EP1258322B1 - Kraftgetriebener Schrauber mit Drehmomentbegrenzungskupplung - Google Patents
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- EP1258322B1 EP1258322B1 EP02010511A EP02010511A EP1258322B1 EP 1258322 B1 EP1258322 B1 EP 1258322B1 EP 02010511 A EP02010511 A EP 02010511A EP 02010511 A EP02010511 A EP 02010511A EP 1258322 B1 EP1258322 B1 EP 1258322B1
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- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
- B25B23/00—Details of, or accessories for, spanners, wrenches, screwdrivers
- B25B23/14—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers
- B25B23/141—Mechanical overload release couplings
Definitions
- the invention relates to a power screwdriver for screwing and loosening of screws, with a torque limiting coupling which couples a drive of the screwdriver with a spindle driving a tool holder until reaching a preset triggering torque, wherein the torque limiting coupling is connected to the spindle via a backlash.
- Such a screwdriver is from the US-A-5,738,177 known.
- Power-driven screwdrivers for screwing in and loosening screws have increasingly replaced conventional manual screwdrivers in the past.
- power-driven screwdrivers are used with a torque-dependent triggering torque limiting clutch, since there screws are usually screwed with well-defined torques.
- torque-dependent triggering torque limiting clutch since there screws are usually screwed with well-defined torques.
- Under screws are understood in the broadest sense, all types of threaded fasteners, ie in particular also nuts.
- Torque limiting clutches are placed in a drive train between a driver of the screwdriver and a tool holder.
- the torque limiting clutch breaks the connection between the drive and the tool holder as soon as a screwed-in screw is clamped with the desired force in a screw-receiving thread.
- the torque with which the drive of the screwdriver then acts on the stuck screw is called the tripping torque and can usually be set on the torque limiting clutch. So that the drive does not idle after loosening the torque limiting clutch, the torque limiting clutch usually acts on an additional switch, upon actuation of the drive is turned off.
- a screwdriver which is formed with a planetary gear and has a torque-limiting coupling which is arranged between a ring gear and the tool housing, wherein the ring gear has a spring-loaded pressure element which cooperates with cam elements via balls and a cam surface.
- a REED relay is used, which is actuated by a swivel lever with permanent magnets.
- the invention has for its object to improve a power screwdriver of the type mentioned in such a way that results in a simple and compact design and that a preset release torque is maintained as accurately as possible.
- the reaction part is a ring gear of a planetary gear which receives a plurality of planetary gears
- the reaction part can be accommodated in a compact screwdriver in a particularly space-saving manner.
- the backlash between a planet carrier of the last gear stage of the planetary gear and the spindle is arranged so any reaction moments that are exerted directly by the spindle, neutralized via the backlash. This results in a particularly high precision in terms of compliance with a preset release torque.
- the knowledge is exploited that the inaccurate compliance with the preset triggering torque is due to the effect of torque limiting clutch. Namely, if this triggers after screwing a screw, so it exerts on the spindle in the opposite direction (release direction) acting torque on the screw, ie the screw is always easily solved after reaching the trigger torque. Since the value of the torque acting in the release direction is unknown, the actual tightening torque with which the screw is screwed in can not be accurately predicted.
- the torque acting in the release direction arises when the torque limiting clutch is triggered by the pressure spring continuing to exert pressure on the two clutch parts involved, namely the ring gear and the ring gear, after they have moved apart in the axial direction when the torque limiting clutch is released.
- This pressure now acts on the rolling elements on the likewise inclined rear side of the cam, whereby a torque is exerted on the ring gear on which the cams are formed.
- This torque on the ring gear causes a release torque exerted on the spindle via the planetary gear and thus the screw is released again.
- the torque limiting clutch having a first and a second coupling part, which engage with closed torque limiting clutch, wherein the first coupling member rotatably with a housing of the screwdriver and the second coupling member rotationally fixed with a reaction torque against a spindle receiving and with respect to the housing freely rotatable reaction part of a transmission is connected.
- Opposite torque limiting clutches which are arranged directly between two sections of a drive train, this has the advantage that no rotational movement of the two coupling parts takes place when the torque limiting clutch is closed. As a result, acting on the coupling parts and possibly provided balls that cause the coupling between the coupling parts, no significant centrifugal forces that contribute to their wear.
- the clearance clutch then connects the reaction part of the transmission to the spindle.
- reaction part is a planetary gear receiving a ring gear of a planetary gear.
