DE3321931A1 - Drehkraftgesteuerte kupplung fuer ein maschinenwerkzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft im allgemeinen ein fluidbetriebenes Drehkraftwerkzeug und insbesondere eine drehmomentsteuernde Kupplung, die genau die Winkelverschiebung eines Rotationsantriebes für ein solches 5 Werkzeug begrenzt, wenn dessen Ausgangsmoment einen gewünschten, vorbestimmten Wert erreicht, der von der Kupplung erfaßt wird.

Der Erfindungsgegenstand kann in zahlreichen Arten fluidbetriebener Drehkraftwerkzeuge für verschiedene 10 Anwendungsgebiete eingebaut sein, Eine typische Anwendung ist die Verwendung der erfindungsgemäßen drehmomentbegrenzenden Kupplung in einem luftbetriebenen Schraubendreher, beispielsweise bei der Werkbankmontage elektrischer

und elektronischer Geräte. Solche Warkzeruge müssen über hunderte von tausenden von Malen im hohen Maße zuverlässig arbeiten und außerdem haltbar und leicht justierbar sein, um während der Betätigung des Werkzeuges auf das Befestigungsmittel eine vorbestimmte Drehkraft- zu übertragen.

Bekannte Maschinenwerkzeuge zum Einsetzen von Befestigungsmitteln/ wie beispielsweise Schraubendreher, haben häufig Kupplungen, die häufig Feder- und Nocken-Anordnungen sind. Unter Drehkraftbelastung dient ein Nocken zwischen dem antreibenden und dem getriebenen Kupplungsteil, mit oder ohne Rollen, dazu, die Kupplungselemente in axialer Richtung gegen eine justierbare Federkraft zu bewegen. Solche Kupplungselemente rasten ineinander ein und aus und erzeugen manchmal einen Aufprall.

Andere derartige Werkzeuge sind mit Riegel- und Stößel-Anordnungen versehen, um das Werkzeug abzuschalten.

Die Nachteile derartiger bekannter Einrichtungen bestehen darin, daß bei den ausrastenden Teilen kinetische Trägheitseffekte auftreten, beispielsweise wenn ein Kupplungsteil gegen eine Feder durch einen Nocken axial beschleunigt wird, und diese Trägheitseffekte schlagen sich unerwünschterweise in dem von dem Werkzeug erzeugten Ausgangsdrehmoment nieder. Einfach ausgedrückt, erzeugen die meisten dieser Kupplungen ein dynamisches Ausgangs-

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drehmoment, das größer ist, als das statische Auskupplungsmoment. Zusätzlich sind gewisse bekannte Werkzeuge, die zuverlässig sind und genaue Kupplungseigenschaften haben, in ihrem Aufbau kompliziert und führen zu einer schwierigen und zeitaufwendigen Wartung der Werkzeuge.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die vorstehend beschriebenen Nachteile durch ein langlebiges, genaues und zuverlässiges Maschinenwerkzeug zu beseitigen, bei dem eine geringe Anzahl von Einzelteilen benötigt wird, die relativ kostengünstig herzustellen und zu montieren sind, und das insbesondere eine schnelle und leichte Justierung und Wartung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein Werkzeug gelöst, bei dem eine Reibungskupplung verwendet wird, die zwischen einem Rotationseingang und einem Rotationsausgang des Werkzeugs eine treibende Verbindung schafft, und eine Kraftantriebssteuerung vorgesehen ist, um das Werkzeug bei einer vorbestimmten, durch die Kupplung erzeugten Ausgangsdrehkraft abzuschalten. Darüber hinaus ist die Kraftantriebssteuerung der Kupplung derart betätigbar, daß die Werkzeugabschaltung ausgelöst wird und die Antriebsrotation des Krafteingangs, in einer gewählten Winkelrichtung, begrenzt wird auf eine Drehung von weniger als eine Umdrehung, wodurch sich hochwirksame und genaue Anwendungsgebiete, wie beispielsweise ein Festziehen von Befestigungsmitteln auf ein

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vorgegebenes Drehmoment ergeben. Die Anordnung ist in einem kompakten Werkzeuggehäuse derart angeordnet, daß kinetische Trägheitseffekte beim Auskuppeln von der Werkzeugabschaltfunktion getrennt sind.

