Kraftschrauber

Abstract

 Ein hydraulischer Kraftschrauber, der einen von einem Hydraulikzylinder angetriebenen Ratschenhebel (16) aufweist, ist mit einer kontinuierlich wirkenden Reibbremse (20) versehen, die zwischen dem Gehäuse (10) und der Abtriebswelle (14) wirkt. Dadurch werden Rückdrehungen der Abtriebswelle nach den einzelnen Arbeitshüben vermieden.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Kraftschrauber mit einem einen Hydraulikzylinder enthaltenden Antriebsteil und einem Abtriebsteil, wobei der Abtriebsteil eine in einem Gehäuse drehbar gelagerte Abtriebswelle aufweist, die von einem Ratschenhebel in Intervallen gedreht wird.

[0002] Bekannt sind hydraulische Kraftschrauber, die nach dem Ratschenhebel-Prinzip arbeiten. Solche Kraftschrauber können bei Anwendung entsprechend hoher Hydraulikdrücke für sehr hohe Drehmomente benutzt werden. Nach einem Hub der hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit besteht die Tendenz, dass die Abtriebswelle sich um einem geringeren Winkelbetrag zurückdreht. Dies liegt daran, dass die Schraubenkonstruktion sich nach jedem Arbeitshub teilweise entspannt. Um ein solches Entspannen zu verhindern, ist es bereits bekannt, an der Abtriebswelle einen Blockierstein angreifen zu lassen, der in einer Außenverzahnung der Abtriebswelle eingreift und ein Zurückdrehen verhindert. Hierbei besteht der Nachteil eines Sicherheitsrisikos aufgrund unzuverlässiger Haltesysteme. Bei einem Stoppen des Hydraulikaggregates, das den Kraftschrauber mit Druck versorgt, bei Stromausfall oder bei unvollständiger Hublänge können sich die Geräte beim Arbeitsprozess von der zu drehenden Schraube lösen. Dies bedeutet eine Unfallgefahr. Geräte mit Rückhalte-Klinkensystem können sich nach Erreichen des Endmomentes verspannen und müssen dann mit hohen Zeitaufwand von dem Verschraubungsobjekt gelöst werden. Ein erneutes Anfahren des Schraubers auf das maximale eingestellte Drehmoment ist notwendig und kann zu Drehmoment-Ungenauigkeiten führen. Nach jedem Hub werden Gerät und Schraubverbindung erneut mit der vollen Klemmkraft beaufschlagt. Es entstehen hohe Belastungen im System und stetige Biegebelastungen an der Schraubverbindung.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kraftschrauber zu schaffen, der ein gleichmäßiges Anziehen von Schrauben ohne Sicherheitsrisiko ermöglicht.

[0004] Der erfindungsgemäße Kraftschrauber ist durch den Anspruch 1 bezeichnet. Er enthält eine kontinuierlich wirkende Reibbremse, die eine Reibkraft zwischen der Antriebswelle und dem Gehäuse erzeugt. Diese Reibkraft wird permanent erzeugt und beim Arbeitshub wird sie von dem Hydraulikantrieb überwunden. Die Reibbremse bewirkt ein gleichmäßiges Anziehen der Schraube. Sie ermöglicht es einem Monteur, mehrere Schraubvorgänge, die mit Kraftschraubern ausgeführt werden, gleichzeitig zu überwachen. Der Kraftschrauber wird zuverlässig positioniert und in jeder Arbeitsposition unabhängig von der Phase des jeweiligen Hubes festgehalten. Es findet keine stufenweise Verrastung statt. Das Rückhaltesystem ist stetig aktiv. Ein Ein- und Ausschalten des Hydrauliksystems ist nicht erforderlich. Es wirken auch keine zusätzlichen Biegemomente auf die Schraubverbindung, wie dies bei Systemen mit Sperrklinke der Fall ist. Ein Verklemmen des Verschraubungswerkzeugs nach dem letzten Hub findet nicht statt. Daher entfallen zeitraubende Lösungsprozeduren. Das sichere Abnehmen des Gerätes ist gewährleistet. Wegen des Entfallens einer Einrastung und Ausrastung wird das Gerät in jeder beliebigen Arbeitsposition gesichert.

