DE3718247A1 - Motorschrauber mit einer schalteinrichtung zur drehmomentbegrenzung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Motorschrauber mit Planetenrad­ getriebe und einer Schalteinrichtung zur Drehmomentbegrenzung, bestehend aus einer unter axialer Vorspannung formschlüssigen Rutschkupplung zwischen dem Gehäuse und dem daran abgestützten Reaktionsteil des Planetenradgetriebes.

Ein derartiger Motorschrauber ist in der US-PS 38 34 467 be­ schrieben. Dieses Werkzeug hat jedoch einen verhältnismäßig komplizierten Aufbau, da es zwei am Ringrad des Planeten­ radgetriebes gelagerte Rollen aufweist, die in einem axial verschieblichen Kurvenführungsteil geführt sind, welches seinerseits mit einer den Motor abschaltenden Einrichtung in Form eines durch einen Balg betätigten Lufteinlaßventils zusammenwirkt. Da die in der Kurvenführung laufenden Rollen am Ringrad gelagert sind und mit diesem umlaufen, kann der Winkelbereich, innerhalb dessen der Motor und andere rotie­ rende Teile des Werkzeugs beim Abschalten anhalten müssen, höchstens eine halbe Umdrehung betragen. Oft ist dieser Winkelbereich zu klein, um zu verhindern, daß die Steigungen der Kurvenführung noch einmal überwunden werden und die Ab­ triebsspindel des Motorschraubers nach dem Abschalten noch einen weiteren, ungewollten Drehimpuls erfährt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Motor­ schrauber der eingangs genannten Art zu schaffen, bei wel­ chem derartige unerwünschte Drehimpulse nach dem Abschalten vermieden sind, und diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch das Getriebe und eine Schalteinrichtung zur Drehmomentbe­ grenzung eines Motorschraubers;

Fig. 2 bis 4 einen Teil einer Abwicklung der ringförmigen Schalteinrichtung mit ihren funktionswesent­ lichen Teilen in drei verschiedenen Phasen, nämlich während der Übertragung des Schraub­ moments, beim Lösen und während des Durch­ rutschens über einen bestimmten Winkelbe­ reich;

Fig. 5 einen Querschnitt nach Schnittlinie V-V in Fig. 1.

Der in der Zeichnung dargestellte Motorschrauber hat ein Ge­ häuse 10, in welchem ein nicht gezeigter Motor gelagert ist, der über eine Zwischenwelle 11 und ein Planetenradgetriebe mit zwei Planetenradsätzen 12 und 13 auf eine Abtriebswelle 14 wirkt, die mit einem mit einer Schraubverbindung in Eingriff zu bringenden Werkzeug, z.B. einer Nuß, zu verbinden ist.

Der erste Planetenradsatz 12 umfaßt einen Planetenradträger 16, eine Anzahl Planetenräder 17 und ein im Gehäuse 10 fest­ gelegtes Ringrad 18. Die Planetenräder 17 stehen mit einem Sonnenrad auf der Zwischenwelle 11 in Eingriff. Der Planeten­ radträger 16 ist seinerseits drehfest mit einem Sonnenrad 15 verbunden oder ausgebildet, welches mit den Planetenrädern 19 des zweiten Plantentradsatzes 13 zusammenwirkt. Dessen Pla­ netenradträger ist im Beispielsfall einstückig mit der Ab­ triebswelle 14 ausgebildet. Das zum zweiten Planetenradsatz 13 gehörende Ringrad 20 ist drehbar und axial verschieblich im Gehäuse 10 gelagert. An seinem mit Bezug auf Fig. 1 rechten Ende hat es eine flache, ringförmige Stirnfläche 21, die über ihren Umfang durch zwei axial vorstehende Zähne 22 unter­ brochen ist, deren schräge Flanken Nockenflächen bilden, wie dies aus Fig. 2 bis 4 hervorgeht. Das im Gehäuse 10 festge­ legte Ringrad 18 des ersten Planetenradsatzes 12 hat an seinem linken Ende ebenfalls eine flache, ringförmige Stirnfläche 24, die unterbrochen ist durch zwei axial vorstehende Zähne 26, die ebenso wie die Zähne 22 am beweglichen Ringrad 20 mit schrägen Nockenflächen auf den Flanken versehen sind. Die Zähne jedes Zahnpaars 22 bzw. 26 sind jeweils diametral ge­ genüberliegend angeordnet. Zwischen den beiden Ringrädern 18 und 20 sind zwei Kugeln 27 eingesetzt, die zusammen mit den Stirnflächen 21 und 24 ein axiales Drucklager zwischen den beiden Ringrädern bilden. Dabei drückt eine Feder 28 als Vorspannung über sich axial erstreckende Bolzen 29 und ein Axialdrucklager 30 gegen das Ringrad 20 in Richtung zum Ringrad 18 hin. Die Feder 28 stützt sich an einer Flansch­ mutter 23 ab, die einstellbar mit dem Gehäuse 10 verbunden ist.