- planetary gearboxes Due to their distribution of forces, planetary gearboxes are particularly reliable and long-lasting, making them particularly suitable for power-driven screwdrivers in the commercial sector.
- the backlash is not arranged directly between the ring gear, but between a planet carrier of a final gear stage of the planetary gear and the spindle.
- this integration takes place in that the play clutch has a rotatably connected to the spindle driving wheel, from which several wings extend radially outward, which abut in a coupled state to lugs of the planet carrier.
- the lugs on the planet carrier can be designed as simple pins or projections, which can engage the wings of the driving wheel.
- the approaches are formed by stubs of Planetenradachsen that carry planetary gears and enforce the planet.
- FIG. 1 an inventive screwdriver is shown in a side view with partially removed housing part and designated 10 in total.
- the screwdriver 10 has a housing 11 with a main housing part 12 on which a handle portion 16 is formed. From there, a main switch 18 is conveniently operated by an operator.
- a main switch 18 is conveniently operated by an operator.
- an angle head housing 19 of an angle head 20 is rotatably mounted, from which a tool holder 22 protrudes at right angles to a longitudinal axis of the screwdriver 10.
- Such screwdrivers are commonly referred to as rod angle screwdrivers and have the advantage over conventional power driven screwdrivers that the torque absorbed by the screwdriver when screwing screws not to a twisting of the screwdriver about its longitudinal axis, but to a pivoting of the screwdriver at right angles angled, through the tool holder 22 fixed axis leads. Such pivotal movements can be more easily absorbed by an operator than rotations of the screwdriver about its longitudinal axis.
- the screwdriver 10 has an example designed as an electric motor drive 32 which is rotatably attached to a fixed relative to the main housing part 12 support sleeve 34.
- the drive 32 drives via an intermediate shaft 36 to a reduction gear in the form of a planetary gear 38, which on the output side, a spindle 40 is rotated.
- the spindle 40 drives a tool spindle 44 via a bevel gear arrangement 46 arranged in the angle head 20, which tool holder carries the tool holder 22 at its free end.
- a torque limiting clutch 50 is shown schematically, which couples a reaction torque with respect to the spindle 40 receiving reaction part of the planetary gear 38 with a control sleeve 52.
- the adjusting sleeve 52 is integrally formed with an angle head housing 19 or rotatably connected via one or more intermediate parts with this.
- the angle head 20 for example in the in Fig. 1 Dashed position shown, the entire angle head 20, ie, the angle head housing 19 with housed bearings 55 and 56 for the spindles 40 and 44 and the adjusting sleeve 52, relative to the housing-fixed support sleeve 34 along a running here as a screw adjustment device 58 is rotated.
- the torque limiting clutch 50 is closed, the reaction part of the planetary gear 38 is fixed against rotation relative to the angle head 20 and coupled to the drive 32 via the adjusting device 58.
- Fig. 2 shows in an axial section details of in Fig. 1 only schematically illustrated parts in the interior of the screwdriver 10th
- first sun gear 64 On a rotor neck 60 of in Fig. 2 only indicated drive 32 is an intermediate shaft 62 rotatably pushed, which is integrally formed with a first sun gear 64 of the two-stage planetary gear 38.
- the first sun gear 64 meshes with three first planetary gears 66 of a first planetary gear stage, of which in Fig. 2 only two are recognizable.
- the first planetary gears 66 are rotatably mounted on a first planet carrier 68 and mesh simultaneously with a ring gear 70 which extends over the entire axial length of the planetary gear 38.
- the first planet carrier 68 is integrally formed with a second sun gear 72 or rotatably connected, which meshes with second planetary gears 74.
- the second planet gears 74 are in turn rotatably mounted on a second planet carrier 76 and also mesh with the ring gear 70.
- the nozzle 80 and the driving wheel 84 together form a further below with reference to Fig. 3 explained in more detail game clutch 86th
- the ring gear 70 which assumes a reaction torque relative to the intermediate shaft 62 and the spindle 40 and thus represents the reaction part of the planetary gear 38, is rotatable via a bearing 88 in the carrier sleeve 34 bolted to the drive 32 and the adjusting sleeve 52 connected thereto via the adjusting device 58 added.
- the ring gear 70 is on the adjusting sleeve 52 (or a non-rotatably connected part) via set the torque limiting clutch 50.
- This comprises a rotatably screwed into the ring gear 70 cam ring 90, which projects beyond the ring gear 70 shoulder 92 is also supported on the bearing 88 on the adjusting sleeve 52, and a switching ring 96 which is clamped by a compression spring 94 against the cam ring 90.