[0005] Die Reibbremse kann mindestens einen Reibschuh aufweisen, der im wesentlichen radial zu der Abtriebswelle angeordnet ist und gegen eine umlaufende Reibfläche drückt. Die Reibfläche ist vorzugsweise an der Abtriebswelle oder an einem damit verbundenen Bauteil angeordnet. Es besteht aber auch die Möglichkeit, den Reibschuh an der Abtriebswelle vorzusehen und ihn auf einer Reibfläche des Gehäuses wirken zu lassen. Es können mehrere umfangsmäßig verteilt angeordnete Reibschuhe vorgesehen sein. Vorzugsweise ist jeder Reibschuh durch eine verstellbare Spannvorrichtung gegen die Antriebswelle gedrückt. Auf diese weise ist ein Nachstellen bzw. Einstellen der Reibbremse möglich. Die Spannvorrichtung weist vorzugsweise einen Spannkeil auf.

[0006] Bei einer axial wirkenden Reibbremse ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Reibbremse einen gegen ein gehäusefestes Reibteil drückenden Flansch der Antriebswelle aufweist. Durch die auf den Flansch einwirkende Reibkraft wird die Abtriebswelle gebremst.

[0007] Vorzugsweise ist eine Feder vorgesehen, die die Abtriebswelle in Richtung auf das Reibteil drückt. Das Reibteil kann drehfest mit einem Überwurfring verbunden sein, welcher über ein Axiallager axial gegen die Feder drückt.

[0008] Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist bei einem Kraftschrauber der eingangs genannten Art an dem Gehäuse ein reibend gehaltener drehbarer Skalenring konzentrisch zur Antriebswelle angeordnet, der ein zentrisches Fenster aufweist, durch das eine Markierung der Abtriebswelle sichtbar ist. Ein derartiger Skalenring kann dazu benutzt werden, den Drehwinkel der Abtriebswelle anzuzeigen. Der Skalenring wird zunächst durch manuelles Verdrehen auf die jeweilige Stellung der Markierung eingestellt, um die Anfangsstellung zu memorieren. Während des Schraubvorgangs wandert die Markierung relativ zu dem Skalenring, wobei der jeweilige Schraubwinkel leicht abgelesen werden kann.

[0009] Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.

[0010] Es zeigen:

Fig. 1

Eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform des Kraftschraubers,

Fig. 2

eine Stirnansicht aus Richtung des Pfeiles II von Fig. 1,

Fig. 3

einen Schnitt entlang der Linie III-III von Fig. 1,

Fig. 4

eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform,

Fig. 5

eine Stirnansicht des Kraftschraubers aus Richtung des Pfeiles V von Fig. 4,

Fig. 6

einen Schnitt entlang der Linie VI-VI von Fig. 4,

Fig. 7

eine vergrößerte Darstellung eines Schnitts durch die Reibbremse und durch die Drehwinkelanzeige bei der zweiten Ausführungsform,

Fig. 8

eine Seitenansicht einer dritten Ausführungsform,

Fig. 9

einen Schnitt entlang der Linie IX-IX von Fig. 8,

Fig. 10

eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit X aus Fig. 9 und

Fig. 11

einen Schnitt durch die Spannvorrichtung der Reibbremse entlang der Linie XI-XI von Fig. 8.

[0011] Der Kraftschrauber des Ausführungsbeispiels der Figuren 1 - 3 weist ein Gehäuse 10 auf, das im wesentlichen L-förmig ausgebildet ist und in einem Schenkel einen Antriebsteil 11 und in dem anderen Schenkel einen Abtriebsteil 12 enthält. Der Antriebsteil enthält eine (nicht dargestellte) hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit mit einer hin- und hergehend bewegten Kolbenstange. Die Kolbenstange treibt einen Ratschenhebel. Der Abtriebsteil 12 enthält eine in dem Gehäuse gelagerte Abtriebswelle 14, bei der es sich hier um eine Hohlwelle handelt (Figur 3), die ein Innensechskantprofil 15 enthält. Zwischen zwei Seitenwänden 10A, 10B des Gehäuses 10 befindet sich der Ratschenhebel 16, der über eine Verzahnung 17 mit einer Außenverzahnung der Abtriebswelle 14 gekoppelt ist. Der Ratschenhebel 16 nimmt bei einem Arbeitshub die Abtriebswelle 14 in der einen Drehrichtung mit, während er bei dem Rückwärtshub leer zurückgleitet. Auf diese Weise wird die Abtriebswelle 14 in Intervallen gedreht.

