Kraftschrauber

Abstract

 Der Kraftschrauber weist ein drehmomentabhängig betätigtes Schaltgetriebe (4) mit zwei Antriebszweigen mit unterschiedlichem Übersetzungsverhältnis auf. Die Zu- oder Abschaltung der beiden Antriebszweige erfolgt durch zwei Kupplungen (32,48), von denen je eine in einem Antriebszweig angeordnet ist. Beide Kupplungen weisen ein gemeinsames bewegbares Kupplungsteil (36) auf, welches derart vorgespannt ist, daß immer eine der beiden Kupplungen in Eingriff und die andere Kupplung außer Eingriff ist. Zur Erzielung einer kompakten Bauform werden in dem Schaltgetriebe (4) Planetengetriebe (21,26) verwendet.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Kraftschrauber nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

[0002] Es ist bekannt zum Anziehen und Lösen von Schrauben elektrische oder druckmittelbetriebene Kraftschrauber einzusetzen. Da die zu drehende Schraube beim Eindrehen in den Gewindegang zunächst dem Kraftschrauber nur einen geringen Widerstand entgegensetzt, ist es zweck­mäßig, die Schraube erst in einem Schnellgang mit hoher Drehzahl und kleinem Drehmoment zu drehen. Sobald sich der Widerstand der Schraube wesentlich erhöht hat, sollte der Kraftschrauber mit kleinerer Drehzahl und höherem Drehmoment angetrieben werden, um die Schraube festzuziehen. Dagegen ist beim Lösen einer Schraube zunächst ein hohes Drehmoment erforderlich und an­schließend ein geringeres Drehmoment, bei dem mit höherer Drehzahl gearbeitet werden kann.

[0003] Bekannt sind motorisch angetriebene Kraftschrauber, bei denen die Drehzahl und das mit der Drehzahl verbundene Drehmoment in Abhängigkeit von dem Schraubmoment manuell oder automatisch umgeschaltet werden kann. Bei Kraftschraubern mit automatischer Umschaltung, die mit einem Hydraulikmotor angetriebenen werden, wird der Vorlaufdruck gemessen und der Kraftschrauber auf höheres Drehmoment umgeschaltet, wenn der Vorlaufdruck einen bestimmten Grenzwert übersteigt. Bei elektromoto­risch angetriebenen Kraftschraubern erfolgt die auto­matische Umschaltung des Schraubmomentes in Abhängig­keit von dem aufgenommenen Strom.

[0004] Ferner sind Kraftschrauber bekannt, die eine Ratschen­kupplung aufweisen. Bei niedrigem Schraubmoment ist die Ratschenkupplung eingekuppelt, so daß die Ausgangswelle über die Ratschenkupplung mit einer hohen Drehzahl ge­dreht wird. Wenn ein bestimmtes Grenzdrehmoment über­schritten ist, rastet die Ratschenkupplung aus und die Ausgangswelle wird von einer langsamer drehenden Welle mitgenommen. Nachteilig ist hierbei, daß die Ratschen­kupplung während des Arbeitens mit hohem Drehmoment starken mechanischen Belastungen ausgesetzt ist und ständig Schläge erzeugt.

[0005] Bei den bekannten motorgetriebenen Kraftschraubern er­folgt die erforderliche Untersetzung der hohen Drehzahl der Motorausgangswelle über mehrere konventionelle Ge­triebestufen mit seitlich zueinander versetzt gelager­ten Zahnrädern. Die Getriebestufen haben ein relativ großen Raumbedarf und verhältnismäßig hohes Gewicht.

[0006] Ein bekannter Kraftschrauber der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art (DE 37 20 633 A1) weist drei zwischen einer Antriebswelle und einer Ab­triebswelle in Reihe angeordnete Planetengetriebe auf. Die Ringräder der eingangs- und ausgangsseitigen Plane­tengetriebe sind in dem Gehäuse des Kraftschraubers sowohl axial verschiebbar als auch drehbar gelagert, wobei das Ringrad des eingangsseitigen Planetenge­triebes durch eine Kupplung in einer ersten Stellung am Planetenradträger und in einer zweiten Stellung am Gehäuse festlegbar ist. Bei geringem Schraubmoment be­findet sich die Kupplung in der ersten Stellung, so daß das Ringrad des eingangsseitigen Planetengetriebes reibschlüssig am Planetenträger festgelegt ist und zu­sammen mit diesem mit derselben relativ hohen Drehzahl rotiert.

[0007] Bei Überschreiten eines bestimmten Schraubmoments wird die Kupplung durch einen durch Federn vorgespannten Nockenmechanismus in die zweite Stellung bewegt. Da­durch wird das Ringrad des eingangsseitigen Planeten­getriebes gegen Drehung im Gehäuse blockiert und die Klemmkraft zwischen Ringrad und Planetenträger aufge­hoben. Der Planetenträger dreht sich folglich mit rela­tiv geringer Drehzahl. Ferner weist der Kraftschrauber noch eine zweite, als Rutschkupplung ausgebildete Kupplung auf, die bei Überschreiten eines maximalen Schraubmoments die Drehmomentübertragung unterbricht.