- the switching ring 96 is axially, ie in the longitudinal direction 95 of the spindle 40, slidably, but rotatably received in an associated with the adjusting sleeve 52 intermediate sleeve 98.
- the rotationally fixed, but axially displaceable arrangement of the switching ring 96 is achieved by means of first and second longitudinal grooves 100 and 101, which are arranged on a peripheral surface of the switching ring 96 and the inside of the intermediate sleeve 98 and cooperate with guide balls 102, via the first and second longitudinal grooves 100 and 101 rolling guide balls 102, the switching ring 96 and the intermediate sleeve 98 can be moved to each other in the axial direction, wherein a snap ring 105 inserted into the intermediate sleeve 98 prevents falling out of the guide balls 102.
- rollers 104 are rotatably mounted on axles 106 circumferentially.
- the rollers 104 can roll on a cam track 108, which is formed on a switching ring 96 facing the end face of the cam ring 90.
- a cam track 108 which is formed on a switching ring 96 facing the end face of the cam ring 90.
- At the cam ring 90 facing end side of the switching ring 96 also three projections 109 are formed.
- the rollers 104 are formed on the cam track 108 cams such that the force exerted on the ring gear 70 reaction torque on the cams, the rollers 104 and the switching ring 96 on the intermediate sleeve 98th and thereby is transmitted to the rotatably associated adjusting sleeve 52, so that the ring gear 70 rests during the screwing of a screw.
- the torque acting on the cam ring 90 increases until, finally, the cam ring 90 begins to rotate, lifting the rollers 104 and thus the switching ring 96 counter to the force of the compression spring 94 with its cams.
- this runs with its cams under the rollers 104, so that the rollers 104 with the switching ring 96 finally lower again under the pressure of the compression spring 94.
- the play clutch 86 between the output of the planetary gear 38 and the spindle 40 is shown in perspective.
- the play clutch comprises the three stubs 80, which are formed by the Planetenradachsen 82 passing through the second planet carrier 76, and the carrier wheel 84, which is rotatably guided in a central recess of the second Planetenradleys 76.
- the entrainment wheel 84 has a central, executed as a hexagon socket passage 130, in the assembled state, an end of the cross-sectionally also hexagonal spindle 40 is inserted. From the center of the entraining wheel 84, three wings 132 extend radially outward, and indeed so far that they can get into contact with the nozzle 80.
- the nozzle 80 When screwing a screw, the nozzle 80 rotate with this receiving second planet carrier 76 about the longitudinal axis 95 of the spindle 40 and thereby engage the wings 132 of the driving wheel 84 at. In this way, guided in the entrainment wheel 84 spindle 40 is coupled to the output of the planetary gear 38.
- the rotation limiting coupling 50 then releases when the triggering torque is reached, the force exerted by the compression spring 94 causes the connecting pieces 80 to reverse their direction of rotation, as has already been explained in the introduction.
- the sockets 80 are not in contact with the wings 132 of the carrier wheel 84, so that no torque is transmitted to the spindle 40. Since the movement of the nozzles 80 caused by the torque limiting clutch 50 is short, they remain in an intermediate position between the vanes 132. In a subsequent screwing the play clutch 86 therefore couples with a short delay.
Landscapes
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Description
- Die Erfindung betrifft einen kraftgetriebenen Schrauber zum Eindrehen und Lösen von Schrauben, mit einer Drehmomentbegrenzungskupplung, die einen Antrieb des Schraubers mit einer eine Werkzeugaufnahme antreibenden Spindel bis zum Erreichen eines voreingestellten Auslösemoments kuppelt, wobei die Drehmomentbegrenzungskupplung mit der Spindel über eine Spielkupplung verbunden ist.
- Ein derartiger Schrauber ist aus der
US-A-5 738 177 bekannt. - Kraftgetriebene Schrauber zum Eindrehen und Lösen von Schrauben haben in der Vergangenheit herkömmliche Handschraubendreher zunehmend ersetzt. Im gewerblichen Bereich werden überwiegend kraftgetriebene Schrauber mit einer drehmomentabhängig auslösenden Drehmomentbegrenzungskupplung verwendet, da dort Schrauben in der Regel mit genau definierten Anzugsmomenten eingedreht werden sollen. Unter Schrauben werden hier im weitesten Sinne alle Arten von mit Gewinde versehenen Befestigungselementen verstanden, also insbesondere auch Schraubenmuttern.