Bei der Antriebssteuerung der Drehkraftsteuerungskupplung der vorliegenden Erfindung wird eine vereinfachte Riegel- und Freigabestift-Anordnung verwendet, wobei beim Inbetriebsetzen eines Operationszyklus der Riegel normalerweise mit einer Anhubstange zum Steuern eines Einlaßventils in einer zum Werkzeug führenden Fluid-Versorgungsleitung im Eingriff ist. Solange die Anhubstange mit dem Riegel im Eingriff ist, wird Fluid, wie beispielsweise Luft, einem die Antriebskraft erzeugenden Rotationsluftmotor eines Werkzeuges zugeführt. Während dem Setzen eines Befestigungsmittels drehen die treibenden und angetriebenen Kupplungsteile gemeinsam. Der Riegel hat ein freischwingendes Ende, welches an der Anhubstange angreifen kann und während der fortlaufenden synchronen Umdrehung des treibenden Kupplungsteils und angetriebenen, den Riegel tragenden Kupplungsteils in diesem Eingriff verbleibt.Sobald jedoch die Kupplung rutscht und der treibende Kupplungsteil sich relativ zum angetriebenen Kupplungsteil dreht, wenn ein vorbestimmtes, von der Kupplung begrenztes Drehmoment auf das Befestigungselement aufgebracht wird,

dreht sich ein vom treibenden Kupplungsteil getragener Freigabestift relativ zum Riegel über eine winkelförmige Bewegungsstrecke. Der Riegel ist in der winkelförmigen Bewegungsbahn des Freigabestiftes angeordnet. Der Stift kommt demgemäß mit dem Riegel während weniger als einer Umdrehung des treibenden Kupplungsteils in Eingriff und treibt den Riegel in eine nicht fluchtende Position relativ zur Anhubstange, die sich dann unter einer Vorspannkraft bewegt, um das Eingangsventil in eine geschlossene Strömungsposition zu bringen.

Ein anderes Merkmal der vorliegenden Erfindung betrifft das automatische Rückstellen des Riegels in seine Betrxebsposition fluchtend zur Anhubstange, so daß der Riegel beim Beginn jedes Operationszyklus die das Eingangsventil steuernde Anhubstange in eine den Antrieb betätigende Position treibt, in der das Eingangsventil in einer strömungsoffenen Position ist, um die Werkzeugoperation zu bewirken.

Weitere erfindungsgemäße Merkmale sind teilweise naheliegend und teilweise im folgenden im einzelnen beschrieben.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden Figuren im einzelnen beschrieben. Es zeigt :

Fig. 1A ein Maschinenwerkzeug gemäß der vorliegenden und 1B

Erfindung, in der Seitenansicht, teilweise

im Schnitt und teilweise abgebrochen dargestellt, im Anfangszustand eines Werkzeugzyklus;

Fig. 2 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt und

teilweise abgebrochen, des Werkzeugs gemäß Fig. 1A und 1B während des Festziehens eines

Befestigungsmittels;

Fig. 3 in Seitenansicht, teilweise abgebrochen und teilweise im Schnitt, einzelne Kupplungsbauteile des Werkzeuges gemäß Fig. 1A und 1B beim Abschalten, bevor das Werkzeug zurückge

stellt wird;

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie 4-4 von Fig. 1B in vergrößertem Maßstab;

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie 5-5 von Fig. in vergrößertem Maßstab; und

Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie 6-6 von Fig. 1B in vergrößertem Maßstab.

Bezugnehmend auf die Figuren im einzelnen, ist ein Maschinenwerkzeug 10 dargestellt, welches einen Motor 12 aufweist, der in der dargestellten Ausführungsform ein reversibler Luftmotor, der als an eine geeignete, nicht dargestellte Druckluftquelle angeschlossen angesehen wird, damit die Rotationsflügel 14 eines Rotors 16 in einer ausgewählten Richtung gedreht werden, welche durch ein geeignetes Umkehrventil 17 und zugehörige nicht dargestellte Kanäle bestimmt wird, deren Einzelheiten für das Verständnis der vorliegenden Erfindung nicht notwendig sind. Ein Eingangsende eines langgestreckten Werkzeuggehäuses, im allgemeinen mit 18 bezeichnet, hat unterhalb einer Eingangskupplung 22 einen Luftzuführkanal 20, und ein Eingangsventil 24 ist , wie dargestellt, am Ende einer Anhubstange 26 befestigt für eine Bewegung auf einen Ventilsitz 28 zu und von diesem weg, der in einem Versorgungskanal 20, der zu dem Motorabteil 30 führt, angeordnet ' ist. Die Anhubstange 26 und das Eingangsventil 24 sind in der Fig. 1A in Richtung auf ein gegenüberliegendes Ausgangsende des Werkzeuges 10 zu mittels einer gewendelten Rückholfeder 32 vorgespannt dargestellt, wobei das Eingangsventil 24 sich in einer normalerweise geschlossenen Posi- tion befindet.

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Der Rotor 16 ist zweckmäßigerweise durch Lager 34 für eine Rotation um eine Hauptlängsachse des Gehäuses 18 gelagert und ist durch ein herkömmliches Zahnradgetriebe 36 treibend mit einem hervorstehenden Kupplungsteil oder Antriebselement 38 verbunden. Das Kupplungsantriebselement 38 ist unterhalb des Rotors 16 liegend zu diesem koaxial fluchtend und hat ein im Durchmesser verringertes Eingangsende 40, welches mittig innerhalb des Umfangs des Gehäuses 18 in treibendem Eingriff mit dem Ausgang des Zahnradgetriebes 36 liegt. Ein unterhalb liegendes Ausgangsende des Kupplungsantriebselementes 38 ist innerhalb eines Ausgangskupplungshalters oder angetriebenen Kupplungsteils 42 aufgenommen.

