DE3321635C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine federbelastete Rutschkupplung und Getriebeausbildung an einem motorbe­ triebenen Schraubendreher nach dem Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1.

Eine derartige Rutschkupplung und Getriebeausbildung ist aus der DE-AS 26 18 711 bekannt. Bei der bekannten Ein­ richtung wirken ein Sperrad (Rastenhülse), eine Feder und ein Federsitz (Spannhülse) zusammen. Der Federsitz ist in Axialrichtung bewegbar, indem eine Verstelltrommel (Stell­ mutter und Einstellhülse) gedreht werden. Der Federsitz ist dabei mit der Arbeitsspindel starr verbunden. Bei ei­ nem Drehen der Einstellhülse wird somit offensichtlich das gesamte Vorderteil der Schraubendreher in Axialrichtung verschoben. Das Sperrad (Rastenhülse) ist über ein Vier­ keilprofil drehfest, jedoch axial verschiebbar mit der Ar­ beitsspindel verbunden.

Somit sind hierbei die relativ zueinander verschiebbaren Teile, nämlich Sperrad und Federsitz, an der Arbeitsspin­ del selbst gelagert. Darüber hinaus erfolgt die Verschie­ bung der Spannhülse über eine Verschiebung des gesamten Vorderteiles des Schraubendrehers.

Aus der DE-AS 18 16 218 ist ein Werkzeug, insbesondere Spannwerkzeug zum Anziehen von Muttern, bekannt, bei dem anstelle einer Verstelltrommel ein mit dem Gehäuse fest verschraubtes Schraubstück Verwendung findet. Hierbei ist somit keine manuelle Herstellung der Spannkraft der Feder vorgesehen. Vielmehr wird durch eine Anhebung eines Gelenkhebels eine Kupplungshälfte relativ zur anderen Kupplungshälfte axial verschoben, wodurch auch eine Hül­ se verschoben wird, die ein Verschwenken eines weiteren Hebels bewirkt, der eine entsprechende Ventilbetätigung herbeiführt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders einfach ausgebildete und einfach montierbare federbela­ stete Rutschkupplung und Getriebeausbildung an einem mo­ torbetriebenen Schraubendreher zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer federbela­ steten Rutschkupplung und Getriebeausbildung der angege­ benen Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Patent­ anspruchs 1 gelöst.

Beim Erfindungsgegenstand sind sowohl das Sperrad als auch der Federsitz radial außen am Getriebegehäuse axial verschiebbar gelagert. Es erfolgt somit keine Festlegung an der Arbeitsspindel, welche von den genannten Einrich­ tungen unabhängig ist. Bei einer Drehung der Verstell­ trommel wird der Federsitz über den vorgesehenen Nocken axial verschoben, wobei hierdurch, da Federsitz und Sperr­ rad nicht an der Arbeitsspindel festgelegt sind, keine Verschiebung der Arbeitsspindel erfolgt.

Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbei­ spiels in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen er­ läutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht eines motorbetriebenen Schrau­ bendrehers;

Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch den in Fig. 1 ge­ zeigten Schraubendreher;

Fig. 3 einen vergrößerten Teilvertikalschnitt durch einen Drehmomenteinstellmechanismus und ein Reduktionsge­ triebe, das ein Planetengetriebe umfaßt, die im motorbetriebenen Schraubendreher der Fig. 1 ange­ ordnet sind, wobei die Teile in einer Lage darge­ stellt sind, in der das kleinste Drehmoment er­ zeugt wird;

Fig. 4 eine Ansicht ähnlich Fig. 3, in der die Teile in einer Lage dargestellt sind, in der keine Dreh­ momenteinstellung stattfinden kann;

Fig. 5 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des Drehmomenteinstellmechanismus und des Redukti­ onsgetriebes;

Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie VI-VI in Fig. 3;

Fig. 7 eine vergrößerte Teilseitenansicht der miteinan­ der kämmenden Zähne eines Sonnenrades und eines Sperrades; und

Fig. 8 einen vergrößerten Teilschnitt durch einen Aus­ gangsflansch und eine Ausgangswelle, die inein­ andergepaßt sind.

