DE2828379C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein motorbetriebenes Werkzeug, insbesondere ein handgeführtes Druckluft-Schraubenwerkzeug, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei einem bekannten, als Schraubwerkzeug ausgebildeten Werkzeug (US-PS 34 98 389) sitzen das Schaltelement und der Ventilkörper gemeinsam auf der Stellstange. Bei abgeschaltetem Werkzeug sperrt der Ventilkörper die Druckluftzufuhr zum Druckluftmotor. Das Schaltelement sitzt mit Abstand vom Ventilkörper ebenso wie dieser unverschieblich auf der Stell­ stange. Zu Beginn des Schraubvorganges wird der Schrauber auf die Schraube aufgesetzt. Hierbei wird über eine Spindel und eine Kupplungswelle die Stellstange axial verschoben. Dadurch hebt der Ventilkörper vom Ventilsitz ab, so daß die Druckluft zum Druckluftmotor gelangen kann. Sobald ein vorgegebenes Drehmoment beim Schraubvorgang auftritt, wird eine Kupplung betätigt, die zu einem weiteren Verschieben der Stellstange führt. Der Ventilkörper wird dadurch noch weiter vom Ventil­ sitz weggeschoben, während das Schaltelement mit seiner Stirnseite dichtend an einer hinter dem Ventilsitz angeordneten Ventilplatte zur Anlage kommt, wodurch die weitere Druckluft­ zufuhr zum Druckluftmotor unterbrochen wird. Da die Stellstange gegen Federdruck verschoben werden muß, wird verhältnismäßig lange Zeit benötigt, bis der Druckluftmotor nach Erreichen des vorgegebenen Drehmomentes abgeschaltet wird. Auch das Ausrücken der Kupplung bei Erreichen des vorgegebenen Dreh­ momentes benötigt noch verhältnismäßig viel Zeit. Dadurch kommt es vor, daß die Schraube auch noch nach Erreichen des vorgegebenen Grenzdrehmomentes weiter angezogen wird. Es ist auf diese Weise nicht möglich, genaue Drehmomentwerte einzuhalten.

Bei einem anderen bekannten motorbetriebenen Werkzeug (US-PS 35 12 590), das ebenfalls als Schrauber ausgebildet ist, sitzt auf der Stellstange der Ventilkörper. Auch hier muß der Schrauber auf die Schraube oder Mutter aufgesetzt werden, wodurch die Stellstange und damit der Ventilkörper axial verschoben werden. Eine die Stellstange mit Spiel umgebende Hülse wird durch eine Verriegelungseinrichtung in seiner Ausgangslage gehalten, so daß die Druckluft durch das geöffnete Ventil zum Druckluftmotor gelangen kann. Sobald das vorgegebene Drehmoment beim Schraubvorgang erreicht wird, wird eine Kupplung betätigt, wodurch die Stellstange mit dem Ventilkörper weiter axial verschoben wird. Dabei trifft ein aus der Stellstange sitzendes Entriegelungsglied auf einen Hebel der Verriegelung und schwenkt ihn in eine Freigabestellung, so daß die Hülse unter Federkraft gegen den Ventilkörper dichtend zur Anlage gebracht werden kann. Dadurch wird die Druckluftzufuhr unterbrochen und der Druckluftmotor abgeschaltet. Bei diesem Werkzeug besteht die Gefahr, daß der Schwenkhebel der Verriegelung hängenbleibt, so daß die Hülse nicht freikommt und der Druck­ luftmotor darum am Ende des Schraubvorganges nicht abgeschaltet wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Werkzeug so auszubilden, daß bei einfacher konstruktiver Aus­ bildung während des Arbeitens mit dem Werkzeug bei Erreichen eines vorgegebenen Grenzwertes die Druckluft zum Druckluftmotor augenblicklich abgeschaltet wird, so daß der vorgegebene Grenzwert mit hoher Genauigkeit eingehalten werden kann.