Wie dargestellt ragt die Anhubstange 26 axial durch den Rotor 16 in den Stift 46. Bei dem in Ruhezustand befindlichen Werkzeug 10, wie in den Fig. 1A und 1B dargestellt, ragt das Anschlußende 46A eines Riegelstiftes unter die Stirnfläche 38A des Kupplungsantriebselementes und das Eingangsventil· 24 befindet sich in seiner normalerweise geschlossenen Position. Einlaßventil 24, Anhubstange 26 und Riegelstift 46 als getrennte Teile liegen zueinander axial fluchtend. Infolge einer solchen Konstruktion kann die Anhubstange 26 eine vorgewählte Länge aufweisen, um die Toleranzen aufzunehmen sowie auch einfach an die unterschiedlichen Werkzeuge mit unterschied-

lichen axialen Längen angepaßt zu werden.

Während die vorliegende Erfindung bei einer Anzahl von unterschiedlichen Maschinenwerkzeugen anwendbar ist, ist in der spezifisch dargestellten Ausführungsform ein Luftwerkzeug 19 mit einem durch Drücken einschaltbaren und selbsttätig ausschaltbaren Werkzeug dargestellt, mit einem Schraubendrehereinsatz 48, mit Sechskantschaft, der in einer koaxial befestigten Antriebswelle 5 0 für eine Hin- und Herbewegung innerhalb des angetriebenen Kupplungsteils 42 befestigt ist. Der Schraubendrehereinsatz 48 wird in der Welle 50 mittels einer Kugel 52 gehalten, die in einer Wellenöffnung aufgenommen und in die Einsatzhaltenut 56 durch eine lösbare Einsatzklammer 58 gepreßt wird.

Die dargestellte Konstruktion weist zusätzlich eine Schraubensuchhülse 60 zum Auffinden bzw. Einführen des Befestigungselementes auf, in der das Arbeitsende des Einsatzes 48 für den Eingriff in das Befestigungselement aufgenommen ist. Die Hülse 60 ist in einer einen Endteil des Gehäuses 18 bildenden Kupplungsabdeckung 62 durch eine Führungshülsenklemmanordnung 64 befestigt, die ihrerseits an der Abdeckung 62 befestigt ist, um durch eine Öffnung in einen passenden, in Längsrichtung liegenden Schlitz

in der Hülse 60 zu ragen, wobei die^HülsB 60 gegen unerwünschte Drehung relativ zum Gehäuse 18 gesichert ist, aber in axialer Richtung gegen die Vorspannkraft einer Führungshülsen-Rückholfeder 70 axial bewegt werden kann. Die Feder 70 liegt mit ihren einander gegenüberliegenden Enden an dem inneren axialen Ende der Hülse 60 und einem, im Gehäuse 18 befestigten Buchsring 72. Wie dargestellt, ist die Hülse 60 normalerweise durch die Feder 70 in ihre dargestellte herausragende Stellung (Fig. 1B) gedrückt, wobei der Einsatz 48 bei im Ruhezustand befindlichem Werkzeug 10 normalerweise zur Gänze innerhalb des Bereiches der Hülse 60 und der umgebenden Abdeckung 62 gehalten wird.

Um auf ein vorbestimmtes Festziehmoment auf ein Befestigungselement zu erzeugen sind die Kupplungsteile 38, 42 mit einer Reibungskupplung 74 mit sich in axialer Richtung berührenden Scheiben versehen, wobei am Kupplungsantriebselement 38 in Abständen Stahlscheiben 76 befestigt sind und dazwischen liegende Scheiben 78,welche aus einem geeigneten Kunststoff gebildet sind, an dem angetriebenen Kupplungsteil 42 befestigt sind. Zwischen einem radial nach außen ragenden Flanschende 82 des Kupplungsantriebselementes 38 und der ersten äußeren Kupplungsscheibe 78A ist ein geeigneter Laufring 80 angeordnet, der durch

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geeignete Lagerkugeln 84 drehbar gelagert ist.