Wie aus den Fig. 1 und 2 hervorgeht, besitzt ein motorbetriebener Schraubendreher mit federbelasteter Rutsch­ kupplung und Getriebeausbildung zwei Gehäuseteile 1, 2, die einen sich davon nach unten erstreckenden Handgriff 3 umfassen. Eine Batterie 4 ist im rückwärtigen Endabschnitt der Gehäuse­ teile 1, 2 untergebracht. Im Handgriff 3 ist ein Schalter 5 und ein T-Handgriff 6 zum Lösen und Anziehen eines Spannfutters untergebracht. Der motorbetriebene Schrauben­ dreher weist des weiteren in seinem mittleren Abschnitt einen Elektromotor 7 und in seinem vorderen Abschnitt eine federbelastete Rutschkupplung und Getriebeausbildung 8 sowie ein aus einem Ausgleichsplanetengetriebe be­ stehendes Reduktionsgetriebe 9 auf. Die Gehäuseteile 1, 2 sind über zwei Schrauben und eine um einen hinteren Abschnitt der Gehäuseteile herum befestigte Schelle 11 miteinander verbunden. Ein Aufhänger 10 ist an der Schelle 11 befestigt.

Wie in Fig. 3 und 4 gezeigt ist, besteht das Planeten­ reduktionsgetriebe aus einem Reduktionsgetriebemechanis­ mus, der zwei tandemförmig angeordnete Planetengetriebe um­ faßt, die ein Drehmoment vom Motor 7 auf eine Ausgangs­ welle 14 übertragen. Der Motor 7 weist eine Motorwelle 16 auf, an der ein Ritzel 15 befestigt ist, und besitzt eine vordere Endfläche 18, die über Schrauben 19 a an einem Motorträger 17 befestigt ist, welcher durch Schrauben 19 b an einem Getriebegehäuse 20 fixiert ist.

Im Getriebegehäuse 20 ist ein Sonnenrad 23 drehbar ge­ lagert, das ein zylindrisches Gehäuse 49 mit einer Innen­ verzahnung 21, einer vorderen Endfläche 55 mit darauf aus­ gebildeten Zähnen 22 und einem Abschnitt 51 mit kleinerem Durchmesser, der koaxial um die Ausgangswelle 14 herum vorsteht, aufweist. Ein erstes Planetengetriebe 25 ist im Sonnenrad 23 angeordnet, kämmt mit diesem und besitzt einen Flansch 29, auf dem ein Übertragungsrad 24 gelagert ist. Das Ritzel 15 an der Motorwelle 16 wird mit den Planetenrädern des ersten Planetengetriebes 25 konzen­ trisch zu diesen in kämmendem Eingriff gehalten, so daß eine Kraftübertragung stattfinden kann. Ein zweites Planetengetriebe 27 ist ebenfalls im Sonnenrad 23 ange­ ordnet, kämmt mit diesem und besitzt einen Ausgangsflansch 26. Das Übertragungsrad 24 des ersten Planetengetriebes 25 wird mit den Planetenrädern des zweiten Planetenge­ triebes 27 konzentrisch zu diesen in kämmendem Eingriff gehalten, so daß eine Kraftübertragung stattfinden kann. Der Ausgangsflansch 26 ist mit radial verlaufenden Keilen mit Evolventenflanken versehen, die mit radial auswärts gerichteten Keilen 28 mit Evolventenflanken am hinteren Endabschnitt 50 der Ausgangswelle 14 kämmen, wie in Fig. 8 gezeigt. Das Übertragungrad 24 des ersten Planetenge­ triebes 25 ist über einen Stift 59 drehbar mit dem, hinteren Endabschnitt 50 der Ausgangswelle 14 verbunden, und zwar koaxial zu dieser. Die Ausgangswelle 14 ist an ihrem vorderen Ende mit einem Spannfutter 12 versehen, in das ein Schraubendreherwerkzeug 13 (Fig. 1) einge­ spannt werden kann. Eine Druckplatte 30 ist axial zwischen dem Motorträger 17 und dem ersten Planetengetriebe 25 an­ geordnet. In ähnlicher Weise befindet sich eine Druck­ platte 31 axial zwischen dem Flansch 29 des ersten Planetengetriebes 25 und dem zweiten Planetengetriebe 27. Diese Druckplatten 30, 31 nehmen die Axialkräfte auf. Der vordere Endabschnitt der Ausgangswelle 14 ist durch ein Kugellager 32 drehbar an einer Verstelltrommel 33 gelagert, die einen hinteren Endabschnitt 52 aufweist, der drehbar in einem vorderen Endabschnitt 53 der Gehäuse­ teile 1, 2 montiert ist, so daß beide Abschnitte mitein­ ander verriegelt sind. Das Kugellager 32 wird durch eine an der Verstelltrommel 33 befestigte Ringscheibe 58 an Ort und Stelle gehalten. Die Ausgangswelle 14 besitzt einen hinteren Endabschnitt, der drehbar in einem Lager 34 gelagert ist, welches mittels Preßpassung in einem vorderen Endabschnitt des Sonnenrades 23 montiert ist.

