DE3300129C2 - Druckmittelbetätigtes Werkzeug mit Absperrventil - Google Patents

Abstract

Das druckluftbetätigte Werkzeug hat ein Absperrventil (112) in einem Motoreinlaß (46B), der an einem der an einem Ende des Ventils einen Vorlastdruckraum (132) und am anderen gegenüberliegenden Ende des Ventils einen Motordruckraum (126) aufweist, der mit dem Motoreinlaß (46B) direkt in Verbindung steht. Der Vorlast-Druckraum (132) hat eine justierbare Lüftungsleitung (134) zum wahlweisen Reduzieren des Druckes im Vorlastdruckraum von einem vorbestimmten Leitungsdruck auf einen gewünschten Betriebsdruck, der um einen konstanten Prozentsatz niedriger als der vorbestimmte Leitungsdruck ist. Um den vorbestimmten Leitungsdruck der dem Motor (14) und dem Druckraum des Absperrventils (112) zugeführten Druckluft zu erzeugen, wird stromaufwärts des Absperrventils eine Reguliereinrichtung (50) für das Stillstands- oder Abwürgmoment angeordnet. Diese Reguliereinrichtung dient zur Maximierung der Flexibilität des Werkzeuges, in dem sie für die Werkzeugjustierung einen gegebenen Druck- und Drehmomentbereich erzeugt, bei dem der Motor abschaltet, ohne die Leerlaufdrehzahl des lastfreien Motors innerhalb des gegebenen Bereiches unerwünscht zu beeinflussen.

Description

• Die Erfindung betrifft ein druckmittelbetätigtes Werkzeug mit einem Gehäuse, in dem ein druckmittelbetätigter Motor, eine Druckmittelzuführleitung sowie ein bedienbares Drosselventil und zwischen diesem und dem Motor ein selbständig druckabhängig arbeitendes Absperrventil angeordnet sind, wobei das Absperrventil ein zwischen Offen- und Schließstellung bewegbares Ventilglied, einen mit dem Motoreinlaß verbundenen Druckraum zur Druckbeaufschlagung des Ventilgliedes in Schließrichtung mit dem Motoreinlaßdruck und einen Vorlastdruckraum zur Druckmittelbeaufschlagung des Ventilgliedes in Öffnungsrichtung aufweist.
• Ein Werkzeug dieser Art ist bekannt aus der DE-OS 21 48 416. Bei diesem bekannten Werkzeug ist der Vorlastdruckraum des Absperrventils über eine zusätzliche Leitung mit dem Motorauslaß verbunden. Die sich einstellende Druckdifferenz zwischen Druckraum und Vorlastdruckraum wird dazu benutzt, um das Absperrventil zu betätigen. Mittels eines Federelementes wird eingestellt, bei welcher Druckdifferenz das Absperrventil auslöst. Da der Druck am Motorauslaß proportional zum Druckmitteldurchsatz und somit zur Drehzahl ist, ist auch der Druck im Vorlastdruckraum drehzahlabhängig, und es ergibt sich ein drehzahlabhängiges Regelverhalten. Vor dem Auslösen des Absperrventils muß eine Verringerung der Motordrehzahl auftreten. Daher ist eine wirksame Drehmomentregulierung nicht möglich.
• Aus der US-PS 37 86 873 ist ein druckmittelbetätigtes Werkzeug bekannt, bei dem das Drehmoment des Motors über eine druckmittelbetätigte Reguliereinrichtung gesteuert werden kann. Bei dieser Reguliereinrichtung wird der Leitungsdruck, abhängig von der Belastung, so weit reduziert, daß ein vorgegebener Motorbetriebsdruck eingeregelt wird. Auch bei dieser Einrichtung wird die Drehzahl des Motors bei Erreichen des Anzugmomentes stark vermindert; eine schnelle Abschaltung der Druckmittelzufuhr erfolgt bei dieser Regelung nicht.
• Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes druckmittelbetätigtes Werkzeug zu schaffen, bei dem der maximale Betriebsdruck und das maximale Motorabwürgmoment gesteuert werden und das bei Erreichen des Befestigungsmoments mit einer minimalen Zeitverzögerung zuverlässig abschaltet, ohne daß vorher eine merkliche Drehzahlabnahme erfolgt, und das sich ferner durch eine einfache und robuste Konstruktion auszeichnet.
• Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
• Durch die Verwendung des speziell ausgestalteten Absperrventils in Verbindung mit einer Druckregulierungseinrichtung wird sichergestellt, daß bei dem Erreichen eines vorgegebenen Anzugsmomentes der Motor schnell und zuverlässig abgeschaltet wird, ohne daß eine merkliche Drehzahlverminderung auftritt.