[0012] Die Reibbremse 20 weist einen Reibschuh 21 auf, der radial zu der Abtriebswelle 14 angeordnet ist und gegen eine Reibfläche 22 am Umfang der Abtriebswelle drückt. Eine Spannvorrichtung 23 weist einen Spannkeil 24 auf, der mit einer Gewindebohrung versehen ist, in welche eine Spannschraube 25, die in der Gehäusewand 10B gehalten ist, eingeschraubt ist. Durch Festziehen der Spannschraube 25 wird der Spannkeil 24 nach außen (gemäß Figur 3 nach rechts) gezogen, wodurch er gegen eine rückwärtige Keilfläche des Reibschuhs 21 drückt und diesen in Richtung auf die Reibfläche 22 vortreibt.

[0013] Im vorliegenden Fall ist nur ein einziger Reibschuh 21 vorgesehen, es können jedoch mehrere Reibschuhe vorhanden sein, die vorzugsweise gleichmäßig um den Umfang der Abtriebswelle 14 verteilt sind. Die kontinuierlich wirkende Reibbremse 20 übt bei Drehung der Abtriebswelle permanent eine gleichbleibende Bremskraft auf die Abtriebswelle aus, so dass diese am Zurückdrehen gehindert wird.

[0014] Bei dem Ausführungsbeispiel der Figuren 5 - 7 enthält das Gehäuse 10 ebenfalls einen Antriebsteil 11 und einen Abtriebsteil 12. Auf dem zylindrischen Antriebsteil 11 befindet sich eine Keilverzahnung 30, auf die ein (nicht dargestellter) Abstützfuß aufgesteckt werden kann, der gegen ein ortsfestes Widerlager gesetzt wird, um ein Drehen des Gehäuses 10 bei dem Schraubvorgang zu vermeiden.

[0015] Das Gehäuse 10 enthält auch hier zwei parallele Gehäusewände 10a, 10b mit Löchern, in denen die Abtriebswelle 14 gelagert ist. Die Abtriebswelle 14 ist hier voll ausgebildet und sie ragt an der einen Seite aus dem Gehäuse 10 heraus, wo sich auf der Abtriebswelle ein Aufsteck-Vierkant 26 befindet, auf den eine Schlüsselnuss aufgesteckt werden kann. Auf einer Keilverzahnung 31 der Abtriebswelle 14 sitzt drehfest eine Hülse 32, die zusätzlich mit einer Außenverzahnung 33 versehen ist. In diese Außenverzahnung greift die Verzahnung eines Mitnehmersteines 34 ein, der im Innern des Gehäuses 10 untergebracht ist und mit dem Ratschenhebel 16 zusammengreift. Der hin- und hergehende Ratschenhebel 16 treibt über den Mitnehmerstein 34 die Hülse 32 und die Abtriebswelle 14 an, wobei die Hülse und die Abtriebswelle nur in der einen Drehrichtung mitgenommen werden.

[0016] In einer axialen Ausnehmung der Abtriebswelle 14 gleitet ein Schieber 35, dessen Stirnwand 36 einen Druckknopf bildet. Eine Feder 37 drückt den Schieber 35 nach außen. Der Schieber weist eine Umfangsnut 38 auf, die bei eingedrücktem Schieber eine Kugel 39, die in einer Axialbohrung der Abtriebswelle bewegbar ist, teilweise aufnimmt. Dadurch wird eine Zwischenbuchse 40, die auf einem Schaft der Abtriebswelle 14, von der Abtriebswelle entriegelt, so dass die Zwischenbuchse abgezogen werden kann, wenn der Druckknopf 36 eingedrückt ist.