Die vordere Endfläche 55 des Sonnenrades 23 weist eine Vielzahl von Zähnen 22 auf, die in Axialrichtung vorstehen und um einen Umfangsrand der vorderen Endfläche 55 herum im Abstand angeordnet sind. Ein Sperrad 36 ist über den Abschnitt 51 mit kleinerem Durchmesser des Sonnenrades 23 gepaßt und besitzt eine Vielzahl von Zähnen 35, die auf einer hinteren Endfläche 56 mit Abstand um einen Umfangsrand herum angeordnet sind. Die Zähne 35 besitzen die gleiche Form wie die Zähne 22. Sie werden normaler­ weise durch die Kraft einer Kupplungsfeder 37, die die Form einer Druckfeder besitzt und in Axialrichtung zwischen dem Sperrad 36 und einem koaxial um die Aus­ gangswelle 14 herum angeordneten Federsitz 38 wirkt, in kämmenden Eingriff mit den Zähnen 22 gedrückt. Wie in Fig. 7 gezeigt ist, besitzen die Zähne 22, 35 geneigte, miteinander in Eingriff tretende Flächen 43 a, 43 b, durch die die Zähne 22, 35 gegeneinander gleiten können, wenn das Sonnenrad 23 und das Sperrad 36 relativ zueinander verdreht werden. Das Getriebegehäuse 20 umfaßt einen Vorderabschnitt 54, der mit einer Vielzahl von Axialnuten 39 versehen ist, die in einer inneren Umfangsfläche aus­ gebildet sind. Das Sperrad 36 besitzt eine Vielzahl von radialen Zähnen oder Vorsprüngen 40 a, die im Abstand auf einer äußeren Umfangsfläche des Sperrades ausgebildet sind. In ähnlicher Weise ist der Federsitz 38 mit einer Vielzahl von radialen Zähnen oder Vorsprüngen 40 b ver­ sehen, die im Abstand um seine äußere Umfangsfläche herum angeordnet sind. Die Zähne 40 a, 40 b sind axial beweglich, jedoch nicht drehbar in die Nuten 39 des Getriebegehäuses 20 eingepaßt, wie aus Fig. 6 hervorgeht. Wie die Fig. 3 und 4 zeigen, weist das Sperrad 36 einen ringförmigen Vorsprung 48 auf, und der Federsitz 38 besitzt einen ringförmigen Vorsprung 47, der dem ringförmigen Vorsprung 38 axial gegenüberliegt. Die ringförmigen Vorsprünge 47, 48 weisen jeweils Endflächen 44, 45 auf, die in Axialrichtung einen geringen Abstand 46 voneinander besitzen, wenn das Sperrad 36 und der Federsitz 38 die in Fig. 4 darge­ stellte Relativposition einnehmen.

