Abschaltschrauber mit einer längsverschiebbaren Schrauberspindel

Abstract

 Es wird ein Abschaltschrauber mit einer längsverschiebbaren Schrauberspindel, einer durch diese Längsverschiebung ein- und ausrückbaren Trennkupplung und einer Drehmomentüberrastkupplung zum Abschalten der Antriebsübertragung vom Schraubermotor auf die Schrauberspindel vorgeschlagen, bei dem der Einsatz dieser bewährten Kombination "Trennkupplung - Drehmomentüberrastkupplung" auch für Winkelschrauber verwendbar gemacht ist. Der Abschaltschrauber ist hierzu mit einem Winkelkopf (3) versehen, der über eine längsbewegliche Kupplung (46) mit der ebenfalls längsbeweglichen Schrauberspindel (15) verbunden ist. Die Schrauberspindel (15) ist dabei gekoppelt mit einer Handhabe (56) zum Einrücken der Trennkupplung (25, 26). In weiterer Ausbildung sind die Handhabe (56) zum Einrücken der Trennkupplung (25, 26) und die Schalthandhabe (59) zum Ein- und Auschalten des Schraubermotors (5) so kombiniert, daß sie einhändig bedient werden können und zwangsläufig das Einschalten des Schraubermotors (5) vor dem Einrücken der Trennkupplung (25, 26) bzw. das Ausschalten des Schraubermotors (5) nach dem Ausrücken der Trennkupplung (25, 26) erfolgt. Siehe hierzu Figur 1.

Beschreibung

Stand der Technik

[0001] Die Erfindung geht aus von einem Abschaltschrauber nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon ein solcher Abschaltschrauber bekannt geworden aus der DE-PS 1 678 656, bei dem jedoch der Anwendungsbereich bei ca. 25 Nn Rückdrehmoment für einen einhändigen Schrauberbetrieb endet. Für das Schrauben mit höheren zu übertragenden Drehmomenten werden Schlagschrauber eingesetzt, die ein hohes Arbeitsgeräusch haben. Die zur Übertragung höherer Drehmomente ebenfalls geeigneten, bekannten Winkelschrauber sind nicht geeignet, für die bewährte Kombination von Trennkupplung und Drehmementüberrastkupplung weil es mit ihnen nicht möglich ist, die Trennkupplung einfach beim Ansetzen des Schraubers über eine Längsbewegung der Schrauberspindel zu schalten.

Vorteile der Erfindung

[0002] Der erfindungsgemäße Abschaltschrauber mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, die bewährte Kombination einer Trennkupplung mit einer längsbeweglichen Schrauberspindel und einer Drehmomentüberrastkupplung zum Abschalten der Antriebsverbindung vom Schraubermotor zur Schrauberspindel auch für Winkelschrauber einsetzbar zu machen und damit den Einsatz geräuscharmer Abschaltschrauber auch bei der erforderlichen Übertragung größerer Schraubmomente zu ermöglichen. Durch die längsbewegliche Kupplung zwischen der Schrauberspindel und einem Winkelkopf, sowie das Koppeln der Schrauberspindel mit einer gesonderten Handhabe zum Einrücken der Trehnkupplung, ist die bewährte Kombination "Trennkupplung durch längsbewegliche Schrauberspindel - Drehmomentüberrastkupplung" auch bei Winkelschraubern einsetzbar.

[0003] Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Abschaltschraubers möglich. Besonders vorteilhaft ist die erzwungene Reihenfolge:

1. Einschalten des Schraubermotors,

2. Einrücken der Trennkupplung bzw.

1. Ausrücken der Trennkupplung,

2. Abschalten des Schraubermotors,

[0004] durch die Kombination der Schalthandhabe zum Einschalten des Schraubermotors und der Handhabe zum Ein- und Ausrücken der Trennkupplung. Zugleich ist durch diese Kombination auch bei diesem Abschaltwinkelschrauber eine einhändige Bedienung möglich.