[0017] Wie Figur 7 zeigt, hat die mit der Abtriebswelle 14 drehfest verbundene Zwischenbuchse 40 am äußeren Enden einen radialen Flansch 41. Dieser drückt von außen gegen eine Reibfläche 42 eines mit dem Gehäuse 10 verbundenen ringförmigen Reibteils 43. Die Reibfläche 42 kann auch von einem Reibbelag gebildet werden. Der Flansch 41 bildet somit mit der Reibfläche 42 eine Reibbremse 20. Zu dieser gehört auch eine Tellerfeder 49, welche die Zwischenbuchse 40 gegen die Reibfläche 42 drückt.

[0018] Auf einem Gewinde 44 des Reibteils 43 sitzt ein Überwurfring 45, der mit einem Sicherungsstift 46 gesichert ist. Der Überwurfring 45 umgreift ein Nadellager 47, das an dem Überwurfring 45 axial abgestützt ist und das auf der gegenüberliegenden Seite mit einer Scheibe 48 gegen die Tellerfeder 49 drückt. Auf diese Weise ist der Überwurfring 45 zusammen mit der Tellerfeder 49 Bestandteil einer Spannvorrichtung 23 zum Einstellen der Reibungskraft der Reibbremse 20.

[0019] Auf dem Überwurfring 45 sitzt ein Skalenring 50, der mit einem O-Ring 51 rastend gesichert ist. Der Skalenring 50 weist eine Winkelskala von 0° - 360° auf, die in Figur 4 sichtbar ist. Der Skalenring ist an dem Gehäuse 10 drehbar und konzentrisch zur Abtriebswelle angeordnet. Er weist ein zentrisches Fenster 53 auf, durch das eine Markierung 52 der Abtriebswelle sichtbar ist. Er kann auf dem Überwurfring reibend in eine beliebige Winkelstellung gedreht werden, so dass er mit der Position 0° auf die Markierung 52 an dem Druckknopf 36 eingestellt werden kann. Der Druckknopf 36 ist drehfest mit der Abtriebswelle 14 verbunden und er gibt somit die jeweilige Drehposition der Schraube als Relativposition an. Der Skalenring 50 wird manuell genullt, um die Anfangsstellung zu memorieren. Danach wandert beim Schraubvorgang die Markierung 52 entsprechend dem Schraubfortschritt, so dass der Benutzer den jeweiligen Drehwinkel, der seit Beginn des Schraubvorgangs oder seit einem anderen Punkt des Schraubvorgangs überstrichen wurde, ablesen kann. Der Skalenring in Verbindung mit der zur Abtriebswelle gehörenden Markierung 52 hat eine selbstständige Bedeutung und ist nicht an das Vorhandensein einer Reibbremse gebunden.

[0020] Das Ausführungsbeispiel der Figuren 8 - 11 enthält eine zwischen den Gehäusewänden 10a und 10b drehbar gelagerte Abtriebswelle 14 mit einer (nicht dargestellten) Außenverzahnung, in die ein hin- und hergehend bewegbarer Ratschenhebel 16 eingreift. Die Abtriebswelle 14 enthält ein InnenSechskantprofil 15. In dieses wird vom einen Ende her (gemäß Figur 9 und 10 von links) ein Schraubenkopf eingesetzt, während sich am entgegengesetzten Ende (rechts) die Reibbremse 20 und der Skalenring 50 befinden. Die Reibbremse 20 weist ein Reibteil 60 auf mit einer Buchse, die verdrehungssicher mit der hohlen Abtriebswelle 14 verbunden ist. Von der Buchse steht radial eine ringförmige Reibscheibe 61 ab, die einen Umfangsbereich 62 mit zwei radialen Reibflächen 62a und 62b aufweist. An diesen Reibflächen greifen die Bremsbeläge 63a, 63b der Reibbremse 20 an. Der Reibbelag 63a ist an einer inneren Bremsbacke 64 und der Reibbelag 63b an einer äußeren Bremsbacke 65 befestigt, wobei die Bremsbacken einander parallel gegenüber liegen und zwischen sich den Rand 62 des Reibteils 60 einklemmen. Die Klemmwirkung wird hervorgerufen durch zwei Spannschrauben 66 (Figur 8), die die Bremsbacken 64 und 64 gegeneinander ziehen und verstellt werden können, um die Bremskraft der Reibbremse 20 einzustellen. Zwischen den beiden Spannschrauben 66 ist eine Halteschraube 67 angeordnet, die in die Gehäusewand 10b eingeschraubt ist und die Reibbremse 20 an dem Gehäuse 10 festhält.

