DE10125641C2

DE10125641C2 - Handwerkzeugmaschine

Info

Publication number: DE10125641C2
Application number: DE2001125641
Authority: DE
Inventors: Joachim Schmezer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2001-05-25
Filing date: 2001-05-25
Publication date: 2003-08-21
Anticipated expiration: 2021-05-26
Also published as: GB0210904D0; DE10125641A1; GB2375983A; SE0201433D0; GB2375983B; SE524130C2; SE0201433L

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Handwerkzeugmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei pneumatisch antreibbaren Winkelschraubern ist bekannt, das Drehmoment mit einer Abschaltkupplung zu begrenzen und über die Abschaltkupplung eine Antriebsverbindung zu unter brechen. In einem Bund einer von einem Motor antreibbaren An triebswelle sind Axialbohrungen eingebracht, in denen Mitnah mekugeln gelagert sind. Auf einer dem Motor zugewandten Seite des Bunds der Antriebswelle ist auf der Antriebswelle ein in Richtung Bund federbelasteter Abschaltring gelagert, der die Mitnahmekugeln axial durch die Axialbohrungen in Ausnehmungen einer in axialer Richtung zum Bund weisenden Kurvenfläche ei nes Kupplungsteils der Abschaltkupplung drückt, das auf der dem Motor abgewandten Seite des Bunds auf der Antriebswelle gelagert ist. Ein Drehmoment von der Antriebswelle wird über die Mitnahmekugeln auf das Kupplungsteil und vom Kupplungs teil auf ein Kegelrad eines Winkelgetriebes des Winkelschrau bers übertragen.

In der als Hohlwelle ausgebildeten Antriebswelle ist ein Sperrbolzen der Abschaltkupplung gelagert, der über eine auf der dem Kupplungsteil zugewandten bzw. dem Motor abgewandten Seite über eine Schraubendruckfeder in Richtung Motor bela stet ist. In den Sperrbolzen ist auf der dem Motor zugewand ten Seite in Richtung Kupplungsteil eine axiale Sacklochboh rung eingebracht, die in einer durchgehenden Radialbohrung des Sperrbolzens mündet. Die axiale Sacklochbohrung ist auf der dem Motor zugewandten Seite mit einem Gewindestift ver schlossen, an dem ein mit einem Abschaltventil in Verbindung stehender Zylinderstift anliegt.

In der axialen Sacklochbohrung des Sperrbolzens ist eine Um lenkkugel angeordnet, die über eine in axialer Richtung aus gerichtete und am Gewindestift abgestützte Kupplungsfeder in Richtung der Radialbohrung belastet ist. In der Radialbohrung sind innere Sperrkugeln angeordnet, die radial nach innen in die Axialbohrung und radial nach außen über den Sperrbolzen in Radialbohrungen der Antriebswelle ragen und an äußeren Ku geln abgestützt sind. Die äußeren Kugeln ragen radial nach außen über die Radialbohrungen der Antriebswelle und sind am Abschaltring abgestützt. Über die Sperrkugeln wird der Sperr bolzen in seiner Betriebsstellung gehalten.

Wird ein vorbestimmtes Drehmoment überschritten, werden die Mitnahmekugeln durch die Kurvenfläche des Kupplungsteils und mit den Mitnahmekugeln der Abschaltring axial in die vom Kupplungsteil abgewandte Richtung verschoben. Der Ab schaltring wirkt mit einer radial inneren Konusfläche auf die äußeren Kugeln und verschiebt die äußeren und die inneren Ku geln radial nach innen gegen die Umlenkkugel, wobei die Um lenkkugel in axialer Richtung zum Motor gegen die Kupplungs feder im Sperrbolzen verschoben wird, und zwar so weit, bis die inneren Sperrkugeln vollständig in der Radialbohrung des Sperrbolzens versenkt sind. Der Sperrbolzen wird anschließend durch am Abschaltventil anstehende Druckluft und durch eine Spannkraft einer Ventilfeder des Abschaltventils über den Zy linderstift entgegen die dem Kupplungsteil zugewandte Schrau bendruckfeder in Richtung Kupplungsteil verschoben, das Ab schaltventil geschlossen und die Luftzufuhr zum Motor unter brochen.

Fällt das übertragene Drehmoment ab, werden die Mitnahmeku geln über den federbelasteten Abschaltring lagestabil zurück in die Ausnehmungen der Kurvenfläche des Kupplungsteils ge drückt. Der Luftdruck am Abschaltventil fällt ab, und der Sperrbolzen wird über die dem Kupplungsteil zugewandte Schraubendruckfeder zurück in seine Ausgangsstellung in die vom Kupplungsteil abgewandte Richtung verschoben. Das Ab schaltventil wird geöffnet, und die inneren Sperrkugeln wer den durch die im Sperrbolzen angeordnete Kupplungsfeder und über die Umlenkkugel radial nach außen aus dem Sperrbolzen in ihre Sperrstellung gedrückt.