Die Verstelltrommel 33 ist mit einem inneren Axialflansch 57 versehen, auf dem ein abgestufter Nocken 41 angeordnet ist, der gleitend gegen den Federsitz 38 ge­ halten wird. Wenn die Verstelltrommel 33 um ihre eigene Achse gedreht wird, bewirkt der abgestufte Nocken 41 eine Axialverschiebung des Federsitzes 38.

Das Getriebegehäuse 20 ist über Schrauben 42 an den Ge­ häuseteilen 1, 2 befestigt. Die Verstelltrommel 33 ist in Drehrichtung gleitend über den Vorderabschnitt 54 des Ge­ triebegehäuses 20 gepaßt. Die Drehbewegung der Verstell­ trommel 33 wird durch einen Anschlag 60 am Getriebege­ häuse 20 begrenzt.

Die in der vorstehend beschriebenen Weise gestaltete federbelastete Rutschkupplung und Getriebeausbildung funktioniert folgender­ maßen: die von dem vom Motor 7 angetriebenen Ritzel 15 abgegebene Drehkraft wird über das erste und zweite Planetengetriebe 25, 27 auf die Ausgangswelle 14 über­ tragen. Wenn dabei ein Drehmoment auf die Ausgangswelle einwirkt, möchte sich das Sonnenrad 23 durch die en­ stehende Reaktionskraft drehen, kann dies jedoch nicht tun, da die Zähne 22 an der vorderen Endfläche 55 des Sonnenrades 23 und die Zähne 33 an der hinteren Endfläche 56 des Sperrades 36 miteinander kämmen. Wenn das an der Ausgangswelle 14 anstehende Drehmoment auf einen bestimm­ ten Wert ansteigt, werden die Zähne 22 des Sonnenrades 23 so beaufschlagt, daß sie über die Zähne 35 des Sperrades gegen die von der Kupplungsfeder 37 ausgeübte elastische Kraft laufen. Das Sperrad 36 wird nunmehr in Axialrichtung vom Sonnenrad 23 weggeschoben, und die Ausgangswelle 14 wird durch das anstehende Drehmoment gestoppt. Dabei wird das Sonnenrad 23 durch die Planetengetriebe 25, 27 relativ zum Sperrad 36 gedreht. Der Drehmomentwert kann durch Drehen der Verstelltrommel 33 und die dadurch erfolgende Bewegung des Federsitzes 38 in Axialrichtung verstellt werden. Dadurch wird die Axiallänge der unter Kompression stehenden Kupplungsfeder 37 und somit die von der Kupp­ lungsfeder abgegebene Druckkraft verändert. In Fig. 3 ist der Federsitz 38 in der entferntesten Stellung vom Sperrad 36 dargetellt, so daß eine minimale Kompressions­ kraft von der Kupplungsfeder 37 ausgeübt wird. In dieser Lage ist der Drehmomentwert am geringsten. In Fig. 4 ist der Federsitz 38 in der dem Sperrad 36 nächstgelegenen Position dargestellt, wobei die Endflächen 44, 45 der Vorsprünge 47, 48 nur durch den kleinen Spalt 46 von­ einander getrennt sind. Das Sperrad 36 ist hierbei der größten Druckkraft der Kupplungsfeder 37 ausgesetzt und kann durch den geringen verbleibenden Abstand 46 im wesentlichen nicht mehr in Axialrichtung gegen den Feder­ sitz 38 verschoben werden. Die Ausgangswelle 14 wird daher immer in dieser Lage gedreht, wobei keine Möglichkeit zur Drehmomentverstellung besteht.

Die vorstehend beschriebene Rutschkupplung und Getriebeausbildung weist eine Reihe von praktischen Vorteilen auf.

