DD160273A1

DD160273A1 - Hydraulikschrauber

Info

Publication number: DD160273A1
Application number: DD23074981A
Authority: DD
Inventors: Guenter Wagner; Juergen Kuhn; Gottfried Drechsel
Original assignee: Guenter Wagner; Juergen Kuhn; Gottfried Drechsel
Priority date: 1981-06-12
Filing date: 1981-06-12
Publication date: 1983-05-25
Also published as: HU189580B; DE3214696A1

Abstract

Ein Hydraulikschrauber zum Anziehen und Loesen von Schrauben wird durch einen, ein gleichmaessiges Drehmoment erzeugenden Hydraulikmotor angetrieben und ist auf Rechts- oder Linkslauf umschaltbar. Eine Antriebswelle fuer die Schraubenkopfaufnahme besteht aus einem Kupplungsteil und einem Aufnahmeteil. Als Teil einer Schalteinrichtung zum Ein- und Ausschalten des Elektromotors ist diese im Griffstueck begrenzt axial angeordnet. Als nahezu geschlossener Oelkreislauf sind Pumpe, Umsteuerventil, in ihren Endpunkten drehbar angelenkte Druckschlaeuche, Hydromotor, Gestellrahmen, drehmomentbestimmendes Druckbegrenzungsventil mit nachgeordnetem Stroemungs- oder Druckmelder miteinander verbunden und bilden mit Elektromotor und elektronischer Schraubersteuerung eine kompakte, leicht ortsveraenderliche und einfach handhabbare raeumliche Baueinheit.

Description

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Scharfenstein, den 9. β. 1981

Erfinder Dipl.-Ing. Wagner, Günter

Ing. Kuhn, Jürgen Ing. Drechsel, Gottfried

Bevollia. Vertreter Pat.-Ing, Werner Linke und/oder Pat.-Ing. Siegfried H i ρ k e

Titel der .Erfindung Hydraulikschrauber

Anwendungsgebiet 5

Die Erfindung betrifft einen Hydraulikschrauber zum Anziehen oder Lösen von Schrauben mit Rechts- oder Linksgewinde.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist ein Hydraulikschrauber nach DT 25 OO 679 be-

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kannt, der für größere Drehmomente vorgesehen und demzufolge groß, schwer und unhandlich ist. Die Arbeitsbewegung -wird nicht selbsttätig, sondern durch einen manuell au betätigenden Schalter eingeleitet und beendet» Bei su frühem Ein- und zu spätem Ausschalten wird unnötig Energie verbraucht. Bei zu frühem Ausschalten wird das vorbestimmte Anzugsdrehmoment nicht erreicht» Durch die am Schrauber und Aggregat fest angeschlossenen torsions- und biegesteifen Hydraulikschläuche läßt sich der

IQ Schrauber nur in engem Bereich unter Kraftaufwand ans Werkstück heranführen,. Der Schrauber läßt sich nicht aus der vertikalen in eine horizontale Arbeitsrichtung drehen, Das hydraulische, große, schwere und nur stationär betreibbare Pumpenaggregat ist auf einem herkömmlichen Öl-

-jc behälter aufgebaut.

Weiterhin ist ein hydraulischer Mehrfachschrauber nach DE-WP 65 546 bekannt, bei dem das Anzugsdrehmoment durch Einstellung eines Druckbegrenzungsventils auf einen entsprechenden vorbestimmten Wert erreicht wird· Durch einen

2Q genau justierten Druckschalter, " ... der geringfügig unterhalb der Druckeinstellung des Druckbegrenzungsventils liegt" wird die selbsttätige Beendigung des Schraubvorgangs nach einer Zeitverzögerung durch Umsteuern eines Wegeventils und Linksdrehung der Schraubspindel mit ge-

pc; ringem Moment eingeleitet.

Dieses Prinzip zur selbsttätigen Beendigung des Schraubvorganges durch genau justierten Druckschalter und Druckbegrenzungsventil wird auch bei der Steuerung von Ein-

-3Q spindelschraubern angewandt. Die Justierung ist kompliziert und wird durch Fachpersonal durchgeführt. Wird der Druckschalter zu niedrig eingestellt, wird unter bestimmten Bedingungen der SchraubVorgang nicht ordnungsgemäß durchgeführt, die Anzugsdrehmomente sind zu gering und nicht

~<- gleichmäßig.

Die beschriebenen Mehrfachschrauber sind schwer und können

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nicht ohne Gewichtsausgleich manipuliert werden. Ebenso ist das Antriebsaggregat groß, schwer und nur für stationären Einsatz geeignet.

