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Dokumentenidentifikation DE69716213T2 05.06.2003
EP-Veröffentlichungsnummer 0842743
Titel Angetriebener Schraubenschlüssel mit Mehrleiterkabelverbindung
Anmelder Atlas Copco Tools AB, Stockholm, SE
Erfinder Schoeps, Knut Christian, 135 47 Tyresö, SE
Vertreter Beyer & Jochem Patentanwälte, 60322 Frankfurt
DE-Aktenzeichen 69716213
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 17.11.1997
EP-Aktenzeichen 978501633
EP-Offenlegungsdatum 20.05.1998
EP date of grant 09.10.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 05.06.2003
IPC-Hauptklasse B25B 23/14

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einem Motorschrauber nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 (siehe z. B. DE-A- 42 10 201), wobei dieser Motorschrauber mit Sensormitteln zum Erzeugen elektrischer Signale in Abhängigkeit von dem momentanen Wert oder den Werten eines oder mehrerer Parameter, wie z. B. des Drehmoments und des Drehwinkels, die für den durch den Schrauber durchgeführten Anzugsvorgang von Bedeutung sind.

Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit einem Motorschrauber mit drehmoment- und/oder drehwinkelerfassenden und signalerzeugenden Mitteln, die der Abtriebsspindel des Schraubers zugeordnet sind, und Verbindungsmitteln für ein mehradriges Kabel, die an dem Schraubergehäuse gehalten sind und einerseits ein Verbindungselement, das an dem Gehäuse befestigt ist und eine Mehrkontaktbuchse hält, die mit den erfassenden und signalerzeugenden Mitteln verbunden ist, und andererseits einen Mehrkontakt-Kabelverbindungsstecker umfaßt.

Ein Motorschrauber dieser Art ist zuvor in dem US Patent Nr. 5,181,575 beschrieben worden. Bei diesem Schrauber nach dem Stand der Technik wird ein Drehmomentübertrager mit einer entfernt angeordneten signalverarbeitenden Einrichtung mit Hilfe eines elektrischen Leiters verbunden, der den Schrauber durch den Pistolengriff verläßt. Dies bedeutet, daß der elektrische Leiter durch das Schraubergehäuse geführt ist und entsprechend muß das Schraubergehäuse derart gestaltet sein, daß Raum für den Leiter geschaffen wird.

Um das Erfordernis nach einem besonders gestalteten Schraubergehäuse zu vermeiden, das ein inneres Verlegen der signalführenden Kabel ermöglicht, kann eine externe Kabelverbindung verwendet werden, die unmittelbar an dem Übertragerteil des Schraubergehäuses befestigt ist. Die DE-A-42 10 201, die den relevantesten Stand der Technik darstellt, beschreibt einen Motorschrauber dieser Art. Ein zweiter Griff ist an einem röhrenförmigen Frontbereich des Gehäuses angebracht, wobei einen Betriebsparameter erfassende und signalerzeugende Mittel der Abtriebsspindel des Motorschraubers zugeordnet sind. Eine Kabelverbindung ist in diesem zweiten Griff gehalten und zur Verbindung dieser erfassenden und signalerzeugenden Mittel mit einem mehradrigen Kabel geeignet. Das bei einer solchen Anwendung zu lösende Problem besteht darin, eine Zunahme des Schraubers an Größe und Gewicht zu vermeiden und die Verbindungsmittel vor mechanischer Beschädigung zu schützen.

Ein erfindungsgemäßer Motorschrauber ist in Anspruch 1 definiert.

Die Hauptaufgabe der Erfindung besteht darin, eine leichte, kompakte, unkomplizierte und robuste Kabelverbindung zu schaffen, die leicht an dem Schraubergehäuse montierbar ist und eine gut geschützte Mehrkontaktverbindung zwischen dem Kabel und den Anzugsparameter erfassenden Mitteln schafft, beispielsweise einem Drehmomentübertrager und/oder einem Drehwinkelerfasser.