[0008] Nachteilig ist, daß der Schaltmechanismus zum Umschal­ten des Übersetzungsverhältnisses der eingangsseitigen Getriebestufe relativ aufwendig ist. So sind die Ring­räder der Planetengetriebe sowohl drehbeweglich als auch axial verschiebbar in dem Gehäuse gelagert und müssen durch einen komplizierten Mechanismus derart gegeneinander verschoben werden, daß sich das Ringrad des eingangsseitigen Planetengetriebes entweder am Ge­häuse oder am Planetenträger festlegen läßt. Die Kupp­lung, die das Ringrad des eingangsseitigen Planetenge­triebes am Planetenträger bzw. am Gehäuse festlegt, bildet mit dem Planetengetriebe eine bauliche Einheit, so daß der Aufbau des Schaltmechanismus relativ kompli­ziert ist. Ferner müssen die axial beweglichen Teile mit geringen Fertigungstoleranzen hergestellt werden. Es besteht die Gefahr, daß die axial verschiebbar ge­lagerten Teile sich in ihren Führungen verklemmen und den Schaltmechanismus blockieren.

[0009] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kraft­schrauber der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 an­gegebenen Art zu schaffen, der einen einfachen Aufbau hat und störungsfrei arbeitet.

[0010] Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 ange­gebenen Merkmalen.

[0011] Bei dem erfindungsgemäßen Kraftschrauber ist die zweite Getriebestufe in einem von zwei parallelen Antriebs­zweigen enthalten. Zur Übertragung des Drehmoments stehen zwei separate Antriebszweige mit unterschied­lichem Übersetzungsverhältnis zur Verfügung, die ständig mitlaufen. In Abhängigkeit vom Schraubmoment kann dann wahlweise auf den einen oder den anderen An­triebszweig zugegriffen werden, um die Abtriebswelle mit höherer oder niedriger Drehzahl anzutreiben.

[0012] Die Umschaltung erfolgt durch zwei Kupplungen, von denen je eine in einem Antriebszweig angeordnet ist. Das gemeinsame bewegbare Kupplungsteil beider Kupp­lungen ist derart vorgespannt, daß eine der beiden Kupplungen in Eingriff und die andere Kupplung außer Eingriff ist. Die Drehzahl der Antriebswelle des Schaltgetriebes wird unabhängig von dem Schraubmoment des Kraftschraubers immer über eine erste Getriebestufe untersetzt. Bei geringem Schraubmoment (Lastmoment) ist der Ausgang der ersten Getriebestufe direkt mit der Abtriebswelle verbunden, so daß die Abtriebswelle mit einer relativ hohen Drehzahl angetrieben wird. Dabei ist die Kraftübertragung über den anderen Antriebszweig unterbrochen. Sobald ein bestimmtes Grenzdrehmoment überschritten wird, nimmt das gemeinsame bewegbare Kupplungsteil die andere Stellung ein. Die Übertragung des Drehmoments der Antriebswelle erfolgt nun über die zweite Getriebestufe mit einer geringeren Drehzahl und höherem Drehmoment. Das Umschalten erfolgt ohne externe Steuerung durch eine als Überlastkupplung ausgebildete Umschaltkupplung oder Doppelkupplung, deren Kupplungs­teil immer mit einem der Antriebszweige gekoppelt ist und somit niemals leerläuft.

[0013] Die Getriebestufen sind einfach aufzubauen, da sie ein festes Übersetzungsverhältnis aufweisen und ein stör­anfälliger aufwendiger Steuerungsmechanismus zur Ver­änderung des Übersetzungsverhältnisses mindestens einer der beiden Getriebestufen entfallen kann.

[0014] Die Verwendung von Planetengetrieben ermöglicht eine kompakte rohrförmige Bauweise der drehmomentabhängig betätigten Kupplung bei geringem Gewicht.

[0015] Vorzugsweise ist an der Abtriebswelle eine Führungs­kurve vorgesehen, in die ein an dem Kupplungsteil ange­brachtes Führungselement eingreift. Bei Überschreiten des Grenzdrehmomentes wird das gemeinsame Kupplungsteil entgegen der Vorspannung axial verschoben. Die Vorspan­nung des Kupplungsteils kann durch eine Federvorrich­tung oder auch hydraulisch aufgebracht werden. Vorzugs­weise kann diese Vorspannung durch externe Einstellung verändert werden, um die Höhe des Lastmoments, bei dem die Umschaltung erfolgt, verstellen zu können.

