DE2009324A1

DE2009324A1 - Schlagkupplung zur Erzeugung von Drehschlägen insbes. auf Werkzeuge

Info

Publication number: DE2009324A1
Application number: DE19702009324
Authority: DE
Inventors: Knut Christian Nacka Schoeps (Schweden)
Original assignee: Atlas Copco AB
Current assignee: Atlas Copco AB
Priority date: 1969-02-28
Filing date: 1970-02-27
Publication date: 1970-10-08
Also published as: US3672185A; SE343231B; JPS4926560B1; NL7002834A; FR2032502B1; CH504937A; CA920850A; GB1283471A; FR2032502A1

Description

Patenta.TAclte

Dipl.-Ing. Werner Beyer Dipl.-Wirtsrfi.-lng. Bernd Jochem

β FRANKFURT/M, FNilk-V^Sttn-Str. Wl. ..;-.- - - «q ^ ' ,

Atlas Cope ο
Aktiebolag

N¹ a c\k:: a/Schweden

Schlagkupplung zur Erzeugung von Drehschlägen insbesondere auf Werkzeuge

Die Erfindung betrifft eine Schlagkupplung zur Erzeugung , und Übertragung von Drehschlägen insbesondere auf v/erkzeuge,bestehend aus einem mit Flüssigkeit gefüllten, drehend antreibbaren Zylinder, in welchem relativ dazu ein als Drehkolben wirkender und das Abtriebsglied der Kupplung bildender Amboß sowie.ein Abschlußteil derart bewegbar sind, dass sie während der Drehung des Zylinders innerhalb desselben zyklisch Dichtstellungen einnehmen, in denen zwischen Zylinder und Amboß vom übrigen Teil des Zylinderinneren eine Kammer abgetrennt, ist, die bei Weiterdrehung des Zylinders ihr Volumen zu vermindern bestrebt ist und hierdurch über die Flüssigkeit die kinetische Energie des Zylinders auf den Amboß überträgt. Der hierbei erzeugte Druckimpuls wird gewöhnlich zur Übertragung von Drehmomentimpulsen vom Zylinder auf den Amboß, beispielsweise zum Anziehen öder Lösen von Be-

At 7974./26.2.70

009841/1111

'V.

festigungsmitteln wir Muttern oder Schrauben benutzt. Alternativ hierzu können die Druckimpulse auch hydraulisch . von der abgetrennten Kammer zu einem Schlag- oder Vibrationsmotor weitergeleitet werden, der den verschiedensten technischen Zwecken dienen kann.

Die bisher bekannten Schlagkupplungen sind normalerweise so ausgelegt, dass sie bei jeder Umdrehung des Zylinders einen Schlagimpuls erzeugen, durch welchen der Zylinder jedesmal in der Dichtstellung abgebremst wird. Nach jedem Impuls steht somit zur erneuten Beschleunigung des Zylinders maximal nur ein Umfangswinkel von 360° zur Verfügung, der bei gegebenen Teileabmessungen die Grosse des erzeug- ^ ten Impulses begrenzt. Falls es erwünscht ist, den Impuls über diesen Grenzwert hinaus zu steigern, ist es erforderlich, die Abmessungen und das Gewicht der Schlagkupplung sowie die Antriebsmittel hierfür zu vergrössern.

Bei einem bekannten Vorschlag, die Schlagkupplung mit zusammenarbeitenden Zahnradrotoren zu versehen, ist auch bereits die Möglichkeit in Erwägung gezogen worden, den Schlagimpuls erst nach mehreren Zylinderumdrehungen zu erzeugen; dieser Vorschlag führte Jedoch nicht zu einer technisch brauchbaren Lösung.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schlagkupplung der ein_h gangs genannten Art zu schaffen, bei welcher das Prinzip der Ausdehnung der Beschleunigungsphase auf mehr als eine Zylinderumdrehung brauchbar verwirklicht wird, so daß eine kräftige Schlagabgabe bei gleichzeitig vermindertem Gewicht und verbesserter Handlichkeit der Schlagkupplung erzielt wird. Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe gelöst durch ein in Abhängigkeit von der Drehung des Zylinders wirksames Überströmventil, das bei einer oder mehreren auf eine Dichtstellung folgenden weiteren DichtStellungen eine Verbindung zwischen der abgetrennten Kammer und dem übrigen Teil des Zylinderinneren herstellt, bevor es in einer weiteren Dichtstellung die abgetrennte Kammer erneut verschließt.

At 7974

009841/1111

Bie'^MiiiMiii^wöa^Äileiigat'atiBiiÄd'feöiigW'iö 'Sei? ■ -, ZeichMhg däriesiiii/tfer MsfMrUtigsfeispielte nKBii' eriaii

Fig* 1 - einen. iärLgSScHnittdurcli eine _terste ;... ,kupplung iiäcti.dei' Erfindung^ , ,

-iinifeildarsiielluiig einen ^ersekni%t. nach· n ;^S <in-Eig. >%· ■ .. .-,-·.·- -.■'.·...-. .,

ilg'.^: 5 '"eiiie'fi ^:ijgBgssc]inii;t "nacli liinie "3 '- "3^V durch ^;' ·■' ■' ■■·""·/"■ ·'· ' · deii Aiöl3Öß^?iäer' äcfilägküpplüng nach Fig.^;: 1 * ·

Fig. 4a /.

