DE69921250T2

DE69921250T2 - Automatische Spindel-Sperre

Info

Publication number: DE69921250T2
Application number: DE69921250T
Authority: DE
Inventors: Jr. William Glenn Rock Harman; Michael F. Abingdon Cannallato; Dale K. Fallston Wheeler
Original assignee: Black and Decker Inc
Current assignee: Black and Decker Inc
Priority date: 1998-07-09
Filing date: 1999-07-07
Publication date: 2006-03-02
Anticipated expiration: 2019-07-08
Also published as: CN1247791A; EP0982101A3; EP0982101A2; EP0982101B1; HK1024438A1; DE69921250D1; CA2277257A1; US5984022A; CA2277257C; CN1143756C

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf automatische Verriegelungsmechanismen für kraftgetriebene Wellen. Die Erfindung ist besonders gut für die Verwendung in kraftgetriebenen Werkzeugen geeignet, insbesondere zum Beispiel in solchen aus der Vielzahl von handgeführten Werkzeugen, die verwendet werden, um mit Gewinde versehene Befestigungselemente in ein Werkstück zu schrauben.
Kraftgetriebene Werkzeuge, beispielsweise kraftgetriebene Schraubendreher, Mutterndreher und andere solche Antriebswerkzeuge für Befestigungselemente werden umfassend für das kraftgetriebene Schrauben von mit Gewinde versehenen Befestigungselementen in ein Werkstück oder für das Schrauben eines mit Gewinde versehenen Befestigungselements auf oder in ein anderes mit Gewinde versehenes Befestigungselement verwendet. Manchmal ist jedoch, wegen der Größe, Länge oder des Zustands des mit Gewinde versehenen Befestigungselements, das Drehmoment solcher kraftgetriebener Werkzeuge zu gering, um die mit Gewinde versehenen Befestigungselemente in vollem Maße, wie es durch den Anwender gewünscht ist, festzuziehen (oder zu lösen). In solchen Fällen benutzen die Anwender das kraftgetriebene Werkzeug oft in einem abgeschalteten Zustand oder in einem Zustand mit verriegeltem Anker, um das Befestigungselement mit Handkraft festzuziehen. In einigen Fällen verwenden die Anwender das Werkzeug auch, um manuell ein Befesti gungselement anzuordnen, um präziser die Endgröße des Drehmoments zu steuern, das auf das Befestigungselement aufgebracht wird.
Wenn auch solche Anwendungen mit manuellem Aufbringen des Drehmoments bekannt und gebräuchlich sind, können sie manchmal zu einer Beschädigung des kraftgetriebenen Werkzeugs in Form eines Verbiegens oder Brechens von inneren Antriebskomponenten oder sogar möglichweise zu einem elektrischen Schaden an dem Motor des kraftgetriebenen Werkzeugs führen. Ferner kann, wenn der Motor abgeschaltet ist, das zurückübertragene Drehmoment einen Schlupf in verschiedenen Antriebskomponenten bewirken, oder es kann in anderer Weise nicht vollständig wirksam sein, um dem Anwender das Festziehen oder Lösen des Befestigungselements von Hand zu ermöglichen, wenn der Anwender das kraftgetriebene Werkzeug einsetzt, um manuell ein Befestigungselement festzuziehen.
Daher sind in kraftgetriebenen Hand-Werkzeugen verschiedene Wellenverriegelungsmechanismen und -konstruktionen zur Verfügung gestellt worden, um diese Probleme zu mindern oder um die Arbeitsgänge des manuellen Aufbringens des Drehmoments zu unterstützen (siehe z.B. DE 298 00 163 U oder DE 297 15 257 U ). Ein Beispiel dafür, bei dem der Wellenverriegelungsmechanismus sich auf der Abgabewelle des kraftgetriebenen Werkzeugs befindet, ist in dem US-Patent Nr. 5,016,501 gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 aufgezeigt. Viele dieser Mechanismen haben sich jedoch deswegen als unvorteilhaft erwiesen, weil ein großes oder zu großes manuell aufgebrachtes Rückwärts-Drehmoment die Wellenverriegelungsmechanismen selbst beschädigen oder zerbrechen kann. Die vorliegende Erfindung versucht daher einen automatischen Wellenverriegelungsmechanismus zur Verfügung zu stellen, der im Wesentlichen das Übertragen des Rückwärts-Drehmoments während der Arbeitsgänge des manuellen Anziehens in einer Weise verhindert, die zu einem Bruch von Komponenten, einem Motorschaden oder zu Schlupf führen kann. Die vorliegende Erfindung versucht auch einen solchen automatischen Wellenverriegelungsmechanismus zur Verfügung zu stellen, der nicht an der Abgabewelle des Werkzeugs angeordnet ist und der somit den Vorteil des Abgabe-Zahnradgetriebes nutzen kann und daher robuster und effektiver ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein kraftgetriebenes Werkzeug mit den Merkmalen zur Verfügung gestellt, die in Anspruch 1 angeführt sind.
