DE4210201A1 - Schrauber, insbesondere Druckluftschrauber - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schrauber, insbesondere einen Druckluftschrauber, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei derartigen bekannten Schraubern werden die Ausgangssig­ nale der Meßelektronik über Schleifringe oder dgl. auf ge­ häusefeste Signalleitungen übertragen, welche vom Kopf des Schraubers durch dessen Gehäuse bis zum hinteren Handgriff geführt sind, wo sie getrennt von oder zusammen mit der An­ schlußleitung der Energiequelle abgeführt werden. Die Füh­ rung der Signalleitungen im Gehäuse des Druckluftschraubers verlangt eine Vielzahl feinster Bohrungen, durch die die elektrischen Signalleitungen zu fädeln sind. Dies ist in der Fertigung sehr aufwendig und behindert auch die Wartung eines Druckluftschraubers, da bei der Demontage die einzel­ nen elektrischen Leitungen gelöst werden müssen. Wird ein derartiger Druckluftschrauber von einer mit dem Schrauber wenig vertrauten Person demontiert, so besteht die Gefahr, daß die in den Bohrungen geführten Leitungen abgerissen, geknickt oder sonstwie beschädigt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schrauber mit einem Meßwertaufnehmer derart weiterzubilden, daß trotz elektrischer Signalleitungen die Montage und Demontage ver­ einfacht ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Da die elektrischen Signalleitungen nunmehr bereits im Be­ reich der Abtriebswelle aus dem Gehäuse des Schraubers her­ ausgeführt und über den Leitungskanal im Bügel abgeführt werden, ist eine Montage bzw. Demontage des Schrauberge­ häuses ohne Rücksicht auf die Verdrahtung der Meßelektronik ausführbar. Es ergibt sich durch die erfindungsgemäße Aus­ bildung sogar die Möglichkeit, das Gehäuse mit der darin an­ geordneten Abtriebswelle, dem Meßwertaufnehmer und der Meß­ elektronik zusammen mit dem Bügel als Modul auszubilden, welches bei Störungen als Einheit ausgetauscht wird. Zudem ist nach Abnahme dieses einheitlichen Moduls der Antriebsmo­ tor des Schraubers sowie eine ggf. angeordnete Impulseinheit frei zugänglich, da der mechanische und der elektrische Teil des Schraubers ohne großen Aufwand voneinander getrennt wer­ den können. Dies eröffnet auch die Möglichkeit, dem jeweili­ gen Schraubfall angepaßte Meßvorsätze zu verwenden, um die für die Abschaltung des Schraubvorgangs notwendige feinfüh­ lige Drehmomenterfassung den auftretenden Kräften anzupas­ sen.

In Weiterbildung der Erfindung schließt der Bügel mit seinem oberen Schenkel am Gehäuse an, während sein freies Ende zum freien Ende des Handgriffs ragt und diesen insbesondere nach Art einer Schwalbenschwanzpassung lose umgreift. Auf diese Weise wird nach dem axialen Aufstecken des Vorsatzgehäuses eine drehsichere Fixierung zwischen dem Bügel und dem ange­ schlossenen Gehäuse sowie dem Handgriff erzielt, so daß eine sichere, feste Verbindung des Vorsatzgehäuses mit dem Grund­ gehäuse des Schraubers mittels eines Schraubrings möglich ist.

In besonderer Weiterbildung der Erfindung ist der Bügel breiter als der Handgriff ausgebildet, so daß er auch einen mechanischen Schutz der Hand der Bedienungsperson gegen Ver­ letzungen bildet. Insbesondere sind die dem Handgriff zuge­ wandten Kanten des Bügels abgeschrägt, wobei vorzugsweise in den Schrägflächen des Bügels je eine optische Anzeige ange­ ordnet ist, so daß die Bedienungsperson - ohne den Blick aus dem Arbeitsbereich abzuwenden - über die optische Anzeige erkennen kann, ob der ausgeführte Schraubfall in Ordnung oder fehlerhaft ist. Auch kann über die optische Anzeige ein eventuell auftretender Fehler der Steuerungselektronik oder der nachgeschaltenen zentralen Steuereinheit angezeigt wer­ den, so daß die Bedienungsperson die Arbeit frühzeitig un­ terbrechen kann, um den gerätetechnischen Fehler zu beheben.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung, in der ein nachfolgend im einzelnen beschriebenes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Schrauber,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemä­ ßen Schraubers,

Fig. 3 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Schrau­ bers nach Fig. 2,

Fig. 4 eine Ansicht auf den erfindungsgemäßen Schrauber von hinten.