• Eine Ausführungsform der Erfindung wird anhand der folgenden Figuren im einzelnen beschrieben. Es zeigt
• Fig. 1 eine Ansicht teilweise im Schnitt und teilweise weggebrochen eines Kraftwerkzeuges mit der Erfindung;
• Fig. 2 eine Teilansicht entlang der Schnittlinie 2-2 in Fig. 1;
• Fig. 3 ein Schnitt entlang der Schnittlinie 3-3 in Fig. 1;
• Fig. 4 eine Teilansicht teilweise weggebrochen dargestellt, einer Öffnung in einer Ventilhülse in dem Werkzeug gemäß Fig. 1; und
• Fig. 5 eine schematische Darstellung der Drehmomentsteuerungseinrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung, die in einer Fluidversorgungsleitung zwischen einem fluidbetätigten Motor und einem Ein- und Ausschaltventil zwischengeschaltet ist.
• Wie in den Figuren dargestellt, ist ein Kraftwerkzeug, wie beispielsweise ein Kraftschraubendreher, ein Mutternaufschraubgerät oder ähnliches fluidbetätigtes Werkzeug teilweise im Schnitt bei 10 dargestellt und hat ein im wesentlichen zylindrisches Gehäuse 12 mit einem fluidbetätigten Motor 14. Der Motor 14 ist vorzugsweise ein herkömmlicher Druckluft-Rotationsmotor.
• Der Motor 14 ist in einem Gehäuse 12 zum Antreiben einer nicht dargestellten Spindel befestigt, die operativ mit einem, mit dem Werkstück in Eingriff stehendem Element des Werkzeuges 10 verbunden ist. Von einer nicht dargestellten zweckmäßigen Quelle wird Druckluft der Versorgungsleitung 16 zugeführt, die im Gehäuse 12 zum Antreiben des Luftmotors 14 ausgebildet ist, und der Luftstrom wird durch irgendeine geeignete Ein- und Ausschaltsteuerung, wie ein Drosselventil 18, gesteuert.
• Die Zuleitung 16 hat eine geeignete Kupplung mit einer Einlaßbuchse 19 (Fig. 1) an der Rückseite des Handgriffes 12 A, zur Zufuhr von Druckluft durch den Einlaßfilter 20 in einen Kanal 21. Der Kanal 21 hat eine Reihe von Teilen, die im folgenden im einzelnen beschrieben werden, welche zum Motor 14 führen. Die Einlaßpassage 22 des Kanals 21 steht mit einer Ventilkammer 23 in Verbindung, die durch eine im einen Ende der Bohrung 26, welche sich durch das Gehäuse 12 erstreckt, befestigte Buchse (24) und durch einen Stift 28, der das andere Ende der Bohrung 26 verschließt, gebildet ist.
• Zum Steuern der Luftzufuhr ist in der Kammer 23 ein Drosselventil 30 aufgenommen. Durch die Buchse 24 ragt ein Zapfen 32 des Elementes 30. Das innere Ende 34 des Drosselventils 30 hat einen Flansch 36. An einer Seite des Flansches 36 ist eine ringförmige Dichtung 38 im Eingriff mit der Buchse 24 vorgesehen. An der anderen Seite des Flansches 36 ist eine Druckfeder 40 befestigt und sitzt zwischen dem Flansch 36 und der Abschlußschraube 28, um das Drosselventil 30 in seiner in der Fig. 1 dargestellten, normalerweise geschlossenen Position zu halten.
• Um das Drosselventil 30 zu verschieben und den Motor 14 zu betätigen, wird ein Handhebel 42, der am Gehäuse 12 durch den Stift 43 schwenkbar gelagert ist und mit dem Zapfen 32 zusammenwirkt, von Hand niedergedrückt. Dann strömt Luft aus der Kammer 23 durch die Auslaßöffnung 44 der Buchse 24 in die Leitung 46, die zum Motor 14 führt.
• Um auf einen äußeren Druckregler verzichten zu können und außerdem die Leerlaufdrehzahl des Motors 14 über einen weiten Drehmomentjustierbereich aufrechtzuerhalten, und gleichzeitig ein gleichförmiges Anziehen eines Befestigungselementes, beispielsweise auf ein vorgegebenes Drehmoment, sicherzustellen, hat das Werkzeug 10 gemäß der vorliegenden Erfindung sowohl eine Reguliereinrichtung für das Stillstands- oder Abwürgmoment 50 als auch eine justierbare Drehmomentreguliereinrichtung 52 im Motoreinlaß 16 zwischen dem Drosselventil 18 und dem Motor 14, wobei die kompakte neue Werkzeugkonstruktion ein Minimum an Teilen erfordert, auch bei hoher Beanspruchung zuverlässig arbeitet und eine merklich verbesserte Flexibilität in den Anwendungen bietet.