Um zu vermeiden, daß sich der Sperrbolzen in der Antriebswel le verdreht, ist an den Sperrbolzen an der dem Kupplungsteil zugewandten Seite ein Außensechskant angeformt, der in einen an die Antriebswelle angeformten Innensechskant eingreift.

Ferner ist auf der dem Motor zugewandten Seite in die An triebswelle eine Radialbohrung eingebracht, in der ein in die als Hohlwelle ausgeführte Antriebswelle ragender Stift einge bracht ist, der einen Anschlag für den Sperrbolzen bildet und diesen im demontierten Zustand der Antriebswelle in eine axi ale Richtung verliersicher in der Antriebswelle hält.

Aus der DE 44 30 186 A1 ist eine Handwerkzeugmaschine, insbe sondere ein pneumatisch antreibbarer Schrauber, bekannt, mit der ein Werkzeug rotierend antreibbar ist und die eine Ab schaltkupplung sowie einen federbelasteten Sperrbolzen auf weist, der über zumindest ein Sperrelement in seiner Be triebsstellung gehalten ist. Zur Unterbrechung einer An triebsverbindung beim Überschreiten eines Drehmoments ist das Sperrelement gegen eine Federkraft einer Kupplungsfeder aus lenkbar, so dass der Sperrbolzen in seine Abschaltstellung verschiebbar ist, wobei die Kupplungsfeder in Bewegungsrich tung des Sperrelements elastisch auslenkbar ist.

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung geht aus von einer Handwerkzeugmaschine, insbe sondere von einem pneumatisch antreibbaren Schrauber, mit der ein Werkzeug rotierend antreibbar ist, und mit einer Ab schaltkupplung, die einen federbelasteten Sperrbolzen auf weist, der über zumindest ein Sperrelement in seiner Be triebsstellung gehalten ist, wobei zur Unterbrechung einer Antriebsverbindung beim Überschreiten eines Drehmoments das Sperrelement gegen eine Federkraft einer Kupplungsfeder auslenkbar und der Sperrbolzen in seine Abschaltstellung ver schiebbar ist.

Vorteilhaft ist die Kupplungsfeder in Bewegungsrichtung des Sperrelements elastisch auslenkbar. Ein Umlenkmittel und eine Axialbohrung im Sperrbolzen sowie ein die Axialbohrung ver schließendes Mittel können vermieden und zusätzliche Bautei le, Montageaufwand und Gewicht können eingespart werden. Fer ner kann insbesondere ein einfach herzustellender, kosten günstiger Sperrbolzen erzielt werden.

Die Kupplungsfeder kann über ein Zwischenbauteil, beispiels weise über ein eine Federauflage bildendes Zwischenbauteil, oder vorteilhaft direkt auf das Sperrelement wirken.

Ist das Sperrelement in einem radialen Kanal im Sperrbolzen geführt und ist im radialen Kanal die Kupplungsfeder angeord net, kann eine einfache Konstruktion erreicht werden, bei der im wesentlichen auf bereits bekannte Standardbauteile zurück gegriffen werden kann.

Ist der Kanal zu einer Seite geschlossen, können Sperrelemen te eingespart werden, und es ist mit wenigen Sperrelementen eine vorteilhafte Funktion erreichbar. Ferner kann der Her stellaufwand des Sperrbolzens reduziert werden. Eine Nachbe arbeitung einer zweiten Öffnung am Außenumfang des Sperrbol zens kann entfallen. Zudem kann eine platzsparende, für klei ne Handwerkzeugmaschinen besonders geeignete Abschaltkupplung erreicht werden. Der Kanal kann durch verschiedene Verfahren in den Sperrbolzen eingebracht sein, besonders kostengünstig wird dieser jedoch in einem Bohrverfahren eingebracht und ist vorzugsweise von einer Sacklochbohrung gebildet.

