DE3637852C1 - Coupling for power-driven screwdrivers/wrenches - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kupplung für kraftangetriebene Schraubwerkzeuge nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bekannt ist ein Werkzeug dieser Art, mit einem Tiefenanschlag, einer den Schraubendreher aufnehmenden Antriebswelle sowie einer zweiteiligen, die Antriebswelle auf­ nehmenden Klauenkupplung, welche in der Kuppelstellung das Antriebsdrehmoment durch Kraft- und Reibungsschluß auf die Antriebswelle überträgt. Nach dem Erreichen des mittels Tie­ fenanschlag einstellbaren Grenzdrehmomentes bei Beendigung des Einschraubvorganges gelangen die beiden Teile der Klauen­ kupplung außer Eingriff. Die Erfahrung lehrt, daß nach Ab­ schluß des Einschraubvorganges das Schraubwerkzeug noch über einen bestimmten Zeitraum hinweg mit seinem Schraubendreher auf dem Kopf der Schraube verbleibt, bevor es von dem Benutzer abgehoben wird. Da die Klauen der Kupplung bei Belastung des Schraubwerkzeuges bestrebt sind, miteinander in Eingriff zu gelangen solange der Schraubendreher in den Schraubenkopf eingreift, schlagen die Klauen der Klauenkupplung laufend gegeneinander, was aus einer Vielzahl von Gründen nachteilig ist. Einmal wird hierdurch ein zum Teil unerträgliches Geräusch erzeugt und zum anderen treten Verschleißerscheinungen an den Klauen auf, welche die Lebensdauer des Gerätes nicht unerheb­ lich verkürzen. Auch müssen die Wärmeentwicklung sowie Vibra­ tionen als Folge aller dieser Erscheinungen als nachteilig an­ gesehen werden.

Diesem Mangel hat man abzuhelfen versucht. So wurde bei einem Schraubwerkzeug dieser Art zwischen den beiden Hälften der Klauenkupplung eine ebenfalls Klauen aufweisende, feder­ belastete Zwischenscheibe angeordnet, welche beim Überschreiten des Grenzdrehmomentes sich von dem antriebsseitigen Kupplungs­ teil löst und damit die Wirkverbindung unterbricht (DE-OS 35 10 605). Durch die zusätzliche Anordnung der Zwischenscheibe wird der Raumbedarf und damit auch das Gesamtgewicht des Schraub­ werkzeuges nicht unerheblich vergrößert. Überdies stellt diese Zwischenscheibe ein weiteres, dem Verschleiß unterworfenes Glied dar, welches die Störanfälligkeit erhöht und die Lebensdauer des Gerätes zwangsläufig verkürzt.

Hier setzt der Erfindungsgedanke ein. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kupplung für kraftangetriebene Schraubwerkzeuge dieser Art so zu verbessern, daß unter Verzicht auf eine beidseitig mit Klauen versehene Zwischenscheibe zwischen den beiden Teilen der Klauenkupplung nach Beendigung des Schraub­ vorganges ein hinreichender Abstand zwischen den einander gegen­ überliegenden Stirnflächen der Klauen der beiden Teile der Klauenkupplung sichergestellt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Schleppkupplung vorgesehen ist, wel­ che nach Erreichen des Grenzdrehmomentes der Klauenkupplung durch die eingestellte Schraubtiefe den Formschluß aufhebt, daß zwischen den beiden Teilen der Klauenkupplung eine Feder ange­ ordnet ist, welche beim Überschreiten des Grenzdrehmomentes den schraubendreherseitigen Teil von dem anderen Teil der Klauen­ kupplung unter Bildung eines Axialspaltes zwischen den Stirn­ flächen der einander zugewandten Klauen der beiden Teile der Klauenkupplung löst und daß die Schleppkupplung einen mit der Antriebswelle verbundenen Ansatz aufweist, welcher mit einer Führung in dem schraubendreherseitigen Kupplungsteil derart zusammenarbeitet, daß dieser vor Erreichen des Grenzdrehmomen­ tes in Richtung des Antriebes eine Hub- und Drehbewegung voll­ führt.

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme wird si­ chergestellt, daß mit außerordentlich einfachen und auch be­ triebssicheren Mitteln und unter Verzicht auf eine störan­ fällige Zwischenscheibe mit beidseitig angeordneten Klauen ein hinreichender Sicherheitsabstand zwischen den beiden Teilen der Klauenkupplung nach Überschreiten des Grenzdrehmomentes eingehalten wird.