• Um den Drehmomentausgang des Werkzeugs 10 zum Einsetzen eines Befestigungselementes innerhalb eines gewünschten Drehmomentbereiches zu regeln, ist zwischen den Motoreinlaßteilen 46 A und 46 B der Zuleitung 16 eine Einschnürung 54 (Fig. 4 und 5) vorgesehen. Die Einschnürung 54 bildet eine Düseneinschnürung, die bewirkt, daß bei Leerlaufdrehzahl des Werkzeuges 10 ein Druckabfall erzielt wird. Die Verringerung des Drehmomentausganges des Werkzeuges 10 wird ohne eine weitere Verringerung der Drehzahl erzielt, indem in den Einlaß 46 zwischen den zum Motor 14 führenden Teilen 46 A und 46 B eine Reguliereinrichtung für das Stillstands- oder Abwürgmoment 50 eingebaut ist, wobei die Reguliereinrichtung 50 hinter der Einschnürung 54 liegt.
• Wenn eine Ein-Aus-Steuerung, wie beispielsweise das Drosselventil 18 Teil des Werkzeuges 10 ist, dann kann die Ein-Aus-Steuerung selbst eine geeignete Düseneinschnürung sein, die vor der Reguliereinrichtung für das Stillstands- oder Abwürgmoment 50 liegen muß. Die Reguliereinrichtung 50 ist, entsprechend der eingangs bereits genannten US-PS 37 86 873 beschrieben, ausgebildet. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Düseneinschnürung durch eine schlüssellochartige Einschnürung 54 (Fig. 2 und 4), die mit dem Motoreinlaßteil 46 A in Verbindung steht, in der Ventilhülse 56 ausgebildet.
• Die Ventilhülse 56 ist in der sich durch das Gehäuse 12 erstreckenden Bohrung 58 aufgenommen, und bildet eine Ventilkammer 60 mit einem durch die Wand 62 geschlossenen Ende. Ein gegenüberliegendes offenes Ende der Hülse 56 liegt an der Beilagscheibe 64 an, die zwischen Hülse 56 und einem koaxial fluchtenden Hohlzapfen 66 befestigt ist, welcher in den Gewindeteil 58 A der Bohrung 58 eingeschraubt ist. Die Hülse 56 ist in der Bohrung 58 durch den Sprengring befestigt.
• Ein Regulierventil 68 für das Stillstands- oder Abwürgmoment ist in der Kammer 60 aufgenommen für eine Hin- und Herbewegung in Richtung zu bzw. von seiner in der Fig. 2 dargestellten Normal- und Durchflußsteuerstellung, die durch einen Stoppring 70, welcher an der Hülsenwand 62 anliegt, festgelegt ist. Das Ventil 68 wird in seine normalerweise offene Position durch zwei konzentrische Druckfedern 72 und 74 vorgespannt, die axial zur Kammer 60, zwischen dem Ventil 68 und der Anschlagsplatte 76 des Riegelmechanismus 78 liegen, wobei der Riegelmechanismus in einer Innengewindebohrung 80 des Zapfens 66 eingebaut ist.
• Die Drehzahleigenschaften des Werkzeuges 10 variieren umgekehrt zu dessen Lasteigenschaften, und die Reguliereinrichtung 50 für das Stillstands- oder Abwürgmoment ist so ausgebildet, daß sie das Volumen des Luftstromes durch die Einlaßteile 46 A und 46 B zum Motor 14 und damit den Motorbetriebsdruck in Abhängigkeit von der Belastung am Motor 14 ändert. Bei der im einzelnen dargestellten Ausführungsform ist die Reguliereinrichtung 50 mit einem Durchgang 82 dargestellt, der sich diametral durch einen mittleren Teil des Ventils 68 mit verringertem Querschnitt erstreckt. Ein axial sich erstreckender Durchgang 84 steht mit dem Durchgang 82 an einer Öffnung in der Nähe der Wand 62 der Hülse 56 in Verbindung.
• Um das Ventil 68 aus seiner dargestellten offenen Position gegen die Kraft der Federn 72, 74 zu bewegen, wird Luft mit dem Motorbetriebsdruck vom Motor 14 und seinem Einlaßteil 46 B durch die Durchgänge 82, 84 auf das Ende des Ventils 68 geleitet (Fig. 2). Da der Rückdruck vom Motor 14 in Abhängigkeit von einer Erhöhung der Drehmomentbelastung am Werkzeug 10 steigt, wird das Ventil 68 von seiner offenen Position über die eingeschnürte Einlaßöffnung der Einschnürung 54 gegen die Federn 72, 74 verschoben, um teilweise die Einlaßteile 46 A, 46 B zum Motor 14 der Versorgungsleitung 16 abzuschließen. Die Federn 72 und 74 dienen zum kontinuierlichen Ausgleichen des Motordrucks und die Einschnürung 54 bewirkt eine kontinuierliche lineare Verringerung der Strömung in der Versorgungsleitung 16 unter erhöhter Drehmomentbelastung in Abhängigkeit von der linearen Ventilverschiebung, um den Motor 14 abzuwürgen, bevor das Ventil 68 vollständig die Einschnürung 54 schließt und damit die Versorgungsleitung 16 abschaltet. Die Einschnürung 54 ist vorzugsweise so ausgebildet, daß sie die Ventilverschiebungsgeschwindigkeit proportional zur Werkzeugbelastungsanstiegsrate hält und ist zu diesem Zweck in Form eines Schlüsselloches dargestellt (Fig. 4) . Bei einer solchen Konstruktion erzeugt die Einschnürung 54 eine abgestufte düsenartige Einschnürung für die Strömung, die relativ zu den Motoreinlaßteilen 46 A, 46 B und der Auslaßöffnung 86 der Ventilkammer 60 eine verringerte Größe und Durchflußkapazität aufweist.