Ferner kann die Kupplungsfeder von verschiedenen, dem Fach mann als sinnvoll erscheinenden Federn aus unterschiedlichen Materialien, wie beispielsweise aus Gummi oder Federstahl usw., und mit verschiedenen Bauformen gebildet sein, bei spielsweise von einer Blattfeder usw. Ist die Feder jedoch von einer Schraubendruckfeder gebildet, kann vorteilhaft auf kostengünstige Standardbauteile zurückgegriffen werden.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorge schlagen, dass ein axiales Anschlagelement des Sperrbolzens einstückig mit einer Verdrehsicherung des Sperrbolzens ausge führt ist. Zusätzliche Bauteile können eingespart und eine kostenintensive Außenkontur des Sperrbolzens und eine mit der Außenkontur korrespondierende Kontur eines Lagerbauteils des Sperrbolzens, insbesondere einer Antriebswelle, können ver mieden werden. Das Anschlagelement wird dabei vorteilhaft von einem in eine Längsnut des Sperrbolzens eingreifenden Bolzen gebildet.

Die erfindungsgemäße Lösung kann bei sämtlichen, dem Fachmann als hierfür geeignet erscheinenden Handwerkzeugmaschinen ein gesetzt werden, beispielsweise kann über den Sperrbolzen eine elektrische Versorgung eines Elektromotors unterbrochen wer den. Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Lösung jedoch bei pneumatisch angetriebenen Handwerkzeugmaschinen anwendbar, wie beispielsweise bei pneumatisch angetriebenen Win kelschraubern, bei denen über den Sperrbolzen besonders vor teilhaft ein pneumatisches Abschaltventil geschaltet werden kann.

Zeichnung

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbe schreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Winkelschrauber in einer Seitenansicht,

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt II aus Fig. 1 und

Fig. 3 eine zu Fig. 2 alternative Abschaltkupplung,

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Fig. 1 zeigt einen pneumatisch angetriebenen Winkelschrauber in einer Seitenansicht. Der Winkelschrauber besitzt in einem Gehäuseteil 46 eine über einen nicht näher dargestellten Ro tor und über einen Planetenträger 42 eines Planetengetriebes angetriebene Antriebswelle 44 (Fig. 2). Der Planetenträger 42 greift mit einem Wellenabschnitt, an den ein Außensechskant angeformt ist, an einem dem Motor zugewandten Ende der als Hohlwelle ausgebildeten Antriebswelle 44 in diese ein und ist über den Außensechskant drehfest mit einem an die Antriebs welle angeformten Innensechskant drehfest verbunden.

Ein vom Winkelschrauber übertragbares Drehmoment wird über eine Abschaltkupplung 10 bestimmt, die beim Überschreiten ei nes eingestellten Drehmoments eine Antriebsverbindung zwi schen der Antriebswelle 44 und einer mit einem Kegelrad dreh fest verbundenen Welle 50 eines Winkelgetriebes des Winkel schraubers unterbricht.

In einem Bund 48 der Antriebswelle 44 sind Axialbohrungen 52 eingebracht, in denen Mitnahmekugeln 54 gelagert sind. Auf einer dem Motor zugewandten Seite des Bunds 48 der Antriebs welle 44 ist auf der Antriebswelle 44 ein in Richtung Bund 48 über eine Schraubendruckfeder 56 federbelasteter Abschaltring 58 gelagert, der die Mitnahmekugeln 54 axial durch die Axial bohrungen 52 in Ausnehmungen 60 einer in axialer Richtung zum Bund 48 weisenden Kurvenfläche 62 eines Kupplungsteils 64 der Abschaltkupplung 10 drückt, das auf der dem Motor abgewandten Seite des Bunds 48 auf der Antriebswelle 44 gelagert ist.

In axialer Richtung ist das Kupplungsteil 64 über Rastkugeln 86 auf der Antriebswelle 44 gesichert. Die Rastkugeln 86 sind radial zwischen dem Kupplungsteil 64 und der Antriebswelle 44 angeordnet und greifen radial nach innen in eine am Außenum fang der Antriebswelle 44 angeordnete Umfangsnut 88 und radi al nach außen in eine am Innenumfang des Kupplungsteils 64 angeordnete Umfangsnut 90. Bei der Montage werden, nachdem das Kupplungsteil 64 auf die Antriebswelle 44 aufgeschoben ist, die Rastkugeln 86 über eine Radialbohrung 92 in die Um fangsnuten 88, 90 eingebracht. Anschließend wird die Radial bohrung 92 über einen Deckel 94 verschlossen.

Von der Antriebswelle 44 wird ein Drehmoment über die Mitnah mekugeln 54 auf das Kupplungsteil 64 und vom Kupplungsteil 64 auf die Welle 50 des Kegelrads übertragen. Die Welle 50 ist in eine Axialbohrung des Kupplungsteils 64 eingesteckt, und die Welle 50 und das Kupplungsteil 64 sind über einen an die Welle 50 angeformten Außensechskant 68 und über einen an das Kupplungsteil 64 angeformten Innensechskant 66 drehfest mit einander verbunden.