- Drehmomentbegrenzungskupplungen werden in einen Antriebsstrang zwischen einem Antrieb des Schraubers und einer Werkzeugaufnahme angeordnet. Die Drehmomentbegrenzungskupplung unterbricht die Verbindung zwischen dem Antrieb und der Werkzeugaufnahme, sobald eine eingedrehte Schraube mit der gewünschten Kraft in einem die Schraube aufnehmenden Gewinde verspannt ist. Das Drehmoment, mit dem der Antrieb des Schraubers dann auf die festsitzende Schraube wirkt, wird als Auslösemoment bezeichnet und kann in der Regel an der Drehmomentbegrenzungskupplung eingestellt werden. Damit der Antrieb nicht nach Lösen der Drehmomentbegrenzungskupplung leerläuft, wirkt die Drehmomentbegrenzungskupplung meist auf einen zusätzlichen Schalter, bei dessen Betätigung der Antrieb ausgeschaltet wird. Bei einem Wechsel der Drehrichtung, d.h. zum Lösen von Schrauben, muß ein höheres Drehmoment als beim Eindrehen aufgebracht werden, so daß hierfür geeignete Drehmomentbegrenzungskupplungen häufig ein asymmetrisches Auslöseverhalten zeigen.
- Aus der eingangs genannten
US-A-5 738 177 ist ein Schrauber bekannt, dessen drehmomentabhängig auslösende Drehmomentbegrenzungskupplung über eine Spielkupplung mit der Spindel verbunden ist. Hierdurch soll ein genaueres Abschaltmoment des Schraubers erreicht werden, da die Spielkupplung beim Bremsen des Motors Bewegungsenergie aufnimmt. - Allerdings ist der Aufbau des bekannten Schraubers sehr kompliziert. Auch hat sich gezeigt, dass das Auslösemoment dennoch einer gewissen Streuung unterliegen kann.
- Aus der
WO 99/16585 - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen kraftgetriebenen Schrauber der eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass sich ein möglichst einfacher und kompakter Aufbau ergibt und dass ein voreingestelltes Auslösemoment möglichst genau eingehalten wird.
- Diese Aufgabe wird durch einen Schrauber gemäß Anspruch 1 gelöst.
- Die Aufgabe der Erfindung wird auf diese Weise vollkommen gelöst. Da das Reaktionsteil nämlich ein mehrere Planetenräder aufnehmendes Hohlrad eines Planetenradgetriebes ist, lässt sich das Reaktionsteil so in besonders platzsparender Weise in einem kompakten Schrauber unterbringen. Da die Spielkupplung zwischen einem Planetenradträger der letzten Getriebestufe des Planetengetriebes und der Spindel angeordnet ist, werden so jegliche Reaktionsmomente, die unmittelbar von der Spindel ausgeübt werden, über die Spielkupplung neutralisiert. Es ergibt sich so eine besonders hohe Präzision bezüglich der Einhaltung eines voreingestellten Auslösemomentes.
- Mit der Erfindung wird u.a. die Erkenntnis ausgenutzt, daß die ungenaue Einhaltung des voreingestellten Auslösemoments auf die Wirkung der Drehmomentbegrenzungskupplung zurückgeht. Wenn diese nämlich nach einem Eindrehen einer Schraube auslöst, so übt sie über die Spindel ein in der Gegenrichtung (Löserichtung) wirkendes Drehmoment auf die Schraube aus, d.h. die Schraube wird nach Erreichen des Auslösemoments stets wieder leicht gelöst. Da der Wert des in der Löserichtung wirkenden Drehmoments unbekannt ist, läßt sich das tatsächliche Anzugsmoment, mit dem die Schraube eingedreht wird, nicht genau vorhersagen. Das in Löserichtung wirkende Drehmoment entsteht beim Auslösen der Drehmomentbegrenzungskupplung dadurch, daß die Druckfeder auf die beiden beteiligten Kupplungsteile, nämlich das Hohlrad und das Ringrad, weiterhin einen Druck ausübt, nachdem diese sich beim Lösen der Drehmomentbegrenzungskupplung in axialer Richtung auseinander bewegt haben. Dieser Druck wirkt nun über die Wälzkörper auf die ebenfalls geneigte Rückseite der Nocken, wodurch auf das Hohlrad, an dem die Nocken ausgebildet sind, ein Drehmoment ausgeübt wird. Dieses Drehmoment auf das Hohlrad bewirkt, daß über das Planetenradgetriebe ein Lösemoment auf die Spindel ausgeübt und die Schraube somit wieder gelöst wird.