Eine weitere Zielsetzung der Erfindung besteht darin, einen Motorschrauber mit einem Drehmomentübertrager und einer Kabelverbindung zu schaffen, bei welchem die Kabelverbindungsmittel Lichtsignale abgebende Mittel zur Information des Bedieners über bestimmte Betriebszustände des Motorschraubers aufweist.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungsabbildungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Motorschraubers;

Fig. 2 in größerem Maßstab und teilgeschnitten den Frontbereich des Motorschraubers nach Fig. 1;

Fig. 3 Teile der Kabelverbindung in aufgetrenntem Zustand;

Fig. 4 eine Stirnansicht des Verbindungselements, das seine normale geschlossene Stellung einnimmt;

Fig. 5 die gleiche Ansicht wie Fig. 4, die jedoch das Verbindungselement in seiner offenen Montagestellung zeigt.

Der in Fig. 1 gezeigte Motorschrauber ist ein Schlagschrauber des Pistolentyps, der ein Gehäuse 10 mit einem Griff 11, einen Rotationsmotor und einen hydraulischen Impulserzeuger (nicht gezeigt) aufweist, der in dem Gehäuse angeordnet ist. Der Motorschrauber besitzt weiterhin einen Energieversorgungsanschluß 12, der mit dem Motor in Verbindung steht, Mittel zur Steuerung der Leistung, die durch einen Druckknopf 13 betätigt werden, und eine Abtriebsspindel 14, die direkt mit dem Impulserzeuger verbunden und mit einem Vierkantende 15 zum Halten eines Steckschlüsseleinsatzes versehen ist.

Der Schrauber ist mit einem der Abtriebsspindel 14 zugeordneten Drehmomentübertrager 17 zur Erzeugung elektrischer Signale in Abhängigkeit von der Größe des pulsierenden Moments versehen, das von der Abtriebsspindel 14 abgegeben wird. Der Drehmomentübertrager ist mit einer den Vorgang steuernden und überwachenden Einheit 18 über ein mehradriges Kabel 19 verbunden. Letzteres ist mittels einer Kabelverbindung 20 an den Schrauber angeschlossen.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist der Drehmomentübertrager 17 von berührungsfreier Art und umfaßt einen Abtriebsspindelbereich 21 aus einem magnetostriktiven Material, der mit Gruppen von geneigten Oberflächennuten 22 versehen ist, die in einem bestimmten Muster angeordnet sind, sowie Erregerspulen 23, die um diesen Spindelbereich 21 angeordnet sind. Die Erregerspulen 23 sind mit der Steuer- und Überwachungseinheit 18 über die Verbindung 20 und das Kabel 19 verbunden.

Der Übertrager 17 ist von einer bereits zuvor bekannten Art, die beispielsweise in dem zuvor erwähnten US Patent Nr. 5,181,575 als ein Teil eines Motorschraubers oder allgemein in dem US Patent Nr. 4,933,580 beschrieben worden ist. Der Drehmomentübertrager ist selbst kein Teil dieser Erfindung und wird daher nicht näher im Detail beschrieben.

Das Gehäuse 10 ist mit einem röhrenförmigen Frontbereich 24 versehen, der starr an dem Gehäuse 10 befestigt ist und auf seiner Innenseite eine Halterung für die Erregerspulen 23 bildet. Auf seiner Außenseite bildet der Frontbereich 24 eine Abstützung für die Kabelverbindung 20. Auf der Außenseite des Frontbereichs 24 ist ferner eine Anzahl elektronischer Bauteile zum Bearbeiten der von dem Übertrager 17 abgegebenen Signale und zum Aussenden von Lichtsignalen in Abhängigkeit von den abgegebenen Signalen entsprechend vorbestimmten Zielwerten oder nicht montiert. Diese elektronischen Bauteile sind nicht explizit dargestellt, da sie in verschiedenen alternativen Weisen angeordnet sein können und selbst keinen Teil der Erfindung bilden.

Der Gehäusebereich 24 ist an dem Gehäuse 10 verklemmt und in Drehrichtung mit diesem mittels eines Verriegelungsstiftes 16 verriegelt (siehe Fig. 2). Der Gehäusebereich 24 ist mit einer Anzahl von über den Umfang verteilten Bohrungen (nicht gezeigt) für einen alternativen Eingriff des Verriegelungsstiftes 16 versehen, d. h. der Gehäusebereich 24 kann an dem Gehäuse 10 in einer Anzahl verschiedener Winkelstellungen festgelegt werden.