Zeichnung

[0005] Drei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine Ansicht eines Abschaltwinkelschraubers nach einem ersten Ausführungsbeispiel, teilweise geschnitten,

Figur 2 eine Ansicht eines Abschaltwinkelschraubers nach einem zweiten Ausführungsbeispiel, geschnitten,

Figur 3 eine Teilansicht eines Winkelabschaltschraubers nach einem dritten Ausführungsbeispiel, geschnitten und

Figur 4 einen Schnitt A-A zu Figur 3.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

[0006] Ein Motorgehäuse 1, ein Getriebegehäuse 2, ein Winkelkopfgehäuse 3 und ein Handgriffgehäuse 4, sind zu einem Gesamtgehäuse für einen Abschaltwinkelschrauber verbunden. Das Motorgehäuse 1 nimmt einen Elektromotor 5 auf. Die hier nicht näher dargestellte Motorwelle treibt eine Vorgelegewelle 6 an, die in einem Lagerschild 7 im Getriebegehäuse 2 gelagert ist. Das Ende der Vorgelegewelle 6 ist als Ritzel 8 geformt. Dieses Ritzel 8 greift in ein Zahnrad 9 ein. Das Zahnrad 9 wird getragen von einer Schaltwelle 10, die parallel zur Vorgelegewelle 6 ebenfalls im Lagerschild 7 gelagert ist. Dabei ist das Zahnrad 9 auf der Schaltwelle 10 sowohl drehbar als auch verschiebbar gehalten. Eine handgriffseitig neben dem Zahnrad 9 auf die Schaltwelle 10 aufgeschobene Schraubenfeder 11 sucht das Zahnrad 9 stets zum Winkelkopfgehäuse 3 hin zu bewegen. Diese Bewegung wird begrenzt durch einen Sprengring 12 in einer entsprechenden Nut in der Schaltwelle 10. Das Getriebegehäuse 2 bildet ein Lager 13 für eine Gewindehülse 14. Die Gewindehülse 14 wiederum nimmt eine Schrauberspindel 15 auf. Die Schrauberspindel 15 fluchtet mit der Schaltwelle 10. Das werkstückseitige Ende der Schaltwelle 10 greift in eine Bohrung 16 im ihr zugewendeten Ende der Schrauberspindel 15 ein. Am Grund der Bohrung 16 liegt eine Kugel 17 unter der Wirkung einer Schraubenfeder 18 an. Diese Schraubenfeder 18 ist geführt in einer Bohrung 19 in der Schaltwelle 10. Sie stützt sich ab gegen eine weitere Kugel 20, der ein Anschlagstift 21 am inneren Ende der Bohrung 19 zugeordnet ist. Eine Radialbohrung 22 führt vom Mantel der Schaltwelle 10 zum inneren Ende der Bohrung 19 und nimmt eine kleinere Kugel 23 auf. Die Kugel 20 sucht die auf sie gestützte kleinere Kugel 23 unter der Wirkung der Schraubenfeder 18 stets nach außen zu drücken bzw. dort zu halten. Der Anschlagstift 21 verhindert während der Montage, daß die kleinere Kugel 23 in die Bohrung 19 fällt.