Um dies zu erreichen, kann der Wellenverriegelungsmechanismus einen hohlen zylindrischen Raum aufweisen, der in einem festen Bereich des Gehäuses, vorzugsweise in Form eines hohlen zylindrischen Raums (mit oder ohne eine innere Verschleißbuchse), gebildet von einer festen Lagerplatte im Gehäuse, getragen ist, wobei der hohle zylindrische Raum bezüglich der Ankerwelle radial versetzt ist und eine zylindrische innere Hohlraumfläche hat. Mindestens ein Antriebsmitnehmer (und vorzugsweise mehr als einer) kann zur konzentrischen Drehung mit dem Zwischenzahnrad fest an diesem vorgesehen sein und sich in Längsrichtung oder in axialer Richtung in den hohlen zylindrischen Raum an seinem radialen Umfang erstrecken, wobei jeder der bevorzugten Antriebsmitnehmer einen sich radial nach innen erstreckenden Antriebsvorsprung aufweist.
Ein Amboss kann zur konzentrischen Drehung mit der Zwischenwelle fest (beispielsweise durch eine Presspassung) an dieser vorgesehen und im hohlen zylindrischen Raum angeordnet sein. Der Amboss kann einen Außendurchmesser haben, der kleiner ist als der Durchmesser der inneren Hohlraumfläche des hohlen zylindrischen Raums, und er hat mindestens einen Antriebskanal, und vorzugsweise mehr als einen, sich in Längsrichtung erstreckende Ambosskanäle, die in ihm radial nach innen ausgespart sind, um die sich in treiben der Zuordnung radial nach innen darin erstreckenden Antriebsvorsprünge verriegelnd aufzunehmen. Die Ambosskanäle können eine größere Umfangsbreite als die Umfangsbreite des Antriebsvorsprungs haben, um eine in ihrem Maß vorbestimmte, begrenzte relative Drehung zwischen diesen zu ermöglichen. Der Amboss, die benachbarten Antriebsmitnehmer und die innere Hohlraumfläche des hohlen zylindrischen Raums bilden eine Kammer im hohlen zylindrischen Raum, in welcher mindestens ein sich in Längsrichtung erstreckender zylindrischer Verriegelungsstift angeordnet ist, der sich zwischen dem Amboss und der inneren Hohlraumfläche des hohlen zylindrischen Raums und zwischen den Umfangsseiten der benachbarten Antriebsmitnehmer befindet.
Der bevorzugte Amboss kann zwischen jedem der benachbarten Paare von Ambosskanälen einen radial nach innen vertieften, flachen Bereich aufweisen, so dass dort mehr radialer Freiraum für den Verriegelungsstift (zwischen der inneren Hohlraumfläche und dem Amboss), im Allgemeinen an einer Zwischenposition der Kammer (zwischen den Ambosskanälen), vorhanden ist, als an den Umfangsenden der Kammer, dicht an den Ambosskanälen, wo der Stift oder die Stifte radial zwischen die radial nach außen ansteigenden Bereiche oder radial nach außen vorstehenden "Wulste" an jeder Umfangsseite jeder der Ambosskanäle "gequetscht" werden. Die Verriegelungsstifte und der Amboss können in Abhängigkeit von der verriegelnden Drehung der Antriebsmitnehmer, des Zwischenzahnrads und des Ambosses, in Abhängigkeit von der Vorwärts-Drehmoment-Drehung des angetriebenen Zwischenzahnrads (in jeder Drehrichtung) durch Drehen der Ankerwelle frei drehen, wobei die Verriegelungsstifte durch die Umfangsseiten der Antriebsmitnehmer gedrückt werden, um sie in dem radial relativ unbegrenzten Bereich zu halten, der durch die vorher angeführten flachen Ambossbereiche und die innere Hohlraumfläche gebildet wird. Die Stifte werden jedoch in Abhängigkeit von einem von außen auf die Zwi schenwelle aufgebrachten drehenden Rückwärts-Drehmoment oder von einem auf die Zwischenwelle wirkenden Rückwärts-Drehmoment, wenn das Zwischenzahnrad und die Ankerwelle drehstationär sind, oder in Abhängigkeit von einem solchen Rückwärts-Drehmoment, das in einer entgegengesetzten Richtung zu der Richtung der Drehkraft auf die Zwischenwelle, aufgebracht durch die Ankerwelle, das Zwischenzahnrad, den Antriebsmitnehmer und den Amboss wirkt, wenn ein solches externes drehendes Rückwärts-Drehmoment auf die Zwischenwelle eines eingeschalteten kraftgetriebenen Werkzeugs wirkt, radial zwischen den Ambosswulstflächen dicht an den Kanälen und der inneren Hohlraumfläche verkeilt oder festgeklemmt. In jedem Fall verhindert die automatische Wellenverriegelung die Übertragung der von außen angelegten Rückwärtskraft und folglich des sich daraus ergebenden Rückwärts-Drehmoments von der Zwischenwelle und dem Amboss zu dem Zwischenzahnrad und der Ankerwelle. Die automatische Wellenverriegelung der vorliegenden Erfindung funktioniert in jeder Drehrichtung gleichermaßen.