Das Ringrad 20 ist mit einer äußeren Umfangsnut 32 ausge­ bildet, in die ein Übertragungsteil 33 eingreift, welches seinerseits z.B. das Einlaßventil eines Druckluftmotors in Schließrichtung betätigen oder generell die Energiezufuhr zum Motor des Schraubers abschalten kann.

Während des Betriebs wird das vom Motor erzeugte Drehmoment über die Zwischenwelle 11 und die Planetenradsätze 12 und 13 auf die Abtriebswelle 14 und weiter auf eine festzuziehende Schraubenverbindung übertragen. Während das Drehmoment durch den zweiten Planetenradsatz 13 geleitet wird, tritt am Ring­ rad 20, dem Reaktionsteil dieses Getriebes, ein Reaktions­ moment auf. Das Ringrad 20 ist jedoch durch den Eingriff der Zähne 22, der Kugeln 27 und der Zähne 26 des feststehenden Ringrads 18 am Drehen gehindert. Wegen der schrägen Nocken­ flächen an den Flanken der Zähne 22 und 26 hat das Ringrad 20 beim Abstützen eines Reaktionsmoments die Tendenz, sich axial zu verschieben, aber die axiale Vorspannung durch die Feder 28 hält während des normalen Betriebs das Ringrad 20 in der drehmomentübertragenden Stellung nach Fig. 2. Wenn jedoch das Reaktionsmoment einen bestimmten Grenzwert erreicht, übersteigt die durch die schrägen Zahnflanken erzeugte axiale Kraftkomponente die axiale Vorspannkraft der Feder 28, wo­ durch eine axiale Verschiebung des Ringrads 20 verursacht wird. Dabei können zunächst die Zähne 22 des Ringrads 20 an den Zähnen 26 des feststehenden Ringrads 18 vorbeikommen, während die Kugeln 27 wie bei einem Wälzlager kontinuierlich als Wälzkörper zwischen den beiden Ringrädern 18 und 20 wirksam sind. Während des vorstehend beschriebenen und in Fig. 3 ge­ zeigten Überholvorgangs, bei dem sich die Zähne 22 und 26 an­ einandervorbei bewegen, wird das Ringrad 20 vom feststehenden Ringrad 18 weg bewegt und nimmt dabei das Übertragungsteil 33 mit, welches ein nicht gezeigtes Ventil betätigt und dadurch die Energiezufuhr zum Drehantriebsmotor des Schraubers unter­ bricht. Diese axiale Verschiebung des Ringrads 20 findet nur in sehr kurzer Zeit statt, denn sobald sich die Zähne 22 und 26 aneinander vorbei bewegt haben, nimmt das Ringrad 20 wieder seine ursprüngliche axiale Lage ein, in welcher sich die Stirnfläche 21 über die Kugeln 27 an der Stirnfläche 24 axial abstützt.