[0016] Vorteilhafterweise ist eine der beiden Kupplungen als Kugelkupplung ausgebildet. Bei der Kugelkupplung er­folgt die Kopplung zwischen einem mit dem Planeten­träger des ersten Planetengetriebes in Verbindung stehenden Kupplungskörper und dem bewegbaren Kupplungs­teil durch federgespannte Kugeln, die gegen eine un­ runde Bahn gedrückt werden. Eine solche Kugelkupplung bildet eine Rutschkupplung, bei der der Kupplungskörper und das Kupplungsteil sich relativ zueinander bewegen können. Um im Falle einer solchen Relativbewegung die Belastung der Kupplungskomponenten zu verringern und eine bessere Ausnutzung der Antriebsenergie zu er­halten, ist angrenzend an eine die Ausnehmungen der Kugelkupplung enthaltene Mitnahmebahn eine freie Leer­laufbahn vorgesehen, die die Kugeln aufnimmt, wenn die Kupplung des zweiten Antriebszweiges in Eingriff ist.

[0017] Der Planetenträger des ersten Planetengetriebes weist vorteilhafterweise eine koaxial zur Antriebswelle ver­laufende Ausgangswelle mit einem sich über die zweite Getriebestufe hinaus erstreckenden Ansatz auf. Die Aus­gangswelle kann das Sonnenrad des zweiten nachgeschal­teten Planetengetriebes tragen, während der Ansatz mit dem Kupplungskörper der ersten Kupplung verbunden ist. Die koaxiale Anordnung der beiden Getriebestufen und der Kupplungen schafft eine kompakte Bauform des schaltbaren Getriebes.

[0018] Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeich­nungen zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.

[0019] Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht des gesamten Kraft­schraubers,

Fig. 2 ein Funktionsschema eines drehmomentabhängig betätigten Schaltgetriebes

Fig. 3 einen Schnitt durch das drehmomentabhängig be­tätigte Schaltgetriebe gemäß Fig. 2, dessen zweite Kupplung auf der Abtriebsseite der zweiten Getriebestufe angeordnet ist,

Fig. 4 eine Draufsicht auf das Schaltgetriebe aus Fig. 3 in teilweiser geschnittener Darstellung,

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V von Fig. 3,

Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie VI-VI von Fig. 3,

Fig. 7 ein Funktionsschema einer zweiten Ausführungs­form des drehmomentabhängig betätigten Schalt­getriebes,

Fig. 8 einen Schnitt durch das drehmomentabhängig be­tätigte Schaltgetriebe gemäß Fig. 7, dessen zweite Kupplung auf der Antriebsseite der zweiten Getriebestufe angeordnet ist,

Fig. 9 eine Arretiervorrichtung zum Blockieren des bewegbaren Kupplungsteils,

Fig. 10 eine Draufsicht auf ein drehmomentabhängig be­tätigtes Schaltgetriebe mit einer Arretiervor­richtung,

Fig. 11 eine andere Ausführungsform der ersten Kupplung des drehmomentabhängig betätigten Schaltge­triebes in geschnitter Darstellung, und

Fig. 12 einen Schnitt entlang der Linie XII-XII von Fig. 11

[0020] Fig. 1 zeigt den gesamten Kraftschrauber in der Seiten­ansicht. Der Kraftschrauber ist nach Art einer Hand­bohrmaschine ausgebildet und weist eine Antriebsein­richtung 1 auf, die einen nicht dargestellten Drehmotor enthält. Der Drehmotor kann durch Drücken des Betäti­gungshebels 2 eingeschaltet werden. Die Antriebsein­richtung 1 ist in einem separaten Gehäuse mit einem Griffstück 3 untergebracht. An dem Gehäuse der An­triebseinrichtung 1 ist ein drehmomentabhängig betätig­tes Schaltgetriebe 4 befestigt, dessen Gehäuse 5 gegen­über dem Gehäuse der Antriebseinrichtung 1 drehbar gelagert ist, so daß die Antriebseinrichtung 1 mit dem Griffstück 3 auf eine beliebige Schraubposition ver­dreht werden kann. Dem drehmomentabhängig betätigten Schaltgetriebe 4 ist ein Planetenradgetriebe nachge­schaltet, das in dem vorderen Gehäuseteil 6 des Kraft­schraubers eingesetzt ist. An der Ausgangswelle des Planetenradgetriebes ist ein Kopf 7 befestigt, an dem eine Schlüsselnuß zum Drehen einer Schraube angebracht werden kann. Das vordere Gehäuseteil 6 weist einen Profilabschnitt 8 für die Befestigung eines nicht dar­gestellten Stützfußes auf, der das vordere Gehäuseteil und das damit verbundene Gehäuse 5 des Schaltgetriebes gegen ein ortfestes Widerlager drückt.

[0021] Fig. 2 zeigt das Funktionsschema des drehmomentabhängig betätigten Schaltgetriebes 4. Das Schaltgetriebe weist eine erste Getriebestufe 21′ auf, dessen Ausgangswelle über zwei einzeln einschaltbare Antriebszweige 11,12 die Abtriebswelle 38 des Schaltgetriebes antreibt.