Anzumerken ist, daß ein Antriebsstift (wie beispielsweise Stift 86, der in der Fig. 1B im Querschnitt dargestellt ist) sich diametral durch die Antriebswel-Ie 50 und in axial sich erstreckende Schlitze (nicht dargestellt) in dem angetriebenen Kupplungsteil 42 erstreckt und mit letzterem in Antriebseingriff steht. Demgemäß dreht die Antriebsspindel 50 gemeinsam mit den Drehbewegungen des angetriebenen Kupplungsteils 42, während sie eine relative Axialbewegung der Antriebsspindel 50 auf das Flanschende 82 des Kupplungsantriebselementes zu und von diesem weg erlaubt. Um den angetriebenen Kupplungsteil 4 2 ist eine geeignete Federklemme 87 eng an den Umfang angepaßt befestigt, um den Antriebsstift 86 in seiner Position zu halten, und weiterhin ist eine Antriebsspindel-Rückholfeder 88 dargestellt, deren eines Ende innerhalb einer kappenförmigen Aussparung 90 der Antriebsspindel 50 liegt, während ein gegenüberliegendes Ende der Feder 88 an der Stirnfläche des Flanschendes 82 des Kupplungsantriebselementes 39 anliegt, um die Spindel 50 kontinuierlich in ihre normalerweise außer Betrieb befindliche Position, wie sie in der Fig. 1B dargestellt ist, vorzuspannen.

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Die Reibungskupplung 74 mit den sich in Axialrichtung berührenden Scheiben ist insbesondere wegen ihrer Freiheit von Zentrifugalwirkungen und der großen Reibungsfläche, die in einem kleinen Raum angeordnet werden kann, und ihrer günstigen Wärmeableiteigenschaften keiten für den dargestellten Anwendungszweck zum Einsetzen von Befestigungselementen in vielen hundert und tausenden Arbeitsvorgängen geeignet. Die Kupplung 74 ist durch die Mutter 92 leicht zu justieren, welche auf einen rückwärtigen Außengewindeschaft des Kupplungsantriebselementes 38 aufgeschraubt ist, und es kann eine gewünschte Druckverteilung zwischen den Flächen der Reibungsscheiben 76, 78 bewirkt werden, um am Ausgang des Werkzeugs 10 eine Drehkraft mit vorbestimmten Werten zu erzielen, indem eine Kupplungsdruckfeder 94 wahlweise zusammengedrückt wird, die an der inneren Kupplungsscheibe 76A und einer Anschlagscheibe 96 anliegt, welche als Unterlagsscheibe an der Justiermutter 92 anliegt. Die Mutter 92 ist gegen unerwünschte Drehung durch geeignete Kugeln 98 lösbar gesichert, welche innerhalb von Rastvertiefungen in den einander gegenüberliegenden Stirnflächen der Anschlagscheibe 96 und der Justiermutter aufgenommen sind. Der leichte Zugang für die Justierung ist durch die dargestellte Schraubverbindung zwischen dem Gehäuseteil der Kupplungsabdeckung 62 und dem eingreifenden Hauptgehäuse 18 gegeben.

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Anzumerken ist, daß der in einem Werkzeug mit der vorliegenden Erfindung eingebaute Kupp Lungstyp nicht kritisch ist, und daß andere Kupplungen, wie beispielsweise eine axial belastete konische Reibungskupplung innerhalb der technischen Lehre der vorliegenden Erfindung wirksam verwendet werden kann.

In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist zur Schaffung einer einfachen, sehr dauerhaften und zuverlässigen Drehkraftbegrenzungskupplung zum Beenden eines Werkzeugbetätigungsvorganges bei Einwirken eines durch diese Kupplung bestimmten , vorbestimmten Drehmoments, eine kompakte Anordnung aus Riegelstift, Riegel und Freigabestift in einer Kraftantriebssteuerung in der Kupplungs 74 vorgesehen. Es wurde gefunden, daß diese über eine ausgedehnte Zeitdauer unter hohen Anforderungen für Hochleistungsbetrieb beim Festziehen von Befestigungselementen zufriedenstellend arbeitet. Im einzelnen ist ein Riegel 102 mit im wesentlichen L-förmigem Querschnitt dargestellt, der von der Antriebsspindel 50 getragen wird, und ein zugehöriger Riegelfreigabestift ist von dem Kupplungsantriebselement 38 getragen. Der Riegel 102 weist einen herabhängenden Schwenkstift 106 auf, der in einer Öffnung 108 gelagert ist, die sich parallel zur Hauptlängsachse des Werkzeuges 10 (und der Antriebswelle 50) neben dem Wellenumfang erstreckt. Ein Riegel-