Vorzugsweise weist der Abgabezahnradmechanismus ein kraftgetriebenes Werkzeug auf, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgabezahnradmechanismus ein Abgaberitzel, das auf der Zwischenwelle zur Drehung mit dieser befestigt ist, und ein Abgabezahnrad, dass auf der Abgabewelle zur Drehung mit dieser befestigt ist, aufweist und in einer antreibenden Beziehung mit dem Abgaberitzel kämmt, wobei das Abgabezahnrad größer ist als das Abgaberitzel und daher der Abgabezahnradmechanismus die Größe des Rückwärts-Drehmoments verringert, das zu dem Wellenverriegelungsmechanismus zurück übertragen wird.
Es sei betont, das ein solches, an die Abgabewelle des Werkzeugs angelegtes Rückwärts-Drehmoment verringert wird, weil es über das relativ große Abgabezahnrad und das relativ kleine Abgabegetriebe übertragen wird, bevor es zum Wellenverriegelungsmechanismus übertragen wird, oder anders ausgedrückt, diese Anordnung ermöglicht dem Wellenverriegelungsmechanismus, einem solchen Rückwärts-Drehmoment mit einem "Drehmoment-verstärkten" Widerstand zu widerstehen. Das schützt den Wellenverriegelungsmechanismus gegen Bruch und positioniert ihn weiter innen (an einer Position in dem Antriebsstrang, der in Bezug auf die Abgabewelle innen angeordnet ist), wo er besser gegen Staub oder andere äußere Verunreinigungen geschützt ist.
Die vorliegende Erfindung wird nun lediglich in Form eines Beispiels und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, die zeigen in
1 eine Seitenaufrissansicht eines beispielhaften kraftgetriebenen Antriebswerkzeugs, welches die vorliegende Erfindung einschließt, wobei Teile des Werkzeuggehäuses weggebrochen sind, um die inneren Komponenten sichtbar zu machen;
2 eine Explosions-Perspektivansicht der Hauptkomponenten des Antriebs und des automatischen Wellenverriegelungsmechanismus;
3 eine vergrößerte Seitenaufriss-Querschnittsansicht der Komponenten aus 2;
4 eine Querschnitts-Endansicht der Komponenten von 2 und 3, geschnitten generell entlang der Linie 4-4 aus 1;
4a eine vergrößerte Ansicht des eingekreisten Teils aus 4;
4b eine vergrößerte Ansicht, ähnlich der aus 4a, die jedoch eine alternative Ausführung der Erfindung darstellt;
5 eine vergrößerte Detailansicht, ähnlich der aus 4a, welche die bevorzugten Antriebs- und Wellenverriegelungskomponenten während der normalen Einschaltung des kraftgetriebenen Werkzeugs für die Drehung in eine erste Drehrichtung darstellt;
6 eine Detailansicht, ähnlich der aus 5, welche jedoch die bevorzugten Komponenten während der normalen antreibenden Drehung in eine zweite, entgegengesetzte Richtung zeigt;
7 eine Ansicht, ähnlich der aus 5, die jedoch weiter vergrößert ist und die Aktivierung des bevorzugten automatischen Wellenverriegelungsmerkmals der vorliegenden Erfindung in Reaktion auf ein von außen aufgebrachtes Rückwärts-Drehmoment in eine entgegengesetzte Drehrichtung zu der antreibenden Drehrichtung aus 5 darstellt; und
8 eine Ansicht ähnlich der aus 6, die jedoch weiter vergrößert ist und die Aktivierung des bevorzugten automatischen Wellenverriegelungsmerkmals der vorliegenden Erfindung in Reaktion auf ein von außen aufgebrachtes Rückwärts-Drehmoment in eine entgegengesetzte Drehrichtung zu der antreibenden Drehrichtung aus 6 darstellt.
1 bis 8 zeigen lediglich zu Erläuterungszwecken ein bevorzugtes Beispiel (und eine Beispielsvariation) der vorliegenden Erfindung in Anwendung in einer elektrisch angetriebenen Bohrmaschine. Fachleute werden jedoch leicht erkennen, dass die Prinzipien und Merkmale der vorliegenden Erfindung gleichermaßen auf kraftgetriebene Werkzeuge vieler anderer Ausgestaltungen anwendbar sind, einschließlich von allgemein als "Kraftschraubendreher" bezeichneten Werkzeugen.