[0022] Einer der beiden Antriebszweige enthält eine zweite Ge­triebestufe 26′. Jeder der beiden Antriebszweige 11,12 ist über eine Kupplung 32,48 zuschaltbar, wobei immer eine der beiden Kupplungen in Eingriff und die andere Kupplung außer Eingriff ist. Beide Kupplungen weisen ein gemeinsames Kupplungsteil 36 auf. Ist die auf der Abtriebsseite der zweiten Getriebestufe 26′ angeordnete Kupplung 48 in Eingriff, so wird die Abtriebswelle 38 des Schaltgetriebes mit höherem Drehmoment und niedrigerer Drehzahl angetrieben als wenn die andere Kupplung 32 in Eingriff ist und das Drehmoment ohne Zwischenschaltung der zweiten Getriebestufe direkt auf die Abtriebswelle 38 übertragen wird.

[0023] Fig. 3 zeigt das gemäß dem Funktionsschema aus Fig. 2 aufgebaute drehmomentabhängig betätigte Schaltgetriebe 4 in geschnittener Darstellung. Das Gehäuse 5 des Schaltgetriebes 4 ist mit einem Kugellager 18 drehbar gegenüber dem Gehäuse der Antriebseinrichtung 1 ge­lagert. Aus der Stirnwand des Gehäuses der Antriebsein­richtung 1 ragt die von dem Drehmotor angetriebene An­triebswelle 19 in das Innere des Gehäuses 5 hinein. Mit der Antriebswelle 19 ist der wellenförmige Absatz eines Sonnenrades 20 des die erste Getriebestufe 21′ bilden­den ersten Planetengetriebes 21 drehfest verbunden. Der wellenförmige Absatz des Sonnenrades 20 ist mit den Lagern 23,23′ im Gehäuse 5 des Schaltgetriebes ge­lagert. Die Verzahnung des Sonnenrades 20 ist mit den Verzahnungen der Planetenräder 22 in Eingriff, welche um das Sonnenrad 20 herum angeordnet sind. Die Plane­tenräder 22 sind in einem Planetenträger 29 gelagert, der auch die Ausgangswelle 24 des ersten Getriebes 21 bildet. Ferner trägt der Planetenträger 29 das Sonnen­rad 25 eines zweiten, dem ersten Planetengetriebe 21 nachgeschalteten Planetengetriebes 26, welches die zweite Getriebestufe 26′ bildet. Das Sonnenrad 25 des zweiten Planetengetriebes 26 treibt die Planetenräder 27, die ebenso wie die Planetenräder 22 des ersten Planetengetriebes 21 in die Innenverzahnung 17 des Ge­häuses 5 greifen.

[0024] Die Ausgangswelle 24 des Planetenträgers 29 weist einen koaxial im Gehäuse 5 verlaufenden und sich über das zweite Planetengetriebe 26 hinaus erstreckenden wel­lenförmigen Ansatz 30 auf. Mit den Kugellagern 51,51′ ist der Planetenträger 52 des zweiten Planetengetriebes 26 drehbar auf dem wellenförmigen Ansatz 30 gelagert. Mit dem wellenförmigen Ansatz 30 ist der Kupplungs­körper 31 der ersten Kupplung 32 drehfest verbunden. Der Kupplungskörper 31 enthält mehrere radial ver­laufende Sackbohrungen 50, in denen Kugelrasten 33 ein­gesetzt sind. In der in Fig. 1 dargestellten Position greifen die Kugeln 34 der Kugelrasten 33 in eine Mit­nahmebahn 35 eines bewegbaren Kupplungsteils 36. Das Kupplungsteil 36 wird von einem zylindrischen Ansatz 37 der Abtriebswelle 38 umgeben, welche mit dem Kugellager 54 auf dem wellenförmigen Ansatz 30 und dem Kugellager 53 im Gehäuse 5 gelagert ist.

[0025] In der Umfangsfläche des zylindrischen Ansatzes 37 sind zwei Führungskurven 39 in Form einander gegenüberlie­gender dreieckiger Öffnungen 40 vorgesehen, die in der Aufsicht in Fig. 4 gezeigt sind. In diese Öffnungen ragen die Enden zweier stiftförmiger Führungselemente 41. Durch die Führungskurven 39 und die darin eingrei­fenden Führungselemente 41 wird erreicht, daß die Ab­triebswelle 38 sich stets mit dem Kupplungsteil 36 dreht, wobei jedoch innerhalb der von den Führungskur­ven 39 gebildeten Öffnungen geringe Relativdrehungen möglich sind. Jede der Öffnungen 40 hat die Form eines gleichschenkligen Dreiecks (Fig.4), dessen Spitze auf die Abtriebswelle 38 gerichtet ist. Die mit dem beweg­baren Kupplungsteil 36 verbundenen Führungselemente 41 werden durch eine sich an dem Planetenträger 52 des zweiten Planetengetriebes 26 abstützende Feder 46 axial in Richtung auf die Spitzen der Dreiecke gedrückt. In der in den Fign. 3 und 4 dargestellten Schnellgangposi­tion laufen die Kugeln 34 der Kugelrasten 33 in der Mitnahmebahn 35 des Kupplungsteils 36, so daß der Kupplungskörper 31 und das Kupplungsteil 36 in Eingriff sind.