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hebel 110 ist einstückig an einem vorstehenden Ende des Schwenkstiftes 106 ausgebildet und hat ein freischwingendes Ende 110A, welches in seiner normalen Betriebsposition diametral in die kappenförraige Aussparung 90 der Antriebswelle 50 (Fig. 4) bis zu einer Position ragt, welche mit der Hauptwerkzeugslängsachse und dem Riegelstift 46 fluchtet. In Ruhestellung des Werkzeugs 10, wie dies in den Fig. 1A und 1B dargestellt ist, weist das Schwenkende 110A des Riegels 102 einen axialen Abstand zum Riegelstift 46 auf, der in seiner dargestellten, den Antrieb abschaltenden Position unter die Fläche 38A des Flanschendes 82 des Kupplungsantriebselementes 38 ragt. Der Freigabestift 104 ist in einer Öffnung 112 aufgenommen, welche in der Stirnfläche des Kupplungsantriebselementes 38 angeordnet ist, und ragt parallel zum Riegelstift 46. Der Stift 104 ist in radialer Richtung ungefähr in gleichem Abstand zur Hauptlängsachse des Werkzeuges 10 und der durch den Stift 106 gebildeten Schwenkachse des Riegels 102 versetzt, wenn die genannten Bauteile diametral wie in der Fig. 4 dargestellt fluchten.

Um den Freigabestift 104 in seiner Öffnung 112 zu halten, und um einen Anschlag gegen eine Vorspannkraft einer Wendelfeder 114 zu erzeugen, die in der Öffnung aufgenommen ist und gegen einen Kopf des Freigabestiftes

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wirkt, um diesen in eine normalerweise vorstehende Rastfreigabeposition (Fig. 1B und 3) unter die Stirnfläche des Flanschendes 82 des Kupplungsantriebselementes zu drücken, ist in der Kupplungsantriebselementsöffnung ein Rückhaltekeil 116 zu dieser feststehend befestigt, wobei eine axiale Hin- und Herbewegung des Stiftes 104 möglich ist. In seiner Riegelfreigabeposition ist der Stift 104 mit seinem vorstehenden Ende ungefähr in der gleichen radialen Ebene angeordnet, in der ein vorstehendes Ende des Riegelstiftes 46 in seiner dargestellten den Antrieb abschaltenden Position bei in normalerweise geschlossener Position befindlichem Eingangsventil 24, enthalten ist.

Wie am besten aus der Fig. 6 zu ersehen ist, ist ein anderes Merkmal des Riegels 102 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei ein radial liegender Lappen einer Drahtfeder 120 in einer radial nach innen gerichteten Öffnung 122 in einem Zwischenteil 5OA der Antriebswelle 50 mit verringertem Durchmesser aufgenommen ist. Ein bogerförmiger Schenkel 124 der Feder 120 ragt über den Zwischenteil 5OA der Antriebswelle hinaus durch einen Ausschnitt 126 in dem Riegelschwenkstift 106 zwischen dessen Enden. Der Ausschnitt 126 ist so ausgebildet, daß die einander gegenüberliegenden Kontaktkanten 106A und 106B des Riegelschwenkstiftes 106 mit der Feder 120 in Eingriff gelangen können und deren Vorspannkraft unterworden sind, um

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den Riegelschwenkstift 106 automatisch zu zentrieren und dabei dessen freies Schwenkende 11OA im Ruhepunkt, fluchtend zum Riegelstift 46 und der Hauptlängsachse der Antriebswendel 50 zu positionieren (siehe Fig. 4 und 6). Bei der dargestellten Ausführungsform sind die einander gegenüberliegenden Seiten des Riegelhebels 110 vorzugsweise ausgekehlt dargestellt/ um die Reibung und darausfolgende Abnutzung an den Stift- und Hebel-Berührungsflächen über eine lange Betriebszeitdauer zu verringern.

Infolge der vorstehend beschriebenen Konstruktion kann das Luftwerkzeug 10 mit dem Schraubendrehereinsatz 48 fluchtend zu einem Befestigungselement 128 (Fig. 2) ausgerichtet werden. Beim Drücken des Gehäuses 18 auf das Befestigungselement 128 wird die Hülse 60 gegen ihre Rückholfeder 70 bewegt, und ermöglicht einen Eingriff des Einsatzes 48 in das Befestigungselement 128. Der Einsatz 48 seinerseits wird in Richtung auf das Eingangsende des Werkzeugs 10 zusammen mit seiner Antriebsspindel 50 gedrückt und angetrieben, wobei die Rückholfeder 88 zwischen Spindel 50 und Kupplungsantriebselement 38 zusammengedrückt wird. Der Antriebseingriff wird somit zwischen dem vorher automatisch zentrierten Riegel an dessem freischwingenden Ende 110A und dem Riegelstift 46 hergestellt , der seinerseits die Anhubstange 26 antreibt, um die Kraft der Rückholfeder 3 2 zu überwinden und das Eingangsventil 24 in seine geöffnete Strömungsposition bringt

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(Fig. 2). Die Verbindung ist demgemäß zwischen dem Luftmotor und seiner Druckluftquelle über die Versorgungsleitung 20 hergestellt. Die sich daraus ergebende Betätigung des Luftmotors dreht das Kupplungsantriebselement 3 8 über das- Zahnradgetriebe 36 in einer ausgewählten Winkelrichtung, die durch das Umkehrventil· 17 bestimmt ist, und die axiale Scheibenkupplung 74 dreht den angetriebenen Kupplungsteil 4 2 in Übereinstimmung mit dem Kupplungsantriebselement 38. Das Kupplungsantriebselement 38, der angetriebene Kupplungsteil 42 und die Antriebswelle 50 rotieren über deren Antriebsstiftverbindung gleichförmig miteinander um demgemäß den Werkzeugeinsatz 48 zum Einsetzen des Befestigungselementes 128 zu drehen.