Diese Aufgabe wird beim gattungsgemäßen Werkzeug erfindungs­ gemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Beim erfindungsgemäßen Werkzeug liegen das Rückstellelement und der Ventilkörper bei ausgeschaltetem Druckluftmotor dichtend aneinander an. Da sich der Ventilkörper in Schließstellung befindet, kann keine Druckluft zum Druckluftmotor gelangen. Infolge der elastischen Abstützung werden das Rückstellelement und der Ventilkörper zuverlässig in der Schließstellung ge­ halten. Bei laufendem Druckluftmotor werden der Ventilkörper und das Rückstellelement gegen diese elastische Abstützung verschoben, so daß die Druckluft zum Druckluftmotor gelangen kann. Das Rückstellelement wird hierbei unter der Druckluft in die Freigabestellung verschoben, in der es mit Abstand vom Ventilkörper liegt. Wird am Ende des Arbeitsvorganges mit dem Werkzeug der vorgegebene Grenzwert erreicht, wird der Ventil­ körper durch die Druckluft gegen das in seiner Ausgangslage befindliche Rückstellelement in die weitere Schließstellung verschoben. Die Abschaltgeschwindigkeit des erfindungsgemäßen Werkzeuges ist hierbei sehr hoch, weil der Ventilkörper in Richtung des Druckluftstromes in die weitere Schließstellung verschoben wird. Der Druckluftstrom reißt den Ventilkörper praktisch in diese weitere Schließstellung mit. Bei entsprechender Bemessung der Querschnitte des Ventilkörpers auf der strom­ aufwärts und stromabwärts liegenden Seite können solche Druck­ unterschiede erreicht werden, daß der Ventilkörper durch den Druckluftstrom äußerst rasch und schlagartig in die weitere Schließstellung verschoben wird. In dieser weiteren Schließ­ stellung ist der Ventilkörper durch das Rückstellelement in Richtung auf die Ausgangslage belastet. Wird daher der Druck­ raum nach dem Abschalten des Druckluftmotors entlüftet, wird der Ventilkörper durch das Rückstellelement selbsttätig in die Ausgangslage zurückgeführt, so daß das Werkzeug für einen weiteren Arbeitsvorgang zur Verfügung steht. Das erfindungs­ gemäße Werkzeug ist konstruktiv einfach ausgebildet, weil für das Rückstellelement und den Ventilkörper keine zusätzlichen Bauteile erforderlich sind.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen.

Die Erfindung wird anhand zweier in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 teilweise im Schnitt und teilweise in Ansicht ein erfindungsgemäßes, als Druckluft-Schraubwerkzeug ausge­ bildetes Werkzeug,

Fig. 2 in vergrößerter Darstellung und im Schnitt die Lage eines Absperrventiles des erfindungsgemäßen Werkzeuges bei ausgeschaltetem Druckluftmotor,

Fig. 3 in einer Darstellung entsprechend Fig. 2 die Lage des Absperrventils bei laufendem Druckluftmotor,

Fig. 4 in einer Darstellung entsprechend Fig. 2 die Lage des Absperrventiles bei Beendigung des Arbeitsvorganges,

Fig. 5 bis 7 in Darstellungen entsprechend den Fig. 2 bis 4 eine weitere Ausführungs­ form eines erfindungsgemäßen Werkzeuges.

Das in Fig. 1 dargestellte, handgeführte und motorbetriebene, als Druckluft-Schrauber ausgebildete Werkzeug hat einen Griff 2, einen nur teilweise dargestellten Druckluftmotor 3, einen Getriebeteil 4 und einen als Winkeltrieb ausgebildeten Ab­ triebsteil 5 mit einem Schraubvierkant 6. Druckluftmotor 3, Getriebeteil 4 und Griff 2 liegen koaxial hintereinander, der auf seiner vom Druckluftmotor 3 abgewandten Seite mit einem Druckluftanschluß versehen ist.

Am Griff 2 ist ein Betätigungshebel 8 angelenkt, der mit einem im Griff 2 angeordneten Betätigungsschalter 50 zusammenwirkt.

Der Druckluftmotor 3, von dem in Fig. 1 der hintere Rotordeckel 16 angedeutet ist, liegt axial neben einem Absperrventil 54. Über den Betätigungsschalter 50 wird die Druckluftversorgung zum Absperrventil 54 unmittelbar freigegeben. Ein Druckknopf 51 (Fig. 2) des Betätigungsschalters 50 ist hierfür in seinem rückwärtigen Teil als Ventilkörper ausgebildet, der in seiner Öffnungsstellung (Fig. 3) den Luftweg zwischen einem strom­ aufwärts des Betätigungsschalters 50 liegenden Versorgungs­ kanal 52 und einem stromabwärts des Betätigungsschalters liegenden Druckluftkanal 53 freigibt, aus dem die Druckluft auf das Absperrventil 54 trifft.