[0026] Die dreieckförmigen Öffnungen 40 sind bezogen auf die Achse der Abtriebswelle 38 symmetrisch, so daß jede Führungskurve 39 zwei schräge Flanken 40a,40b mit ent­gegengesetzten Abschrägungen bildet, an denen die Füh­rungselemente 41 entlanggleiten können. Wenn das an der Abtriebswelle 38 auftretende Lastmoment einen bestimm­ten Grenzwert übersteigt, lösen sich die Führungsele­mente 41 aus den Spitzen der dreieckigen Führungskurven 39 und gleiten an den Flanken 40a oder 40b entlang, wodurch das Kupplungsteil 36 entgegen der Kraft der Feder 46 in Richtung auf die Antriebswelle 19 ver­schoben wird. Dabei gleiten die Kugeln 34 der Kugel­rasten 33 in eine seitlich von der Mitnahmebahn 35 an dem Kupplungsteil vorgesehene Leerlaufbahn 47, so daß sich das Kupplungsteil 36 von dem Eingriff mit dem Kupplungskörper 31 löst.

[0027] An dem Planetenträger 52 des zweiten Planetengetriebes 26 ist ein Kupplungskörper 55 angebracht, der mit dem bewegbaren Kupplungsteil 36 eine zweite Kupplung 48 bildet. Wenn sich das bewegbare Kupplungsteil 36 bei Überschreiten des an der Abtriebswelle 38 auftretenden Lastmoments in Richtung auf den Kupplungskörper 55 der zweiten Kupplung 48 bewegt, sind die Klauen 49, 49′ der zweiten Kupplung 48 in Eingriff und die erste Kupplung 32 ist außer Eingriff. In dem Schaltgetriebe ist eine axiale Bohrung 56 vorgesehen, die durch das Sonnenrad 20 des ersten Planetengertriebes und den Planetenträger 29 mit dem wellenförmigen Ansatz sowie die Abtriebs­welle 38 verläuft.

[0028] Fig. 5 zeigt die erste Kupplung 32 im Schnitt, welche aus dem Kupplungskörper 31 und dem verschiebbaren Kupplungsteil 36 gebildet wird. Der Kupplungskörper 31 enthält die Kugelrasten 33, von denen jede eine in der radialen Sackbohrung 50 des Kupplungskörpers 31 ent­haltene Feder 60 und die von der Feder 60 nach außen gedrückte Kugeln 34 aufweist. Die Kugeln 34 laufen in der Mitnahmebahn 35, die an der Innenseite des Kupp­lungskörpers 31 vorgesehen ist. Diese Mitnahmebahn 35 hat einen umfangsmäßig variierenden Durchmesser, so daß sich Ausnehmungen 61 ergeben, in die die Kugeln 34 ein­dringen können. Für jede Kugel 34 ist eine Ausnehmung 61 vorhanden und alle Ausnehmungen sind so angeordnet, daß sich alle Kugeln 34 gleichzeitig in der zugehörigen Ausnehmung befinden können, wie in Fig. 5 dargestellt ist. Solange die Kugeln 34 durch die Kraft der Federn 60 in den Ausnehmungen gedrückt gehalten werden, ist der Kupplungskörper 31 mit dem Kupplungsteil 36 in Ein­griff und der zylindrische Ansatz der Abtriebswelle 38 wird über das Führungselement 41 mitgenommen. Da die Kupplung 32 auch dann durchrutschen kann, wenn sich die Kugeln 34 in der Mitnahmebahn befinden und entgegen den Federkräften in die Sackbohrungen 50 gedrückt werden, wird eine erhöhte Sicherheit der Kupplung gegen Beschä­digungen erreicht. Ferner wird verhindert, daß beim Schaltvorgang Antriebsstöße übertragen werden.

[0029] Fig. 6 zeigt die an die Mitnahmebahn 35 angrenzende Leerlaufbahn 47. Die Leerlaufbahn 47 hat einen konstan­ten Durchmesser und weist keine um die Umfangsfläche verteilten Ausnehmungen auf. Wenn das Kupplungsteil 36, das bei geringem Lastmoment in Richtung auf die Ab­triebswelle gedrückt wird, sich entgegen der Kraft der Feder 46 in Richtung auf den Kupplungskörper 55 der zweiten Kupplung 48 bewegt, gelangen die Kugeln 34 von der Mitnahmebahn 35 in die Leerlaufbahn 47. In diesem Zustand ist der Kupplungskörper 31 rotatorisch von dem Kupplungsteil 36 abgekuppelt, während die Klauen 49,49′ der zweiten Kupplung 48 in Eingriff sind.