Bei der beschriebenen Konstruktion, bei der der Freigabestift 104 wie in der Fig. 4 dargestellt beim Beginn des Operationszyklus genau zum Riegel 102 fluchtend liegt, verschiebt sich der Freigabestift 104 gleichzeitig mit der Öffnungsbewegung für das Eingangsventil des Riegelstiftes 4 6 teleskopartig in seine Öffnung 112 des Kupplungsantriebselementes (Fig. 2). Während des Festziehens des Befestigungselementes drehen dann der Freigabestift 104 und der Riegel 102 synchron mit ihren entsprechenden Elementen, nämlich dem Kupplungsantriebselement 38 und der Antriebsspindel Dieser Vorgang wird unabhängig von der relativen Ausrichtung des Riegels und des Freigabestiftes am Anfang des Werkzeugbe-

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triebszyklus durchgeführt.

Wenn das Befestigungselement 128 mit einem vorbestimmten Drehmoment festgezogen worden ist, das durch die Reibungskupplung 74 festgelegt wird, wird das Kupplungsantriebselement 38 relativ zu seinem angetriebenen Kupplungsteil 42, der Antriebswelle 50 und dem Einsatz 48 drehen oder rutschen. Demgemäß dreht der Freigabestift 104 sofort relativ zum Riegel 102, gleitet unter der Vorspannkraft der Feder 114 von der Riegeloberfläche (wo der Stift 104 teleskopartig in der Öffnung 112 sitzt), und innerhalb weniger als einer einzigen Umdrehung des Kupplungsantriebselementes 38 relativ zur Welle 50 gelangt der Stift 104 durch eine winkelförmige Bewegungsbahn, in der der Riegel 102 angeordnet ist, rastet in den Riegel 102 ein und bewegt diesen aus der fluchtenden Position zum Riegelstift 46, wie dies beispielsweise durch den gestrichelten Pfeil 132 angegeben ist, der einen extremen Winkelweg entgegen dem Uhrzeigersinn des Freigabestiftes 104 aus seiner Ausgangsposition (Fig. 4) in seine Riegeleingriffsposition (Fig. 5) zeigt. Das sofortige Abschalten des Werkzeuges wird somit beim Freigeben der Anhubstange bewirkt, worauf die Rückholfeder 32 das Eingangsventil 24 in seine normalerweise geschlossene Position bewegt, dadurch die Zufuhr von Antriebskraft zum

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Luftmotor 12 beendet und ein genaues Drehmoment am Befestigungselement 128 mit gewünschter Festigkeit erzeugt.

Das Entfernen des Werkzeuges 10 vom Befestigungselement 128 erlaubt dann ein Rückstellen der Hülse 60 und der Antriebswelle 50 in ihre normalerweise nicht im Eingriff befindlichen Positionen (Fig. 1B) durch die Federn 70 und 88. Diese Bewegung ermöglicht ein automatisches Zentrieren des freischwingenden Endes 110A des Riegels durch die Rückholfeder 120 in den Totpunkt, fluchtend zu dem vorstehenden Ende des Riegelstiftes 46, wodurch das Werkzeug für den nächsten Betriebszyklus vorbereitet wird.

Es sind zahlreiche Veränderungen, Anpassungen und Modifikationen der vorstehend beschriebenen Ausführungsform innerhalb des Schutzumfanges der Erfindung möglich.

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2fc

Leersei te

Claims (16)

Patentansprüche 10

1.) Maschinenwerkzeug mit einem fluidbetätigten Mo-

■ tor (1.2.) und einem Rotationsantriebseingang, der antriebs-

*' ^ch.m.

gemäß mit dem Motor verbunden ist, einen Rotationsantriebsausgang, eine Kupplungseinrichtung (74), die normalerweise eine lösbare feste Antriebsverbindung zwischen dem Antriebseingang und Antriebsausgang bildet und bei einem vorbestimmten Ausgangsdrehmoment zwischen den Kupplungsteilen (38, 42) eine relative Schlupfbewegung erzeugt, gekennzeichnet durch eine Kraftantriebssteuerung mit einem Riegel (102), der zwischen einer Betriebs- und einer Kraftausschaltposition bewegbar ist,, wobei der Riegel in der Betriebsposition das Einschalten des Motors bewirkt, und ein drehbares Betätigungselement, das in einer winkelförmigen, den

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Riegel enthaltenden Bewegungsbahn bewegbar ist, wobei das Betätigungselement (104) in Abhängigkeit von der relativen Schlupfbewegung zwischen dem Antriebseingang und Antriebsausgang bei dem vorbestimmten Ausgangsdrehmoment auslösbar ist, um den Riegel aus der Betriebsposition in die Kraftabschaltposition zu bewegen.