Die Kabelverbindung 20 besitzt ein Verbindungselement 26 zur Montage an dem Frontbereich 24 des Gehäuses, eine Mehrkontaktbuchse 27 und einen Mehrkontakt-Kabelverbindungsstecker 28. Die Buchse 27 ist mit den elektronischen Bauteilen über eine Verdrahtung 25 verbunden.

Das Verbindungselement 26 besteht aus einem elektrisch isolierenden und elastisch nachgiebigen Material, wie z. B. Kunststoff, und besitzt ein offenes Ringelement 29 sowie einen Kupplungsbereich 30. Letzerer ist entlang einer axialen Ebene in zwei Hälften 31, 32 geteilt und das Ringelement 29 besitzt zwei Endbereiche 33, 34, die jeweils eine der Kupplungsbereichshälften 31, 32 halten (siehe Fig. 4 und 5).

Das Verbindungselement 26 ist, wenn es an dem Frontbereich 24 des Gehäuses montiert ist, in Drehrichtung zu diesem durch einen radialen Verriegelungsstift 35 verriegelt. Entsprechend ist das Verbindungselement 26 in vorbestimmten Winkelstellungen relativ zu dem Gehäusebereich 24 formschlüssig verriegelt. Um die Mehrkontaktbuchse 27 vor dem Kuppeln sicher innerhalb der Hülse 40 zu halten, befindet sich die Kupplungshülse 39 in Gewindeeingriff mit dem Kupplungsbereich 30, dessen beide Hälften 31, 32 durch eine Querschraube 36 miteinander verklemmt werden.

Auf seiner Außenseite ist der Kupplungsbereich 30 mit einem Gewinde 37 zum Eingriff mit einem Innengewindebereich 38 der Kupplungshülse 39 des Kabelverbindungssteckers 28 ausgebildet. Auf seiner Innenseite ist der Kupplungsbereich 30 mit einer Hülse 40 zur Aufnahme und zum Halten der Mehrkontaktbuchse 27 ausgebildet.

Um die lichtemittierenden Elektronikbauteile von außen sichtbar zu machen, ist das Ringelement 29 mit einer oder mehreren radialen Durchgangsöffnungen oder -fenstern 41 versehen. Alternativ zu diesen Öffnungen 41 kann das Ringelement 29 aus einem lichtdurchlässigen Material bestehen, beispielsweise aus einem nicht pigmentierten Kunststoff.

In Fig. 3 ist das Verbindungselement 26 sowohl von dem Kabelverbindungsstecker 28 als auch von dem Schraubergehäuse getrennt dargestellt.

Aus Darstellungsgründen hält das Verbindungselement 26 noch die Buchse 27, obgleich letztere von der Verdrahtung 25 und den auf dem Gehäusebereich 24 gehaltenen Elektronikbauteilen getrennt ist.

Neben der Kupplungshülse 39 besitzt der Kabelverbindungsstecker 28 eine Mehrkontakteinheit 42 für den Eingriff mit der Mehrkontaktbuchse 27 und eine Montagehülse 43 zum Halten der Kontakteinheit 42. Die Befestigungshülse 43 besteht aus zwei halbröhrenförmigen Schalen 46, 47, die zusammen eine Innenhülse 48 zum Halten der Kontakteinheit 42 bilden. Die Schalen 46, 47 bilden zusammen auch einen äußeren Ringabsatz 50, an welchem ein Innenabsatz 49 in der Kupplungshülse 39 zum Aufbringen einer axialen Klemmkraft zwischen dem Verbindungsstecker 28 und dem Verbindungselement 26 angreifen soll. Die Schalen 46, 47 werden durch eine Haltehülse 52 zusammengehalten.

Weiterhin ist die Kupplungshülse 39 mit einem röhrenförmigen Schürzenbereich 51 ausgebildet, der sich nach hinten von dem Gewindebereich 38 und dem Innenabsatz 49 erstreckt, um eine schützende Abdeckung um die Kontakteinheit 42 und den äußersten Teil des Kabels 19 zu bilden. Dieser Endbereich des Kabels 19 ist auch durch eine nachgiebige Röhre 45 zum Schutz des Kabels 19 gegen mechanischen Verschleiß abgedeckt.