"bis 4d QttefsöHnit-b'B -nach Linie 4-·- ~Μ~±ή 'Fig· i in^:

" - vier verschiedenen Stellungen:·"der Haup't- ' " -·-'■■■■'""■' .steile de'r Söhiäginipp!Lürig"während Eine's ^>y .'■- -Äfheitszyklu&V "Bei welchem mit 'jede'r-.ziweiten Umdrehung ein Schlägimpuls.ausgeübt wird, .

•Figk 5 ^: -einenr.Langsse.hnitt-dy.i.eh eine anaere Aus-. -.. .:-■".' führungsform de,r eirfi-ndungsgemässen..Schlag- ■

Fig.-6 in TeildarsteliUng'einen" "iuerschnitt nach' ■ Linie 6 - 6 in Fig.■;$, '■■■ ■" ' ' -'" ' _ / "-

Fig. 7 in Teildarstellung-einen Querschnitt nach ^{: ;}" ' Linie¹ 7 -7 in Fig, 5,. :·:,■■■■

Fig. 8a

bis 8d Querschnitte nach Linie 8-8 in-Fig; 5 "in

vier verschiedenen Stellungen der Hauptteile " der dortigen Schlagkuppiung während eines

Arbeitszyklus mit Erzeugung eines Schlagimpulses bei jeder zweiten Umdrehung,

Fig. 9 einen Längsschnitt durch eine weitere Aus- * führungsform der erfindungsgemässen Schlagkupplung,

At 797

0 09841/1111

Fig. 10 einen ^iei-schftitt nach Linie Φ ? Pig. 9,

fg .1.8 .

bis lic Querschnitte nach Linie 11 - 11 in Pig. 9 in

drei verschiedenen Stellungen der Hauptteile der dortigen Schlagkupplung während eines Arbeitszyklus mit Schlagimpuls- Abgabe bei $$&ß? dritten Umdrehung,

Pig. 12 einen Längsschnitt durch eine noch andere Ausführungsform der Erfindung,

Pig. 13a .

und 13h in Teildarstellung Querschnitte nach Linie 13-13

in Pig. 12 in zwei verschiedenen Stellungen der Hauptteile der dortigen Schlagk^upplung während eines Arbeitszyklus mit Schlagimpulsabgabe bei jeder zweiten oder alternativ jeder vierten Umdrehung.

Bei der Ausführungsform nach den Pig. 1 bis 4-d umfaßt die Schlagkupplung 15 einen Zylinder 15'* der zusammen mit einem vorderen Zylinderdeckel 16 und einem hinteren Zylinderdeckel 17 mittels eines Schraubringes 18 innerhalb eines hülsenförmigen Gehäuses 19 gegen ein vorderes Widerlager 20 am Gehäuse verspannt ist.

Koaxial innerhalb des Zylinders 15' ist ein Amboss 21 drehbar gelagert. Die entgegengesetzten Enden des Ambosses 21 sind dichtend und drehbar in Ausnehmungen 22, 23 innerhalb der Zylinderdeckel"16 bzw. 17 geführt. Der Amboss 21 ragt mit einem Schaft 24· durch den vorderen Zylinderdeckel 16 trägt am freien Schaftende einen Mehrkant 25 zur Anbringung eines (nicht dargestellten) Aufsteckschlüssels.

Der Amboß 21 hat eine tiefe Aussparung 26., die axial von

At 7974

BAD ORIGINAL

009841/1111 —

zylindrischen Abschnitten begrenzt ist, welche mit koaxialen Traglagern 27 für ein in der Aussparung 26 drehbar gelagertes Absperrteil in Form eines Flügelrotors 28 mit diametral gegenüberliegenden Flügeln 29»30 versehen sind. Während der Drehung des Flügelrotors 28.streichen die Flügel 29,30 nacheinander dichtend über den Boden der Aussparung 26 gemäß der Darstellung in Fig. 4b bzw.. Fig. 4d, wobei sich jeweils der andere Flügel 30 bzw. 29 radial nach auswärts über die Peripherie des Ambosses 21 hinaus erstreckt. Der Flügelrotor 28 sitzt fest auf einer Welle 31.» die drehbar von den Lagern 2? aufgenommen wird. In der Welle 31 befindet "sich ein Ventilsitz 32 in Verbindung mit Querkanälen 33,34-, welche über, den Ventilsitz die entgegengesetzten Seiten des Flügelrotors 28 beiderseits der Flügel 29»30 miteinander verbinden. ' Ein Rückschlag-Ventilkörper·35 wirkt mit dem Ventilsitz 32 innerhalb des Flügelrotors.28 zusammen und bildet ein Überströmventil.