• Der Motorbetriebsdruck ist im Leerlauf niedriger als der volle Versorgungsleitungsdruck, aber steigt, wenn der Motor 14 belastet ist. Die herkömmliche Konstruktion von derartigen Kraftwerkzeugen ist so, daß der Öffnungsquerschnitt im Einlaß des Motors ausreichend groß ist, um die Stillstands- oder Abwürgleckage zu berücksichtigen, wobei nur ein unbedeutender Abfall des Motorbetriebsdruckes auftritt. Durch die Anordnung eines maximalen Öffnungsquerschnitts wird das Ansteigen des Motorbetriebsdruckes vom Leerlauf über den Lastbereich bis zum oder nahe dem Abwürgen minimalisiert. Beim Abwürgen hält die Motorabwürgleckage den Motordruck niedriger als den vollen Versorgungsleitungsdruck. Der Motordruck beim Abwürgen und damit das Abwürgmoment wird durch die in den Motor 14 gelangende Luftmenge minus der Leckagemenge bestimmt.
• Bei einem Druckluftwerkzeug hoher Qualität mit einem Motoreinlaß, der ausreichend groß ist, um genügend Druckluft zuzuführen, liegt der Motordruck bei Stillstand üblicherweise sehr nahe (auf etwa 0,1 bar genau) beim Leitungsdruck. Wenn der gleiche Motor jedoch mit einer Reguliereinrichtung 50 für das Stillstands- oder Abwürgmoment zum Steuern der Größe des Motoreinlasses versehen ist, kann der Betriebsdruck gegenüber dem vollen Leitungsdruck von z. B. 6,3 bar (90 psi) auf 4 bis 4,5 bar absinken. Bei der dargestellten Ausführungsform bildet der Engquerschnitt 54 in der Zuleitung eine gesteuerte Strömungsdrosselung, um den Leerlaufdruck zumindest auf diesen Druck, oder falls gewünscht, auf einen niedrigeren Druck abzusenken. Bei einer eingebauten Einschnürung, die einen Leerlaufdruck von ungefähr 4,2 bar verursacht, kann die Reguliereinrichtung 50 für das Stillstands- oder Abwürgmoment auf 4,2 bar eingestellt werden, und infolge der vorstehend beschriebenen Konstruktion wird dies beispielsweise keine Auswirkung auf die Leerlaufdrehzahl haben, während trotzdem bei dem gegebenen Beispiel eine Verringerung des Stillstandsdrehmomentes um ungefähr 33% bewirkt wird.
• In einem anderen Werkzeug mit einem Versorgungsdruck von 6,3 bar am Einlaß und mit einer Reguliereinrichtung 50 für das Stillstands- oder Abwürgmoment, die maximal eingestellt ist, läuft das Werkzeug mit 320 U/min und wird bei 175 Nm (125 ft·lb) angehalten bzw. abgewürgt. Wenn die Reguliereinrichtung 50 auf die kleinstmögliche Einstellung eingestellt ist, läuft das Werkzeug mit 320 U/min weiter, aber wenn die Minimaleinstellung bei ungefähr 105 Nm erreicht ist, beginnt die Motordrehzahl abzufallen, als ob ein äußerer Druckregler verwendet würde. Im Drehmomentjustierbereich von 103-175 Nm läuft das Werkzeug bei einer Drehzahl von 320 U/min, ohne daß eine äußere Druckreguliereinrichtung benötigt wird. Durch das Aufrechterhalten der Drehzahl bei einjustiertem Drehmoment wird eine minimale Bearbeitungszeit sichergestellt. Darüber hinaus wird durch die Reguliereinrichtung 50 für das Stillstands- oder Abwürgmoment eine Zerstörung der Getriebeteile verhindert, wenn der Leitungsdruck über 6,3 bar ansteigen sollte.