Für die Montage des Verbindungselements 26 an dem vorderen Gehäusebereich 24 muß das Verbindungselement 26 geöffnet werden, d. h. die beiden Verbindungsbereichshälften müssen elastisch voneinander weggebogen werden, wie in Fig. 5 dargestellt ist. Der Grund hierfür ist, daß man eine einfachere Montage auf dem Gehäuse bewerkstelligt. Der wichtigste Grund besteht jedoch darin, in der Lage zu sein, die Spulen mit den elektronischen Bauteilen und der Verdrahtung 25 auf dem Gehäusebereich 24 zusammen mit der Kontaktbuchse 27 vorzumontieren, bevor das Verbindungselement 26 aufgesetzt wird, weil es sehr schwer wäre, die Verdrahtung 25 mit der Mehrkontaktbuchse 27 beispielsweise durch Löten nach der Montage des Verbindungselements 26 auf dem Gehäusebereich 24 zu verbinden.

Sobald das Verbindungselement 26 richtig auf dem Gehäuse montiert ist, wird es in einer gewünschten Winkelstellung durch den Radialstift 35 in Drehrichtung verriegelt und die Kupplungsbereichshälften 31, 32 werden mit der Querschraube 36 miteinander verklemmt.

Der Kabelverbindungsstecker 28 wird zunächst durch Verbinden, beispielsweise durch Verlöten der Litzen der Kabel 19 mit der Kontakteinheit 42 und anschließendes Fixieren der Kontakteinheit 42 zwischen den beiden Schalen 46, 47, die die Montagehülse 43 bilden, sowie Einführen dieser Vorrichtung in die Kupplungshülse 39 zusammengebaut. Sobald der Innenabsatz 49 an der Kupplungshülse 39 an dem Außenabsatz 50 an der Montagehülse 43 angreift, erhält man eine Axialverriegelung der Kontakteinheit 42. Durch Zusammenstecken der Kontakteinheit 42 und der Mehrkontaktbuchse 27 und Ineingriffbringen der Kupplungshülse 39 mit dem Gewinde 37 an dem Verbindungselement 26 und Anziehen auf diesem wird die Kabelverbindung vervollständigt.

Um die Litzen der Kabel 19 davor zu schützen, einer Zugspannung ausgesetzt zu sein, besitzen die Kabel 19 eine nicht leitfähige Zugschnur (nicht gezeigt), die an der Montagehülse 43 über Radialöffnungen 54, 55 in den Schalen 46, 47 festgelegt wird.

Es versteht sich wiederum, daß die Erfindung nicht auf einen Motorschrauber beschränkt ist, der nur einen Drehmomentübertrager besitzt, wie bei dem zuvor beschriebenen Beispiel. Der erfindungsgemäße Motorschrauber kann sehr wohl auch Rotation erfassende Mittel in der Form eines Rotationswinkelgebers aufweisen, der der Abtriebswelle zugeordnet ist. Auch solche einen Rotationswinkel erfassende Mittel erzeugen elektrische Signale, die der den Vorgang steuernden und überwachenden Einheit über das mehradrige Kabel und die Mehrkontakt-Kabelverbindung mitgeteilt werden.

Entsprechend werden die Signale, die für den Anzugsvorgang der Schraubverbindung bedeutende Parameter repräsentieren, von dem Motorschrauber einer entfernt liegenden Steuer- und Überwachungseinheit über ein mehradriges Kabel mitgeteilt, das an den Schrauber mittels einer Mehrkontakt-Kabelverbindung anschließbar ist, wie in den Ansprüchen ausgeführt.