Der hintere Deckel 17 trägt einen Wellenzapfen 37» dessen Hilfe die Schlagkupplung 15 einschließlich des Gehäuses 19 und des Zylinders 15' im Verhältnis- zum Amboß 21 in Drehung versetzt *\rird. Dies geschieht mit Hilfe eines geeigneten Motors (nicht dargestellt), der innerhalb eines Aussengehäuses 38 angeordnet ist, innerhalb dessen die Schlagkupplung einerseits durch den Motor und andererseits durch den sich drehbar durch den vorderen Teil des Aussengehäuses 38 erstreckenden Schaft drehbar'gelagert ist. Im Inneren, des hinteren Deckels 17 sitzt'" drehfest ein zentrales Ritzel 39» das in ein Zwischen- ' zahnrad 41 eingreift, welches auf einem Zapfen 40 am hinteren Eiide des Ambosses 31 drehbar gelagert ist. Das Zwischenzahnrad 41 steht mit einem auf der Welle 31 des Flügelrotors 28 aufgekeilten Zahnrad 42 in Eingriff. Auf Grund eines Übersetzungsverhältnisses von 1:2 in dem von den Rädern 39 »4-1 »42 gebildeten Zahnradgetriebe

009841/H11

ergeben zwei Umdrehungen des Ritzels 39 j des hinteren , , Deckels 17 und des Zylinders 15' hei drehfest gehaltenem :_T/ Amboß .21 eine Umdrehung des Zahnrades 42, der Welle 31 ^un4. des Flügelrotors 28.

Der Zylinder 15^f» ^;in welchem der Amboß'21 koaxial drehbar innerhalb der Ausnehmungen 22,23 der Deckel 16 bzw. 17 gelagert ist, umschließt den Amboß innerhalb eines ringförmigen Hohlraumes 4-3, der von einer hohen axialen Rippe 44 unterbrochen wird. Die Rippe 44 wirkt dichtend mit dem teilzylindrischen Rückenteil des Ambosses 21 (Fig. 4b,4d) zusammen. Im Hohlraum.43, der mit einer Flüssigkeit wie beispielsweise öl gefüllt ist, befindet sich ferner diametral entgegengesetzt zur Rippe 44 eine niedrigere Rippe 45. Letztere wirkt mit den Flügeln 29,30 des Flügelrotors 28 dichtend zusammen (siehe Fig. 4b und 4d). Während der Drehung des Zylinders 15* im Verhältnis zum Amboß 21 nehmen, dieser und·der Flügelrotor 28 zyklisch ei»« Dichtstellung/ein, in welcher die hohe Rippe 44 gegen den Rückenteil des Ambosses 21 dichtet, während gleichzeitig die niedrige Rippe 45 gegen einender Flügel 29,30 am Flügelrotor 28 dichtend anliegt, während der andere Flügel wiederum gleichzeitig gegen den Boden der Aussparung 26 dichtet, In dieser Dichtstellung ist der Hohlraum 43 in zwei Kammern 43' und 43" unterteilt, von denen die eine, nämlich die Kammer 43' in Bezug auf die Rippe 44 in Drehrichtung vorauseilt und die andere Kammer 43" gegenüber dieser Rippe nacheilt. In der Dichtstellung ist ferner eine ventilgesteuerte Verbindung zwischen den Kammern 43' und 43" vorhanden, die von einer Bohrung 46 (Fig. 3) sowie einer Bohrung 49 gebildet wird, welche, die letztere schneidend, koaxial innerhalb des Schaftes 24 angeordnet ist und im Inneren eine Schulterfläche 52 aufweist, gegen welche, eine Ventilkugel 47 mittels einer Feder 48 in Anlage gehalten wird. Innerhalb' des Schaftes 24 ist die Bohrung 49 durch eine Stell-

At 7974

0 09 8 41/1111 ORIGINAL INSPECTED

schraube 5Θ abgeschlossen mi|; Uferen ffiiie 4i§ Feder 48 jind somit dgr<en Vorspannung- ßi.jipp§ppllij werden kann, und £ie Bohruiig 4g s^ehf; über eine ££hj?äg gerichjjejjje, , Bohrung 5*} milk' der Kammer 43?¹ in Verbindung.

Im Einsatz der Schlagkupplung "J 5 wird ,der auf jäeh Jiehrfeant 25 aufgesteckte Schraubenschlüssel an der feßtzuziehenden Kutter angesetzt, während das Aussengehä,use 38 mittels eings (nicht dargestellten) Handgriffs festgehalten wird. PuJi wird der Motor geßtartet, deps'en Drehμng auf den Wellenzapfen 37 Und den Zylinder 15' äer Schlagjtupplung über.-tragen wird. Solange die Mutter noch lose ist, wird sie gegen ihren Sitz allein durch das Drehmoment herabgedreht, das auf den Amboß 21 durch Reibung innerhalb der Schlagkupplung ausgeübt wird, bis der Amboß 21 durch Wider=- stand gegen weitere Drehung num Stillstand kommt. Der Zylinder 15' setzt, hingegen sexne Drehung fort, uncL seine Rippen 44-,4-5 rotieren um den Amboß 2") gleichzeitig mit dem Getriebe 39,41,42' am hinteren Deckel 17, welcher den Flügelrotor 28 zur Drehung mit der halben Geschwindigkeit im Verhältnis zum Amboß 21 und den Rippep. 44,45 veranlasst. Es sei nun angenommen, dass die Stellung nach Fig. 4a durch Drehung im Uhrzeigersinn aus einer Dichtstellung heraus eingenommen worden sei. Nach etwas mehr als einer weiteren halben Umdrehung des Zylinders 15' im Uhrzeigersinn in die Stellung nach Fig. 4b nehmen der Amboß 21 und der Flügelrotor 28 innerhalb des Zylinders Ί5¹ erneut eine' Dichtßtellung ein. Die Rippe 45 ist in dieser Stellung bestrebt, im weiteren Verlauf der Drehupg das Volumen der Käpmei· 43^? zu mindern und das Volumen der Kammer 43" zu vergrößern.Hierdurch wird die Flüssigkeit aus der Kammer 43' durch die Quer bohrungen 33i34 und das Überströmventil 32,35 zur Kammer 43" verdrängt, was mit keinem oder höchstens einem geringeil Anwachsen des Druckes in der Kammer 43' und spmit einer vernachlässigbar kleinen Drehmomentübertragung verbunden ist," die nicht ausreicht, um den Drehwiderstand der Muster zu