In 1 weist ein kraftgetriebenes Werkzeug 10 ein Gehäuse 12 auf, in dem ein Motor 14 und ein Antriebsmechanismus 18 für das Übertragen der Kraft vom Motor 14 zu einem Spannfutter 16 angeordnet ist, das dazu angepasst ist, einen Mitnehmer für ein Befestigungselement, einen Bohrer oder ein anderes solches sich drehendes Werkzeug antreibend zu halten.
Bezug auf 1 bis 4 nehmend, hat der Antriebsmechanismus 18 eine Motorankerwelle 22, die vorzugsweise zur Drehung in einer Lagerplatte 24 gelagert ist, die fest in dem Werkzeuggehäuse 12 angebracht ist, wobei die Lagerplatte 24 vorzugsweise eine erste Lageröffnung 26 zur drehbaren Aufnahme der Ankerwelle 22, eine zweite Lageröffnung 28 zur drehbaren Aufnahme einer Zwischenwelle 60 und vorzugsweise eine dritte Lageröffnung 30 zur drehbaren Aufnahme einer Abgabewelle 64 aufweist, wobei die Abgabewelle 64 antreibend mit dem Spannfutter 16 verbunden ist.
In dem bevorzugten, in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel hat die Ankerwelle 22 einen verzahnten Endbereich 34 (oder auf ihr kann eine separates Ritzel fest angebracht sein), der mit einem Zwischenzahnrad 32 kämmt, das im Gleitsitz oder in anderer Weise zur freien relativen Drehung um oder auf der Zwischenwelle 60 befestigt ist. Die Lagerplatte 24 weist ferner einen in ihr ausgebildeten hohlen zylindrischen Raum 36 auf, der vorzugsweise mit einer zylindrischen Buchse 38 ausgekleidet ist, um in ihm eine innere Hohlraumfläche 40 zu bilden. Mindestens ein Antriebsmitnehmer 42 und vorzugsweise eine Anzahl von Antriebsmitnehmern 42 sind auf dem Zwischenzahnrad 32 ausgebildet. Die Antriebsmitnehmer 42 erstrecken sich radial benachbart zur inneren Hohlraumfläche 40 in axialer oder in Längsrichtung in den hohlen zylindrischen Raum 36, wobei die Antriebsmitnehmer 42 für die konzentrische Drehung mit dem Zwischenzahnrad 32 ausgestaltet sind. Jeder Antriebsmitnehmer 42 hat einen sich radial nach innen erstreckenden Antriebsvorsprung 44.
Ein Amboss 48 ist zur Drehung mit der Zwischenwelle 60 in Presspassung oder anders fest auf ihr angebracht. Wie vielleicht am besten aus 4 und 4a ersichtlich ist, weist der Amboss 48 mindestens einen Ambosskanal 50 und vorzugsweise eine Anzahl sich axial erstreckender Ambosskanäle 50 auf, die radial nach innen um seinen Umfang ausgespart sind Die Anzahl der Ambosskanäle 50 entspricht der Anzahl der Antriebsvorsprünge 44 an den Antriebsmitnehmern 42 des Zwischenzahnrads 32, wobei die Antriebsvorsprünge 44 von den Ambosskanälen 50 aufgenommen sind. Somit bilden der Amboss 48, umfangsmäßig benachbarte Paare von Antriebsmitnehmern 42 und die innere Hohlraumfläche 40 des hohlen zylindrischen Raums 36 (oder der zylindrischen Buchse 38) zusammen eine Anzahl von am Umfang beabstandeten Ringkammern 52.
Vorzugsweise ist in jeder Kammer 52 ein zylindrischer Verriegelungsstift 54 angeordnet. Der Amboss 48 hat im Allgemeinen an einem Umfangsmittelpunkt zwischen jedem Satz von benachbarten Ambosskanälen 50 eine allgemein flache Ambossnockenfläche 58. In 4a ist jede flache Fläche 58 des bevorzugten Ambosses 48 allgemein zwischen radial nach außen erhöhten Endabschnitten oder Ambosswulsten 56 positioniert, die dicht an die Ambosskanäle 50 angrenzen. Wenn sich die Verriegelungsstifte 54 an dieser flachen Zwischenfläche 58 befinden, sind sie radial weniger zwischen dem Amboss 48 und der inneren Hohlraumfläche 40 eingespannt, als wenn sie sich an den radial nach außen erhöhten Wulstbereichen 56 (benachbart zu den Ambosskanälen 50) befinden, wie es nachfolgend ausführlicher erläutert wird.
4b zeigt eine alternative Variation, in welcher der einzelne Verriegelungsstift 54 in jeder Kammer 52 durch zwei (oder mehr) Verriegelungsstifte 154 in jeder Kammer 52 ersetzt ist. In dieser alternativen Ausführung steht eine etwa "spitz zulaufende" Ambossnockenfläche 156 radial nach außen zwischen benachbarten flachen Flächen 158 vor, um einen radial aufgebauten Bereich für die Stifte 54 zur Verfügung zu stellen.