Anspruch[de]

1. Motorschrauber mit einem Gehäuse (10) mit einem röhrenförmigen Frontbereich (24), einem Motor, einer Abtriebsspindel (14), die mit dem Motor verbunden ist, der Abtriebsspindel (14) zugeordnete Mitteln zum Erfassen wenigstens eines Betriebsparameters und zur Signalerzeugung und einer Kabelverbindung (20), die an dem Frontbereich (24) gehalten ist und zur Verbindung der Mittel zum Erfassen wenigstens eines Betriebsparameters und zur Signalerzeugung mit einem mehradrigen Kabel (19) dient, wobei die Kabelverbindung (20) ein Befestigungselement (26), das an dem Frontbereich (24) angebracht ist und eine Mehrkontaktbuchse (27) hält, und einen Mehrkontakt- Kabelverbindungsstecker (28) aufweist, der auf dem Kabel (19) tragbar ist und eine mit einem Innengewinde (38) ausgebildete Kupplungshülse (39) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement (26) aus einem elastisch nachgiebigen Material besteht und einen offenen Ringbereich (29) mit zwei Endbereichen (33, 34) zur Montage an dem Frontbereich (24), einen röhrenförmigen Kupplungsbereich (30), der sich seitlich weg von dem Ringbereich (29) erstreckt und längs einer axialen Ebene in zwei Hälften (31, 32) geteilt ist, die jeweils durch einen jeweils zugehörigen Endbereich (33, 34) gehalten sind, wobei die Kupplungsbereichshälften (31, 32) gemeinsam eine Innenhülse (40) zum Aufnehmen und Halten der Mehrkontaktbuchse (27) bilden, und ein Außengewinde (37) zum Zusammenwirken mit dem Innengewinde (38) der Kupplungshülse (39) beim Verbinden des Kabelverbindungssteckers (28) mit dem Befestigungselement (26) aufweist, wobei der Ringbereich (29) und die Kupplungsbereichshälften (31, 32) elastisch dehnbar sind, um den Zusammenbau der Kabelverbindung (20) zu erleichtern.

2. Motorschrauber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungshülse (39) einen Innenabsatz (49), der eine Axialstütze für Bauteile (46, 47, 48, 42, 43) des Verbindungssteckers (28) bildet, und einen röhrenförmigen Schürzenbereich (51) aufweist, der sich nach hinten von dem Gewindebereich (38) erstreckt, wobei der Innenabsatz (49) mechanische Schutzmittel für Bauteile (46, 47, 48, 42, 43) des Verbindungssteckers (28) und für einen Endabschnitt des Kabels (19) bildet, wenn das Kabel (19) mit dem Verbindungsstecker (28) verbunden ist.

3. Motorschrauber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsstecker (28) eine Mehrkontakteinheit (42), die mit den Adern des Kabels (19) elektrisch verbindbar ist, und eine Montagehülse (43) aufweist, die mechanisch mit dem Kabel (19) verbindbar ist und aus zwei halbröhrenförmigen Schalen (46, 47) besteht, die gemeinsam eine Innenhülse (48) zum Halten der Mehrkontakteinheit (42) und einen Außenabsatz (50) zum formschlüssigen Zusammenwirken mit dem Innenabsatz (49) der Kupplungshülse (39) bilden.

4. Motorschrauber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die das elektrische Signal verarbeitenden Bauteile an der Außenseite des Frontbereiches (24) angeordnet sind und der offene Ringbereich (29) eine Schutzabdeckung für diese Bauteile bildet.

5. Motorschrauber nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronischen Bauteile eine oder mehrere lichtemittierende Vorrichtungen umfassen und der Ringbereich (29) mit einer oder mehreren radialen Durchgangsöffnungen (41) versehen ist, wodurch die lichtemittierenden Vorrichtungen von der Außenseite des Ringbereichs (29) durch die Öffnung bzw. Öffnungen (41) sichtbar sind.

6. Motorschrauber nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronischen Bauteile eine oder mehrere lichtemittierende Vorrichtungen umfassen und der Ringbereich (29) aus einem lichtdurchlässigen, harzähnlichen Material besteht, durch welches die lichtemittierenden Vorrichtungen von der Außenseite des Ringbereichs (29) sichtbar sind.

7. Motorschrauber nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) mit einem pistolenartigen Griff (11) ausgebildet ist und das Befestigungselement (26) in einer vorbestimmten Winkelstellung relativ zu dem Frontbereich (24) angebracht ist, während der Frontbereich (24) an dem Gehäuse (10) in einer Anzahl alternativer Winkelstellungen befestigbar ist, um verschiedene Richtungen der Kabelverbindung relativ zur Ausrichtung des Griffes (11) zu ermöglichen.







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