In der als Hohlwelle ausgebildeten Antriebswelle 44 ist ein Sperrbolzen 14 der Abschaltkupplung 10 gelagert, der über ei ne auf der dem Kupplungsteil 64 zugewandten bzw. dem Motor abgewandten Seite über eine Schraubendruckfeder 70 axial in Richtung Motor bzw. in die vom Kupplungsteil 64 abgewandte Richtung belastet ist.

In den Sperrbolzen 14 ist eine Radialbohrung 34 eingebracht, in der eine als Schraubendruckfeder ausgebildete Kupplungsfe der 30 angeordnet ist, die radial nach außen mit ihren Enden jeweils direkt auf eine innere, in der Radialbohrung 34 ge führte Sperrkugel 20, 22 wirkt. Die radial inneren Sperrku geln 20, 22 ragen radial nach außen über den Sperrbolzen 14 in Radialbohrungen 72, 74 der Antriebswelle 44 und sind je weils an einer äußeren Kugel 18, 24 radial nach außen abge stützt. Die radial äußeren Kugeln 18, 24 ragen radial nach außen über die Antriebswelle 44 und sind radial nach außen am Innenumfang des Abschaltrings 58 abgestützt. Über die Sperr kugeln 20, 22 wird der Sperrbolzen 14 in seiner Betriebsstel lung gehalten.

Wird ein vorbestimmtes Drehmoment überschritten, werden die Mitnahmekugeln 54 durch die Kurvenfläche 62 des Kupplungs teils 64 und mit den Mitnahmekugeln 54 der Abschaltring 58 axial in Richtung Motor und entgegen der Federkraft der Schraubendruckfeder 56 verschoben. Der Abschaltring 58 wirkt mit einer radial inneren Konusfläche 76 auf die äußeren Ku geln 18, 24 und verschiebt die äußeren Kugeln 18, 24 und die inneren Sperrkugeln 20, 22 radial nach innen gegen die Kupp lungsfeder 30, die in Bewegungsrichtung 32 der Sperrkugeln 20, 22 auslenkbar ist, und zwar so weit, bis die inneren Sperrkugeln 20, 22 vollständig in der Radialbohrung 34 des Sperrbolzens 14 versenkt sind. Der Sperrbolzen 14 wird an schließend durch eine an einem schematisch dargestellten Ab schaltventil 80 anstehende Druckluft und durch eine Spann kraft einer Ventilfeder 82 des Abschaltventils 80 über einen Zylinderstift 78 in Richtung Kupplungsteil 64 entgegen der Schraubendruckfeder 70 verschoben, das Abschaltventil 80 ge schlossen und die Luftzufuhr zum Motor unterbrochen. Eine Einstellung des Abschaltventils 80 und ein Toleranzausgleich erfolgt über unterschiedlich lange Zylinderstifte bzw. über Wechselstifte.

Fällt das Drehmoment ab, werden die Mitnahmekugeln 54 über den federbelasteten Abschaltring 58 lagestabil zurück in die Ausnehmungen 60 der Kurvenfläche 62 des Kupplungsteils 64 ge drückt. Der Sperrbolzen 14 wird über die Schraubendruckfeder 70 in die vom Kupplungsteil 64 abgewandte Richtung zurück in seine Ausgangsstellung bzw. Betriebsstellung verschoben, das Abschaltventil 80 wird geöffnet, und die inneren Sperrkugeln 20, 22 werden durch die im Sperrbolzen 14 angeordnete Kupp lungsfeder 30 radial nach außen aus dem Sperrbolzen 14 in ih re Sperrstellung verschoben.

Der Sperrbolzen 14 ist durch ein von einem Bolzen gebildetes Anschlagelement 38 axial in die vom Kupplungsteil 64 abge wandte Richtung in seiner Bewegung begrenzt und ist im demon tierten Zustand der Antriebswelle 44 in die vom Kupplungsteil 64 abgewandte axiale Richtung durch das Anschlagelement 38 verliersicher in der Antriebswelle 44 gehalten. Das Anschlag element 38 ist über einen Preßsitz in einer Radialbohrung 84 der Antriebswelle 64 gehalten und ragt radial nach innen in eine in Richtung Kupplungsteil 64 in seiner Länge begrenzte Längsnut 40 des Sperrbolzens 14. Das Anschlagelement 38 bil det damit gleichzeitig eine Verdrehsicherung des Sperrbolzens 14 in der Antriebswelle 44 bzw. ist einstückig mit einer Ver drehsicherung des Sperrbolzens 14 ausgeführt.