Die bekannten Lösungen von Hydraulikschrauber sind nur für bestimmte, spezifische Schrauöiäiie geeignet, für die sie entwickelt wurden. Sie sind zum Anziehen kleiner Schrauben wegen ihrer Unhandlichkeit, ungünstigen Bedienbarkeit und extensiven Bauweise ungeeignet.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, einen Hydraulikschrauber zum Anziehen oder Lösen kleinerer Schrauben mit Rechts- oder Linksgewinde zu entwickeln, der universell einsetzbar, -j5 leicht transportabel und handhabbar, einfach bedienbar und damit in größeren Stückzahlen rationell herstellbar ist.

Darlegung des Wesens der Erfindung

- die technische Aufgabe, die durch die Erfindung gelöst wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Überwindung der Mangel der bekannten Lösungen einen Hydraulikschrauber zum Anziehen oder Lösen kleiner Schrauben mit Rechts- oder Linksgewinde zu schaffen, der seine Arbeitsbewegung selbsttätig, ohne zusätzliche Schaltbewegungen oder objektbezogene Schaltelemente einleitet und beendet, 2Q im angemessenen Arbeitsbereich leicht manuell ans Werkstück herangeführt und manipuliert werden kann, ohne zusätzliche Anpassungsarbeiten an anderen Arbeitsstellen einsetzbar ist, das vorgewählte Anzugsdrehmoment einfach einstellbar ist und der geringe äußere Abmessungen und Masse hat.

- Merkmale der Erfindung

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöat, daß in

einem Griffstück eine Antriebswelle mit einer Befestigungsmöglichkeit für die auswechselbare Schraubenkopfaufnähme gelagert ist, die über eine Kupplung mit einem Hydraulikmotor im Eingriff steht. Die Antriebswelle be-

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lungsteil und einem dazu um einen geringen Betrag verschiebbaren Aufnahmeteil, die beide drehfest miteinander verbunden sind und durch eine Druckfeder in einer definierten Ausgangslage zueinander gehalten werden.

Auf dem axial beweglichen Aufnahmeteil befindet sich

beispielsweise·ein auf ihm drehbar gelagerter Schaltnocken und im Griffstück ein elektrischer Endschalter, Es ist-jedoch, auch möglich, mittels anderer kontaktieren render oder magnetischer, induktiver oder optoelektronischer Initiatoren den Schaltimpuls im oder am Griffstück zu erzeugen.

Der Hydraulikmotor, der die Drehbewegung des Schraubers erzeugt, ist über Drehgelenke mit Hydraulikschläuchen verbunden, die an ihrem anderen Ende mit weiteren Drehgelenken an den ölkreislauf angeschlossen sind, Einem Elektromotor mit Hydraulikpumpe zur Speisung des Hydraulikmotors und einem Umsteuerventil für Drehrichtungswechsel des Schraubers sind im Nebenschluß ein Druckbegrenzungsventil, ein Druckmelder und ein Drossel-Rückschlagventil nachgeordnet, Zusammen mit dem Rohrleitungssystem, das teilweise gleichzeitig Gestellrahmen ist, einem kleinen Ölbehälter zur Aufnahme temperaturbedingter Volumenänderungen und zur Ölauffüllung sowie einem Ölfilter bilden sie einen nahezu geschlossenen Ölkreislauf. Eine in einem kleinen separaten Gehäuse untergebrachte elektronische Schraubersteuerung Weist neben den üblichen Bauteilen wie Sicherungen, Transformator,

^c Gleichrichter, Motorschutzrelais,einen analogen integrierten Schaltkreis auf, der die Haltezeit bestimmt, Druck- oder Strömungsauswertung realisiert, das Abschalt-

signal speichert und über den Leistungsausgang den Motor abschaltet.

Die hydraulischen Bauteile und die Steuerung sind eng um Elektromotor und Hydraulikpumpe angeordnet und am röhrenförmigen Gestellrahmen befestigt, so daß eine kompakte räumliche Baueinheit mit vergleichsweise geringer Masse, vorteilhafterweise quaderföriaiger äußerer Gestalt und geringen Abmessungen entsteht.