[0007] Die werkstückseitige Stirnfläche des Zahnrads 9 besitzt eine Freidrehung 24, die die Lagerbohrung des Zahnrades 9 erweitert. Aus dieser Stirnfläche ragen auch Kupplungszähne 25 hervor. Die Kupplungszähne 25 sind Kupplungszähnen 26 gegenüber gestellt, die eine Kupplungshülse 27 hat. Die Kupplungshülse 27 übergreift einen Bund der Gewindehülse 14 und ist mit dieser durch ein Gewinde 28 verschraubt. Die Kupplungshülse 27 übergreift auch das handseitige Ende der Schrauberspindel 15, die dort einen Bund 29 bildet. Der Bund 29 hat stirnseitig Zähne 30 einer Drehmomentüberrastkupplung 31. Ein topfförmig gestalteter Boden 32 der Kupplungshülse 27 hat radiale Aufnahmebohrungen für Zylinderrollen 33. An diesen Zylinderrollen 33 liegen die Stirnflächen der Zähne 30 unter der Wirkung einer Schraubenfeder 34 an. Die Schraubenfeder 34 findet ihr Widerlager an einem Stützring 35, der an der Gewindehülse 14 anliegt. Seine Anlagefläche ist außen abgeschrägt. Der so gebildete Konus 36 drückt eine Kugel 37 in eine Längsnut 38 in der Kupplungshülse 27. Ein Loch 39 in der Wand der Kupplungshülse 27 ist einem Festbolzen 40 zugeordnet. Der Feststellbolzen 40 ist in einer Radialbohrung im Getriebegehäuse 2 geführt. Sowohl die Gewindehülse 14 als auch die Schrauberspindel 15 ragen aus dem Getriebegehäuse 2 in das Winkelkopfgehäuse 3 hinein. Das Ende der Gewindehülse 14 hat Zähne 41. Das Getriebegehäuse 2 und das Winkelkopfgehäuse 3 sind mittels einer Gewindehülse 42 und eines Sprengrings 43 verbunden. Zähne 44 an der Stirnfläche des Winkelkopfgehäuses 3, die dem Getriebegehäuse 2 zugewendet ist, und ein Stift 45 im Getriebegehäuse 2 sind Arretiermittel. Mit ihrer Hilfe kann das Winkelkopfgehäuse 3 zum Getriebegehäuse 2 in verschiedenen Drehstellungen um die Längsachse des Abschaltwinkelschraubers arretiert werden. Das werkstückseitige Ende der Schrauberspindel 15 bildet einen Teil einer längsbeweglichen Kupplung 46. Das Gegenstück hierzu befindet sich in einem Kegelzahnrad 47, das in Kugellagern 48 im Winkelkopfgehäuse 3 lagert. Direkt hinter dem an der Schrauberspindel 15 angeformten Teil der längsbeweglichen Kupplung 46 trägt die Schrauberspindel 15 eine Mitnehmerscheibe 49, die mittels eines Kugellagers 50 auf der Schrauberspindel 15 gelagert ist. Die Mitnehmerscheibe 49 bzw. ihr Kugellager 50 liegen an einer Stufe der Schrauberspindel 15 an. In einer achsparallelen. Gewindebohrung nimmt die Mitnehmerscheibe 49 einen Mitnehmerkopf 51 auf, der am Ende einer Drahtseil-Seele 52 eines Bowdenzugs 53 befestigt ist. Die Seilhülse dieses Bowdenzugs 53 ist mit 54 bezeichnet. Das handseitige Ende der Drahtseil-Seele 52 durchgreift eine Bohrung 55 in einer Handhabe 56. Sein aus dieser Bohrung 55 herausragendes Ende ist durch eine Kugel 57 abgeschlossen. Die Kugel 57 dient so als Mitnehmer für die Drahtseil-Seele 52, wenn die Handhabe 56 bewegt wird. Die Handhabe 56 lagert schwenkbar um eine Achse 58 die im Handgriffgehäuse 4 befestigt ist. Die gleiche Achse 58 dient auch einer Schalthandhabe 59 als Schwenklager. Die Schalthandhabe 59 ist Betätigungshandhabe für einen Schalter 60, mit dem der Elektromotor 5 ein-und ausgeschaltet werden kann. Das aus diesem Schalter 60 herausragende Schaltgestänge 61 ist mittels eines Stiftes 62 mit der Schalthandhabe 59 verbunden. Eine Druckfeder 63 drängt die Handhabe 56 stets in Ruhestellung. Die Schalthandhabe 59 wird durch eine nicht dargestellte Feder innerhalb des Gehäuses des Schalters 60 in Abschaltstellung gedrängt. Die Schalthandhabe 59 ist geführt in einem Ausbruch 64 in der Handhabe 56. Der von der Schalthandhabe 59 ausführbare Überweg gegenüber der Handhabe 56 ist größer als der Schaltweg zum Einschalten des Elektromotors 5. Mit 65 ist ein Anschlußkabel bezeichnet.

[0008] Das Kegelzahnrad 47 im Winkelkopfgehäuse 3 steht im Eingriff mit einem Kegelzahnrad 66. Dieses lagert direkt in einem Kugellager 67 im Winkelkopfgehäuse 3. In die Achsbohrung des Kegelzahnrads 66 ist der Zapfen eines Schlüsselbolzens 68 eingepreßt. Dieser Schlüsselbolzen 68 ist mittels eines Gleitlagers 69 nochmals am Winkelkopfgehäuse 3 abgestützt und besitzt als Werkzeugaufnahme ein übliches Sechskantloch 70 mit einer Kugelrastsicherung 71.