• Für eine schnelle und leichte Einstellung des Stillstandsdruckes und demgemäß des Stillstandsmomentes kann, um die Eigenschaften des Werkzeuges 10 an verschiedene Anwendungsarten anzupassen, die Vorspannkraft der Federn 72, 74 über den vorstehend erwähnten Schließmechanismus 78 eingestellt werden. Die Anschlagsplatte 76 hat einen radialen Lappen 88, der in einem axial liegenden Schlitz 90 in der Schraube 66 aufgenommen ist, um in Abhängigkeit von einer entsprechenden Justierung einer Imbus-Justierschraube 92 in eine ausgewählte Position axial zur Schraube 66 bewegt zu werden. Die Schraube 92 ist in die Bohrung der Schraube 66 eingeschraubt und kann durch einen geeigneten Imbusschlüssel (nicht dargestellt) justiert werden. Der Schlüssel wird einfach durch die Schraube 92 eingesetzt, um den Sechskantvorsprung 94 an der Platte 96 aus dem Eingriff mit der entsprechenden Sechskantöffnung in der Schraube 92 zu bringen, die dann frei gedreht werden kann und in der Schraube 66 axial justiert werden kann. Bei teilweisem Herausziehen des Schlüssels aus dem Eingriff mit der Platte 76 und weiterem Drehen der Schraube 92 schnappt der sechseckige Vorsprung 94 infolge des Federdruckes zurück in die sechseckige Öffnung der Schraube 92, wobei der Lappen 88 der Platte 76 im Schlitz 90 der Schraube 66 liegt. Dieser Vorgang sichert die Federn 72 und 74 bei einer Justiereinstellung zur Erzeugung des Stillstandspunktes des Werkzeuges 10 für eine besondere Anwendungsart.
• Demgemäß sind die Federn 72 und 74 wahlweise durch die Justierung des Schließmechanismus 78 eingestellt, um den Stillstandsdruck und das Stillstandsmoment des Motors 14 zu steuern, ohne daß die spezielle Leerlaufgeschwindigkeit des Motors beeinflußt wird, da die Reguliereinrichtung 50 für das Stillstands- oder Abwürgmoment hinter der düsenartigen Einschnürung 54 liegt.
• Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der justierbaren Absperreinrichtung 52 beschrieben, bei der in einem Gehäuse 12 eine Bohrung 100 zur Aufnahme einer Hülse 102 vorgesehen ist, die ein geschlossenes Ende 104 und ein gegenüberliegendes offenes Ende 106 aufweist, das an einem Ventilkörper 108 anliegt, wobei der Ventilkörper 108 in der Bohrung 100 durch eine koaxial fluchtende hohle Dichtschraube 110 festgelegt ist, welche in ein Gewindeende der Bohrung 100 eingeschraubt ist. Die Hülse 102 ist in ihrer Position durch geeignete Elemente, wie beispielsweise den dargestellten Sprengring 111 starr befestigt.
• In der Kammer 114, die durch die Innenflächen der Hülse 102 gebildet ist, ist ein Steuerventil 112 aufgenommen, das zwischen der offenen und geschlossenen Position an den gegenüberliegenden Enden der Kammer 114 bewegbar ist. Ein Stopring 116 am Ende der Hülse 102 und ein gegenüberliegendes Ende des Ventilkörpers 108 bilden jeweils Sitze für das Ventil 112 in dessen offener und geschlossener Position. Das in Fig. 3 gezeigte Ventil 112 befindet sich normalerweise in seiner offenen Position, in der es durch eine Rückstellfeder 118 gehalten wird, wenn das Werkzeug 10 ausgeschaltet ist. Die Enden der Rückholfeder 118 liegen an kappenförmigen Hohlräumen 120 bzw. 122 im Ventil 112 bzw. am Ventilkörper 108 an.
• Zum automatischen Abschalten des Druckluftstromes zum Motor 14 bei Erreichen eines vorgegebenen Wertes für das Drehmoment zum genauen Steuern des Anzugsmomentes des Befestigungselementes, ist das Ventil 112 so konstruiert, daß es auf Veränderungen des Motorbetriebsdruckes (der eine Funktion der Ausgangskraft des Motors 14 ist) anspricht.
• Wie aus Fig. 3 ersichtlich, sind zum kontinuierlichen Beaufschlagen des Ventils 112 mit Druckluft Durchgänge vorgesehen, die mit dem Motoreinlaßteil 46 C in Verbindung stehen, um eine Kraft entgegen der Federkraft zu erzeugen, wenn das Ventil 112, wie dargestellt, in seiner offenen Position ist.
• Genauer gesagt, bildet der Spalt zwischen dem Ventil 112 und der Hülse 102 einen inneren Durchgang, wobei der Raum 126 zwischen dem geschlossenen Ende 104 der Hülse 102 und dem Ventil 112 den Druck des Motors 14 über den Einlaßteil 46 C annimmt. Das Ventil 112 weist somit eine druckaufnehmende Fläche 130 auf, die mit dem Einlaßteil 46 C in Verbindung steht, wenn das Ventil 112 in seiner offenen Position ist.
