DE3342880C2

DE3342880C2 - Einstellbare Drehmomentenbegrenzung für Elektrowerkzeuge

Info

Publication number: DE3342880C2
Application number: DE19833342880
Authority: DE
Inventors: Michael 7000 Stuttgart Beuthner; Michael Ing.(grad.) 7065 Winterbach Fuchs
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Techtronic Industries GmbH
Priority date: 1983-11-26
Filing date: 1983-11-26
Publication date: 1987-02-05
Also published as: DE3342880A1

Abstract

Um eine Kupplung für Elektrowerkzeuge, die eine Drehmomenteinstellung ermöglicht, in allen Belangen zu vereinfachen, sieht die Erfindung eine Einstellvorrichtung für das Drehmoment vor, die aus einem am Getriebehals des Elektrowerkzeugs geführten Stellring (26, 34, 38) und einem von diesem betätigbaren Stellglied (25, 40) besteht, das über ein einer Wandung (23, 42) des Getriebegehäuses (28) geführte Druckelemente (24) auf die Frontseite der das werkzeugseitige Ende der Druckfeder (21) aufnehmenden Druckscheibe (22) einwirkt (Fig. 1).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine einstellbare Drehmomentenbegrenzung für Elektrowerkzeuge gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
In der DE-OS 33 20 239 ist ein eine derartige Kupplung enthaltender Schraubvorsatz für Handbohrmaschinen dargestellt und beschrieben.
Abgesehen davon, daß es sich hierbei um ein Vorsatzgerät handelt, ist der Mechanismus zur Einstellung des Drehmoments verhältnismäßig aufwendig.
Durch die DE-AS 26 18 711 ist eine federbelastete Rutschkupplung für einen motorgetriebenen Schraubendreher bekannt, die durch Tellerfedern beaufschlagt ist, welche zwischen der Rutschkupplung und einem bezüglich des Gehäuses axial verstellbaren Spannglied eingespannt sind. Das Spannglied ist dabei durch Drehen einer über ein Gewinde mit dem Gehäuse verbundenen Einstellhülse axial verstellbar und zwischen dieser Hülse und dem Spannglied liegt eine über ein Gewinde mit der Einstellhülse verbundene Stellmutter. Durch Betätigung der Stellmutter ist die relative axiale Lage von Einstellhülse und Spannglied verstellbar. Zur Einstellung des gewünschten Drehmoments ist hier der gesamte Werkzeugkopf einschließlich des mit der Stellmutter vereinigten Kugellagers für die Arbeitsspindel zu verstellen. Ferner ist die Spindel relativ zum Gehäuse zu verschieben. Außerdem müssen die Stellmutter und die Einstellhülse unabhängig voneinander einstellbar sein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kupplung der gattungsgemäßen Art in ein Elektrowerkzeug zu integrieren und zugleich den Mechanismus zur Einstellung des Drehmoments sowie die Drehmomenteinstellung selbst zu vereinfachen.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im nachstehenden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt durch das Getriebegehäuse eines Elektroschraubers mit als Spindel ausgebildetem Stellglied,
Fig. 2 einen Längsschnitt entsprechend Fig. 1, jedoch mit einer modifizierten Ausbildung des Stellrings,
Fig. 3 einen Längsschnitt durch das Getriebegehäuse eines Elektroschraubers mit einem als Kurvensegment ausgebildeten Stellglied.
Wie aus den Fig. 1 bis 3 ersichtlich ist, wird die Spindel 1 für die Aufnahme des Schraubwerkzeugs 2 durch das Antriebszahnrad 3 über ein Kupplungsteil in Form einer Positionierscheibe 4 angetriebeim, die in auf einem Radius angebrachten Bohrungen 5 eine entsprechende Anzahl Kugeln 6 trägt, die beidseitig über die Begrenzungsflächen der Positionierscheibe 4 hinausragen und einerseits in korrespondierende Ausnehmungen 7 in der Stirnfläche des Antriebszahnrades 3 eingreifen, andererseits in entsprechende Aussparungen 8 in der antriebsseitigen Stirnfläche eines drehfest, jedoch axial verschiebbar auf der Spindel 1 angeordneten Federtellers 9 eintauchen. Die Anzahl der Kugeln richtet sich dabei nach dem jeweiligen Bedarfsfall. Die Drehmitnahme und Axialverschiebung des Federtellers 9 auf der Spindel 1 kann dabei durch zylindrische Mitnahmeelemente 10 bewirkt werden, welchen hinreichend lang bemessene Nuten 11 in der Spindel 1 zugeordnet sind. Anstelle solcher Mitnahmeelemente kann auch eine Längsverzahnung zwischen dem Federteller und der Spindel vorgesehen sein.