[0009] Zum Einschrauben, beispielsweise einer Sechskantschraube, wird eine entsprechende Nuß in das Sechskantloch 70 eingesetzt. Auf die leicht einschraubte Sechskantschraube wird die Nuß als Schlüssel aufgesetzt, durch Drücken der Schalthandhabe 59 der Elektromotor 5 eingeschaltet und somit das Zahnrad 9 angetrieben. Danach wird die Handhabe 56 betätigt und über den Bowdenzug 53 die Schrauberspindel 15 in Eingriff Stellung der Kupplungszähne 25 und 26 gezogen. Sobald die Kupplungsverbindung hergestellt ist, wird die Antriebsbewegung des Elektromotors 5 über die Kupplungshülse 27 und die Drehmomentüberrastkupplung 31 auf die Schrauberspindel 15 übertragen. Diese treibt wiederum über die Kegelzahnräder 47 und 66 den Schlüsselbolzen 68 und damit letztlich die Schraube an. Ist beim Festziehen der Schraube das eingestellte Grenzdrehmoment erreicht, laufen die Zylinderrollen 33 der Drehmomentüberrastkupplung 31 auf die Rücken der Zähne 30 auf. Damit wird die Trennkupplung, bestehend aus der Kupplungshülse 27 und dem Zahnrad 9, zum Motorgehäuse 1 hin gedrängt.. Kurz vor erreichen des Gipfelpunkts der Zähne 30 kommt das Zahnrad 9 in eine Lage, in der die kleinere Kugel 23 von der Kugel 20 in die Freihdrehung 24 im Zahnrad 9 gedrängt ist. Sobald der Gipfelpunkt der Zähne 30 überschritten ist, fällt die Kupplungshülse 27 mit ihren Zylinderrollen 33 schlagartig in die Zahnlücken zurück. Das Zahnrad 9 wird zurückgehalten durch die kleine Kugel 23. Dabei wird der Kupplungseingriff der Kupplungszähne 25 und 26 gelöst und damit der Schrauberantrieb auf die Schraube abgeschaltet. Werden nun die Handhabe 56 und die Schalthandhabe 59 losgelassen, so kehrt zunächst die Schrauberspindel 15 in ihre Ausgangslage zurück. Danach wird der Elektromotor 5 abgeschaltet. Beim Zurückkehren der Schrauberspindel 15 in ihre Ausgangsstellung entspannt sich die Schraubenfeder 18 so weit, daß ihre Kraft nicht ausreicht die kleinere Kugel 23 gegen die Wirkung der auf das Zahnrad 9 einwirkenden Schraubenfeder 11 in ihrer Sperrstellung zu halten. Das in seine Anschlagstellung am Sprengring 12 zurückkehrende Zahnrad 9 drückt die kleinere Kugel 23 in ihre Radialbohrung 22 in der Schaltwelle 10. Der Anfangszustand des Schraubers ist nun hergestellt. Ein neuer Einschraubzyklus kann beginnen.

[0010] Soll das durch die Drehmomentüberrastkupplung 31 übertragene Drehmoment verändert werden, so wird, nach dem Lösen der Gewindehülse 42, mittels eines Spezialschlüssels über die Zähne 41 die Gewindehülse 42 so verstellt, daß sich die Spannung der Schraubenfeder 34 in der gewünschten Weise ändert. Der Druck des Konus 36 auf die Kugel 37 in der Längsnut 38, verhindert ein ungewolltes Verstellen der Gewindehülse 14.

[0011] Im Ausführungsbeispiel nach Figur 2 ist eine anders gestaltete Handhabe 72 anstelle der Handhabe 56 verwendet, mit der ein größerer Hub auf die Drahtseil-Seele 52 des Bowdenzuges 53 übertragen werden kann. Der Bowdenzug 53 ist hierzu an eine andere Stelle des Gesamtgehäuses verlagert. Auf der Schrauberspindel 15 lagert eine gegenüber der Mitnehmerscheibe 49 geringfügig abgewandelte Mitnehmerscheibe 73. Diese ist über eine Schraubenfeder 74 gegen den Absatz der Schrauberspindel 15 abgestützt. Die Schraubenfeder 74 wirkt so als Pufferglied zwischen der Längsbewegung der Drahtseil-Seele 52 und der Schrauberspindel 15. Anstelle der Gewindehülse 42 ist eine Gewindehülse 75 verwendet. Auch sie wirkt mit dem Sprengring 43 zusammen. Eine gegenüber der Kupplungshülse 27 abgewandelte Kupplungshülse 76 besitzt selbst Zähne 77. In ein Innengewinde dieser Kupplungshülse 76 ist eine Mutter 78 eingeschraubt, die jetzt über einen Stützring 79 die Schraubenfeder 34 abstützt. Die Mutte 78 ist dabei über eine Keilwellenverzahnung 80 mit einer Buchse 81 verbunden. Die Buchse 81 lagert auf der Schrauberspindel 15 und liegt an an einem Sicherungsring 82, der mit der Schrauberspindel 15 verbunden ist. Eine Radialbohrung 83 in einem Bund der Buchse 81 ist zur Aufnahme eines Zapfens eines bekannten Bohrfutterschlüssels bestimmt. Durch eine Öffnung 84 im leicht abgewandelten Getriebegehäuse 2 kann dieser Bohrfutterschlüssel (strichpunktiert angedeutet in Figur 2) eingesetzt werden, wenn die Gewindehülse 75 abgeschraubt ist. Die Zähne des Bohrfutterschlüssels greifen dann ein in die Zähne 77 der Kupplungshülse 76. Durch Drehen dieses Bohrfutterschlüssels kann ebenfalls die Spannung der Schraubenfeder 34 verändert und damit ein anderes Übertragungsdrehmoment der Drehmomentüberrastkupplung 31 eingestellt werden. Im übrigen entspricht die Wirkungsweise des Abschaltwinkelschraubers nach Figur 2 der nach dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1.