Der im Ausführungsbeispiel dargestellte Schrauber (Fig. 1) ist ein Druckluftschrauber, der mit einer nicht dargestell­ ten Druckluftquelle verbunden ist. Der von der Druckluft gespeiste Antriebsmotor 1 des Schraubers ist in einem be­ cherförmigen Gehäuse 2 aufgenommen, welches einen Handgriff 3 zum Halten und Führen des Druckluftschraubers aufweist. An dem dem Gehäuse 2 abgewandten freien Ende 3a des Handgriffs 3 ist ein Druckluftanschluß 4 vorgesehen, an den eine Druck­ luftleitung (nicht dargestellt) anschließbar ist, über den der Schrauber mit der Druckluftquelle verbunden ist.

Ein nahe dem Gehäuse 2 im Handgriff 3 gelagerter Taster 5 dient zum Ein- und Ausschalten des Druckluftschraubers durch Betätigen eines Druckluftventils 6, welches die Druckluft­ zufuhr zum antreibenden Druckluftmotor 1 steuert.

Der Druckluftmotor 1 ist in beiden Drehrichtungen betreib­ bar; im Mantel des zylindrischen Gehäuses 2 ist als Um­ schalter ein Schiebeschalter 7 gelagert.

Auf das offene Ende des becherförmigen Gehäuses 2 ist ein zylindrisches Vorsatzgehäuse 9 axial aufsetzbar, welches im gezeigten Ausführungsbeispiel gestuft ausgebildet ist. In dem dem becherförmigen Gehäuse 2 benachbarten, im Durchmes­ ser größer ausgeführten Gehäuseteil 9a ist eine hydraulische Impulseinheit 10 aufgenommen, so daß ein an sich bekannter Druckluftimpulsschrauber geschaffen ist. Die Ausgangswelle 11 der Impulseinheit 10 ist drehfest mit einer Abtriebswelle 12 verbunden ist, die in dem im Durchmesser kleineren Ge­ häuseabschnitt 9b gelagert ist. Die Abtriebswelle 12 kann ein Schraubwerkzeug tragen; im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das aus dem Gehäuse 9 herausragende Ende 13 der Ab­ triebswelle als Mehrkant zum Eingriff in eine Imbusschraube oder zum Eingriff in eine Schraubnuß ausgebildet.

Das Gehäuse 9 ist axial an das Gehäuse 2 mittels eines Schraubringes 14 angeschlossen, der auf entsprechend aus­ gebildeten Gewinden 8a, 8b an den freien Enden der Gehäuse 2 und 9 aufgeschraubt ist. Die Gewinde 8a, 8b haben vorzugs­ weise unterschiedliche Steigung; sie können insbesondere gegenläufig sein, so daß durch Drehen des Schraubrings 14 eine axiale Klemmkraft ausgeübt werden kann.

Die Abtriebswelle 12 ist an ihrem aus dem Gehäuse 9 heraus­ ragenden Ende durch ein Wälzlager 15 gelagert und an ihrem anderen Ende im Gehäuseabschnitt 9b ebenfalls durch ein Wälzlager 16 gehalten. Zwischen den beiden Wälzlagern 15 und 16 ist eine Meßelektronik 17 angeordnet, welche fest mit der Abtriebswelle 12 verbunden ist und mit dieser rotiert. Die Meßelektronik 17 ist vorzugsweise in einem Tragring 17a ge­ halten und insbesondere durch Vergußmasse im Tragring ge­ sichert. An einem axialen Ende des Tragrings 17a ist eine Spule 18 drehfest mit der Welle 12 verbunden. Die Spule 18 ist elektrisch mit der Meßelektronik 17 verbunden und liegt innerhalb einer Spule 19, die gehäusefest im Gehäuseab­ schnitt 9b gehalten ist. An die äußere Spule 19 ist eine Versorgungsspannung (Wechselspannung) angelegt, welche eine entsprechende Spannung in der inneren Spule induziert. Die induzierte Spannung dient der elektrischen Energieversorgung der Meßelektronik 17, welche die von einem Meßwertaufnehmer wie einem Dehnungsmeßstreifen 20 abgegebenen Signale aufbe­ reitet und in eine digitale Form umsetzt. Der Dehnungsmeß­ streifen 20 ist auf einem Torsionsabschnitt 12a der Ab­ triebswelle 12 befestigt, vorzugsweise aufgeklebt und steht über elektrische Leitungen mit der Meßelektronik 17 in Ver­ bindung. Der Torsionsabschnitt 12a liegt koaxial innerhalb des Tragringes 17, der so den Dehnungsmeßstreifen 20 ab­ deckt. Die digitalen Ausgangssignale der Meßelektronik 17 werden optisch auf einen gehäusefesten optoelektronischen Empfänger 21 - zum Beispiel einen Fototransistor, eine Fotodiode oder dergleichen - übertragen, dessen Ausgangs­ signale in einer Aufbereitungsschaltung 22 aufbereitet und über Signalleitungen 23 abgeführt werden. Die Aufbereitungs­ schaltung 22 ist in einer äußeren Aufnahme 24 angeordnet, welche im Außenumfang des Gehäuseabschnitts 9b ausgebildet ist.