[0030] Der beschriebene Kraftschrauber nach den Figuren 1 - 6 arbeitet wie folgt: Zum Festziehen einer Schraube wird auf den Kopf 7 des Kraftschraubers eine Nuß aufgesetzt, die mit der zu drehenden Schraube verbunden wird. Die Antriebseinrichtung 1 dreht die Antriebswelle 19, wo­durch die Planetenräder 22 des ersten Planetengetriebes 21 angetrieben werden. Solange das Schraubmoment noch gering ist, ist die erste Kupplung eingekuppelt und das Drehmoment wird über den Planetenträger 29 des ersten Planetengetriebes 21 direkt auf die Abtriebswelle 38 des drehmomentabhängig betätigten Schaltgetriebes 4 übertragen. Die Abtriebswelle 38 treibt das dritte nachgeschaltete Planetengetriebe, welches sich in dem vorderen Gehäuseteil 6 befindet und den Kopf 7 mit einer relativ hohen Drehzahl und einem geringen Dreh­moment bewegt. Wird der Grenzwert des Lastmoments über­schritten, verschiebt sich das gemeinsame Kupplungsteil 36 der beiden Kupplungen 32,48 und die erste Kupplung kommt außer Eingriff. Gleichzeitig wird die zweite Kupplung 48 eingekuppelt. Die Übertragung des Dreh­moments erfolgt nun unter Zwischenschaltung des zweiten Planetengetriebes 26, dessen Planetenträger über das Kupplungsteil 36 die Abtriebswelle 38 des Schaltge­triebes mitnimmt. Die Drehung des Planetenträgers 29 des ersten Planetengetriebes 21 wird durch das zweite nachgeschaltete Planetengetriebe 26 nochmals unter­setzt, so daß der Kopf 7 des Kraftschraubers über die Abtriebswelle 38 mit geringerer Drehzahl, aber höherem Drehmoment angetrieben wird. Dieser Antrieb mit höherem Drehmoment und geringerer Drehzahl wird solange fortge­setzt, bis die Schraube festgezogen ist. Dabei erfolgt kein ständiges Hin- und Herschalten zwischen hoher und niedriger Drehzahl.

[0031] Fig. 7 zeigt das Funktionsschema eines zweiten Ausfüh­rungsbeispiels des drehmomentbetätigten Schaltgetrie­bes. Im Vergleich zu dem Schaltgetriebe gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel weist das Schaltgetriebe des zweiten Ausführungsbeispiels ebenfalls zwei Planetenge­triebe 21,26 und zwei Kupplungen 32,48 auf. Der einzige Unterschied zwischen den beiden Schaltgetrieben liegt darin, daß bei dem Schaltgetriebe nach dem zweiten Aus­führungsbeispiel die zweite Kupplung 48 nicht auf der Abtriebsseite des zweiten Planetengetriebes 26, sondern auf dessen Antriebsseite angeordnet ist.

[0032] Fig. 8 zeigt einen Schnitt durch das Schaltgetriebe gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel. Die aus der An­triebseinrichtung 1 vorstehende Antriebswelle 19 trägt das Sonnenrad 20 des ersten Planetengetriebes 21. Die Außenverzahnung des Sonnenrads 20 ist mit den Innenver­zahnungen der Planetenräder 22 in Eingriff, die den Planetenträger 29 bewegen. Der Planetenträger 29 treibt über die erste Kupplung 32 mit den Kugelrasten 33 eine in dem Schaltgetriebe axial drehbare Welle 64, deren der Antriebswelle 19 abgewandtes Endstück mit der Ab­triebswelle 38 verzahnt ist. Der Abtriebswelle 38 ist das dritte Planetengetriebe 76 nachgeschaltet, das sich in dem vorderen Gehäuseteil 6 des Kraftschraubers be­findet. Bei Überschreiten eines bestimmten Lastmoments an der Abtriebswelle 38 wird das Kupplungsstück 36 der ersten Kupplung 32 verschoben, so daß die erste Kupplung außer Eingriff kommt und die Klauen 49,49′ der zweiten Kupplung 48 in Eingriff gelangen, wodurch das Sonnenrad 25 des zweiten Planetengetriebes 26 mitge­nommen wird. Das Sonnenrad 25 greift in die Außenver­zahnungen der Planetenräder 27 des zweiten Planetenge­triebes 26. Solange die erste Kupplung 32 außer Ein­griff ist und die zweite Kupplung 48 in Eingriff ist, wird das Sonnenrad 75 des dritten Planetengetriebes 76 von dem Planetenträger 52 des zweiten Planetengetriebes 26 angetrieben. Der Planetenträger 52 weist einen die Welle 64 umschließenden Absatz 73 mit einer Innenver­zahnung auf. Die Innenverzahnung des Absatzes 73 ist mit der Außenverzahnung der Welle 64 in Eingriff, so daß die Welle 64 frei mitdreht.