Bezug auf 2 bis 5 nehmend, ist leicht zu erkennen, dass das Zwischenzahnrad 32 veranlasst wird, in eine Drehrichtung zu drehen, die der Drehrichtung der Ankerwelle 22 entgegengesetzt ist, wenn der Motor 14 des kraftgetriebenen Werkzeugs eingeschaltet wird, um die Drehung der Ankerwelle 22 zu bewirken. Diese Vorwärts-Drehmoment-Drehung des Zwischenzahnrads 32 bewirkt eine entsprechende konzentrische Drehung der Antriebsmitnehmer 42 des Zwischenzahnrads, dessen verriegelnde Antriebsvorsprünge 44 die entsprechenden Seiten der Ambosskanäle 50 berühren, sie in eine erste Drehrichtung zwingen und die Drehung des Ambosses 48 in die gleiche Richtung bewirken. Da der Amboss 48 mit Presspassung oder in anderer Weise fest auf der Zwischenwelle 60 angebracht ist, dreht auch diese in die gleiche Drehrichtung wie das Zwischenzahnrad 32. Ein Abgaberitzel 62 ist vorzugsweise mit Presspassung oder in anderer Weise fest auf der Zwischenwelle 60 befestigt und kämmt mit einem Abgabezahnrad 66, das drehfest auf der Abgabewelle 64 befestigt ist, wodurch die Drehkraft des Spannfutters 16 des Werkzeugs übertragen wird.
Da viele, wenn nicht sogar die meisten der kraftgetriebenen Werkzeuge des hierin beschriebenen Beispieltyps "umsteuerbar" sind, d.h. dass sie dazu angepasst sind, Antriebskraft in eine von zwei entgegengesetzten Vorwärts-Drehmoment-Drehrichtungen zu liefern, sind der Antriebsmechanismus 18 (und die automatische Wellenverriegelung) des hierin dargestellten Ausführungsbeispiels für eine solche umsteuerbare Drehung angepasst. Wie, Bezug auf 2 bis 4a und 6 nehmend, dargestellt ist, drehen das Zwi schenzahnrad 32, die Antriebsmitnehmer 42 und die Antriebsvorsprünge 44 in die entgegengesetzte Drehrichtung zur Drehrichtung aus 5. Somit bewirken in ähnlicher Weise, wie vorher im Zusammenhang mit 5 behandelt, die Antriebsmitnehmer 42 und die Antriebsvorsprünge 44 eine solche, der Drehrichtung von 5 entgegengesetzte Drehung des Ambosses 48 durch den verriegelnden Eingriff zwischen den Antriebsvorsprüngen 44 und den gegenüberliegenden Seiten der Ambosskanäle 50. Gleichermaßen wird dadurch in 6 durch den Kontakt mit den gegenüberliegenden Umfangsseiten der Antriebsmitnehmer 42 eine ähnliche, der Drehrichtung von 5 entgegengesetzte Vorwärts-Drehmoment-Drehung der Verriegelungsstifte 54 bewirkt.
Wenn dass das kraftgetriebene Werkzeug 10 zum manuellen Aufbringen einer antreibenden Drehkraft auf das Spannfutter 16 verwendet wird (und somit auf das durch das Spannfutter 16 gehaltene angetriebene Werkzeug), wird auf die Abgabewelle 64 und somit auf das Abgaberitzel 62 und das Zwischenzahnrad 32 in beiden umsteuerbaren Drehrichtungen entgegengesetzt zu der Vorwärts-Drehmoment-Drehkraft ein sich ergebendes Rückwärts-Drehmoment oder eine Rückwärts-Drehkraft aufgebracht, die durch den Motor 14 und die Ankerwelle 22 angelegt wird (in dem Fall, wenn das kraftgetriebene Werkzeug eingeschaltet ist). Selbst wenn das kraftgetriebene Werkzeug 10 nicht eingeschaltet ist, wird ein solches sich ergebendes, von außen aufgebrachtes Rückwärts-Drehmoment oder eine solche, sich ergebende, von außen aufgebrachte Rückwärts-Drehkraft in gleicher Weise an die Zwischenwelle 60 angelegt. In diesen beiden Fällen bleiben die Ankerwelle 22 und das Zwischenzahnrad 32 entweder feststehend oder sie werden Drehkräften ausgesetzt, die entgegengesetzt zur Richtung der von außen aufgebrachten Rückwärts-Drehkraft oder dem von außen aufgebrachten Rückwärts-Drehmoment, die an die Zwischenwelle 60 angelegt werden, wirken. Weil der Amboss 48 mit Presspassung angeordnet oder in anderer Weise auf der Zwischenwelle 60 gegen Drehung festgesetzt ist, wird das auf die Zwischenwelle 60 wirkende Rückwärts-Drehmoment ebenfalls auf den Amboss 48 übertragen und bewirkt, dass er sich um einen kleinen Betrag dreht. Die Antriebs-Vorsprünge 44 der Antriebsmitnehmer 42 drehen sich jedoch wegen des Umfangs-Freiraums in den Ambosskanälen 50 nicht dementsprechend. Daher werden die Verriegelungsstifte 54 nicht durch Kontakt mit den Umfangsseiten der Antriebsmitnehmer 42 in eine Umfangsrichtung