- Gemäß der vorliegenden Erfindung weist die Drehmomentbegrenzungskupplung ein erstes und ein zweites Kupplungsteil auf, die bei geschlossener Drehmomentbegrenzungskupplung in Eingriff gelangen, wobei das erste Kupplungsteil drehfest mit einem Gehäuse des Schraubers und das zweite Kupplungsteil drehfest mit einem ein Reaktionsmoment gegenüber einer Spindel aufnehmenden und gegenüber dem Gehäuse frei drehbaren Reaktionsteil eines Getriebes verbunden ist.
- Gegenüber Drehmomentbegrenzungskupplungen, die unmittelbar zwischen zwei Abschnitten eines Antriebsstranges angeordnet sind, hat dies den Vorteil, daß keine Drehbewegung der beiden Kupplungsteile bei geschlossener Drehmomentbegrenzungskupplung erfolgt. Dadurch wirken auf die Kupplungsteile und ggf. vorgesehene Kugeln, die die Kupplung zwischen den Kupplungsteilen bewirken, keine nennenswerten Fliehkräfte, die zu deren Verschleiß beitragen. Die Spielkupplung verbindet dann das Reaktionsteil des Getriebes mit der Spindel.
- Ferner ist das Reaktionsteil ein mehrere Planetenräder aufnehmendes Hohlrad eines Planetenradgetriebes.
- Planetenradgetriebe sind aufgrund ihrer Kräfteverteilung besonders zuverlässig und langlebig und eignen sich deswegen besonders für kraftgetriebene Schrauber im gewerblichen Bereich.
- Erfindungsgemäß ist die Spielkupplung nicht unmittelbar zwischen dem Hohlrad, sondern zwischen einem Planetenradträger einer letzten Getriebestufe des Planetengetriebes und der Spindel angeordnet.
- Diese Maßnahme ermöglicht eine konstruktiv besonders einfach ausgeführte Spielkupplung zwischen der Spindel und dem Reaktionsteil des Getriebes, da der Planetenradträger sich in unmittelbarer Nähe zu der von dem Getriebe angetriebenen Spindel befindet; das Hohlrad hingegen wäre weiter von der Spindel entfernt und weniger leicht zugänglich für Teile einer Spielkupplung. Außerdem läßt sich auf diese Weise die Spielkupplung weitgehend in das Planetenradgetriebe integrieren.
- Bei einer bevorzugten Weiterbildung erfolgt diese Integration dadurch, daß die Spielkupplung ein mit der Spindel drehfest verbundenes Mitnahmerad aufweist, von dem aus sich mehrere Flügel radial nach außen erstrecken, die in einem gekuppelten Zustand an Ansätzen des Planetenradträgers anliegen.
- Für die Spielkupplung sind somit nur wenige zusätzliche Bauteile erforderlich, insbesondere das Mitnahmerad. Die Ansätze an dem Planetenradträger können dabei als einfache Stifte oder Vorsprünge ausgeführt sein, die an den Flügeln des Mitnahmerades angreifen können.
- Vorzugsweise jedoch sind die Ansätze durch Stutzen von Planetenradachsen gebildet, die Planetenräder tragen und den Planetenradträger durchsetzen.
- Diese Maßnahme erlaubt es, sogar auf die Ausbildung von Ansätzen an dem Planetenradträger zu verzichten, da diese durch die ohnehin erforderlichen Planetenradachsen gebildet werden. Die gesamte Spielkupplung ist somit mit minimalen konstruktiven Aufwand realisierbar.
- Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Darin zeigen:
- Fig. 1
- einen vorderen Teil eines erfindungsgemäßen Schraubers, wobei durch einen Gehäuseausschnitt schematisch angedeutete Teile im Inneren des Schraubers erkennbar sind;
- Fig. 2
- einen axialen Schnitt durch einen Abschnitt eines Antriebsstrangs des in
Fig. 1 dargestellten Schraubers, in dem ein Planetenradgetriebe und eine Drehmomentbegrenzungskupplung in teilgeschnittener Darstellung erkennbar sind; - Fig. 3
- eine in dem Schrauber nach den
Fig. 1 und2 verwendete Spielkupplung in einer perspektivischen Darstellung. - In
Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßer Schrauber in einer Seitenansicht mit teilweise entferntem Gehäuseteil dargestellt und insgesamt mit 10 bezeichnet. Der Schrauber 10 weist ein Gehäuse 11 mit einem Hauptgehäuseteil 12 auf, an dem ein Griffabschnitt 16 ausgebildet ist. Von dort aus ist ein Hauptschalter 18 bequem für eine Bedienperson betätigbar. An dem vorderen Ende des Hauptgehäuseteils 12 ist drehbar ein Winkelkopfgehäuse 19 eines Winkelkopfes 20 befestigt, von dem rechtwinklig zu einer Längsachse des Schraubers 10 eine Werkzeugaufnahme 22 absteht. Derartige Schrauber werden üblicherweise als Stabwinkelschrauber bezeichnet und haben gegenüber herkömmlichen kraftgetriebenen Schraubern den Vorteil, daß das vom Schrauber aufgenommene Reaktionsmoment beim Eindrehen von Schrauben nicht zu einem Verdrehen des Schraubers um dessen Längsachse, sondern zu einem Verschwenken des Schraubers um die rechtwinklig abgewinkelte, durch die Werkzeugaufnahme 22 festgelegte Achse führt. Derartige Schwenkbewegungen lassen sich von einer Bedienperson leichter aufnehmen als Drehungen des Schraubers um seine Längsachse. - Der Schrauber 10 weist einen beispielsweise als Elektromotor ausgeführten Antrieb 32 auf, der drehfest an einer gegenüber dem Hauptgehäuseteil 12 festgelegten Trägerhülse 34 befestigt ist. Der Antrieb 32 treibt über eine Zwischenwelle 36 ein Untersetzungsgetriebe in Form eines Planetenradgetriebes 38 an, welches abtriebsseitig eine Spindel 40 in Drehung versetzt. Die Spindel 40 treibt über eine in dem Winkelkopf 20 angeordnete Kegelradverzahnung 46 eine Werkzeugspindel 44 an, die an ihrem freien Ende die Werkzeugaufnahme 22 trägt.
- Ferner ist in
Fig. 1 eine Drehmomentbegrenzungskupplung 50 schematisch dargestellt, die ein Reaktionsmoment gegenüber der Spindel 40 aufnehmendes Reaktionsteil des Planetenradgetriebes 38 mit einer Stellhülse 52 kuppelt. Die Stellhülse 52 ist einstückig mit einem Winkelkopfgehäuse 19 ausgebildet oder über eines oder mehrere Zwischenteile drehfest mit diesem verbunden. Um den Winkelkopf 20 zu verdrehen, z.B. in die inFig. 1 gestrichelt dargestellte Position, wird der gesamte Winkelkopf 20, d.h. das Winkelkopfgehäuse 19 mit darin aufgenommenen Lagern 55 und 56 für die Spindeln 40 und 44 sowie die Stellhülse 52, gegenüber der gehäusefesten Trägerhülse 34 entlang einer hier als Verschraubung ausgeführten Verstelleinrichtung 58 verdreht. Bei geschlossener Drehmomentbegrenzungskupplung 50 ist dabei auch das Reaktionsteil des Planetenradgetriebes 38 gegenüber dem Winkelkopf 20 drehfest festgelegt und über die Verstelleinrichtung 58 mit dem Antrieb 32 gekoppelt. -
Fig. 2 zeigt in einem axialen Schnitt Einzelheiten von inFig. 1 nur schematisch dargestellten Teilen im Inneren des Schraubers 10. - Auf einen Läuferstutzen 60 des in