2. Werkzeug nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet / daß die Kupplungseinrichtung eine Reibungskupplung (74) mit rotierenden antreibenden und angetriebenen Teilen (38, 42) ist, die jeweils treibend.

mit dem Antriebseingang und Antriebsausgang verbunden sind, und das Betätigungselement aus einem Stift (104) besteht, der an dem .treibenden Kupplungsteil (38) befestigt ist.

3. Werkzeug nach Anspruch 2 , dadurch g e k e η η -

zeichnet, daß der Riegel (102) relativ zum treibenden Kupplungsteil (38) in axialer Richtung zwischen Start- und Betriebsposition bewegbar ist, wobei der Riegel (102) für eine Drehbewegung synchron und in entgegengesetzter Richtung zum treibenden Kupplungsteil (38) gelagert ist.

4. Werkzeug nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet , daß der Betätigungsstift (104) für eine teleskopartige Bewegung im treibenden Kupplungsteil (38) ausgebildet ist.

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5. Werkzeug nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsstift (104) im treibenden Kupplungsteil (38) für eine axiale Hin- und Herbewegung versetzt und parallel zur Drehachse des treibenden Kupplungsteiles gelagert ist.

6. Werkzeug nach Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet , daß der Riegel (102) parallel zu den Drehachsen des treibenden und angetriebenen Kupplungsteils (38, 42) zwischen einer Startposition in Abstand zum treibenden Kupplungsteil (38) und der benachbarten Betriebsposition bewegbar ist, wobei der Betätigungsstift (104) auf den Riegel (102) federnd vorgespannt ist und innerhalb des treibenden Kupplungsteils (38) durch den Eingriff des Riegels (102) mittels axialer Verschiebung des Riegels von der Start- in die Betriebsposition teleskopartig einziehbar ist, wobei der Betätigungsstift (102) bei der Relativbewegung zwischen dem treibenden und angetriebenen Kupplungsteil automatisch aus seiner teleskopartig eingezogenen Position in die radiale Ebene des Riegels (102) axial herausziehbar ist, um den Riegel von seiner Betriebsposition in seine Abschaltposition zu bewegen .

7. Werkzeug nach Anspruch 2, 5 oder 6 , dadurch gekennzeichnet , daß der Riegel (102) für eine Drehung um eine zur Drehachse des treibenden Kupplungsteils (38) und der Achse der Hin- und Herbewegung des Betätigungsstiftes (104) parallel versetzten Achse gelagert ist.

8. Werkzeug nach Anspruch 7 , dadurch gekennzeichnet , daß der Riegel (102) einen Hebel (110) mit einem freischwingenden Ende (110A) aufweist, wobei der Riegel (102) in seine Betriebsposition federnd vorgespannt ist, und sein freischwingendes Ende (110A) normalerweise mit der Drehachse des treibenden Kupplungsteils (38) fluchtet, wobei ein Eingangsventil (24) den Fluidstrom zum Motor steuert und eine Anhubstange (26) treibend mit dem Eingangsventil (24) verbunden ist und für eine Hin- und Herbewegung koaxial fluchtend zur Drehachse des treibenden Kupplungsteils gelagert ist, die Anhubstange (26) federnd gegen ein Ausgangsende des Werkzeuges vorgespannt ist, um ihr Eingangsventil· (24) in einer normalerweise geschlossenen Fluidströmungsposition zu halten und der Riegel (102) in seiner normalen Betriebsposition axial bewegbar ist, um die Anhubstange (26) vom Ausgangsende des Werkzeuges (10) weg zu bewegen und dabei das Eingangsventil· (24) in eine offene Strömungsposition zu bringen.

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9. Werkzeug nach Anspruch 8 , dadurch gekennzeichnet , daß der Antriebsausgang eine Antriebswelle (50) aufweist, wobei Antriebswelle (50), Kupplungsteile (38, 42) und der Antriebsausgang koaxial fluchten und der Riegel (102) einen Schwenkstift (46), der drehbar auf der Antriebswelle (50) gelagert ist, und die Drehachse des Riegels (102) bildet.

10. Werkzeug nach Anspruch 9 , dadurch gekennzeichnet , daß die Antriebswelle (50) entlang ihrer Achse zwischen einer normalen, außer Betrieb befindlichen Position im Abstand zum treibenden Kupplungsteil und einer eingezogenen Betriebsposition hin- und herbewegbar ist, in der der Riegel (102) in seiner normalen Betriebsposition die Anhubstange (26) zum Antreiben des Eingangsventils (26) in seine Offenposition bewegt, und bei Betätigung durch den Stift (104) der Riegel (102) in die Abschaltposition bewegt wird, in der die Anhubstange (26) freigegeben wird, um das Eingangsventil (24) in seine normale geschlossene Position zu bewegen.