Das Absperrventil 54 hat ein als Ringkolben ausgebildetes Rückstellelement 55 und einen Ventilkörper 56, der aus einem Ventilteller 57 und einem verjüngten Ansatz 73 mit Dichtring 74 besteht. Der Ventilkörper 56 ist auf einer Führungs- oder Stellstange 58 vorgesehen, die sich axial bis zu einer Verriegelungsvorrichtung 59 erstreckt, die im Ausführungs­ beispiel drehmomentenabhängig arbeitet. Die Verriegelungs­ vorrichtung 59 ist im Prinzip als eine in ihrer Wirkungsweise bekannte Drehmomentenkupplung ausgebildet, bei der sich beim Schraubvorgang nach Abgabe eines bestimmten Drehmomentes eine axiale Verschiebung eines Steuerteiles 60 ergibt, das als Ringkörper eine Hohlwelle 62 umschließt, in der in einer Axialbohrung die Stellstange 58 geführt ist. Solange das vorgegebene Grenzdrehmoment beim Schraubvorgang nicht erreicht ist, wird die Stellstange 58 unter dem auf den Ventilkörper 56 wirkenden Druck axial auf Steuerstiften 61 abgestützt, welche die Welle 62 axial durchsetzen und zunächst innerhalb des Steuerteiles 60 liegen. Da die der Axialbohrung zuge­ wandten Enden der Steuerstifte 61 abgerundet sind, werden sie durch die axial belastete Stellstange 58 radial nach außen belastet. Solange das vorgegebene Grenzdrehmoment beim Anziehen der Schrauben noch nicht erreicht ist, nimmt das Steuerteil 60 die in den Fig. 2 und 3 dargestellte Lage ein, in der es die Steuerstifte 61 umschließt. Sie können darum unter dem Druck der Stellstange 58 nicht nach außen ausweichen. Wird das vorgegebene Grenzdrehmoment beim Anziehen erreicht, so wird das Steuerteil 60 entgegen der Stützkraft einer Feder 63 axial verschoben. Dabei gelangt ein konisch aufgeweiteter Endbereich des Steuerteiles 60 in den Bereich der Steuerstifte 61, die nunmehr unter der Kraft der Stellstange 58 radial nach außen ausweichen können. Die Stellstange 58 wird dadurch freigegeben; sie wird unter dem anstehenden Druck der Druckluft über die Steuerstifte 61 in die in Fig. 4 dargestellte Lage hinaus verschoben. Dadurch kommt der Ventilkörper 56 in seine Schließstellung (Fig. 4), die der Absperrlage des Absperrventils 54 ent­ spricht. Die Druckluftzufuhr zum Druckluftmotor 3 ist nunmehr unterbrochen.

Geht man davon aus, daß mit Erreichen der Absperrlage zugleich auch der Schraubvorgang automatisch beendet ist, so wird die Bedienungsperson den Betätigungsschalter 50 freigeben. Sein Druckknopf 51 hat einen verjüngten Schaftteil 64, der bei freigegebenem Betätigungsschalter 50 eine Verbindung zwischen dem Druckluftkanal 53 und einer Entlüftungsbohrung 65 herstellt. Der Absperrventilraum wird auf diese Weise entlüftet. Infolge dieser Entlüftung wird durch eine das Rückstellelement 55 belastete Feder 66 das Rückstellelement in die Ausgangslage gemäß Fig. 2 zurückgestellt, welches dabei den Ventilkörper 56 in die Ausgangsstellung zurücknimmt. Dabei wird gleichzeitig auch die Stellstange 58 zurückgezogen. Sobald sie zwischen den Steuerstiften 61 herausgleitet, kann die Feder 63 das Steuer­ teil 60 zurückschieben, wobei die Steuerstifte durch den konisch erweiterten Bereich radial nach innen verschoben werden (Fig. 2).

Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel erfolgt die Verriegelung des Ventilkörpers 56 bei Druckluftbeaufschlagung nicht unmittel­ bar in der der Ausgangslage entsprechenden Stellung, sondern hierzu leicht versetzt. Der Ventilteller 57 ist dabei in bezug auf die in Richtung auf das Absperrventil 54 mündenden Druck­ luftkanäle so angeordnet, daß er im Druckluftstrom liegt und der Einwirkung des Fließdruckes unterworfen ist.