• Um die Größe des Werkzeuggehäuses zu verringern und zusätzlich sicherzustellen, daß die vorstehend beschriebenen Einbauteile verwendet werden können, sind die Motoreinlaßteile der Zuleitung 16 durch zwei axial ausgebildete Bohrungen im Gehäuse 12 ausgebildet. Genauer gesagt ist eine erste Bohrung dargestellt, die die diametral liegenden Bohrungen 58 und 100 für die Steuereinrichtungen 50 und 52 diametral schneidet, um den mittleren Durchgangsteil 46 B zu bilden. Die einander gegenüberliegenden Enden werden durch eine innere Wand 120 (Fig. 1) und eine Gehäuseabschlußschraube 131 geschlossen. Die andere Bohrung erstreckt sich parallel zur ersten Bohrung, jedoch an einer diametral gegenüberliegenden Seite der Bohrungen 58 und 100, wobei ihre einander gegenüberliegenden Enden mit der Ausgangsöffnung 44 der Buchse 24 und dem Innern des Motorgehäuses in Verbindung stehen. In der beschriebenen Konstruktion ist eine Schraube 133 zwischen den Enden der zweiten Bohrung befestigt, um die stromauf- und stromabwärts liegenden Durchlaßteile 46 A und 46 C zu bilden.
• Die beschriebene Konstruktion bildet nicht nur ein kompaktes Werkzeuggehäuse, sondern sichert auch optimal vollständig offene Zugänge zur Vorspannkammer 132 sicher, um die Druckluftkapazität des Werkzeuges 10 zu maximieren, wodurch es möglich ist, daß nur eine relativ geringe Erhöhung des Motorbetriebsdruckes zwischen Leerlauf, Lauf und nahezu Stillstand besteht.
• Wie vorstehend bereits beschrieben, kann bei Kraftwerkzeugen von der beschriebenen Art, nur eine relativ geringe Erhöhung des Motorbetriebsdruckes bei Leerlauf, Lauf bis oder nahe dem Stillstand vorhanden sein. Aber kurz vor oder beim Stillstand ist der Druck des Druckmittels am Einlaß des Motors 14 etwas höher als der Druck im Motor 14. Um sicherzustellen, daß der Druck im Motor 14, der im Druckraum 126 erfaßt wird, den Einlaßdruck innerhalb des zum Motor 14 führenden Durchgangs 16 übersteigt, wenn der Motor sich seinem Stillstand nähert und dabei das Ventil 112 in seine geschlossene Position bewegt wird und den Motor 14 abschaltet, wird der Druck in einem Druckraum oder Druckkammer 132 auf einen Druck gehalten, der um einen konstanten Prozentsatz geringer als der Einlaßdruck ist.
• Entsprechend der vorliegenden Erfindung und davon ausgehend, daß Druckluft mit relativ konstantem Druck verwendet wird, um unter unterschiedlichen Drehmomentbedingungen einen Druckluftstrom zum Motor 14 zu erzeugen, wird ein vorbestimmtes Luftvolumen aus der Vorspannkammer 132 durch die Auslaßöffnung 134 (im Ventilkörper 108) und einen damit verbundenen Querdurchgang 136 (im Zapfen 108 A) hinter dem druckjustierenden Ventil 138 nach außen geblasen, um dadurch den Druck in der Vorspannkammer 132 auf dem gewünschten Druckwert zu halten, der um einen dem konstanten Prozentsatz geringer ist, als der Einlaßdruck.
• Das Ventil 138 hat zwei Imbusschrauben 140 und 142 und ein Element 144 mit geringer Reibung, z. B. eine Kugel, die zwischen den Schrauben 140 und 142 liegt. Die Einstellschraube 140 dient als ein Justierelement und kann wahlweise auf eine gewünschte Position relativ zur Ausgangsöffnung 134 des Ventilkörpers 108 eingestellt werden, um eine vorbestimmte Menge Luft aus der Vorspannkammer 132 über die Einschnüröffnung, die durch den Ventilkörper 108 und die Schraube 140 gebildet wird, herauszulassen. Die eingestellte Öffnung soll kleiner sein, als die Eingangsöffnung 145 (in der Hülse 102), die mit dem Motoreinlaßteil 46 B über den Spalt 146 zwischen Gehäuse 12 und Hülse 102 in Verbindung steht.
• Gemäß der beschriebenen Konstruktion kann die Justierposition der Schraube 140, die als fabrikmäßig eingestellt betrachtet wird, gegen unerwünschte Bewegung selbst unter Schwingbelastung, gesichert werden, indem an die Imbus-Einstellschraube 142, die als Befestigungselement dient, eine Befestigungskraft angelegt wird. Die Sicherung erfolgt durch Übertragen der an der Schraube 142 wirkenden Befestigungskraft, im wesentlichen parallel zur Achse der Schrauben 140 und 142 über die Kugel 144 auf die Schraube 140, (in ihrer justierten Position), die durch merkliche Reibungskräfte zwischen ihren Gewindegängen und den Gewindegängen der Gewindebohrung 148, in der die Schrauben 140 und 142 aufgenommen sind, festgelegt wird.