gedrückt, so dass sie in dem radial relativ uneingeschränkten Bereich der Kammern 52 benachbart zu den flachen Flächen des Ambosses 58 bleiben würden, wobei ein solcher kleiner Betrag der Drehung des Ambosses 48 bewirkt, dass die Verriegelungsstifte 54 durch eine der radial nach außen erhöhten Wulstbereiche 56 des Ambosses benachbart zu den Ambosskanälen 50 an den entgegengesetzten Umfangsenden der flachen Ambossfläche 58 radial nach außen gedrückt werden. Das bewirkt, dass die Verriegelungsstifte 54 fest in eine der radial eingeschränkten Bereiche der Ambosskammern 52 (zwischen einem der radial nach außen erhöhten Wulstbereiche 56 des Ambosses und der inneren Hohlraumfläche 40 des hohlen zylindrischen Raums 36 oder der zylindrischen Buchse 36) eingeklemmt oder verkeilt werden. Diese Verkeil- oder Klemmwirkung verriegelt daher den Amboss wirksam gegen weitere Drehung und verriegelt somit auch die Zwischenwelle 60, das Abgaberitzel 62, das Abgabezahnrad 66 und somit die Abgabewelle 64 des Werkzeugs.
Es ist zu bemerken, dass die vorher beschriebene automatische Wellenverriegelungswirkung jedes Mal auftritt, wenn die Abgabewelle 64 des Werkzeugs durch ein von außen aufgebrachtes, manuelles Rückwärts-Drehmoment in einer der beiden Drehrichtung beaufschlagt wird. Jedoch kann, wie es vorher beschrieben ist, der Amboss 48 frei in jeder angetriebenen Drehrichtung drehen, wenn der Motor 14 des Werkzeugs eingeschaltet ist, um die Ankerwelle 22 anzutreiben. Somit ist die Drehrichtung des Ambosses 48 nicht entscheidend dafür, ob der Amboss verriegelt wird. Vielmehr ist der entscheidende Faktor bei der automatischen Wellenverriegelung, ob das Drehmoment auf den Amboss 48 durch den Motor 14 und die Ankerwelle 22 (bei einem unverriegelten, normalen Antriebsvorgang) in einer Vorwärts-Drehmoment-Richtung oder in Rückwärts-Drehmoment-Richtung oder Rückwärts-Kraft-Richtung durch die Abgabewelle 64 des Werkzeugs (im Zustand der automatischen Wellenverriegelung) aufgebracht wird. In der alternativen Anordnung von 4b wird durch die Spitzen-Bereiche 156 gleichermaßen ein Verkeilen der Stifte 54 bewirkt.
Da das Abgabezahnrad 66 viel größer als das Abgaberitzel 62 ist, wird ferner bei den meisten Anwendungen der vorliegenden Erfindung das auf die Zwischenwelle übertragene Rückwärts-Drehmoment gegenüber dem Rückwärts-Drehmoment, das auf die Abgabewelle 64 aufgebracht wird, verringert, so dass die Antriebs- und Verriegelungs-Übertragungskomponenten noch mehr geschützt werden und verhindert wird, dass über das Zwischenzahnrad 32 ein solches hohes Rückwärts-Drehmoment von der Abgabewelle 64 auf die Ankerwelle 22 aufgebracht wird. Daher ergibt sich, wie vorher angeführt, dass einem solchen Rückwärts-Drehmoment durch einen Drehmoment-Verstärkungswiderstand, der über die Zwischenwelle durch den Wellenverriegelungsmechanismus aufgebracht wird, effektiv entgegengewirkt wird.
Weiterhin ist zu bemerken, dass dieser Effekt auch dadurch eintritt, weil die automatische Wellenverriegelung in einer Antriebsposition zwischen dem Zwischenzahnrad 32 (das durch die Ankerwelle 22 über ihren verzahnten Bereich 34 oder ein Ankerritzel darauf angetrieben wird) und der Abgabewelle 66 (die sich in antreibendem Eingriff mit der Zwischenwelle 60 befindet) angeordnet ist. Diese Anordnung der vorliegenden Erfindung steht in direktem Gegensatz zu der normalen Anordnung im Stand der Technik, beispielsweise wie sie in dem vorher angeführten US-Patent Nr. 5,016,501 aufgezeigt ist, bei der der Wellenverriegelungsmechanismus sich auf der Abgabewelle befindet. Die vorher beschriebene Anordnung der vorliegenden Erfindung bietet den deutlichen Vorteil der vorher beschriebenen Verringerung des Rückwärts-Drehmoments, das von dem Abgabezahnrad 66 über das Abgaberitzel 62 auf den automatischen Wellenverriegelungsmechanismus aufgebracht wird, wodurch dieser geschützt und effektiver wird. Diese Anordnung der vorliegenden Erfindung bietet weiterhin den Vorteil, dass der Wellenverriegelungsmechanismus besser gegen Staub oder andere äußere Verunreinigungen geschützt ist.