Der Sperrbolzen 14 besitzt unter Vernachlässigung der Längs nut 40 und der Radialbohrung 34 eine stets runde Quer schnittsfläche und ist dadurch besonders kostengünstig her stellbar.

In Fig. 3 ist eine alternative Abschaltkupplung 12 mit einem Sperrbolzen 16 dargestellt. Im wesentlichen gleichbleibende Bauteile sind grundsätzlich mit den gleichen Bezugszeichen beziffert. Ferner kann bezüglich gleichbleibender Funktionen und Merkmale auf die Beschreibung zum Ausführungsbeispiel in den Fig. 1 und 2 verwiesen werden.

Anstatt einer durchgehenden Radialbohrung besitzt der Sperr bolzen 16 eine radiale Sacklochbohrung 36. In der Sackloch bohrung 36 ist eine Kupplungsfeder 30 angeordnet, die am Grund der Sacklochbohrung 36 abgestützt ist und radial nach außen direkt auf eine innere Sperrkugel 28 wirkt. Die innere Sperrkugel 28 ist in der Sacklochbohrung 36 geführt und ragt radial nach außen in eine Radialbohrung 72 einer Antriebswel le 44. Radial nach außen ist die innere Sperrkugel 28 an ei ner radial äußeren Kugel 26 abgestützt, die radial nach außen über die Antriebswelle 44 ragt und radial nach außen an einem Innenumfang eines Abschaltrings 58 abgestützt ist.

Wird ein vorbestimmtes Drehmoment überschritten, werden die Kugeln 26, 28 entsprechend den Kugeln 18, 19, 22, 24 radial nach innen gegen die Kupplungsfeder 30 verschoben, die in Be wegungsrichtung 32 der Sperrkugel 28 auslenkbar ist.

Bezugszeichen

10

Abschaltkupplung

12

Abschaltkupplung

14

Sperrbolzen

16

Sperrbolzen

18

Kugel

20

Sperrelement

22

Sperrelement

24

Kugel

26

Kugel

28

Sperrelement

30

Kupplungsfeder

32

Bewegungsrichtung

34

Kanal

36

Kanal

38

Anschlagelement

40

Längsnut

42

Planetenträger

44

Antriebswelle

46

Gehäuseteil

48

Bund

50

Welle

52

Axialbohrung

54

Mitnahmekugel

56

Schraubendruckfeder

58

Abschaltring

60

Ausnehmung

62

Kurvenfläche

64

Kupplungsteil

66

Innensechskant

68

Außensechskant

70

Schraubendruckfeder

72

Radialbohrung

74

Radialbohrung

76

Konusfläche

78

Zylinderstift

80

Abschaltventil

82

Ventilfeder

84

Radialbohrung

86

Rastkugel

88

Umfangsnut

90

Umfangsnut

92

Radialbohrung

94

Deckel

Claims

1. Handwerkzeugmaschine, insbesondere pneumatisch antreibba rer Schrauber, mit der ein Werkzeug rotierend antreibbar ist, mit einer Abschaltkupplung (10, 12), die einen fe derbelasteten Sperrbolzen (14, 16) aufweist, der über zu mindest ein Sperrelement (20, 22, 28) in seiner Betriebs stellung gehalten ist, wobei zur Unterbrechung einer An triebsverbindung beim Überschreiten eines Drehmoments das Sperrelement (20, 22, 28) gegen eine Federkraft einer Kupplungsfeder (30) auslenkbar und der Sperrbolzen (14, 16) in seine Abschaltstellung verschiebbar ist, die Kupp lungsfeder (30) in Bewegungsrichtung (32) des Sperrele ments (18, 20, 22, 24, 26, 28) elastisch auslenkbar ist, das Sperrelement (20, 22, 28) in einem radialen Kanal (34, 36) im Sperrbolzen (14, 16) geführt und die Kupp lungsfeder (30) im radialen Kanal (34, 36) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (36) zu einer Seite geschlossen ist.

2. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass die Kupplungsfeder (30) unmittelbar auf das Sperrelement (20, 22, 28) wirkt.

3. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, dass der Kanal (36) von einer Sacklochboh rung gebildet ist.

4. Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsfeder (30) von einer Schraubendruckfeder gebildet ist.

5. Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein axiales An schlagelement (38) des Sperrbolzens (14, 16) einstückig mit einer Verdrehsicherung des Sperrbolzens (14, 16) aus geführt ist.

6. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, dass das Anschlagelement (38) von einem in eine Längsnut (40) des Sperrbolzens (14, 16) eingreifenden Bolzen gebildet ist.