j an ι f

überwinden. Bei Fortsetzung der·Drehung wird nach einer wei-■ teren halben Umdrehung die Stellung nach Fig.4c erreicht, in welcher die Rippe 44 den Flügelrotor 28 passiert, ohne dessen Flügel zu behindern. Schließlich wird eine neue Dicht stellung nach Fig. 4d erreicht. Gegenüber Fig. 4b ist der Flügelrotor 28 in dieser Stellung um 180° gedreht, und das Überströmventil 52,35 verhindert deshalb einen Flüssigkeitsstrom von den Bohrungen 34 zur Bohrung 33. Dies hat einen vollständigen Abschluss der Kammer 43' gegenüber der Kammer 43" zur Folge, und die Drehung des Zylinders 15' wird durch die in der Kammer 43' zurückgehaltene Flüssigkeit abrupt abgebremst, so daß ein kräftiger Druckimpuls erzeugt wird. Der hieraus resultierende Drehmomentimpuls wird durch den Flüssigkeitsdruck auf den Amboss 21 und den Flügelrotor 28 übertragen. Der Maximalwert des Druckimpulses ist mit Hilfe des Kugelventils 47 (siehe Fig. 3) einstellbar. Durch Verstellung der Spannung der Feder 48 öffnet letzteres bei dem gewünschten Maximaldruck in der Kammer 43' und läßt die Flüssigkeit über die Bohrungen 46,49,51 zur Kammer 43" überströmen. Diese Überströmung wie auch die Leckströmung rings um den Amboß 21 und den Flügejirotor 28 verhindern eine vollständige Abbremsung der Drehung des Zylinders 15'· Die Dichtstellung nach Fig. 4d wird deshalb überschritten, und es beginnt ein neuer Druckimpulszyklus durch Beschleunigung des Zylinders 15'» und die einzelnen Bewegungsphasen nach Fig.4a bis 4d laufen von neuem ab. Dank der Möglichkeit, den Zylinders 15' während nahezu zweier vollständiger Umdrehungen wieder zu beschleunigen, werden kräftige Druckimpulse ohne Vergrösserung von Gewicht und Abmessungen der Schlagkupplung erzielt, die sonst eine leichte Handhabung beeinträchtigen würden.

Infolge der symmetrischen Ausbildung der Schlagkupplung 15 At 7974

009841/1111

wird in entsprechender Weise auch in entgegengesetzte Richtung eine periodische Abgabe von Drehschlägen bei jeder zweiten Umdrehung erhalten· Bei umgekehrter Drehung wird das Überströmen der Flüssigkeit jedoch durch das Maximaldruckventil 47 blockiert, welches als Bückschlagventil wirkt, so daß auf die zu lösende Mutter das maximal auf die Schlagkupplung ausgeübte Drehmoment übertragen wird.

Bei der Ausführungsform nach Mg., 5 bis 8d sind das Aussengehäuse 38 und das hülsenförmige Gehäuse 19 aus ■Vereinfachungsgründen weggelassen. Das Absperrteil 54- ist als Drehschieber teilzylindrisch ausgebildet und innerhalb des Zylinders 15 im Hohlraum 43 diametral zur niedrigeren Dichtrippe 45 versetzt drehbar gelagert. Der Amboß 21 ist mit entgegengesetzt gerichteten Flügeln £5*56 versehen, von denen der kürzere Flügel 55 dichtend mit dem zylindrischen Teil des Absperrteils 54- zusammenwirkt, während der längere , Flügel 56 mit der niedrigen Hippe 45 in dichtende Anlage gelangt. TJm den Absperrteil 54- während der Drehung des Zylinders 15* ein Passieren des langen Flügels 56 des Ambosses 21 zu ermöglichen, hat das Absperrteil 54· eine im Querschnitt bogenförmige Aussparung 57. Zentrisch innerhalb des Ambosses 21 ist ein Ventilkörper 58 mit einer Vielzahl diametraler Ventildurchlässe 59 drehbar gelagert, die bei der Drehung des Ventilkörpers 58 mit diametralen Querdurchlässen 60 im Amboß 21 in Deckung geraten, die im wesentlichen lotrecht zu der Diametralebene gerichtet sind, in welcher die Flügel 55»56 liegen.