Da das Sonnenrad 23 und das Sperrad 36 über ihre Zähne 22, 35 in kämmendem Eingriff gehalten werden, kämmen sie in beständiger und zuverlässiger Weise miteinander. Die Zähne 22, 35 stehen in Oberflächenkontakt miteinander, so daß sich eine bessere Verschleißfestigkeit ergibt. Die ab­ geschrägten Flächen 43 a, 43 b der Zähne 22, 35 sind so ge­ richtet, daß die Zähne 22, 35 in einer Drehrichtung der Ausgangswelle 14 leichter aus ihrem Eingriff herausge­ drückt werden. Dadurch kann man für eine Drehung der Aus­ gangswelle 14 in Normalrichtung und in umgekehrter Richtung ein unterschiedliches Drehmomentübertragungsvermögen er­ reichen.

Wie vorstehend beschrieben, kann man die Ausgangswelle 14 in einfacher Weise in einen Zustand bringen, in dem keine Drehmomentverstellung möglich ist, indem man die Verstell­ trommel 33 dreht und den Federsitz 38 in die in Fig. 4 dargestellte Lage bringt. In dieser Lage wird die Ausgangs­ welle 14 durch den Motor 7 über das erste und zweite Planetengetriebe 25, 27 gedreht, ohne daß irgendein Schlupf auftritt.

Das Planetenreduktionsgetriebe 9 und die Rutschkupplung und Getriebeausbildung 8 sind im Getriebegehäuse 20 angeordnet, und der hintere Endabschnitt 50 der Ausgangswelle 14 ist in dem Lager 34, das fest in den vorderen Abschnitt 51 des Sonnenrades 23 mit kleinerem Durchmesser eingepaßt ist, drehbar gelagert. Dadurch kann die Ausgangswelle 14 genau in Position gehalten werden, so daß sich das Spannfutter 12 ohne große Taumelbewegungen um seine eigene Achse drehen kann. Da die Rutschkupplung und Getriebeausbildung 8 einen relativ kleinen Außendurchmesser aufweisen kann, kann das Profil des vorderen Abschnittes des Schraubendrehers, insbesondere das der Verstelltrommel 33, dünner ausgebildet werden, so daß der Benutzer während der Betätigung des Gerätes das in das Spannfutter 12 eingespannte Werkzeug 13 visuell über­ prüfen kann.

Das Planetenreduktionsgetriebe 9 und die Rutschkupplung und Getriebeausbildung 8 sind durch die Evolventenkeilkupplung zwischen dem Ausgangsflansch 26 des zweiten Planetenge­ triebes 27 und der Ausgangswelle 14 voneinander getrennt. Sie können somit unabhängig voneinander montiert und dann zusammengebaut werden. Der gesamte Montagevorgang ist daher einfach und billig. Aus dem gleichen Grunde können das Planetenreduktionsgetriebe 9 und die Rutschkupplung und Getriebeausbildung 8 in äußerst ein­ facher Weise demontiert und repariert werden. Die Evolventenkeilkupplung besitzt ein automatisches Zentrier­ vermögen, so daß das zweite Planetengetriebe 27 ohne örtlichen Zahnkontakt in glatter Weise mit dem Sonnenrad 23 kämmen kann. Dadurch besitzen die Zahnräder eine längere Betriebsdauer, und es entstehen weniger Geräusche.

Da der hintere Endabschnitt 52 der Verstelltrommel 33 vom vorderen Endabschnitt 53 der Gehäuseteile 1, 2 drehbar ge­ halten wird, wird die Verstelltrommel 33 durch eine ver­ einfachte Befestigung, die keine teure Konstruktion be­ sitzt, fixiert. Der Vorderabschnitt 54 des Getriebege­ häuses 20, über den die Verstelltrommel 33 drehbar gepaßt ist, ist in Axialrichtung relativ lang ausgebildet, so daß die Verstelltrommel 33 genau und zuverlässig darauf gegen unerwünschte Taumelbewegungen der Ausgangswelle 14 ge­ halten wird. Die Verstelltrommel 33 deckt die gesamte Rutschkupplung und Getriebeausbildung 8 ab, so daß diese gegen das Eindringen von Schmutzpartikeln oder anderen schäd­ lichen Bestandteilen geschützt ist.