Die Elektroversorgung des so geschaffenen ortsveränderlichen Hydraulikschraubers erfolgt zweckmäßigerweise aber Kupplungsstecker von einer beliebigen Steckdose des Energienetzes» In der Elektrosteuerung ist bei Einsatz eines Drehstrommotors als Pumpenantrieb eine an sich bekannte Schaltungsanordnung von Widerständen und Kondensatoren zur Peststellung der Drehrichtung des elektrischen Drehfeldes eingebaut, wodurch richtige Motordrehrichtung angezeigt, falsche verhindert oder auch selbsttätig richtiggestellt werden kann*

Ein im Griffstück angeordneter elektrischer Taster oder Schalter ermöglicht über das Umsteuerventil Drehrichtungswechsel des Schraubers*

Zur Erhöhung der Arbeitssicherheit des Schraubers wird an ihn zur Realisierung der elektrischen Steuerimpulse nur ungefährliche Kleinspannung angelegt.

Statt des Druckmelders und des Drossel-EUckschlagventils 3Q kann ein Strömungsmelder eingesetzt werden, der das Ansprechen des Druckbegrenzungsventils dur'ch überströmendes Öl und damit das Erreichen des vorgewählten Druckes meldet.

Wird 'der Schrauber nur mit einer Drehrichtung betrieben, yz hat das Umsteuerventil keine Aufgabe mehr und entfällt»

-ο

Wird der Schrauber gegen den Schraubenkopf gedrückt, wird zwangsläufig die Schraubenkopfaufnähme mit dein Aufnahmeteil gegen die geringe Kraft der Druckfeder im G-riffstiick verschoben. Dadurch wird die Schalteinrichtung betätigt, deren Schaltimpuls den Elektromotor liber Thyristoren einschaltet und die Pumpe in Funktion setzt, Sie saugt Hydrauliköl über einen Filter aus dem kleinen ölbehälter an und drückt ihre Fördermenge über das Umsteusrventil, die Drehgelenke und einen Hydraulikschlauch zum Hydraulikmotor und versetzt ihn und somit die Antriebswelle in Drehbewegung. Das vom Hydraulikmotor abfließende Öl wird iiber Drehgelenke, den zweiten Hydraulikschlauch und das Umsteuerventil zum Ölbehälter geleitet, Nachdem die Schraube ins Gewinde eingeschraubt ist und der Schraubenkopf am Werkstück anliegt, zieht der Hydraulikmotor die Schraube bis zum vorgewählten Anzugsdrehmoment fest, indem das ansteigende Anzugs- und somit Motordrehmoment durch selbsttätige Förderdruckerhöhung der Pumpe aufgebracht wird» Erreicht der Förderdruck den am Druckbegrenzungsventil vorgewählten, dem Anzugsdrehmoment entsprechenden Wert, fließt der ölstrom über das Druckbegrenzungsventil, das nachgeordnete Drossel-Rückschlagventil und durch den röhrenförmigen Gestellrahmen zum Ölbehälter. Der Hydraulikmotor kommt dadurch zum Stillstand, bleibt jedoch mit dem vorgewählten Druck beaufschlagt und erzeugt weiterhin das Anzugsdrehmoment· Das Drossel-Rückschlagventil öffnet

2 erst bei einem geringen, konstantem Druck, z.B* 1 kp/cm , Dieser, erst mit.der Ölströmung sich aufbauende Druck, beaufschlagt unverzögert den zv/ischen Druckbegrenzungsventil und Drossel-Rückschlagventil angeschlossenen Druckschalter, dessen Steuerimpuls auf den analogen integrierten Schaltkreis in der Schraubersteuerung geleitet wird, damit dieser die Dauer der Halteseit bestimmt» Die Haltezeit ist in vielen Schraubfällen angebracht, weil der Hydromotor während dieser Zeit druckbeaufschlagt

bleibt und beispielsweise bestimmte Setzerscheinungen der Schraubverbindung, die zu einem Absinken des Anzugsdrehmoments fähren würden, sofort auf den richtigen Wert korrigiert»

Mit dem Abschluß der Halteaeib wird über öineii Leiatungöausgang des integrierten Schaltkreises und Thyristoren der Elektromotor abgeschaltet, der Öldruck zwischen Pumpe und Hydromotor bricht zusammen," der Hydromotor wird kraftlos und ermöglicht leichtes Lösen der Antriebsspindel vom Schraubenkopf, Der Steuerdruck zwischen Druckbegrenzungsventil und Drossel-Rückschlagventil baut sich über die eltsprechend eingestellte Drossel bis auf atmosphärischen Druck ab* Der Steuerimpuls zum Abschalten des Elektromotors wird