Zwischen dem hinteren Deckel 17 und dem Zylinder 15' befindet sich eine Zwischenplatte 61, die zusammen mit dem hinteren Deckel 17 ein Getriebegehäuse für ein aus Zahnrädern 62,63 gleicher Grosse bestehendes Getriebe bilden. Das eine Zahnrad 62 ist auf einen ringförmigen Ansatz 64 am hinteren Ende des Ambosses 62 rund um das Ventil 58 aufgekeilt. Das andere Zahnrad ist auf einen Lagerzapfen 65

At 7974-

00984Τ/111Ί

aufgekeilt, der einen Teil des Absperrteils 54 "bildet und sich durch die Zwischenplatte 61, in dieser lagernd, erstreckt. Wenn der Amboß 21 stillsteht und der Zylinder 15' um diesen rotiert, wälzt sich das Zahnrad 63 am Zahnrad 62 ab, so dass das Absperrteil 54 eine Umdrehung bei jeder Umdrehung des Zylinders 15' um den Amboß 21 ausführt.

Im Lagergehäuse zwischen dem hinteren Deckel 17 und der Zwischenplatte 61 befindet"sich in Kombination mit den Zahnrädern 62,63 ein weiteres Zahnradgetriebe 66,67, dessen eines Zahnrad 66 auf den Zapfen 65 aufgekeilt ist und mit einem Übersetzungsverhältnis von 4:3 in das andere Zahnrad 67 eingreift, welches seinerseits auf den Yentilkörper." . 58 aufgekeilt ist. Auf Grund dieser Anordnung führt das Ventil eine Vierteldrehung aus, während der Zylinder 15' einmal um seine Achse rotiert.

Wenn der Amboß 21 wegen des Drehwiderstandes des anzutreibenden Befestigungsmittels zum Stillstand kommt, beginnt der Zylinder 15* im Verhältnis zum Amboß 21 zu drehen. Es sei wiederum vorausgesetzt, daß die Drehung aus der Stellung nach Pig. 8a heraus beginnt und dass der Zylinder 15* nach etwas mehr als einer halben Umdrehung die Stellung nach Pig. 8b erreicht, in welcher der Amboß 21 und das- Absperrteil- 54· im Begriff sind, die Dichtstellung innerhalb des Zylinders 15' einzunehmen. In dieser Stellung wirken der lange Flügel des Ambosses 21 mit der niedrigen Rippe 45 und der kurze Flügel 55 mit der Peripherie des Absperrteils 54 zusammen. Mit Hilfe des Getriebes 66,67 wird jedoch das Ventil 58 gleichzeitig aus seiner Stellung nach Fig. 8a in die Stellung nach Fig. 8b gedreht, so daß die Querdurchlässe 60 über die Ventildurchlässe 59 miteinander verbunden werden und die in der Dichtstellung voneinander getrennten Zylinderkammern 43', 43" in freie Verbindung miteinander gelangen, so daß innerhalb der Kammer 43' kein Druckimpuls entstehen kann. Die Drehbewegung wird für eine weitere halbe Zylinderumdrehung

^At797* 009841/1111

in die Stellung nach Fig. 8c fortgesetzt, in welcher das Absperrteil-' 54 den langen Hü -gel 56 des'Mbosses 21 erreicht, ifach einer weiteren halben Umdrehung schließlich wird wiederum eine Dicht stellung zwischen dem Zylinder Ϊ5' und'dem Amboß 21 gemäss Fig. 8d erreicht. Im Vergleich zu der Stellung nach Fig. 8b ist das Überströmventil 58 in Figur 8b jedoch nur um eine halbe Umdrehung weitergedreht worden-und schließt die Durchlässe 6(/ab. Es entsteht deshalb ein-kräftiger Druckimpuls in der Kammer 4-3', und die kinetische Energie des Zylinders 15¹ wird als Drehmoment auf den Amboß. 21 und dessen langen Flügel 56übertragen. In ähnlicher Weise wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 4d können hierbei über nicht dargestellte Bohrungen innerhalb des Zylinders 15' die Kammern 4-3.' und 4-3" in dieser Stellung über ein federbelastetes Maximaldruckventil 4-7 (Fig. 5) in Verbindung gebracht werden, so daß der Maximalwert des Druckimpulses eingestellt werden kann. Wegen der Überströmung über das Maximaldruckventil 47, der Kompression des Druckmittels und der Leckströmung zwischen den Kammern 4-3'und. 4-3" wird das Druck- · mittelvolumen in der Kammer 4-3' schließlich abnehmen, so daß der Zylinder 15* über die Stellung nach Fig. 8b hinaus . drehen kann und ein neuer Impulszyklus in Übereinstimmung mit der vorbeschriebenen Aufeinanderfolge der verschiedenen Stellungen beginnen kann.