• Beim Laufen ohne Last und eingedrücktem Drosselventilhebel 42 und weit offen eingestelltem Drehmomentreglerventil 68, wie dies bei freiem Lauf eines Befestigungselementes erfolgt, ist der Luftstrom durch den Motor 14 relativ groß und der Druck am Abschaltventil 52 niedriger als am Drosselventil 18; der Druckraum 126 wird mit dem Motordruck geladen, da er keine Ausgangsöffnung und Auslässe durch den Spalt zwischen Ventil 112 und Hülse 102 aufweist. Ein gewisser Luftstrom wird wie vorstehend beschrieben aus der Vorspannkammer 132 nach außen ausgeblasen, obwohl bei Leerlauf der Motordruck in Druckraum 126 niedriger als der Druck in der Vorspannkammer 132 ist, wodurch das Ventil 112 in der, in der Fig. 3 dargestellten weit offenen Position verbleibt.
• Wenn das Befestigungselement anzieht, steigt der Motordruck da der Luftverbrauch abnimmt; das Druckregulierventil 68 nimmt eine Stellung zwischen offen und geschlossen ein, um einen Motordruck, entsprechend der an den Federn 72 und 74 eingestellten Kraft einzustellen. Der Druck im Raum 126 der Abschalteinrichtung 52 steigt an, so daß er kurz vor dem Stillstand größer als der Druck in der Vorspannkammer 132 ist, und das Abschaltventil 112 beginnt sich auf den Ventilkörper 108 zuzubewegen. Die Bewegung des Ventils 112 bewirkt, daß seine druckaufnehmende Fläche 130 dem Einlaßdruck über die Öffnung 150, Nut 124 und den Motoreinlaßteil 46 B ausgesetzt wird, wenn das Ventil 112 den Luftstrom zum Motor 14 abdrosselt. Wenn das Ventil 112 sich auf den Ventilkörper 108 zubewegt, öffnet das Ventil 112die Öffnung 150 und schließt die Öffnung 152 zur Kammer 114, wodurch der Strom zum Motor 14 geschlossen wird, wobei der Druckanstieg im Raum 126 das Ventil 112 in die Abschaltposition treibt, in der die Eingangsöffnung 152 vollständig geschlossen ist.
• Das Ventil 112 bleibt in der Abschaltposition bis der Drosselhebel 42 freigegeben wird. Die Druckluft im Raum 126, der Vorspannkammer 132 und den Leitungen, die vom Drosselventil 18 kommen, wird dann durch die Auslaßöffnung 134, 136 der Abschalteinrichtung 52 ausgeblasen, worauf die Rückstellfeder 118 das Ventil 112 in die Offenposition zurückstellt und die Federn 72 und 74 das Reglerventil 68 seine weit offene Position zurückstellen. Da der Motorbetriebsdruck eine Funktion der Last am Motor 14 ist, bildet die vorstehend beschriebene Konstruktion ein automatisches druckbetätigtes Abschaltventil, welches die Motorlast in einem weiten Bereich des Motorbetriebsdruckes erfaßt. Die beschriebene Konstruktion erzeugt ein wirksames Druckwerkzeugabschalten, wobei die eingebaute Reguliereinrichtung 50 für das Stillstands- oder Abwürgmoment vor der Abschalteinrichtung 52 dazu verwendet werden kann, den Abschaltmotordruck und den Druck in der Vorspannkammer auf gewünschten Werten zu halten, die in Abhängigkeit von den Einstellungen an der Reguliereinrichtung 50 variieren.
• Um das Abschaltmoment auf einen gewünschten niedrigeren Wert einzustellen, wird beispielsweise eine Einstellung der Reguliereinrichtung 50 für das Stillstands- oder Abwürgmoment wie vorstehend beschrieben, durchgeführt. Der Abschaltdruck wird immer etwas unterhalb des Motorabwürgdruckes sein, um sicherzustellen, daß die Vorteile bezüglich Sicherheit und Einstellung des Präzisionsanziehmoments beim Abschalten erzielt werden. Bis herunter auf etwa 2,5 bar (35 psi) übersteigt der Druck im Raum 126 der Abschalteinrichtung 52 den Druck in der Vorspannkammer 132, wenn das Werkzeug 10 sich seinem Stillstand nähert, und das Werkzeug 10 wird abschalten. Wenn der Einlaßdruck verringert wird, wird der Druckunterschied in den Druckkammern 126 und 132 verringert, bis unterhalb von ca. 2,5 bar die Vorspannkraft der Rückholfeder 118 gleich dem Druckunterschied ist und das Werkzeug 10 stillsteht. Für ein solch niedriges Drehmoment wird dann eine andere Werkzeuggröße benötigt.