[0033] Wenn die erste Kupplung 32 in Eingriff ist, dreht sich die Abtriebswelle 38 mit relativ hoher Drehzahl und geringem Drehmoment. Wird die erste Kupplung durch Ver­schieben des Kupplungsteils 36 ausgekuppelt und die zweite Kupplung 48 eingekuppelt, so ist dem ersten Planetengetriebe das zweite Planetengetriebe 26 nach­geschaltet und die Abtriebswelle 38 wird mit geringerer Drehzahl und höherem Drehmoment bewegt.

[0034] Die Fign. 9 und 10 zeigen eine Arretiervorrichtung 77, mit der das bewegbare Kupplungsteil 36 blockiert werden kann, so daß immer die zweite Kupplung 48 eingekuppelt und die erste Kupplung 32 ausgekuppelt ist und der Kraftschrauber im Lastgang mit relativ großem Dreh­moment und kleiner Drehzahl arbeitet. An der Außenseite des Kupplungsgehäuses 5 befindet sich ein Stellring 78. An dem Stellring 78 ist ein in das Gehäuseinnere grei­fender Stift 79 angebracht, der in einer in der Ge­häusewand vorgesehenen Schaltkurve 80 (Fig. 10) geführt ist. An dem in das Gehäuseinnere ragenden Ende des Stifts 79 ist ein Schiebestück 81 mit einer Kugelbahn 82 angebracht. Die in der Kugelbahn 82 befindlichen Kugeln 83 greifen in Ausnehmungen 84 des bewegbaren Kupplungsteils. Durch Verdrehen des Stellrings 78 wird das Schiebestück 81 entgegen der Kraft der Feder 46 auf das Kupplungsstück 55 der zweiten Kupplung 48 zubewegt, so daß die Klauen 49,49′ der zweiten Kupplung ineinan­dergreifen. In dieser Stellung, in der die zweite Kupplung 48 eingekuppelt und die erste Kupplung 32 aus­gekuppelt ist, ist das Schiebestück 81 durch die Arre­tiervorrichtung 77 blockiert. Solange das Schiebestück jedoch in Richtung auf die Abtriebswelle des Schaltge­triebes verschoben ist, können die Kugeln 83 auf dem Schiebestück 81 abrollen, so daß sich das Kupplungsteil 36 frei bewegen kann.

[0035] Die Figuren 11 und 12 zeigen eine andere Ausführungs­form der ersten Kupplung 32 des drehmomentabhängig betätigten Schaltgetriebes in geschnitter Darstellung. Die Kupplung 32 unterscheidet sich von der unter Be­zugnahme auf die Figuren 5 und 6 beschriebenen Kupp­lungen dadurch, daß der Kupplungskörper 31 mit den Federn 60 axial zur Antriebeswelle angeordnet ist. Damit wird eine kompakte Bauform des drehmomentabhängig betätigten Schaltgetriebes erreicht.

[0036] Der axial angeordnete Kupplungskörper 31 der ersten Kupplung 32 bildet zusammen mit den Federn 60 und den Kugeln 34 das gemeinsame axial verschiebbare Kupplungs­teil 36 für die erste und die zweite Kupplung 32,48.

[0037] Das gemeinsame Kupplungsteil 36 ist in die in Fig. 11 dargestellte Schnellgangposition vorgespannt, in der die Klauen 49,49′ der zweiten Kupplung 48 außer Ein­griff sind und die erste Kupplung 32 eingekuppelt ist. In der Schnellgangposition greifen die durch die Federn 60 vorgespannten Kugeln 34 der ersten Kupplung 32 in halbkugelförmige Ausnehmungen 85 eines Ringstücks 86, das die Abtriebswelle des Kraftschraubers mitnimmt. Wird der Grenzwert des Lastmoments überschritten, ver­schiebt sich das gemeinsame Kupplungsteil 36 in axialer Richtung, wobei die Klauen 49,49′ der zweiten Kupplung 48 in Eingriff kommen und die Kugeln 34 der ersten Kupplung 32 aus den Ausnehmungen 85 des Ringstücks 86 herausrutschen, so daß die erste Kupplung 32 ausgekup­pelt wird.

[0038] Da die erste Kupplung 32 auch dann durchrutschen kann, wenn sich die Kugeln 34 in den Ausnehmungen 85 des Ringstücks 86 befinden und entgegen den Federkräften in die Sackbohrungen 50 des Kupplungskörpers 31 gedrückt werden, wird eine erhöhte Sicherheit der Kupplung gegen Beschädigung erreicht.