Fig. 2 nur angedeuteten Antriebs 32 ist eine Zwischenwelle 62 drehfest aufgeschoben, die einstückig mit einem ersten Sonnenrad 64 des zweistufig ausgeführten Planetenradgetriebes 38 ausgebildet ist. Das erste Sonnenrad 64 kämmt mit drei ersten Planetenrädern 66 einer ersten Planetenradstufe, von denen inFig. 2 nur zwei erkennbar sind. Die ersten Planetenräder 66 sind an einem ersten Planetenradträger 68 drehbar befestigt und kämmen gleichzeitig mit einem Hohlrad 70, welches sich über die gesamte axiale Länge des Planetenradgetriebes 38 erstreckt. Der erste Planetenrad träger 68 ist mit einem zweiten Sonnenrad 72 einstückig ausgebildet oder drehfest verbunden, welches mit zweiten Planetenrädern 74 kämmt. Die zweiten Planetenräder 74 sind ihrerseits an einem zweiten Planetenradträger 76 drehbar gelagert und kämmen ebenfalls mit dem Hohlrad 70. Planetenradachsen 82, auf denen die zweiten Planetenräder 74 geführt sind, durchsetzen dabei den zweiten Planetenradträger 76 und bilden auf dessen getriebeabgewandter Seite Stutzen 80. Diese greifen an Flügeln eines Mitnahmerads 84 an, das die als Sechskant ausgeführte Spindel 40 antreibt und sich in axialer Richtung an einem von einem Sprengring 85 gehaltenen Ring 87 abstützt. Die Stutzen 80 und das Mitnahmerad 84 bilden zusammen eine weiter unten anhand derFig. 3 noch näher erläuterte Spielkupplung 86. - Das Hohlrad 70, welches gegenüber der Zwischenwelle 62 und der Spindel 40 ein Reaktionsmoment übernimmt und somit das Reaktionsteil des Planetenradgetriebes 38 darstellt, ist über ein Lager 88 drehbar in der mit dem Antrieb 32 verschraubten Trägerhülse 34 und der damit über die Verstelleinrichtung 58 verbundenen Stellhülse 52 aufgenommen. Das Hohlrad 70 ist an der Stellhülse 52 (bzw. einem damit drehfest verbundenen Teil) über die Drehmomentbegrenzungskupplung 50 festgelegt. Diese umfaßt einen drehfest in das Hohlrad 70 eingeschraubten Nockenring 90, dessen über das Hohlrad 70 hervorstehende Schulter 92 sich ebenfalls über das Lager 88 an der Stellhülse 52 abstützt, sowie einen Schaltring 96, der über eine Druckfeder 94 gegen den Nockenring 90 verspannt ist. Der Schaltring 96 ist axial, d.h. in Längsrichtung 95 der Spindel 40, verschiebbar, jedoch drehfest in einer mit der Stellhülse 52 verbundenen Zwischenhülse 98 aufgenommen. Die drehfeste, aber axial verschiebbare Anordnung des Schaltrings 96 wird mit Hilfe von ersten und zweiten Längsnuten 100 und 101 erzielt, die auf einer Umfangsfläche des Schaltrings 96 bzw. innenseitig auf der Zwischenhülse 98 angeordnet sind und mit Führungskugeln 102 zusammenwirken, über die in den ersten und zweiten Längsnuten 100 bzw. 101 abrollenden Führungskugeln 102 können der Schaltring 96 und die Zwischenhülse 98 zueinander in axialer Richtung verschoben werden, wobei ein in die Zwischenhülse 98 eingesetzter Sprengring 105 ein Herausfallen der Führungskugeln 102 verhindert.
- An der dem Nockenring 90 zugewandten Seite des Schaltrings 96 sind umfangsseitig drei Rollen 104 auf Achsen 106 drehbar befestigt. Die Rollen 104 können auf einer Nockenlaufbahn 108 abrollen, die auf einer dem Schaltring 96 zugewandten Stirnseite des Nockenrings 90 ausgebildet ist. An der dem Nockenring 90 zugewandten Stirnseite des Schaltrings 96 sind außerdem drei Vorsprünge 109 ausgebildet.
- Während des Eindrehens einer Schraube liegen die Rollen 104 an auf der Nockenbahn 108 ausgebildeten Nocken derart an, daß das auf das Hohlrad 70 ausgeübte Reaktionsmoment über die Nocken, die Rollen 104 und den Schaltring 96 auf die Zwischenhülse 98 und dadurch auf die drehfest damit verbundene Stellhülse 52 übertragen wird, so daß das Hohlrad 70 während des Eindrehens einer Schraube ruht. Wenn das Drehmoment zunimmt, so wächst das auf den Nockenring 90 wirkende Drehmoment soweit an, bis sich schließlich der Nockenring 90 zu drehen beginnt und dabei mit seinen Nocken die Rollen 104 und damit den Schaltring 96 entgegen der Kraft der Druckfeder 94 anhebt. Bei weiterer Drehung des Nockenrings 90 läuft dieser dann mit seinen Nocken unter den Rollen 104 hinweg, so daß sich die Rollen 104 mit dem Schaltring 96 schließlich wieder unter dem Druck der Druckfeder 94 absenken.
