wellenzyklus durchläuft. Es liegen dann
an diametral gegenüberliegenden Umfangsstellen des Nockens gerade solche Phasen
innerhalb des Sinusverlaufes vor, die um den Phasenwinkel 72 zueinander versetzt
sind. Dadurch werden die beiden Klinken 16 und 17 gerade gegenläufig und gleichschnell
angetrieben.
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Um gegen Ende der Anzugsbewegung der Verschraubung mit dem Winkeltrieb
2 auch größere Anzugsmomente auf die Verschraubung ausüben zu können, ist in dem
Winkeltrieb 2 auch noch ein Sperrglied 25 angeordnet, welches zwar radial zu dem
Abtriebsglied 4 bewegbar ist, aber welches in Umfangsrichtung feststehend geführt
ist. Wegen der Selbsthemmung der Verschraubung wUrde man mit einer zurückdrehenden
Kraft nicht rechnen. Jedoch hat sich bei der praktischen Erprobung ergeben, daß
die selbsthemmende Wirkung der anzuziehenden Verschraubung nicht ausreicht, vor
allem dann, solange das Anzugsmoment noch gering ist; beim normalen Festziehen der
Verschraubung zumindest mit leichtem Drehmoment ist das Sperrglied 25 also funktionsnotwendig
für das Klinkenschaltwerk. Gegen Ende der Verschraubungsbewegung bei zunehmendem
Drehmoment kann bei Abschaltung des Antriebes für das Klinkenschaltwerk der Winkeltrieb
solber dank des Sperrgliedes 25 gewissermaßen als Schraubenschlüssel verwendet werden,
so daß der letzte Weg der - 13 -
Anzugsbewegung durch Muskelkraft
aufgebracht wird. Um das Abtriebsglied 4' möglichst in jeder Umfangslage sicher
innerhalb des Gehäuses 6' festhalten zu können, greift das Sperrglied 25 auf einer
Breite 26 in die Verzahnung 5' des Abtriebsgliedes ein, die etwa der Schlitzbreite
9 entspricht. In radialer Hinsicht ist das Sperrglied 25 in einer entsprechenden
prismatischen Ausnehmung des Gehäuses beweglich geführt, wobei es elastisch in Richtung
auf das Abtriebsglied 4' angedrückt wird. Hierzu sind Andrückfedern 27 in Bohrungen
des Gehäuses 6' eingelassen, die ihre Kraft über Andrückstifte 28 auf das Sperrglied
ausüben. Solange die Bewegung des Abtriebsgliedes mittels des Klinkenschaltwerkes
bewirkt wird, ratscht das Sperrglied 25 über die Verzahnung 5' des Abtriebsgliedes
hinweg.
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Anstelle der beiden dargestellten Ausführungsbeispiele mit drehzahluntersetzendem
mehrstufigem Zahnradgetriebe oder mit Klinkenschaltwerk ist auch eine Ausbildung
des Getriebes als doppelter Schneckentrieb denkbar, hierbei müßte am Außenumfang
des Abtriebsgliedes eine Schneckenradverzahnung angebracht sein, in die an unterschiedlichen
Umfangsstellen zwei Schnecken eingreifen. Diese beiden Schnecken können - ähnlich
wie die beiden Klinken 16 und 17 beim Ausführungsbeispiel nach den Figuren 3 und
4 -an diametral gegenüberliegenden Umfangspunkten des Abtriebsgliedes eingreifen,
wobei die beiden Achsen der Schneckenräder parallel liegen. Um jedoch den Platzbedarf
eines solchen Winkel triebes am äußeren Ende zu reduzieren, können die Angriffspunkte
der beiden Schnecken auch näher zusammengerückt werden, so daß ihre Achsen V-förmig
zueinander liegen. Sie müßten dann über Kegelräder angetrieben werden.
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Man kann geeignete Einrichtungen schaffen, um nach Beendigung des
Anziehens der Verschraubung und dem axialen Abziehen des stecknußartigen Abtriebsgliedes
4, 4' von dem Sechskant oder dergleichen sicherzustellen, daß der Schlitz 8 sich
auch wieder genau in der in Figur 2 bzw. gezeigten Stellung befindet, so daß das
Werkzeug wieder radial über den Schlauch, Rohrleitung oder dergleichen abgezogen
werden kann. Dazu sind grundsätzlich zwei Möglichkeiten denkbar: Beim Ausfuhrungsbeispiel
nach Figur 1 und 2 kann z.B. die Ritzelwelle der zweiten Zahnradstufe 13 aus dem
Gehäuse herausgeführt und dort mit einem Handrad, Hebel oder dergleichen versehen
sein, der sich bei Betätigung des Werkzeuges mitdreht und an dem dann nach Abschaltung
des motorischen Antriebes die Bedienungsperson von Hand den Antrieb so lange weiterdrehen
kann, bis dann der Schlitz 8 in der Nullstellung" steht.
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Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 3 kann man nun entweder den Druckluftantrieb
von Hand so weich dosieren, daß die gewünschte Endstellung erreicht wird. Man kann
aber auch in dem Abtriebsglied 4' senkrecht zur Zeichnungsebene zwei kleine Bolzen
anbringen, die ebenfalls so weit über das Gehäuse hervorstehen und an ihrem Ende
einen kleinen Knopf oder dergleichen aufweisen, so daß man von Hand das Abtriebsglied
4' bei stillstehendem Motorantrieb eine viertel oder eine halbe Umdrehung weiterdrehen
kann, bis die Nullstellung erreicht ist.
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Darüberhinaus ist es auch denkbar eine automatische Nullstellungs-Rückführung
vorzusehen, indem man am Abtriebsglied selber oder an einem gleichschnell mit ihm
umlaufenden Gliedz.B. dem Groß-Zahnrad der zweiten Zahnradstufe des Ausführungsbeispiels
nach Fig.l u.2 einen mit umlaufenden Nocken, Stift oder dergleichen zur Betätigung
eines mit ihm zusammenarbeitenden am Gehäuse befestigten Endschalters, Abschaltventils
oder dergleichen an einer definierten Umfangslage anbringt.
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Der Antrieb, der nach dem axialen Abziehen des Abtriebsgliedes von
der Verschraubung manuell auf Kriechgang geschaltet ist, dreht langsam so lange
weiter bis die Nullstellung (Fig. 2 bzw. Fig. 3) erreicht ist; er wird in dieser
Stellung dann selbsttätig durch den Nocken und den Endschalter stillgesetzt. Dies
setzt voraus, daß der - elektrische, hydraulische oder pneumatische -Antrieb eine
gesonderte Energieeinspeisung für die Nullstellungsrückführung aufweist, die von
der Energieeinspeisung für das normale Arbeiten unabhängig ist und die manuell einschaltbar
und durch den Endschalter oder dergleichen abschaltbar ist.
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