Während bei den'beiden vorbeschriebenen Ausführungsformen der Druckimpuls bei Jeder zweiten Umdrehung entsteht, wird bei der Ausführungsform nach Fig. 9 bis 11c der Druckimpuls bei jeder dritten Umdrehung erhalten. Die dortige Schlagkupplung entspricht in ihrem grundsätzlichen Aufbau im wesentlichen der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 4-, besitzt jedoch .,kein Maximaldruckventil * Stattdessen ist ein Überströmventil mit einem Ventilkörper 69 vorgesehen, das durch die Drehung des Zylinders 15' gesteuert wird. Der Ventilkörper 69 ist drehbar in dem Amboß 21 innerhalb der Diametralebene gelagert, die der Dichtstellung des Absperrteils 28 und

At 7974

009841/1111

des Ambosses 21 innerhalb des Zylinders 15' entspricht. Längs zweier Drittel seines TJmfanges ist der Ventilkör'per 69 mit zwei axial aufeinanderfolgenden bogenförmigen Aussparungen versehen, während das verbleibende Drittel dazu dient, mit der hohen Rippe 44 innerhalb des Hohlraumes 43 zusammenzuwirken. Ankegenüberliegenden Seiten des Ventilkörpers 69 sind im Amboß 21 Querdurchlässe 68 vorgesehen. Der Ventilkörper trägt innerhalb des hinteren Deckels 17 ein grosses Zahnrad 71» welches mit dem übersetzungsverhältnis 3*1 von einem am hinteren Deckel 17 festen Zahnrad 39 angetrieben wird. Eine Umdrehung des Zylinders 15' entspricht somit einer f Drehbewegung des Ventilkörpers 69 um eine Drittelumdrehung. Für den Rest ist die Welle 31 des Absperrteils 28 bei dieser Ausführungsform massiv ausgeführt und das Absperrteil ist ohne Querdurchlässe 33»34 ausgebildet.

Venn der Amboß 21 im Betrieb infolge Anwachsens des Drehwiderstandes der festzuschraubenden Kutter zum Stillstand kommt, setzt der Zylinder 15-¹ seine Drehbewegung fort. Es sei wiederum angenommen, daß der Zylinder 15' nach einer ersten Umdrehung die in Fig. 11a dargestellte Dichtstellung erreicht. Über das Getriebe 39,71 wird der Ventilkörper 69 während dieser ersten Umdrehung um 120° aus einer gegen die hohe Rippe -44 dichtenden Stellung in die Dichtstellung nach Fig. 11a gedreht. Die erste Hälfte der Ausnehmung befindet sich hierbei auf Seiten der hohen Rippe 44, so daß die Kammer 43' in Verbindung mit der Kammer 43""über die Querdurchlasse 68 gelangt und in der Kammer 43' kein Druckimpuls entsteht. Mit weiterer Drehbewegung des Zylinders 15' um eine Umdrehung wird die .Dichtstellung nach Fig. 11b erreicht, wobei der Ventilkörper 69 eine Drehbewegung um'-120° ausführt und die Ausnehmung 70 eine Stellung mit Anlage seiner zweiten Hälfte- gegen die hohe Rippe 44 einnimmt. Hierdurch wird wiederum eine Verbindung zwischen den Kammern 43' und 43" geschaffen, und auch "bei

At 7974-

009841/1111

der zweiten Zylinderumdrehung entfällt' der Aufbau eines Druckimpulses. Mit der dritten Umdrehung des Zylinders 15* wird schließlich die Dichtstellung nach Fig. Ic erreicht. In dieser Dichtstellung schließt der Ventilkö'rper"'·"'·"'·- 69 die Verbindung zwischen den Kammern 43' und 43", die Schlagkupplung 15 gibt einen Druckimpuls ab, und ein Drehmomentimpuls wird über den Amboß 21 und den Schaft 24 und das Aufsteckwerkzeug auf die nicht dargestellte Mutter übertragen. Nach Passieren der Dichtstellung in Fig. 1c wiederholt sich der vorbeschriebene Impulszyklus mit Abgabe eines Druckimpulses bei jeder dritten Umdrehung.

Bei der■Ausführungsform nach den Fig. 12 bis 13b umschließt der Zylinder' 15* mit einem exzentrisch angeordneten zylindrischen Hohlraum 43 den Amboß 21. Der Amboß 21 ist mit einer Dichtleiste 73 versehen, die gleitend in einer radial gerichteten Nut 74 im Amboß 21 geführt und durch Federn 75 vorgespannt ist, die sich in der Nut 74 gegen die rückwärtige Kante der Leiste 73 abstützen, wodurch diese in dichtender Anlage gegen die Innenfläche des Hohlraumes 43 gehalten wird. Ein mit zwei axial aufeinanderfolgenden bogenförmigen Ausnehmungen 77 versehener Ventilkorper^i.i. 76 ist drehbar und dichtend im Amboß 21 geführt und mit dem Zahnrad 42 eines dem Getriebe 39,4-1,42 der ersten Ausführungsform in Fig. 2 entsprechenden Getriebes verbunden. Uer VentÜkorper-' ~'i 76 führt somit während ^)eder Umdrehung des Zylinders'15' eine halbe Umdrehung aus. Der zylindrische Teil des Yentü-V..-körpers 76 wirkt dichtend mit einer Rippe 78 zusammen, die dort an der Wandung des Hohlraumes 43 angeordnet ist, wo der Abstand zwischen dieser Wandung und der Drehachse des Zylinders 15' einen Kleinstwert besitzt.. Beiderseits im Anschluß an die Rippe 78 sind in der Wandung des. Hohlraumes 43 Querkanäle oder Ausnehmungen 79 vorhanden.