Nach dem in Fig. 3 gezeigten Überholvorgang kommt es gemäß Fig. 4 zwischen den beiden Ringrädern 18 und 20 zu einer Freilaufphase, in der die Kugeln 27 mit der halben Geschwin­ digkeit des Ringrads 20 umlaufen, da sie sich sowohl an der Stirnfläche 21 des letzteren als auch an der Stirnfläche 24 des feststehenden Ringrads 18 abwälzen. Da sowohl die Zähne 26 als auch die Zähne 22 eine axiale Erstreckung haben, die kleiner ist als der halbe Durchmesser der Kugeln 27, kommen sie nicht miteinander zum Eingriff, bis wieder die Kugeln 27 ge­ mäß Fig. 2 an den Zahnflanken zur Anlage kommen. Dies bedeu­ tet, daß nach dem Überholvorgang der Zähne gemäß Fig. 3 das Ringrad 20 seine Drehbewegung relativ zum Ringrad 18 und dem Gehäuse 10 fortsetzt, bis die Kugeln 27 jeweils zwischen den nächsten zusammenwirkenden Zähnen 22 und 26 wieder gefangen sind. Da zwei Kugeln 27 und jeweils zwei diametral angeordne­ te Zähne 22 und 26 am Ringrad 20 bzw. Ringrad 18 vorhanden sind, kommt es nach einem Überholvorgang gemäß Fig .3 erst nach einer vollen Umdrehung des Ringrads 20 wieder zum Ein­ griff zwischen den beiden Ringrädern 20 und 18. Daraus folgt, daß nach Erreichen eines bestimmten Grenzwerts des Reaktions­ moments am Ringrad 20 und dem Lösen der zwischen diesem und dem Ringrad 18 durch die Zähne 22, 26 und die Kugeln 27 gebil­ deten formschlüssigen Rutschkupplung das Ringrad 20 eine Drehung um 360° ausführen kann, bevor es wieder mit dem fest­ stehenden Ringrad 18 zum Eingriff kommt. Dies bedeutet weiter­ hin, daß ein Winkelbereich von 360° für die drehenden Teile des Werkzeugs zur Verfügung steht, um nach dem Auslösen der Kupplung zum Stillstand zu kommen, und daß ein nachträglicher Drehimpuls infolge Wiedereingriffs der Kupplung zuverlässig vermieden wird.

Claims (7)

1. Motorschrauber mit Planetenradgetriebe und einer Schalt­ einrichtung zur Drehmomentbegrenzung bestehend aus einer unter axialer Vorspannung formschlüssigen Rutschkupplung zwischen dem Gehäuse und dem daran abgestützten Reaktions­ teil des Planetenradgetriebes, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Gehäuse (10, 18) und das Reaktionsteil (20) mit gegenüberliegenden Stirnflä­ chen (24, 21) ausgebildet sind, zwischen denen wenig­ stens ein Wälzkörper (27) geführt ist, der bis zum Durchrutschen der Kupplung (18, 20) das Reaktionsmoment des Planetenradgetriebes (13) über Schrägflächen an axialen Vorsprüngen (22, 26) der Stirnflächen (21, 24) überträgt.

2. Motorschrauber nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß jede Stirnfläche (21, 24) mit zwei diametral gegenüberliegend angeordneten Vorsprün­ gen (22, 26) versehen ist, welche durch zwei Kugeln (27) als Wälzkörper axial auf Abstand von den Vorsprüngen der anderen Stirnfläche gehalten sind.

3. Motorschrauber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (22, 26) Zähne mit Schrägflächen an beiden Flanken sind.

4. Motorschrauber nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß bei zwei hintereinander geschalteten Planetenradsätzen (12, 13) die Rutschkupplung (18, 20) am Reaktionsteil (20) des hinteren angeordnet ist.

5. Motorschrauber nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß das Re­ aktionsteil des Planetenradgetriebes (13) ein Ringrad (20) ist.

6. Motorschrauber nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die axiale Vorspannung durch eine zwischen dem Gehäuse (10, 23) und dem Reaktionsteil (20) eingespannte Feder (28) gebildet ist.

7. Motorschrauber nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß durch die axiale Verschiebung des Reaktionsteils (20) beim Rutschen der Kupplung (18, 20) die Energiezufuhr zum Motor absperr­ bar ist.