Die vorhergehende Erörterung offenbart und beschreibt lediglich Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung nur zum Zweck der Erläuterung. Es ist so zu verstehen, dass die Erfindung nicht auf diese spezifischen Ausführungen beschränkt ist, sondern nur dadurch, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.

Claims

Kraftgetriebenes Werkzeug (10) mit einem Antriebsstrang (13) und einem Gehäuse (12), wobei der Antriebsstrang eine sich axial erstreckende, drehbare Ankerwelle (22), eine Abgabewelle (64) und einen Wellenverriegelungsmechanismus (42, 44, 48, 52, 54, 58, 60) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerwelle (22) zur Vorwärts-Drehmomentdrehung in zwei Richtungen in Abhängigkeit von der Vorwärts-Drehmomentdrehung der Ankerwelle (22) in zwei Richtungen mit einem im Gehäuse (12) vorgesehenen Zwischenzahnrad (32) kämmt, eine Zwischenwelle (60) zur Drehung im Gehäuse angeordnet ist, der Wellenverriegelungsmechanismus (42, 44, 48, 52, 54, 58, 60) die Zwischenwelle (60) drehend mit dem Zwischenzahnrad (32) verbindet, um in Abhängigkeit von der Drehung des Zwischenzahnrads (32) eine Drehung der Zwischenwelle (60) in Vorwärts-Drehmomentrichtung zu bewirken, und angeordnet ist, um eine Drehung des Zwischenzahnrads (32) in Abhängigkeit von einem von außen aufgebrachten, drehenden Rückwärts-Drehmoment, das in einer zweiten, entgegengesetzten Rückwärts-Drehmomentrichtung auf die Zwischenwelle (60) aufgebracht wird, zu verhindern, wobei der Wellenverriegelungsmechanismus (42, 44, 48, 52, 54, 58, 60) zwischen Zwischenzahnrad (32) und Zwischenwelle (60) treibend im Antriebsstrang (13) angeordnet und die Zwischenwelle (60) mit der Abgabewelle (64) durch einen Abgabezahnradmechanismus (62, 66), der die Größe des auf den Wellenverriegelungsmechanismus (42, 44, 48, 52, 54, 58, 60) zurückübertragenen Rückwärts-Drehmoments verringert, drehend mit der Abgabewelle (64) verbunden ist.
Kraftgetriebenes Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgabezahnradmechanismus (62, 66) ein auf der Zwischenwelle (60) zur Drehung mit dieser befestigtes Abgaberitzel (62) und ein auf der Abgabewelle (64) zur Drehung mit dieser befestigtes und in antreibender Beziehung mit dem Abgaberitzel (62) kämmendes Abgabezahnrad (66) aufweist, das größer ist als das Abgaberitzel (62).
Kraftgetriebenes Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lagerplatte (24) fest im Gehäuse (12) angeordnet ist, die einen Hohlraum hat, und dass der Wellenverriegelungsmechanismus (40, 44, 48, 52, 58, 60) im Hohlraum angeordnet ist.