- Während der Drehung des Nockenrings 90 und des damit verbundenen Hohlrads 70 ist das Planetenradgetriebe 38 nicht mehr drehfest festgelegt, so daß das vom Antrieb 32 auf die Spindel 40 ausgeübte Drehmoment praktisch auf Null reduziert wird.
- In
Fig. 3 ist die Spielkupplung 86 zwischen dem Abtrieb des Planetenradgetriebes 38 und der Spindel 40 perspektivisch dargestellt. Die Spielkupplung umfaßt die drei Stutzen 80, die von den den zweiten Planetenradträger 76 durchsetzenden Planetenradachsen 82 gebildet werden, und das Mitnahmerad 84, das in einer zentralen Ausnehmung des zweiten Planetenradträgers 76 drehbar geführt ist. Das Mitnahmerad 84 weist einen zentralen, als Innensechskant ausgeführten Durchgang 130 auf, in den im montierten Zustand ein Ende der im Querschnitt ebenfalls sechskantförmigen Spindel 40 eingeschoben ist. Von der Mitte des Mitnahmerades 84 erstrecken sich drei Flügel 132 radial nach außen, und zwar so weit, daß sie in Anlage mit den Stutzen 80 gelangen können. Beim Eindrehen einer Schraube drehen sich die Stutzen 80 mit dem diese aufnehmenden zweiten Planetenradträger 76 um die Längsachse 95 der Spindel 40 und greifen dabei an den Flügeln 132 des Mitnahmerades 84 an. Auf diese Weise ist die im Mitnahmerad 84 geführte Spindel 40 an den Abtrieb des Planetenradgetriebes 38 gekuppelt. - Wenn nun bei Erreichen des Auslösemoments die Drehbegrenzungskupplung 50 löst, so bewirkt die von der Druckfeder 94 ausgeübte Kraft, daß die Stutzen 80 ihre Drehrichtung umkehren, wie dies eingangs bereits erläutert wurde. Bei dieser Bewegung in der durch einen Pfeil 134 angedeuteten Richtung sind die Stutzen 80 nicht in Anlage mit den Flügeln 132 des Mitnahmerades 84, so daß kein Drehmoment auf die Spindel 40 übertragen wird. Da die durch die Drehmomentbegrenzungskupplung 50 hervorgerufene Bewegung der Stutzen 80 kurz ist, bleiben sie in einer Zwischenstellung zwischen den Flügeln 132 stehen. Bei einem nachfolgenden Schraubvorgang kuppelt die Spielkupplung 86 deswegen mit kurzer Verzögerung.
Claims (3)
- Kraftgetriebener Schrauber (10) zum Eindrehen und Lösen von Schrauben, mit einer Drehmomentbegrenzungskupplung (50), die einen Antrieb (32) des Schraubers (10) mit einer eine Werkzeugaufnahme (22) antreibenden Spindel (40) bis zum Erreichen eines voreingestellten Auslösemoments kuppelt, wobei die Drehmomentbegrenzungskupplung (50) mit der Spindel (40) über eine Spielkupplung (86) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmomentbegrenzungskupplung (50) ein erstes (96) und ein zweites Kupplungsteil (90) aufweist, die bei geschlossener Drehmomentbegrenzungskupplung (50) in Eingriff gelangen, wobei das erste Kupplungsteil (96) drehfest mit einem Gehäuse (11) des Schraubers (10) und das zweite Kupplungsteil (90) drehfest mit einem ein Reaktionsmoment gegenüber einer Spindel (40) aufnehmenden und gegenüber dem Gehäuse (11) frei drehbaren Reaktionsteil (70) eines Getriebes (38) verbunden ist, daß die Spielkupplung das Reaktionsteil (70) des Getriebes (38) mit der Spindel (40) verbindet, daß das Reaktionsteil ein mehrere Planetenräder (66, 74) aufnehmendes Hohlrad (70) eines Planetenradgetriebes (38) ist, und daß die Spielkupplung (86) zwischen einem Planetenradträger (76) einer letzten Getriebestufe des Planetengetriebes (38) und der Spindel (40) angeordnet ist.
- Schrauber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spielkupplung ein mit der Spindel (40) drehfest verbundenes Mitnahmerad (84) aufweist, von dem aus sich mehrere Flügel (132) radial nach außen erstrecken, die in einem gekuppelten Zustand an Ansätzen (80) des Planetenradträgers (76) anliegen.
- Schrauber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansätze durch Stutzen (80) von Planetenradachsen (82) gebildet sind, die Planetenräder (74) tragen und den Planetenradträger (76) durchsetzen.
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