Ansprüche

1. Kraftschrauber mit einem drehmomentabhängig be­tätigten Schaltgetriebe, das
- eine erste Getriebestufe (21′) mit festem Über­setzungsverhältnis, die ein erstes Planeten­getriebe (21) enthält,
- eine in Reihe mit der ersten Getriebestufe (21′) angeordnete zweite Getriebestufe (26′),
und eine erste und zweite Kupplung (32,48) mit einem gemeinsamen Kupplungsteil (36), das zwei Stellungen einnehmen kann, auf eine dieser Stellungen vorgespannt ist und bei Über­schreiten eines Grenzdrehmoments die andere Stellung einnimmt, aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite Getriebestufe (26′) in einem von zwei parallelen Antriebszweigen (11,12) enthalten ist, die beide ständig mitlaufen,
daß der Ausgang der ersten Getriebestufe (21′) über den die erste Kupplung (32) enthaltenden ersten Antriebszweig (12) und über den die zweite Kupplung (48) und die zweite Getriebestufe (26′) enthaltenden zweiten Antriebszweig (11) an die Abtriebswelle (38) ankuppelbar ist,
und daß in jeder der beiden Stellungen des gemein­samen Kupplungsteils (36) nur eine der beiden Kupplungen (32,48) eingekuppelt ist.

2. Kraftschrauber nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß in dem zweiten Antriebszweig die zweite Kupplung (48) auf der Abtriebsseite der zweiten Getriebestufe (26′) angeordnet ist (Fig. 2).

3. Kraftschrauber nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß in dem zweiten Antriebszweig die zweite Kupplung (48) auf der Antriebsseite der zweiten Getriebestufe (26′) angeordnet ist (Fig. 7).

4. Kraftschrauber nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsteil (36) durch ein in eine Führungskurve (39) eingreifendes Führungselement (41) mit der Abtriebswelle (38) derart gekoppelt ist, daß es bei Überschreiten eines Grenzmomentes von der Führungskurve (39) zum Einkuppeln der zweiten Kupplung (48) axial ver­schoben wird.

5. Kraftschrauber nach Anspruch 4, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Führungskurve (39) eine drei­eckige Öffnung (40) begrenzt, gegen deren eine Ecke das Führungselement (41) durch eine axiale Vorspannung gedrückt wird und die, bezogen auf die Achse der Abtriebswelle (38), symmetrisch ist.

6. Kraftschrauber nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungskurve (39) an der Abtriebswelle (38) und das Führungselement an dem Kupplungsteil (36) vorgesehen ist.

7. Kraftschrauber nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kupplung (32) mindestens eine an dem Kupplungsteil (36) vorgesehene Kugelraste (33) aufweist, deren Kugel (34) in eine mit Ausnehmungen (61) versehene Mit­nahmebahn (35) eines mit dem Planetenträger (29) des ersten Planetengetriebes (21) verbundenen Kupplungskörpers (31) eingreift.

8. Kraftschrauber nach Anspruch 7, dadurch gekenn­zeichnet, daß die erste Kupplung (32) angrenzend an die Mitnahmebahn (35) des Kupplungskörpers (31) eine Leerlaufbahn (47) aufweist, die die Kugeln (34) aufnimmt, wenn die zweite Kupplung (48) in Eingriff ist.

9. Kraftschrauber nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Planetenträger (29) des ersten Planetengetriebes eine koaxial zur An­triebswelle (19) verlaufende Ausgangswelle (24) aufweist, die einen sich über die zweite Getriebe­stufe hinaus erstreckenden Ansatz (30) aufweist, an dem der Kupplungskörper (31) befestigt ist.

10. Kraftschrauber nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Getriebe­stufe (26′) durch ein zweites Planetengetriebe (26) gebildet wird und daß die Planetenräder (22,27) des ersten und zweiten Planetengetriebes (21,26) in die Innenverzahnung (17) eines gemein­samen Hohlrades greifen.

11. Kraftschrauber nach Anspruch 10, dadurch gekenn­zeichnet, daß das Hohlrad von dem Gehäuse (5) des Kraftschraubers gebildet wird.

12. Kraftschrauber nach Anspruch 11, dadurch gekenn­zeichnet, daß das Gehäuse (5) des Kraftschraubers drehbar gelagert ist und daß das Gehäuse (5) einen Profilabschnitt (8) zur Befestigung eines Stütz­fusses aufweist, welcher das Gehäuse gegen ein ortsfestes Widerlager abstützt.

13. Kraftschrauber nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebswelle (38) das Sonnenrad eines dem Schaltgetriebe nachge­schalteten dritten Planetengetriebes (76) trägt.

14. Kraftschrauber nach einem der Ansprüche 1-13, da­durch gekennzeichnet, daß in dem Schaltgetriebe (4) eine das bewegbare Kupplungsteil (36) in einer der beiden Stellungen blockierende Arretiervor­richtung (77) vorgesehen ist.

Zeichnung