11. Werkzeug nach Anspruch 10 , dadurch gekennzeichnet , daß das freischwingende Ende (110A) des Riegelhebels automatisch vorgespannt ist, um bei Rückkehr

der Antriebswelle (50) in seine normale ausgestreckte, außer Betrieb befindliche Position zurückzukehren.

12. Luftbetriebenes Maschinenwerkzeug gekennzeichnet durch ein Gehäuse (18) mit einem Lufteinlaß (22), der .an eine Druckluftquelle angeschlossen ist, einen luftbetätigten Motor (12) mit einem treibenden Rotationsausgang, einer Luftversorgungsleitung zwischen der Druckluftquelle und dem Motor (12), einem in der Leitung zwischen einer offenen und einer geschlossenen Position bewegbaren Eingangsventil (24) zum Steuern des Luftstromes zum Motor (12), einen drehenden Werkzeugausgang, eine Reibungskupplung mit einem drehtreibenden Kupplungsteil (38), der mit dem treibenden Rotationsausgang des Luftmotors (12) verbunden ist, und einem drehgetriebenen Kupplungsteil (42), der mit dem Werkzeugausgang verbunden ist, um normalerweise eine gleichförmige Antriebsverbindung zwischen dem Antriebsausgang des Motors und dem Werkzeugausgang zu errichten, und bei einem vorbestimmten Ausgangsdrehmoment zwischen dem treibenden und dem getriebenen Kupplungsteil (38 und 42) eine relative rutschende Drehbewegung erzeugt, eine Anhubstange(26), die treibend mit dem Eingangsventil verbunden ist·und im Gehäuse (18) zwischen einer Betriebsposition, in der das Eingangsventil (24) offen ist, um zum Motor einen Luftstrom zu erzeugen, und einer Abschaltposition axial verschiebbar ist, in der

das Eingangsventil geschlossen ist und den Luftstrom zum Motor unterbricht, einen Anhubstangenhebel, der zwischen einer Betriebsposition und einer Freigabeposition bewegbar ist, in der die Anhubstange (26) in die Abschaltposition bewegbar ist, und ein Riegelbetätigungselement, das mit der Reibungskupplung (74) zusammenwirkt, um den Riegel (102) in Abhängigkeit von dem Schlupf der Reibungskupplung bei dem vorbestimmten Ausgangsdrehmoment von der Betriebsposition in die Freigabeposition zu bewegen, um den Luftstrom zum Rotationsantrieb in weniger als einer einzigen Umdrehung der Relativdrehung zwischen dem treibenden und dem getriebenen Kupplungsteil (38 und 42) zu unterbrechen.

13. Werkzeug nach Anspruch 12 , dadurch g e k e η η zeichnet, daß weiterhin eine Antriebswelle (50) vorgesehen ist, die treibend mit dem getriebenen Kupplungsteil (42) verbunden ist, um mit diesem synchron zu drehen und relativ zum getriebenen Kupplungsteil (42) zwischen einer Außerbetriebsposition und einer Betriebsposition axial verschiebbar ist, und daß der Riegel (102) für eine Winkelbewegung zwischen der Betriebsposition und der Freigabeposition und für eine axiale Bewegung synchron zur Antriebswelle (50) auf der Antriebswelle gelagert ist.

14. Werkzeug nach Anspruch 13 , dadurch gekennzeichnet , daß das Hebelbetätigungselement während dem Schlupf der Reibungskupplung (74) in einer winkelförmigen Bahn bewegbar ist, wobei der Riegel (102) in der winkelförmigen Bahn des Betätigungselementes angeordnet ist, wenn die Antriebswelle in ihrer Betriebsposition ist.

15. Werkzeug nach Anspruch 14 , dadurch gekennzeichnet , daß Rückholelemente in dem nachfolgenden Betriebszyklus den Riegel (102) automatisch in seine Betriebsposition zurückstellen, wenn die Antriebswelle (50) ihre Position außer Betrieb einnimmt, und Rückholelemente zum axialen Antreiben der Antriebswelle in ihre Position außer Betrieb vorgesehen sind, wobei der Riegel (102) zum Riegelbetätigungselement einen Abstand aufweist.

16. Werkzeug nach Anspruch 8 oder 12 , dadurch gekennzeichnet , daß weiterhin ein in den Riegel einrastbarer Riegelstift vorgesehen ist und die Anhubstange (26) zwischen dem Eingangsventil (24) und dem Riegelstift, zu diesem koaxial fluchtend und im Antriebseingriff mit diesem, montiert ist. '