[0012] Im Ausführungsbeispiel nach den Figuren 3 und 4 ist anstelle des Bowdenzugs 53 ein Hebelgetriebe zum Einrücken der Trennkupplung 25/26 über die Schrauberspindel 15 verwendet. Hierzu lagert eine Handhabe 85 schwenkbar am Winkelkopfgehäuse 3. Sie übergreift einen Doppelhebel 86, der auf einem Bolzen 87 in einem Durchbruch 88 der Wand des Winkelkopfgehäuses 3 lagert. Ein Hebelarm 89 dieses Doppelhebels 86 liegt innen an der Handhabe 85 an. Der andere Hebelarm ist an seinem Ende als Gabel 90 ausgebildet, mit der er die Schrauberspindel 15 umgreift. Zwei Nocken 91 an dieser Gabel 90 liegen an einer Scheibe 92 an. Zwischen den Absatz der Schrauberspindel 15 und die Scheibe 92 ist die Schraubenfeder 74 als Puffer eingespannt.

[0013] Sowohl bei diesem Ausführungsbeispiel als auch beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 muß das Einschalten des Elektromotors für den Schrauber über einen getrennten Schalter erfolgen. Im übrigen' ist die Wirkungsweise gleich der zu Figur 1 beschriebenen.

Ansprüche

1. Abschaltschrauber mit einer längsverschiebbaren Schrauberspindel, einer durch diese Längsverschiebung ein- und ausrückbaren Trennkupplung und einer Drehmomentüberrastkupplung zum Abschalten der Antriebsübertragung vom Schraubermotor auf die Schrauberspindel, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrauberspindel (15) über eine längsbewegliche Kupplung (46) mit einem Winkelkopf (3) verbunden und mit einer Handhabe (56, 72, 85) zum Einrücken der Trennkupplung (25, 26) gekoppelt ist.

2. Abschaltschrauber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplung zwischen der Schrauberspindel (15) und der Handhabe (56, 72) zum Einrücken der Trennkupplung (25, 26) durch ein Zugmittelgetriebe (Bowdenzug 53) verwirklicht ist.

3. Abschaltschrauber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das die Koppelung zwischen der Schrauberspindel (15) und der Handhabe (85) zum Einrücken der Trennkupplung (25, 26) durch ein Hebelgetriebe (85, 86) verwirklicht ist.

4. Abschaltschrauber nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Handhabe (56) zum Einrücken der Trennkupplung (25, 26) mit einer Schalthandhabe (59) zum Einschalten des Schraubermotors (5) kombiniert ist.

5. Abschaltschrauber nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsfläche der Schalthandhabe (59) zum Einschalten des Schraubermotors (5) in Ruhestellung der Schalthandhabe (59) weiter über die Betätigungsfläche der Handhabe (56) zum Einrücken der Trennkupplung (25, 26) hinausragt, als der Einschaltweg der Schalthandhabe (59) lang ist.

6. Abschaltschrauber nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalthandhabe (59) in einer Ausnehmung (64) der Handhabe (56) gelagert ist.

7. Abschaltschrauber nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Handhabe (72, 85) zum Einrücken der Trennkupplung (25, 26) und die längsbewegliche Schrauberspindel (15) ein Pufferglied (74) eingeschaltet ist.

Zeichnung