Die Ausführungsform gemäß den Fig. 5 bis 7 entspricht weitgehend jener gemäß den Fig. 2 bis 4. Es ist hier jedoch abweichend von der vorigen Ausführungsform eine Lösung vorgesehen, bei der der als Rückstellelement vorgesehene Ringkolben 55 in Richtung auf seine Ausgangslage nicht durch eine Feder abgestützt ist, sondern durch ein Gaspolster. Hierzu ist bei prinzipiell gleicher Ausbildung der Betätigungsschalter 70 mit einer zusätzlichen Bohrung 71 versehen, die in der Aus-Stellung des Betätigungsschalters 70 (Fig. 5) eine Ver­ bindung von dem vor dem Rückstellelement befindlichen Raum 75 zum Druckluftversorgungskanal 52 hergestellt, so daß das Rückstellelement 55 entsprechend abgestützt ist. Die Fig. 6 und 7 zeigen, daß in der Ein-Stellung des Betätigungsschalters 70 die Verbindung dieses Raumes 75 mit der Druckluftversorgung unterbrochen ist und daß dieser Raum nunmehr über eine weitere, im Druckknopf 51 vorgesehene Bohrung 72 entlüftet ist. Es kann dementsprechend das Rückstellelement 55 beim Einschalten wie bei der vorhergehenden Ausführungsform gegenüber dem Ventil­ teller 57 zurückgedrängt werden, so daß sich eine offene Luft­ verbindung zum Druckluftmotor 3 ergibt. Da die sonstigen Details dieser Ausführungsform dem entsprechen, was anhand der Fig. 2 bis 4 erläutert worden ist, wird auf diese Darlegungen verwiesen.

Bei den pneumatisch-mechanischen Werkzeugen gemäß den Fig. 1 bis 7 sind sehr hohe Schließgeschwindigkeiten für das Absperrventil 54 infolge der beschriebenen Ausbildung zu erreichen.

Claims (6)

1. Motorbetriebenes Werkzeug, insbesondere handgeführtes Druckluft-Schraubwerkzeug, mit einem Druckluftmotor, dessen Druckluftzufuhr durch ein Absperrventil steuerbar ist, dessen Ventilkörper auf einer axial verschiebbaren Stell­ stange sitzt und die Druckluftzuleitung des Druckluftmotors überwacht, und mit einem die Druckluftzufuhr zum Druckluft­ motor unterbrechenden Schaltelement, das bei laufendem Druckluftmotor Abstand von dem in Offenstellung befindlichen Ventilkörper hat, dadurch gekennzeichnet, daß das als Rückstellelement (55) ausgebildete Schaltelement relativ zum Ventilkörper (56, 73, 74) verschiebbar ist und bei abgeschalteter Druckluftzufuhr unter elastischer Abstützung an dem in Schließstellung befindlichen Ventilkörper (56, 73, 74) anliegt, daß das Rückstellelement (55) bei laufendem Druckluftmotor (3) durch die Druckluft gegen die federnde Abstützung in eine Freigabe­ stellung verschiebbar ist, in der es Abstand vom Ventilkörper (56, 73, 74) hat, daß der Ventilkörper (56, 73, 74) bei Abschluß des Arbeitsvorganges zum Abschalten des Druckluft­ motors (3) durch die Druckluft gegen das in seiner Freigabe­ stellung befindliche Rückstellelement (55) in eine weitere Schließstellung verschiebbar ist, in der der Ventilkörper (56, 73, 74) dichtend am Rückstellelement (55) anliegt und in der der Ventilkörper (56, 73, 74) durch das Rückstellelement in Richtung auf seine Ausgangslage belastet ist.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Absperrventil (54) ein Betätigungsschalter (50, 70) zur Steuerung der Druckluft­ zufuhr zugeschaltet ist.

3. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (56, 73, 74) durch einen Ventilteller (57) und einen daran befindlichen Ansatz (73) mit einer Ringdichtung (74) gebildet ist.

4. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückstellelement (55) gegen den Versorgungsluftdruck federnd in Richtung auf den Ventilkörper (56, 73, 74) abgestützt ist.

5. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das Rückstellelement im Werkzeug mit seiner Außen­ wandung verschiebbar geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückstellelement (55) auf einem Führungskörper geführt ist.

6. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsschalter (50, 70) als pneumatisches Ventil ausgebildet ist.