15 im integrierten Schaltkreis gespeichert und wird erst nach Lösen der Schalteinrichtung gelöscht, indem das Aufnahmeteil durch die Druckfeder zurückgeführt wird* Dadurch--w-i-rd—eme-'ater—ungewollter Motoranlauf nach Abfall des niedrigen Steuerdrucks verhindert» Indem die hochdruckfesten und damit unvermeidlich .

torsions- und biegesteifen Hydraulikschläuche an ihren Enden mit ein- oder mehrachsigen Drehgelenken angeschlossen sind, wird ihre .Torsions- und Biegesteifigkeit weitgehend eleminiert»

Dadurch läßt sich das Griffstück leicht in verschiedene Richtungen drehen und über einen größeren Arbeitsbereich an die Schrauben heranführen, Der erfindungsgemäße Hydraulikschrauber läßt sich auf einer Katzbahn oder auf einem fahrbaren Untergestell leicht verschieben und somit in noch größerem Arbeitsbereich einsetzen» Muß der Hydrauliksehrauber zu anderen Arbeitsstellen umgesetzt werden, ist manueller Transport ohne Transporthilfsmittel schnell möglich» Der Anschluß ans Energienetz wird von der Bedienperson vorgenommen und erfordert keinen Fachmann mehr*

Die Vorwahl des gewünschten Anzugsdrehmoments erfolgt .... am Drehgriff des Druckbegrenzungsventils auf eindeutige,

/4a 5

zweifelsfreie V/eise durch die Bedienperson, weil der Druckschalter nicht mehr justiert ?/erden muß.

Soll die Drehrichtung des Schraubers gewechselt wer-

bei Schrauben mit Linksgewinde,ist der Taster oder Schalter am GriffstUck zu einem beliebigen Zeitpunkt des Schraubvorgangs zu betätigen, worauf das Umsteuerventil umgesteuert wird und der Schrauber seine Dreh— richtung wechselt,

Schrauben mit Linksgewinde werden ohne weitere Einstellung mit dem gleichen Drehmoment festgezogen wie für Schrauben mit Rechtsgewinde am Druckbegrenzungsventil vorgewählt wurde,

Bei Demontage von Schrauben wird die Antriebswelle durch die Schalteinrichtung im Griffsttick in Drehung versetzt und dauert solange an, bis die Schraube vollständig aus dem Gewinde geschraubt ist und die Druckfeder die Schalteinrichtung gelöst hat,

AusfUhrungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden»

Die zugehörigen Zeichnungen zeigen':

Pig. 1 einen Längsschnitt durch das Griffstück des Hydraulikschraubers Fig. 2 eine Ansicht des Hydraulikschraubers

Pig. 3 eine Seitenansicht des Hydraulikschraubers Pig. 4 einen Punktionsschaltplan des Hydraulikschraubers mit zv/ei Drehrichtungen

-je Pig* 5 einen Punktionsschaltplan des Hydraulikschraubers mit einer Drehrichtung

In einem Griffs.tiick 1 ist eine Antriebswelle 2 mit Schraubenkopfaufnähme 3 gelagert. Antriebswelle 2 beisteht aus einem im Griffstück 1 axial festgelegtem Kupplungsteil 4» das über eine Kupplung mit Hydraulikmotor 6 im Eingriff steht und dem axial verschiebbaren Aufnahmeteil 5. Kupplungsteil 4 und Aufnahmeteil 5 sind drehfest, aber zueinander verschiebbar verbunden» Druckfeder 7 ist unter Vorspannung eingebaut und drückt Aufnahmeteil 5 in die herausgeschobene Ausgangslage* Auf dem Aufnahmeteil 5 ist ein Schaltnocken 8 gelagert, der durch eine Nut im GriffstUck 1 gegen Mitdrehen gesichert ist und bei axialer Verschiebung den Endschalter 9 im Griffstück 1 betätigt. Im Griffstück 1 ist außerdem Schalter 10 für die Wahl der Drehrichtung angeordnet. Hydraulikmotor 6 ist über einachsige Drehgelenke mit Hydraulikschläuchen 12 verbunden, die an ihrem anderen Ende-mit zweiachsigen Drehgelenken 13 am Ölkreislauf angeschlossen sind

Drehstrommotor 14 ist mit Hydraulikpumpe 15 gekoppelt, <äie über Umsteuerventil 16 den Hydraulikmotor 6 speist. Im Nebenschluß sind Druckbegrenzungsventil 17 mit Drehgriff 18 zur Druckeinstellung, Druckmelder 19 und Drossel-Rückschlagventil 20 angeordnet. Der Gestellrahmen 21 ist aus Rohren hergestellt und ist in den Ölkreislauf einbezogen. Der Ölbehälter 22 hat vorteilhafterweise 0,3 bis 1 1 Ölfüllung, An der tiefsten Stelle des Ölbehälters 22 ist Ölfilter 23 angebracht, der weiter mit der Saugseite der Hydraulikpumpe 15 verbunden ist. Am Gestellrahmen 21 ist Griff 24 verschiebbar angeordnet.