[0021] Die Reibbremse 20 ist bei dem dritten Ausführungsbeispiel nach Art einer Sattelbremse ausgebildet, wobei die beiden Bremsbacken 64, 65 einen Bremssattel bilden, der mit den Reibbelägen 63a, 63b rittlings über den Rand der Reibscheibe 61 greift.

Ansprüche

1. Kraftschrauber mit einem einen Hydraulikzylinder enthaltenden Antriebsteil (11) und einem Abtriebsteil (12), wobei der Abtriebsteil eine in einem Gehäuse (10) drehbar gelagerte Abtriebswelle (14) aufweist, die von einem Ratschenhebel (16) in Intervallen gedreht wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass an dem Gehäuse (10) ein drehbarer Skalenring (50) konzentrisch zur Abtriebswelle (14) angeordnet ist, wobei der Skalenring (50) reibend gehalten ist.

2. Kraftschrauber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Skalenring durch manuelles Verdrehen auf eine Stellung einer Markierung (52) zum Memorieren der Anfangsstellung einstellbar ist.

3. Kraftschrauber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Markierung an der Abtriebswelle (14) angeordnet ist.

4. Kraftschrauber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Skalenring (50) ein zentrisches Fenster (53) aufweist, durch das die Markierung (52) der Abtriebswelle (14) sichtbar ist.

5. Kraftschrauber nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Markierung (52) auf einem Druckknopf (36) der Abtriebswelle (14) angeordnet ist, wobei der Druckknopf (36) drehfest mit der Abtriebswelle (14) verbunden ist.

6. Kraftschrauber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Skalenring (50) mit der Abtriebswelle (14) verbunden ist.

7. Kraftschrauber nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Skalenring (50) auf einem Überwurfring (45) sitzt.

8. Kraftschrauber nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass eine kontinuierlich wirkende Reibbremse (20) vorgesehen ist, die eine Reibkraft zwischen der Abtriebswelle (14) und dem Gehäuse (10) erzeugt.

9. Kraftschrauber nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibbremse (20) mindestens einen Reibschuh (21) aufweist, der im wesentlichen radial zu der Abtriebswelle (14) ausgerichtet ist und gegen eine umlaufende Reibfläche (22) drückt.

10. Kraftschrauber nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere umfangsmäßig verteilt angeordnete Reibschuhe (21) vorgesehen sind.

11. Kraftschrauber nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibschuh (21) durch eine verstellbare Spannvorrichtung (25) gegen die Abtriebswelle (14) gedrückt wird, wobei die Spannvorrichtung (23) vorzugsweise einen Spannkeil (24) aufweist.

12. Kraftschrauber nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibbremse einen gegen ein gehäusefestes Reibteil (43) drückenden Flansch (41) der Abtriebswelle aufweist, wobei vorzugsweise eine Feder (49) vorgesehen ist, die die Abtriebswelle (14) bzw. eine mit dieser verbundene Zwischenbuchse (40), in Richtung auf das Reibteil (43) drückt.

13. Kraftschrauber nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Reibteil (43) drehfest mit einem Überwurfring (45) verbunden ist, welcher über ein Axiallager (47) gegen die Feder (49) drückt.

14. Kraftschrauber nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Überwurfring (45) eine Spannvorrichtung (23) bildet und über ein Schraubgewinde (44) mit dem Reibteil (43) verbunden ist, wobei vorzugsweise ein Sicherungsstift (46) zur Sicherung der Spannvorrichtung (23) vorgesehen ist.

15. Kraftschrauber nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibbremse (20) nach Art einer Sattelbremse ausgebildet ist und eine mit der Abtriebswelle (14) verbundene radiale Reibscheibe (61) aufweist, an der von entgegengesetzten Seiten her Bremsbacken (64, 65) angreifen.

Zeichnung