Claims (7)

1. Federbelastete Rutschkupplung und Getriebeausbildung an einem motorbetriebenen Schraubendreher, der ein Ge­ häuse, einen im Gehäuse gelagerten Motor, eine Motorwel­ le und eine ein Spannfutter für ein Schraubendreherwerk­ zeug tragende Ausgangswelle aufweist, mit einem im Ge­ häuse montierten und mit der Motorwelle und der Ausgangs­ welle gekuppelten Planetenreduktionsgetriebe, das ein drehbar im Gehäuse gelagertes und eine Vielzahl von er­ sten Zähnen aufweisendes Element besitzt, einem am Gehäu­ se befestigten zylindrischen Getriebegehäuse, einem im zylindrischen Getriebegehäuse angeordneten Sperrad mit einer Vielzahl von zweiten Zähnen und einer Vielzahl von Vorsprüngen, die in Axialnuten eines Lagerelementes für das Sperrad eingepaßt sind, einem im Getriebegehäuse an­ geordneten Federsitz, einer zwischen dem Sperrad und dem Federsitz wirkenden Feder, die normalerweise das Sperr­ rad so unter Druck setzt, daß die zweiten Zähne in käm­ mendem Eingriff mit den ersten Zähnen gehalten werden, und einer drehbar am Getriebegehäuse montierten Verstell­ trommel, in der die Ausgangswelle drehbar gelagert ist und mittels der der Abstand zwischen Sperrad und Feder­ sitz variierbar ist, so daß die Feder in Abhängigkeit von einer Drehbewegung der Verstelltrommel eine verän­ derliche elastische Kraft um ihre Achse erzeugen kann, die auf das Sperrad einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebegehäuse (20) das Lagerelement für das Sperrad (36) ist, daß der Federsitz (38) eine Vielzahl von zweiten Vorsprüngen aufweist, die in die Axialnuten (39) des Getriebegehäuses (20) eingepaßt sind, und daß die Verstelltrommel (33) einen gleitend am Federsitz (38) gehaltenen Nocken (41) aufweist, der bei einer Dre­ hung der Verstelltrommel (33) den Federsitz (38) relativ zur Trommel in Richtung auf das Sperrad (36) oder von diesem weg bewegt.

2. Schraubendreher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Planetenreduktionsgetriebe (9) zwei tandem­ artig und koaxial zwischen der Motorwelle und der Aus­ gangswelle (14) angeordnete Planetengetriebe (25, 27) umfaßt.

3. Schraubendreher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Verstelltrommel (33) ein drehbar zwi­ schen dem Gehäuse und dem Getriebegehäuse (20) gehaltenes Ende aufweist.

4. Schraubendreher nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangswelle (14) durch ein Kugellager (32) auf der Verstelltrommel (33) und durch ein Lager im Element (23) drehbar gelagert ist und daß das Reduktionsgetriebe (9) einen Ausgangs­ flansch (26) aufweist, der über eine Evolventenkeilkupp­ lung mit der Ausgangswelle verbunden ist.

5. Schraubendreher nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Zähne abgeschrägte Flächen (43 a, b) aufweisen, die mit­ einander in Gleiteingriff stehen.

6. Schraubendreher nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrad (36) und der Federsitz (38) ringförmige Vorsprünge (47, 48) be­ sitzen, die um die Ausgangswelle herum angeordnet sind, und daß die Feder (37) um die Vorsprünge herumgewickel­ te Enden aufweist.

7. Schraubendreher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Vorsprünge (47, 48) gegenüberliegende axiale Endflächen aufweisen, daß der Nocken (41) so bemessen ist, daß bei einer vollständigen Verschiebung des Feder­ sitzes (38) in Axialrichtung gegen das Sperrad (36) durch den Nocken in Abhängigkeit von einer Drehbewegung der Verstelltrommel (33) die axialen Endflächen der Vorsprün­ ge einen Abstand voneinander aufweisen, der klein genug ist, um zu verhindern, daß die ersten und zweiten Zähne aus ihrem kämmenden Eingriff ausgerückt werden.