Kraftgetriebenes Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenverriegelungsmechanismus aufweist: einen in einem festen Bereich des Gehäuses (12), der bezüglich der Ankerwelle (22) radial versetzt ist (22), ausgebildeten hohlen zylindrischen Raum (36), der eine zylindrische innere Hohlraumfläche (40) hat, mindestens einen fest am Zwischenzahnrad (32) zur konzentrischen Drehung mit diesem vorgesehenen Antriebsmitnehmer (42), der sich im Allgemeinen benachbart zum radial äußeren Umfang des hohlen zylindrischen Raums (36) in diesen erstreckt, wobei der Antriebsmitnehmer (42) einen sich von ihm radial nach innen erstreckenden Antriebsvorsprung (44) hat, einen fest an der Zwischenwelle (60) zur konzentrischen Drehung mit dieser vorgesehenen und im Raum (36) angeordneten Amboss (48), dessen Außendurchmesser kleiner als der Durchmesser der inneren Hohlraumfläche des hohlen zylindrischen Raums (40) ist und der mindestens einen sich axial erstreckenden, radial nach innen versetzten Ambosskanal (50) zur Aufnahme des sich radial nach innen erstreckenden Antriebsvorsprungs (44) in treibender Zuordnung aufweist, wobei der Ambosskanal (50) eine größere Umfangsbreite als die Umfangsbreite des Antriebsvorsprungs (44) hat, um eine in ihrem Maß vorbestimmte, begrenzte relative Drehung zwischen diesen zu ermöglichen, eine durch den Antriebsmitnehmer (42), den Amboss (48) und die innere Hohlraumfläche (40) gebildete Ringkammer (52) innerhalb des zylindrischen Raums, einen in der Ringkammer (52) zwischen Amboss (48) und innerer Hohlraumfläche (40) des hohlen zylindrischen Raums vorgesehenen, sich axial erstreckenden, zylindrischen Verriegelungsstift (54) und mindestens eine, radial nach außen erhöhte Wulstfläche (56) am Amboss, die sich radial nach außen in die Ringkammer (52) erstreckt und in Umfangsrichtung im Abstand von dem Antriebsmitnehmer (42) des Zwischenzahnrads (32) liegt, wobei der Verriegelungsstift (54) und der Amboss (48) in Abhängigkeit von einer Vorwärts-Drehmomentdrehung des von der Ankerwelle angetriebenen Zwischenzahnrads (32) in zwei Richtungen frei drehbar sind und der Anker (48) sich um eine vorbestimmte Strecke bezüglich dem Antriebsvorsprung (44) dreht, um den Verriegelungsstift (54) in Abhängigkeit von dem in der zweiten, entgegengesetzten Rückwärts-Drehmomentrichtung von außen auf die Zwischenwelle (60) aufgebrachten drehenden Rückwärts-Drehmoment zwischen der angehobenen Wulstfläche (56) und der inneren Hohlraumfläche (40) radial nach außen zu verkeilen, wodurch die Übertragung des von außen aufgebrachten, drehenden Rückwärts-Drehmoments von der Zwischenwelle (60) und dem Amboss (48) auf das Zwischenzahnrad (32) und die Ankerwelle (22) verhindert wird.
Kraftgetriebenes Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenzahnrad (32) mehrere in Umfangsrichtung beabstandete Antriebsmitnehmer (42) aufweist, der Amboss (48) in Umfangsrichtung beabstandete, der Zahl der Antriebsmitnehmer (42) entsprechende mehrere Ambosskanäle (50) hat, der Wellenverriegelungsmechanismus (42, 44, 48, 52, 54, 58, 60) ferner mehrere Verriegelungsstifte aufweist, von denen jeweils einer zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Antriebsmitnehmern (42) angeordnet ist, und der Amboss (48) zwischen einem Paar der erhöhten Wulstflächen (56) einen im Allgemeinen ebenen Außenflächenbereich hat, wobei jede der erhöhten Wulstflächen im Allgemeinen benachbart zu einem Ambosskanal (50) liegt.
Kraftgetriebenes Werkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwei der Verriegelungsstifte (54) in Umfangsrichtung benachbart zueinander zwischen jedem Paar von in Umfangsrichtung benachbarten Antriebsmitnehmern (42) vorgesehen sind.
Kraftgetriebenes Werkzeug nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lagerplatte (24) fest im Gehäuse angeordnet ist, in der der hohle zylindrische Raum (40) ausgebildet ist.
Kraftgetriebenes Werkzeug nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in dem hohlen zylindrischen Raum (40) eine hohle zylindrische Buchse (38) angeordnet ist, wodurch die innere Hohlraumfläche gebildet wird.
Kraftgetriebenes Werkzeug nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenzahnrad (32) zur freien, relativen, konzentrischen Drehung auf der Zwischenwelle (60) befestigt ist.
Kraftgetriebenes Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenzahnrad (32) drei der Antriebsmitnehmer (42) hat, der Amboss (48) entsprechend drei der Ambosskanäle (50) aufweist, wodurch drei der Kammern gebildet werden, und mindestens einer der Verriegelungsstifte (54) in jeder der Kammern (42) zwischen jedem Paar von in Umfangsrichtung benachbarten Antriebsmitnehmern (42) vorgesehen ist.
Kraftgetriebenes Werkzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwei der Verriegelungsstifte (56) in Umfangsrichtung benachbart zueinander zwischen jedem Paar von in Umfangsrichtung benachbarten Antriebsmitnehmern (42) vorgesehen sind.
Kraftgetriebenes Werkzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass im hohlen zylindrischen Raum (40) eine hohle zylindrische Buchse (38) vorgesehen ist, wodurch die innere Hohlraumfläche (40) gebildet wird.
Kraftgetriebenes Werkzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Verriegelungsstift (54) in Abhängigkeit der vorbestimmten, begrenzten, relativen Verdrehung des Ambosses (48) bezüglich dem Antriebsvorsprung (44) zwischen einer der erhöhten Wulstflächen (56) und der inneren Hohlraumfläche verkeilt wird, wodurch der radiale Raum zwischen Amboss (48) und innerer Hohlraumfläche, in dem sich der Verriegelungsstift (54) befindet, verengt wird.