Weitere Merkmale der erfindungsgemäßen Kupplung für kraftangetriebene Schraubwerkzeuge gehen aus den Unteran­ sprüchen hervor.

Ausführungsbeispiele nach der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 einen Teilschnitt des Schraubwerkzeuges mit der erfindungsgemäßen Kupplung,

Fig. 2-5 Teilschnitte des Schraubwerkzeuges mit der erfindungsgemäßen Kupplung in verschiedenen Einschraubphasen,

Fig. 6 eine Teilansicht einer zweiten Ausführungs­ form des einen Kupplungsteiles der Klauen­ kupplung des Schraubwerkzeuges mit der erfindungsgemäßen Kupplung,

Fig. 7 eine Teilansicht einer dritten Ausführungs­ form des einen Kupplungsteiles der Klauen­ kupplung des Schraubwerkzeuges mit der er­ findungsgemäßen Kupplung,

Fig. 8 einen waagerechten Schnitt in vergrößertem Maßstab durch den einen Teil der Klauen­ kupplung und durch die Antriebswelle des mit der erfindungsgemäßen Kupplung aus­ gestatteten kraftangetriebenen Schraub­ werkzeuges, einer abgewandelten Ausführungs­ form nach Fig. 1,

Fig. 9 einen waagerechten Schnitt in vergrößertem Maßstab durch eine etwas abgewandelte Ausführungsform der Anordnung nach Fig. 1.

Mit 1 (Fig. 1) ist der Getriebeteil des kraftan­ getriebenen Schraubwerkzeuges bezeichnet, während der sich daran nach oben anschließende, den Antrieb enthaltende Motorteil aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt ist. An den Ge­ triebeteil 1 schließt sich nach unten zu der Tiefenanschlag 2 an, der auf das untere Ende des Getriebeteiles 1 aufgeschraubt ist.

Mit 3 ist ein Ritzel angedeutet, welches mit dem Antrieb verbunden ist und in einen Zahnkranz 4 eingreift, wel­ cher an dem einen Kupplungsteil 5 einer Klauenkupplung ange­ ordnet ist, deren Klauen mit der Bezugsziffer 6 angedeutet sind.

In dem Kupplungsteil 5 ist eine Aussparung 7 vor­ gesehen, welche eine Feder 8 aufnimmt, die sich mit ihrem einen Ende gegen den Grund dieser Aussparung 7, mit ihrem anderen Ende hingegen gegen das eine Ende der Antriebswelle 9 abstützt. Das gegenüberliegende Ende der Antriebswelle 9 nimmt den Schrau­ bendreher 10 verdrehfest auf.

Der zweite Teil der Klauenkupplung ist mit 11 be­ zeichnet, wobei die entsprechenden Klauen die Bezugsziffer 12 haben. In der in Fig. 1 dargestellten Stellung stützt sich der zweite Teil 11 der Klauenkupplung gegen einen Bund 13 der An­ triebswelle 9 ab.

Zwischen den beiden Kupplungsteilen 5 und 11 ist eine Feder 14 angeordnet, welche sich einerends gegen die Stirnfläche 5 a und anderenends gegen die Fläche 11 a einer zentralen Aussparung in dem Kupplungsteil 11 abstützt.

Die Antriebswelle 9 durchsetzt mit geringem Spiel den Kupplungsteil 11 der Klauenkupplung. Es ist ferner eine Schleppkupplung vorgesehen, welche je einen mit der Antriebs­ welle 9 verbundenen Ansatz 15 aufweist, der mit einer Führung 16 in dem Kupplungsteil 11 so zusammenarbeitet, daß dieser vor Erreichen des Grenzdrehmomentes in Richtung des Antriebes eine Hub- und gleichzeitige Drehbewegung vollführt.

Bei der in den Fig. 1-7 dargestellten Ver­ wirklichungsform ist ein jeder Ansatz 15 als senkrecht zur Längsmittelachse der Antriebswelle 9 stehender, im Querschnitt kreisrunder Zapfen ausgebildet. Bei der Verwirklichungsform nach den Fig. 1-5 ist die Führung 16 als Zylindermantel­ fläche einer Bohrung ausgebildet, wobei der Zapfendurchmesser d kleiner ist als der Durchmesser D dieser Bohrung.

Wie die Fig. 2 der Zeichnung zeigt, liegen in der Kuppelstellung der Klauenkupplung die Mittelpunkte des Zapfens und der Bohrung auf der Längsmittelachse der Antriebswelle 9.