Die Aufnahme 24 liegt in montierter Stellung des Gehäuses 9 dem Handgriff 3 zugewandt und wird durch den oberen Schenkel 30 eines im wesentlichen Z-förmigen Bügels 25 verschlossen. Der Schenkel 30 ist durch Schrauben 27 am Gehäuse 9 festge­ legt. Das den oberen Schenkel 30 mit dem unteren Schenkel 31 verbindende Mittelstück 32 des Bügels 25 weist einen inneren Leitungskanal 33 auf, durch den die Signalleitungen 23 vom oberen Schenkel 30 bis zum unteren Schenkel 31 geführt sind.

Der untere Schenkel 31 liegt etwa auf der Höhe des freien Endes 3a des Handgriffs 3 und umgreift dieses mit seinem freien Ende vorzugsweise in der Art einer Schwalbenschwanz­ passung 34. Der Leitungskanal 33 mündet auf der dem Gehäuse 9 abgewandten Seite 31a des unteren Schenkels 31 des Z-för­ migen Bügels 25 aus. Vorzugsweise endet der Leitungskanal 33 an einer Stirnwand 35, welche unter einem Winkel 36 von ca. 30° zur Antriebsachse 26 des Druckluftschraubers liegt. Der Winkel ist derart gewählt, daß eine in der Stirnwand 35 gehalterte Steckverbindung 37 eine knickfreie Zuführung eines elektrischen Kabels 38 aus dem Bereich des freien Endes 3a des Handgriffs 3 ermöglicht, so daß die Druckluft­ leitung und das elektrische Kabel 38 der Signalleitungen 23 gemeinsam zugeführt werden kann.

Wie Fig. 4 zu entnehmen, ist der Bügel 25 in seiner Breite b breiter ausgeführt als die Breite h des Handgriffs 3. Die dem Handgriff 3 zugewandten Längskanten des im Querschnitt im wesentlichen rechteckigen Bügels 25 sind dabei abge­ schrägt, wobei die Schrägflächen 40 in ihrer Breite s dem jeweiligen seitlichen Überstand des Bügels 25 entsprechen. Es gilt die Gleichung: b-h = 2s.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist auf halber Höhe des Mittelstückes 32 in den Schrägflächen 40 je eine optische Anzeige 41 angeordnet, die über elektrische Leitungen 42 und das elektrische Kabel 38 von einer nicht dargestellten zen­ tralen Steuereinheit angesteuert sind. Im gezeigten Ausfüh­ rungsbeispiel besteht die Anzeige 41 aus drei verschieden­ farbigen optischen Anzeigefeldern 41a, 41b und 41c, wobei das Anzeigefeld 41a rot, das Anzeigefeld 41b orange und das Anzeigefeld 41c grün vorgesehen ist. Die beim Schraubvorgang von der Meßelektronik 17 berührungslos auf den optoelektro­ nischen Empfänger 21 übertragenen Drehmomentsignale werden über den Drehwinkel von der zentralen Steuereinheit ausge­ wertet und bewirken das Abschalten des Schraubwerkzeugs im Anzugspunkt unter gleichzeitiger Anzeige, ob der Schraubvor­ gang ordnungsgemäß war (grünes Anzeigefeld 41c) oder fehler­ haft (rotes Anzeigefeld 41a). Durch Aktivierung des orange­ farbenen Anzeigefeldes 41b kann eine Fehlfunktion des Schraubers selbst oder der Meßelektronik angezeigt werden.