Claims (10)

1. Druckmittelbetätigtes Werkzeug mit einem Gehäuse (12), in dem ein druckmittelbetätigter Motor (14), eine Druckmittelzuführleitung (46) sowie ein bedienbares Drosselventil (18) und zwischen diesem und dem Motor ein selbständig druckabhängig arbeitendes Absperrventil (52) angeordnet sind, wobei das Absperrventil (52) ein zwischen Offen- und Schließstellung bewegbares Ventilglied (112), einen mit dem Motoreinlaß (46 C) verbundenen Druckraum (126) zur Druckbeaufschlagung des Ventilgliedes (112) in Schließrichtung mit dem Motoreinlaßdruck und einem Vorlastdruckraum (132) zur Druckmittelbeaufschlagung des Ventilgliedes (112) in Öffnungsrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorlastdruckraum (132) mit der Druckmittelzuführleitung (48 B) stromauf des Absperrventils (52) verbunden und über ein einstellbares Druckentlastungsventil (138) mit der Atmosphäre verbunden ist und daß in der Druckmittelzuführleitung (46) zwischen Drosselventil (18) und Absperrventil (52) ein selbsttätig druckabhängig arbeitendes Druckregulierventil (50) angeordnet ist, welches den dem Motor (14) und dem Vorlastdruckraum (132) des Absperrventils (52) zugeführten Druckmitteldruck auf einen einem vorgegebenen Abwürg- oder Stillstandsdrehmoment des Motors entsprechenden Grenzdruck begrenzt.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckentlastungsventil (138) den Druck im Vorlastdruckraum um einen konstanten Prozentsatz gegenüber dem Druck in der stromauf liegenden Druckmittelzuführleitung (46 B) verringert und Justiermittel (134, 140, 142) zum Einstellen des Prozentsatzes aufweist.

3. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckentlastungsventil (138) einen Ventilkörper (108) mit einer darin ausgebildeten Lüftungsleitung (134), ein bewegbares Justierelement (140) zum Einstellen der Größe des Durchflußquerschnitts der Lüftungsleitung (134) und ein Sperrelement (142) zur Fixierung des Justierelementes (140) in der eingestellten Position aufweist.

4. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckregulierventil (50) ein Einstellmittel (78, 76) zum Einstellen des Grenzdruckes aufweist.

5. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) im wesentlichen zylindrisch ist und die Ventilkammer (58) des Druckregulierventils (50) und die Ventilkammer (100) des Absperrventils (52) im wesentlichen zylindrisch sind und parallel zueinander und diametral im Gehäuse (12) liegen, und daß eine erste und eine zweite Bohrung, die parallel zur Längsachse des Gehäuses (12) verkanten, mit gegenüberliegenden Seiten der Ventilkammern (58, 100) in Verbindung stehen, wobei die erste Bohrung an beiden Enden geschlossen ist und den die beiden Ventilräume verbindenden mittleren Teil (46 B) der Luftzuführleitung (46) bildet, und die zweite Bohrung zwischen dem Motorraum des Gehäuses (12) und dem Drosselventil (18) liegt und zwischen den Ventilkammern (58, 100) durch ein eingesetztes Verschlußelement (133) verschlossen ist, wodurch die stromauf und stromabliegenden Teile der Luftzuführleitung (46 A, 46 C) gebildet werden, die das Drosselventil (18) mit dem Druckregulierventil ( 50) bzw. das Absperrventil (52) mit dem Motor verbinden.

6. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine durchflußbegrenzende Einschnürung (54) im Gehäuse (12) stromauf des Druckregulierventils (50 ) angeordnet ist und daß das Druckregulierventil (50) einen durch eine justierbare Vorspanneinrichtung in Richtung auf die Öffnungsposition vorgespannten Ventilkörper (68) aufweist, und ein Ende der Ventilkammer (62) des Druckregulierventils (50) mit der Luftzuführleitung (46 B) in Verbindung steht, so daß der Ventilkörper (68) mit Druckmittel unter Motorbetriebsdruck auf der der Vorspanneinrichtung gegenüberliegenden Seite beaufschlagt ist.

7. Werkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die durchflußbegrenzende Einschnürung (54) vom Ventilkörper (68) gesteuert und so ausgebildet und dimensioniert ist, daß der Durchfluß durch die Ventilkammer bei ansteigender Werkzeuglast allmählich entsprechend der Verschiebung des Ventilkörpers (68) verringert wird derart, daß die Schließgeschwindigkeit des Ventils proportional zur Geschwindigkeit des Drehmomentanstiegs des Motors ist.

8. Werkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspanneinrichtung und die durchflußbegrenzende Einschnürung (54) zur Steuerung des Grenzdruckes zusammenwirken, ohne die Leerlaufdrehzahl des Motors ( 14) zu beeinflussen.

9. Werkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrwirkung vom Sperrelement (142) auf das Justierelement (140) über ein mit geringer Reibung gelagertes Element (144) übertragen wird.

10. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrventil (52) im Verlauf seiner Schließbewegung die Verbindung zwischen dem Vorlastdruckraum (132) des Absperrventils (52) und der Luftzuführleitung (46 B) unterbricht.