Bei der Verwirklichungsform nach Fig. 6 ist die Führung 16 aus den Begrenzungskanten eines Schlitzes ge­ bildet, dessen Längsmittelachse mit der Längsmittelachse der Antriebswelle 9 einen spitzen Winkel α einschließt. Der Schlitz ist dabei von Halbzylindermantelflächen 16 a begrenzt, wobei die Breite des Schlitzes etwa gleich dem Durchmesser d des Zapfens ist. Hingegen bildet bei der Ausführungsform nach Fig. 7 die Führung 16 die eine Begrenzungskante eines unregel­ mäßigen Viereckes, welche mit der Längsmittelachse der An­ triebswelle 9 einen spitzen Winkel β einschließt. Beidseitig an die Führung schließt sich je eine Begrenzungskante 17, 18 als Anschlag an, die parallel zur Längsmittelachse der An­ triebswelle 9 liegen.

Die Fig. 8 der Zeichnung zeigt einen waagerechten Schnitt durch den einen Teil 11 der Klauenkupplung, wobei sich die Führung 16 in Richtung der Längsmittelachse der Antriebs­ welle 9 verjüngt. Dagegen ist bei der entsprechenden Ausfüh­ rungsform nach Fig. 9 das Ende eines jeden Ansatzes 15 konisch ausgebildet. Durch beide Maßnahmen soll eine möglichst zwängungs­ freie Relativbewegung zwischen diesen Teilen sichergestellt werden.

Die Arbeitsweise des kraftangetriebenen Schraub­ werkzeuges mit der erfindungsgemäßen Kupplung soll nach­ stehend anhand der Fig. 1-5 näher erläutert werden:

Die Fig. 1 der Zeichnung zeigt das Schraubwerkzeug in einer Stellung, bevor der Schraubendreher auf den Kopf der Schraube 19 aufgesetzt wird. Die Klauenkupplung befindet sich dabei in der Lösestellung, während der Teil 11 derselben auf den Bund 13 der Antriebswelle 9 aufsitzt.

Durch das Aufsetzen drückt die Antriebswelle 9 über ihren Bund 13 die Federn 14 und 8 zusammen, so daß die Klauen 6 bzw. 12 der beiden Kupplungsteile 5 bzw. 11 mit­ einander in Eingriff gelangen. Die Schraube 19 wird in das Werkstück 20 eingeschraubt (Fig. 2).

Vor Erreichen der eingestellten Schraubtiefe tritt die Schleppkupplung in Tätigkeit. Dabei wird durch das er­ höhte Reaktionsmoment, welches auf die Antriebswelle 9 zur Einwirkung gelangt, der Reibungsschluß zwischen dem Bund 13 der Antriebswelle 9 einerseits und dem Teil 11 der Klauen­ kupplung andererseits aufgehoben, so daß eine relative Dreh­ bewegung zwischen dem Teil 11 der in der Kuppelstellung be­ findlichen Klauenkupplung und der Antriebswelle 9 und damit dem mit ihr verbundenen Ansatz 15 der Schleppkupplung ent­ steht mit der Folge, daß die längs des Ansatzes 15 sich be­ wegende Führung 16 den Kupplungsteil 11 der Klauenkupplung abhebt und dabei gleichzeitig verdreht. Die Hubbewegung er­ folgt durch die Drehbewegung und dem Entlanggleiten des An­ satzes 15 an der zylindrischen Innenseite der Führung 16 während des Einschraubvorganges der Schraube 19. Die vorstehend geschilderte Bewegung des Teiles 11 der Klauenkupplung hat zur Folge, daß zwischen diesem und dem Bund 13 ein freier Zwischenraum b gebildet wird (Fig. 3 und 4). Die Übertragung des Drehmomentes vom Antrieb auf die Antriebswelle 9 und damit auf den Schraubendreher 10 erfolgt nur noch durch kraftschlüssige Mitnahme des Ansatzes 15 durch die Führung 16 des Teiles 11 der Klauenkupplung.

Der Tiefenanschlag 2 hat dabei das Werkstück 20 noch nicht ganz erreicht. Auch die Schraube 19 hat ihre end­ gültige Versenkstellung noch nicht eingenommen.