Da - in der Ansicht von hinten gemäß Fig. 4 - auf jeder Sei­ te des Handgriffs 3 eine Anzeige 41 angeordnet ist, liegt unabhängig von der Lage des Schraubwerkzeugs und der Haltung immer eine Anzeige 41 im Sichtbereich der Bedienungsperson, so daß der ordnungsgemäße oder nicht ordnungsgemäße Schraub­ fall jederzeit erkannt werden kann. Die in jeder Schrägflä­ che 40 angeordnete Anzeige 41 ist in einem gemeinsamen An­ zeigenträger 50 gehalten, der im Bügel 25 festgelegt ist. Hierzu ist zentral im Anzeigenträger 50 eine Befestigungs­ schraube 51 vorgesehen, die in einem Befestigungsdom 52 des Mittelstückes 32 eingreift.

Dem Bügel 25 sind neben seiner Funktion als leitungsbilden­ der Kanal 33 weitere Funktionen zugeordnet. Durch das Um­ greifen des freien Endes 3a des Handgriffs 3 nach Art einer Schwalbenschwanzpassung 34 ist das Gehäuse 9, bezogen auf die Antriebsachse 26 des Schraubwerkzeugs, drehfest am Ge­ häuse 2 gehalten. Nach Anziehen des Schraubringes 14 können somit auch auf den einen oder anderen Gehäuseteil wirkende Drehmomente nicht zu einem Lösen der Gehäuseteile 2 und 3 führen. Darüberhinaus begrenzt der Bügel 25 zusammen mit dem Handgriff 3 einen Durchgriff für die das Schraubwerkzeug haltende Hand, wodurch die Hand der Bedienungsperson gegen Verletzungen geschützt ist. Um den für die Betätigung des Tasters notwendigen Freiraum zu erhalten, verläuft das Mit­ telstück 32 des Z-förmigen Bügels 25 zum vorderen Ende des Schraubwerkzeugs geneigt, so daß der Freiraum nahe des Ge­ häuses breiter ist als im Bereich des freien Endes 31 des Handgriffs 3.

Neben dem im gezeigten Ausführungsbeispiel dargestellten Dehnungsmeßstreifen kann auch ein Drehwinkelgeber vorgesehen sein, der aus einer mit der Abtriebswelle 12 umlaufenden Im­ pulsscheibe und einem gehäusefesten Sensor bestehen kann. Die Anschlußleitungen des Sensors werden über den Bügel 25 abgeführt.

Claims (10)

1. Schrauber, insbesondere Druckluftschrauber, mit in einem Gehäuse (2, 9) angeordneten Antriebsmotor (1), der über eine an einem Handgriff (3) angeschlossene Leitung mit einer Energiequelle verbunden ist und eine Abtriebswelle (12) mit einem Schraubwerkzeug antreibt, mit einem auf der Abtriebswelle (12) befestigten Meßwertaufnehmer (20), der mit einer Meßelektronik (17) verbunden ist, deren Ausgangssignale über elektrische Signalleitungen (23) einer zentralen Steuereinheit zugeführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Signallei­ tungen (23) im Bereich der Abtriebswelle (12) aus dem Gehäuse (9) des Schraubers herausgeführt sind und in einem Leitungskanal (33) eines am Gehäuse (9) festgeleg­ ten, vor dem Handgriff (3) angeordneten Bügels (25) ab­ geführt sind.

2. Schrauber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bügel (25) mit einem oberen Schenkel (30) am Gehäuse (9) anschließt und zum freien Ende (3a) des Handgriffs (3) ragt.

3. Schrauber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende des Bügels (25) das freie Ende (3a) des Handgriffs (3) nach Art einer Schwalbenschwanzpassung (34) umgreift.

4. Schrauber nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bügel (25) etwa Z-Form hat.

5. Schrauber nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitungskanal (33) auf der dem Schraubergehäuse abgewandten Seite des unteren Schenkels (31) des Z-förmigen Bügels (25) ausmündet.

6. Schrauber nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bügel (25) breiter als der Handgriff (3) ausgebildet ist.

7. Schrauber nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Handgriff (3) zuge­ wandten Kanten des Bügels (25) abgeschrägt sind.

8. Schrauber nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in den Schrägflächen (40) des Bügels (25) je eine optische Anzeige (41) angeordnet ist.

9. Schrauber nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigen (41) in einem gemeinsamen Anzeigenträger (50) gehalten sind, der im Bügel (25) festgelegt ist.

10. Schrauber nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßelektronik (17) dreh­ fest mit der Abtriebswelle (12) verbunden ist und die Ausgangssignale der Meßelektronik berührungslos, vor­ zugsweise optoelektrisch auf die gehäusefesten Signal­ leitungen (23) übertragbar sind.