Die Welle 12 des Antriebszahnrades 3 ist einerseits mittels eines Wälzlagers 13 in einer Lagerbohrung der Werkzeugspindel 1 und andererseits mittels eines Kugellagers 14 in einem Gehäusesteg 15 drehbar gelagert und steht mit einem auf der Vorgelegewelle 16angebrachten Zahnrad 17 im Eingriff. Die Vorgelegewelle 16 wird vom Ritzel 18 der Ankerwelle 19 des nicht gezeichneten Antriebsmotors über ein Zahnrad 20 angetrieben. Die Positionierscheibe 4 sitzt unverdrehbar auf einer Welle 12 des Antriebszahnrades 3, was beispielsweise durch eine Zweikantverbindung bewirkt ist.
An der der Positionierscheibe 4 abgewandten Innenfläche des nabenförmig gestalteten Federtellers 9 stützt sich eine Druckfeder 21 ab, deren anderes Ende zur Anlage an eine Druckscheibe 22 kommt.
Auf die Druckscheibe 22 wirken vorzugsweise drei jeweils in einer Aufnahmebohrung in einer Zwischenwandung 23 des Getriebegehäuses axial verschiebbar angeordnete Druckelemente 24 in Form von Druckstiften ein, die an ihrem anderen Ende an der Stirnseite der Gewindespindel 25 anliegen. Die Gewindespindel 25 ist Bestandteil eines Stellrings 26, der eine Axialbohrung 27 für den Durchtritt der das Werkzeug 2 aufnehmenden Spindel 1 besitzt. Die der Gewindespindel 25 zugeordnete Spindelmutter 28 ist im Innern des Getriebehalses 29 eingearbeitet. Sie kann auch durch eine separate Mutter verkörpert sein. Der Stellring 26 weist einen flanschförmigen Ansatz 26&min; auf, welcher die Stirnkante des Getriebehalses übergreift. Der Getriebehals enthält in seinem vorderen Innenbereich eine mit einem nockenförmigen Ansatz 30 versehene Zunge 31, die in eine Ausnehmung 32 im Stellring eingreift und als Verrastglied wirksam ist.
Die Eindrehbewegung des Stellrings 26 und damit der Vorschub der Gewindespindel 25 ist durch die Ausnehmungen 33 im Stellring begrenzt, deren Innenkante in der Endlage des Stellrings zur Anlage an die Stirnseite des Getriebehalses kommt.
Je nachdem, ob der Stellring 26 unter Überwindung der Haltekraft des Verrastglieds 30, 31 im Uhrzeigersinn oder im umgekehrten Sinn gedreht wird, wird das durch die Kupplung übertragbare Drehmoment größer oder geringer.
Im ersteren Fall bewegt sich die Spindel bzw. deren Stirnfläche in Richtung gegen die Druckstifte 24 nach rückwärts, wodurch diese Stifte gegen die Druckscheibe 22 geschoben werden und diese Scheibe ebenfalls nach rückwärts verschieben. Dadurch wird die Druckfeder 21 zusammengepreßt. Dies hat zur Folge, daß die von der Druckfeder 21 auf den Federteller 9 ausgeübte Anpreßkraft vergrößert wird, so daß der durch die Kugeln 6 auf das Antriebszahnrad 3 übertragene Anpreßdruck entsprechend zunimmt. Es bedarf daher eines größeren Gegendrehmoments am Werkzeug 2, um ein Ausrasten des Federtellers 9 gegen die Rückstellkraft der Feder 21 zu bewirken.
Beim Drehen des Stellrings 26 im entgegengesetzten Sinn wird dementsprechend das übertragbare Drehmoment geringer.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 weist der Stellring 34 einen bundförmigen Ansatz 34&min; auf, dessen Innenkante in der maximalen Eindrehlage des Stellrings zur Anlage an die Stirnfläche des Getriebehalses kommt. Das den Stellring in der jeweiligen Einstellage festhaltende Verrastglied ist hier durch eine Feder - Kugelkombination 35, 36 verwirklicht, wobei die Feder in einer Bohrung 37 des Stellrings 34 angeordnet ist und die teilweise in diese Bohrung eingreifende Kugel 36 in eine Längsaussparung 38 am Innenumfang des Getriebehalses hineinragt.
Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher der Stellring 39 eine Schrägfläche 40 enthält oder auf eine solche einwirkt, welche den Druckstiften 24 zugeordnet ist und diese je nach Verdrehwinkel des Stellrings axial mehr oder weniger weit verschiebt, so daß dementsprechend auch die Druckscheibe 22 axial verschoben und die Druckfeder 21 gespannt wird. Der Stellring führt hier bei Drehung keine Axialbewegung aus und bleibt stationär. Zur Sicherung des auf eine Nabe 41 der Wandung 29 des Getriebegehäuses geführten Stellrings 39 gegen axiales Verschieben dient ein Sicherungsring 43.
Zum Verrasten des Stellrings in der jeweiligen Einstellage ist wieder eine Feder - Kugelanordnung 44, 45 vorgesehen, die hier axial verlaufend angeordnet ist. Der Kugel 45 sind dabei auf einem Radius der Stirnfläche des Stellrings 39 angebrachte Einrastaussparungen 46 zugeordnet.