In der Stellung nach Fig. 4 der Zeichnung trifft der Tiefenanschlag 2 auf das Werkstück 20 auf, wobei das Grenzdrehmoment erreicht und dann überschritten wird. Die Klauen 6 bzw. 12 der beiden Teile 5 bzw. 11 der Klauenkupp­ lung gelangen als Folge der Überwindung des Kraftschlusses außer Eingriff, wobei sich in dieser Stellung die Stirnflächen der Klauen 6 bzw. 12 relativ zueinander schleifend bewegen würden, wenn nicht die Feder 14 und die Schleppkupplung in der Weise in Tätigkeit treten würden, daß als Folge der Rück­ stellkraft und der Schleppkupplung der Teil 11 der Klauen­ kupplung nach unten rückgestellt und dabei gleichzeitig solange verdreht wird, bis es auf dem Bund 13 der Antriebswelle 9 zur Anlage kommt. Dabei wird zwischen den Stirnflächen der Klauen 6 bzw. 12 ein Axialspalt a gebildet, der auf alle Fälle ver­ hindert, daß in der Fig. 5 gezeigten Stellung auch bei ein­ geschaltetem Antrieb eine Berührung zwischen den Klauen 6 bzw. 12 der Klauenkupplung erfolgt.

Claims (8)

1. Kupplung für kraftangetriebene Schraubwerkzeuge mit einem Antrieb, einem einstellbaren Tiefenanschlag sowie einer den Schraubendreher aufnehmenden, in axialer Rich­ tung verschiebbaren Abtriebswelle, auf der ein Zahnrad sowie eine Kupplungsscheibe mit jeweils auf einer Stirn­ seite angeordneten Kupplungselementen angebracht sind, welche in der Kuppelstellung das Antriebsmoment durch Form- und Reibungsschluß auf die Antriebswelle übertragen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schleppkupplung vorgesehen ist, welche nach Erreichen des Grenzdrehmomentes der Klauenkupplung (5, 6, 11, 12 ) durch die eingestellte Schraubtiefe den Formschluß auf­ hebt, daß zwischen den beiden Teilen (5, 11) der Klauen­ kupplung (5, 6, 11, 12) eine Feder (14) angeordnet ist, welche beim Überschreiten des Grenzdrehmomentes den schrau­ bendreherseitigen Teil (11) von dem anderen Teil (5) der Klauenkupplung (5, 6, 11, 12) unter Bildung eines Axial­ spaltes (s) zwischen den Stirnflächen der einander zuge­ wandten Klauen (6, 12) der beiden Teile (5, 11) der Klauen­ kupplung (5, 6, 11, 12) löst und daß die Schleppkupplung einen mit der Antriebswelle (9) verbundenen Ansatz (15) aufweist, welcher mit einer Führung (16) in dem schrauben­ dreherseitigen Kupplungsteil (11) derart zusammenarbeitet, daß dieser vor Erreichen des Grenzdrehmomentes in Richtung des Antriebes eine Hub- und Drehbewegung vollführt.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ansatz (15) als senkrecht zur Längsmittelachse der Antriebswelle (9) stehender, im Querschnitt kreisrunder Zapfen ausgebildet ist.

3. Kupplung nach Anspruch 1 und 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Führung (16) als Zylin­ dermantelfläche einer Bohrung ausgebildet ist und daß der Durchmesser (d) des Zapfens kleiner ist als der Durch­ messer (D) der Bohrung.

4. Kupplung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in der Kuppelstellung der Klauen­ kupplung (5, 6, 11, 12) die Mittelpunkte des Zapfens und der Bohrung auf der Längsmittelachse der Antriebswelle (9) liegen.

5. Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Führung (16) aus den Begrenzungs­ kanten eines Schlitzes gebildet ist, dessen Längsmittel­ achse mit der Längsmittelachse der Antriebswelle (9) einen spitzen Winkel (α) einschließt.

6. Kupplung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schlitz von Halbzylindermantel­ flächen (16 a) begrenzt ist und daß die Breite des Schlitzes etwa gleich ist dem Durchmesser (d) des Zapfens.

7. Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Führung (16) die eine Begrenzungs­ kante eines Viereckes bildet, welche mit der Längsmittel­ achse der Antriebswelle (9) einen spitzen Winkel (β) ein­ schließt und daß sich beidseitig an die Führung (16) je eine Begrenzungskante (17, 18) anschließt, welche parallel zur Längsmittelachse der Antriebswelle (9) liegen.

8. Kupplung nach Anspruch 1-7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das freie Ende des Zapfens kegelför­ mig ausgebildet ist.