Auf ihm kann Aufhängelasche 25 befestigt werden, wenn der Hydraulikschrauber stationär über Kopf hängend oder an einer Laufkatze fahrbar betrieben werden soll. Am ¹GeSteilrahmen 21 sind Manometer 26 und Manometerschutzventil 27 befestigt, die zur Einstellung des vorgewählten Öldruckes dienen. Außerdem ist am Gestellrahmen 21 die elektronische Schraubersteuerung 28 befestigt, die in einem kleinen Gehäuse geschützt untergebracht ist und alle elek-

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trischen Bauteile, einschließlich des analogen integrierten Schaltkreises mit Leistungsausgang, umfaßt» Die Energieversorgung des Schraubers erfolgt tlber die elektronische Schraubersteuerung 28 und Kupplungsstecker 29 ftii· Drehstrom. Am Steuergehäuse sind außerdem eine Kontrollampe 30 zur Anzeige der richtigen Drehrichtung des Drehstrommotors 14 und eine mehrpolige elektrische Steckverbindung 31 zum elektrischen Anschluß des Endschalters 9 und des Schalters 10 fUr Drehrichtungswahl angebracht.

Ein weiteres Beispiel fUr die Ausführung des erfindungsgemäßen Hydraulikschraubers ist aus Punktionsschaltplan nach Pig. 5 ersichtlich» Strömungsmelder 32 meldet erreichten vorgewählten Druck. Da in diesem Beispiel außerdem nur eine Drehrichtung gefordert wird, entfällt Umsteuerventil 16.

Claims

Erfindungsanspriiche

_; 1# Hydraulikschrauber zum Anziehen oder Lösen von Schrauben, der vorzugsweise durch einen, ein gleichmäßiges Drehmoment erzeugenden Hydraulikmotor angetrieben wird und auf Rechts- oder Linkslauf umschaltc bar ist, gekennzeichnet dadurch, daß eine Antriebswelle für die Schraubenkopfaufnähme aus einem Kupplungsteil und einem Aufnahmeteil besteht, welches als Teil einer Schalteinrichtung, die den Elektro-. motor ein- öder ausschaltet, im Griffstück begrenzt

IQ axial beweglich angeordnet ist, wobei Pumpe, hydraulisches Umsteuerventil, in ihren Endpunkten drehbar angelenkte Druckschläuche, Hydromotor, ein röhrenförmiger Gestellrahmen sowie ein drehmomentbestimmendes Druckbegrenzungsventil, dem ein Strömungs- oder Druckmelder nachgeordnet ist, als nahezu geschlossener Ölkreislauf miteinander verbunden sind und mit Elektromotor und elektronischer Schraubersteuerung, in der durch einen analogen integrierten Schaltkreis mit Leistungsausgang die Haltezeit bestimmt, Druck- oder Strömungsauswertung erfolgt und Signale gespeichert werden, als räumliche Baueinheit kompakt, leicht ortsveränderlich und einfach handbar ausgebildet sind·
2, Hydraulikschrauber nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß zwischen Aufnahmeteil und Kupplungsteil eine Druckfeder vorgespannt angeordnet ist,
3. Hydraulikschrauber nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß dieser mit einem Kupplungsstecker

3Q unkompliziert an einer Steckdose ans Energienetz anschließbar ist und bei Einsatz eines Drehstrommotors als Pumpenantrieb die richtige Motordrehrichtung anzeigt, falsche verhindert oder selbsttätig richtig stellt,

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4. Hydraulikschrauber nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß durch einen im Griffstiick angeordneten Taster oder Schalter ein Umsteuerventil den Rechts- oder

eint.
5* Hydraulikschrauber nach Punkt 1 - 4,'gekennzeichnet dadurch, daß auf den Schrauber zur Realisierung der Steuerimpulse nur ungefährliche Kleinspannung bis zu 42 V geleitet wird.

Hierzu 4 Seiten Zeichnungen