Claims

1. Einstellbare Drehmomentenbegrenzung für Elektrowerkzeuge mit über ein Getriebe angetriebener Spindel für die Aufnahme des Werkzeugs, die mit dem ihr zugeordneten Antriebszahnrad mittels einer das übertragbare Drehmoment begrenzenden Rutschkupplung kraftschlüssig in Verbindung steht, welche auf einem gemeinsamen Radius liegende Mitnahmeelemente in Form von Kugeln oder dergleichen Bauteile enthält, die einerseits in im Antriebszahnrad vorgesehene Ausnehmungen und andererseits in korrespondierende Aussparungen in der der abtriebseitigen Stirnfläche des Antriebszahnrades gegenüberliegenden Stirnfläche einer Mitnahme der Werkzeugspindel eingreifen und unter der Wirkung einer Druckfeder stehen, deren eines Ende an einem auf die Mitnahmeelemente einwirkenden Federteller anliegt und die sich anderweitig an einer Druckscheibe abstützt, und die durch Veränderung ihres Federwegs mittels einer auf eine der beiden Federabstützungen einwirkenden Einstellvorrichtung eine Drehmomenteinstellung ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung aus einem Getriebehals des Elektrowerkzeugs geführten Stellring (26, 34, 39) und einem von diesem betätigbaren Stellglied (25, 40) besteht, das über in einer Wandung (23, 42) des Getriebegehäuses (29) geführte Druckelemente (24) auf die Frontseite der das werkzeugseitige Ende der Druckfeder (21) aufnehmenden Druckscheibe (22) einwirkt.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied durch eine Gewindespindel (25) verkörpert ist, die in einer in der Innenwandung des Getriebehalses eingebauten Spindelmutter (28) geführt ist.

3. Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindespindel (25) Bestandteil des Stellrings (34) ist und der Stellring (34) mit einer Durchgangsbohrung (27) für die Werkzeugspindel (1) versehen ist.

4. Kupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Stellring (26, 34) wenigstens ein Verrastelement (30, 31, 35, 36) zugeordnet ist.

5. Kupplung nach den Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellring (26) mit einem die Stirnseite des Getriebehalses umgreifenden flanschförmigen Ansatz (26&min;) versehen ist.

6. Kupplung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellring (34) einen bundförmigen Ansatz (34&min;) aufweist, der in der das maximale Drehmoment bestimmenden Endlage zur Anlage an die Stirnfläche des Getriebehalses kommt.

7. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (40) als an der Frontseite des Stellrings (39) angeformtes Kurvensegment (40) ausgebildet und der Stellring (39) axial unverschiebbar auf einer Nabe (41) des Getriebegehäuses (29) angeordnet ist.

8. Kupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Stellring (39) wenigstens ein Verrastelement (44, 45) zugeordnet ist.

9. Kupplung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckelemente (24) durch Druckstifte verkörpert sind, von denen wenigstens drei in der Zwischenwandung (23, 42) des Getriebegehäuses axial verschiebbar angeordnet sind.

10. Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der auf die Mitnahmeelemente (6) einwirkende Federteller (9) zugleich die Mitnahme der Werkzeugspindel (1) verkörpert.