Die Fig. 13a und b veranschaulichen die DichtStellungen der ßchlagkupplung nach Fig.'12, die aufeinander fqlgendnach

it 7974 '

009841/1111

einer ersten bzw. einer zweiten Umdrehung des Zylinders 15' eingenommen werden, nachdem der Amboß 21 infolge Anwachsens des Drehwiderstandes der festzuziehenden Mutter abgebremst worden ist. Nach einer ersten Umdrehung (Fig. 13a) hat der Ventilkörper¹ M 76 eine halbe Drehung ausgeführt, und seine Ausnehmung 77 verbindet die Kammer 43' mit der Kammer 43". Dabei wird kein Druckimpuls in der Kammer 43' erzeugt. Im Anschluß an eine weitere Zylinderdrehung wird die Stellung nach Pig. 13^ erreicht, in welcher· eine Abdichtung zwischen der Rippe 78 und dem Dichtungsumfang des Ventilkörpersi_ 76 hergestellt wird. Dadurch entcteht ein Druckimpuls in der Kammer 43', so daß ein Drehmomentimpuls auf den Amboß 21 und die Leiste 73 ausgeübt wird. Die Ausnehmungen 79 gestatten während der fortgesetzten Drehung des Zylinders 15', daß das Überströmventil 76 in die DichtStellungen gedreht werden kann, ohne daß vorher die Verbindung zwischen den Kammern 43', 43" beeinträchtigt wird.

Falls bei der Ausführungsform nach Fig. 12 das Getriebe 39» 42 durch ein Getriebe mit einem Übersetzungsverhältnis von 4:1 ersetzt würde, würde die Schlagku-pplung nach Fig. 12 bis 13a einen Druckimpuls nur bei jeder vierten Umdrehung erzeugen. In Jedem Falle tritt eine Abdichtung zwischen der Rippe 78 und der Umfangsflache des Ventilkörpers·- 76 wegen der Länge der Ausnehmungen 77 weder in der Stellung nach Fig. 13a auf noch dann, wenn die Symmetrieebene zu den Ausnehmungen 77 eine Stellung rechtwinklig zur Mittelebene der Leiste 73 mit den Ausnehmungen 77 nach aufwärts oder abwärts mit Bezug auf die Figuren 13a und 13b einnimmt. Ein Impulszyklus würde dann vier aufeinanderfolgende DichtStellungen umfassen, von denen die drei ersten Zylinderumdrehungen zu Dichtstellungen mit offener Verbindung zwischen den Kammern 43' und 43" über die Ausnehmungen 77 führen, während die vierte Umdrehung des Zylinders 15* den Abschluss der Verbindung an der Rippe 78 un.it. dem Ysntilkörper ·_ 76 . zum Zwecke der Druckimpulserzeug; mg zur Folge hat.

At 7974 009841/1111 Patentansprüche /

Claims

Patentansprüche

Schlagkupplung zur Erzeugung und Übertragung von Drehschlägen insbesondere auf Werkzeuge bestehend aus einem mit Flüssigkeit gefüllten drehend antreibbaren Zylinder, in welchem relativ dazu ein als Drehkolben wirkender und . das Abtriebsglied der Kupplung bildender Amboß, sowie ein Absperrteil derart bewegbar sind, dass sie während der Drehung des Zylinders innerhalb desselben zyklisch Dichtsteilungen einnehmen, in denen zwischen Zylinder und Amboß vom übrigen Teil des Zylinderinneren·eine Kammer abgetrennt ist, die bei "Weiterdrehung des Zylinders ihr Volumen zu vermindern bestrebt ist und hierdurch über die Flüssigkeit die kinetische Energie des Zylinders auf den Amboß überträgt, g e fc e η η ze i c h η e t durch ein in Abhängigkeit von der Drehung des Zylinders Ί5' wirksames Überströmventil (35_i58j69>76), das bei einer oder mehreren auf eine Dichtstellung folgenden weiteren Dichtsteilungen eine Verbindung zwischen der abgetrennten Kammer (4-3') und dem übrigen Teil (Kammer 43") des Zylinderinneren herstellt, bevor es in einer weiteren Dichtstellung die abgetrennte Kammer 43' erneut verschließt.

2. Schlagkupplung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η nz e i ch η et, dass das Absperrteil als um eine Achse

am Amboß parallel zur Zylinderachse drehbar/gelagerter Flügelrotor

(28) ausgebildet und mit einem das Überströmventil bildenden Rückschlagventil (32,33) versehen ist und dass zwischen dem Zylinder (15') und dem Flügelrotor (28) ein

At 7974 /26.2.70

009841/1111

Getriebe (39,41,42) vorgesehen ist, durch welches der Flügelrotor im Verhältnis zum Zylinder derart drehbar ist, dass dabei gleichzeitig das Rückstellventil bei aufeinanderfolgenden DichtStellungen öffnet bzw. schließt.

5. Schlagkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennz e i ch η e t, dass im Inneren (43) des Zylinders (15') zwei von der Zylinderwandung radial nach einwärts vorspringende Rippen (44,45) vorgesehen sind, von denen in jeder Dichtstellung die eine Rippe (44) mit dem Amboß (21) und die andere Rippe (45) mit dem Flügelrotor (28) in dichtende Anlage gelangt.

Schlagkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Überströmventil einen um eine zur Am-'boßachse parallele Achse drehbar am Amboß (21) gelagerten Ventilkörper (58,69*76) mit Durchlässen (59» 70,77) für das Abströmen der Flüssigkeit aus der abgeschlossenen Kammer(43') aufweist und zwischen dem Zylinder (15') und dem Ventilkörper (58,69,76) ein Getriebe (39,41,42^ 62,63,71) angeordnet ist, mit welchem der Ventilkörper in den aufeinanderfolgenden Dichtsteilungen in bzw. ausser Wirkungsstellung seiner Durchlässe drehbar ist.

5. Schlagkupplung nach Anspruch 4, dadurch geke nnz e ichnet, dass das 'Absperrteil als um eine Achse parallel zur Zylinderachse drehbar im Zylinder gelagerter Drehschieber (54) ausgebildet ist, der vom Amboß (21) über ein zweites Getriebe (66,67) in relative Drehbewegung zu Zylinder (15¹) und AmboS (21) versetzbar ist, und dass der Amboß (21) mit Durchlässen (60) zum Ab-,strömen der Flüssigkeit aus der abgetrennten Kammer (43') versehen ist, die von dem über das erste Getriebe (62,63) unmittelbar vom Drehschieber (54) her angetriebenen Ventilkörper (58) auf-und zu_wsteuerbar sind.

At 7974

009841/1111

6. Schlagkupplung nach Anspruch 5, dadurch g e k e nnz e ic h η e t, dass diametral eirfcgegenge set zt; zur Lage des Drehschi eher s (54·) im Zylinder (15') an der Zylinderinnenwand eine radial nach einwärts vorspringende Rippe (4-5) angeordnet ist, welche in den Dichtstellungen mit dem Amboß (21) in dichtende Anlage gelangt. ·

7- Schlagkupplung nach Anspruch 4·, dadurch ge k e nnz e i c h η e t, dass das "Absperrteil als um eine Achse parallel zur Zylinderachse drehbar am Amboß (21) gelagerter Flügelrotor (28) ausgebildet ist, der vom Zylinder (15¹) über ein zweites Getriebe (4-1,4-2) in relative Drehung zu Zylinder (15Ό und Amboß (21) versetzbar ist, und dass der Amboß (21) mit Durchlässen (68) zum Abströmen der Flüssigkeit aus der abgetrennten Kammer (4-3 V) versehen ist, die von dem über das erste Getriebe (39»71) her angetriebenen Yentilkörper (69) auf- und zu-steuerbar sind.

8. Schlagkupplung nach Anspruch 7» dadurch g e k e nnzeichnet, dass der Ventilkörper (69) als Drehschieber ausgebildet ist, welcher am Amboß (21) diametral entgegengesetzt zum Flügelrotor (28) angeordnet und derart drehbar ist, dass er zyklisch gegen die Zylinderinnenwand dichtet.

9· Schlagkupplung nach Anspruch 8, d a d u r c h gekennzeichnet, dass im Inneren (43) des Zylinders (15') diametral entgegengesetzt zwei von der Zylinderwandung radial nach einwärts vorspringende Rippen (44,45) vorgesehen sind, von denen in jeder Dichtstellung die eine Rippe (44) mit dem .Drehschieber (69) und die andere Rippe (45) mit dem Flügelrotor (28) in dichtende Anlage gelangt.

10. Schlagkupplung nach Anspruch 4, dadurchgekeiin zeichnet, dass das "Absperrbeil von einer

At 7974-

008841/1111

in einer Radialnut (7²O des Ambosses (21) gleitenden und in dichtende Anlage gegen die Zylinderwandung gehaltenen Dichtleiste (73) gebildet ist und der Ventilkörper (76) als Drehschieber ausgebildet ist, der am Amboß (21) diametral entgegengesetzt zur Dichtleiste (73) angeordnet und derart drehbar ist, dass er zyklisch gegen die Zylinderwandung dichtet.

11. Schlagkupplung nach einem der Ansprüche 4 - 10, d a d u rch gekennzeichnet, dass das zwischen dem Zylinder (15¹) und dem Ventilkörper (58*69,76) angeordnete

. Getriebe (39,4-1,4-2,62,63,71) ein Übersetzungsverhältnis

" aufweist, durch welches sich Offen- und Schließstellung des Ventilkörpers bei den aufeinanderfolgenden Dichtsteilungen abwechseln.

12. Schlagkupplung nach Anspruch 4, dadurch geke nnzeichnet, dass das zwischen dem Zylinder (15") und dem Ventilkörper (58,69,76) angeordnete Getriebe (39,41, 42,62,63,71) ein Übersetzungsverhältnis aufweist, bei welchem im Zuge der aufeinanderfolgenden DichtStellungen auf jede Schließstellung zwei Offenstellungen folgen.

13· Schlagkxupplung nach Anspruch 4-, dadurch gek enn—

zeichnet, dass das zwischen dem Zylinder (ΐ5^γ) und } dem Ventilkörper (58,69,76) angeordnete Getriebe (39,4-1, 4-2,62,63,71) ein Übersetzungsverhältnis aufweist, bei welchem im Zuge der aufeinanderfolgenden Dichtstellungen auf jede Schließstellung drei Offenstellungen folgen.

At 7974 /26.2.70

009841/1111

13

Lee rs e i te

i\