DREHSCHRAUBER

Abstract

 Vorgeschlagen wird ein Drehschrauber mit einem einen Antriebsmotor aufweisenden Antriebsteil, einem Getriebegehäuse mit Getriebeelementen und einer aus dem Getriebegehäuse herausgeführten Ausgangswelle, einem seitlich versetzt zu der Ausgangswelle angeordneten, mit dem Getriebegehäuse fest verbundenen Stützfuß und einem Drehgelenk (5) aus einem mit dem Antriebsteil verbundenen, antriebsseitigen Ring (21) und einem mit dem Getriebegehäuse verbundenen, getriebeseitigen Ring (27).
Um einen Drehschrauber zu schaffen, welcher eine gezielte Drehbarkeit des Antriebsteils gegenüber dem Getriebegehäuse bei zugleich hoher Bediensicherheit ermöglicht, wird vorgeschlagen ein koaxial zu der Ausgangswelle (9) angeordneter Betätigungsring (41), der gegenüber dem antriebsseitigen Ring (21) und gegenüber dem getriebeseitigen Ring (27) beweglich angeordnet ist und zwischen einer Freigabestellung, in der die Ringe (21, 27) drehbar zueinander sind, und einer Blockierstellung, in der die Ringe (21, 27) gegeneinander blockiert sind, beweglich ist, wobei ein Federelement (40) den Betätigungsring (41) über dessen von der Blockier- bis in die Freigabestellung reichenden Bewegungsweg in Richtung zu der Blockierstellung beaufschlagt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Drehschrauber mit einem einen Antriebsmotor aufweisenden Antriebsteil, einem Getriebegehäuse mit Getriebeelementen und einer aus dem Getriebegehäuse herausgeführten Ausgangswelle, einem seitlich versetzt zu der Ausgangswelle angeordneten, mit dem Getriebegehäuse fest verbundenen Stützfuß, und einem Drehgelenk aus einem mit dem Antriebsteil verbundenen, antriebsseitigen Ring und einem mit dem Getriebegehäuse verbundenen, getriebeseitigen Ring.

[0002] Bei derartigen Drehschraubern weist der Antriebsteil den Antriebsmotor, einen Handgriff und eine Schalteinrichtung auf. Während des Schraubvorgangs wird der Drehschrauber von dem Bediener über den Haltegriff gehalten. Sind, wie es in der US 4,155,278 beschrieben ist, das Antriebsteil und somit auch der Haltegriff gegenüber dem Getriebegehäuse in einzelnen Rastpositionen zueinander drehbar, so lässt sich das Antriebsteil nach dem Aufsetzen des Drehschraubers auf eine Schraubverbindung gegenüber dem Getriebegehäuse verdrehen. Dadurch lässt sich das Antriebsteil nach dem Aufsetzen des Drehschraubers auf eine Schraubverbindung in eine günstigere Bedienposition bringen, in der die Position des Haltegriffs für den Bediener angenehmer ist.

[0003] Aus der WO 02/085568 A1 ist ein Drehschrauber bekannt, bei dem, aufgrund eines mittels einer Schalttaste des Antriebsteils sperrbaren Drehgelenks, der Bediener das in der Teilungsebene des Drehgelenks auftretende Drehmoment während des Schraubvorgangs nicht als Haltemoment aufbringen muss. Der damit einhergehende konstruktive Aufwand ist allerdings relativ hoch.

[0004] Ein gattungsgemäßer Drehschrauber ist aus der WO 2015/036232 A1 bekannt. Auch bei diesem Drehschrauber ist das Antriebsteil über ein Drehgelenk mit dem Getriebegehäuse verbunden, so dass das Antriebsteil im Prinzip drehbar gegenüber dem Getriebegehäuse ist. Bestandteil des Drehgelenks ist auch eine Feststellvorrichtung. Diese ist außen mit einem Schaltring versehen, über den die Feststellvorrichtung einerseits zum Blockieren und andererseits zum Freigeben des Drehgelenks betätigbar ist. Dazu ist der Schaltring mittels einer Arretiervorrichtung entweder in der Blockierstellung, oder in der Freigabestellung arretierbar.

[0005] Bei Arretierung in der Freigabestellung kann ein anschließend einsetzendes Anzugsmoment nicht über den Stützfuß auf benachbarte Maschinenteile als Widerlager abgeführt werden. Je nach Situation besteht die Gefahr, dass das Antriebsteil um seine Achse zu rotieren und zu schlagen beginnt. Dies kann zu einer Gefährdung für den Bediener führen.

[0006] Es ist daher die A u fgabe der vorliegenden Erfindung, einen Drehschrauber der eingangs genannten Art zu schaffen, welcher eine gezielte Drehbarkeit des Antriebsteils gegenüber dem Getriebegehäuse bei zugleich hoher Bediensicherheit ermöglicht.

[0007] Zur Lösung dieser Aufgabe ist der erfindungsgemäße Drehschrauber durch die Merkmale des Anspruchs 1 definiert.

[0008] Der Drehschrauber besitzt ein Antriebsteil mit einer Antriebsvorrichtung. Hiervon getrennt besitzt er ein Getriebegehäuse, wobei das Getriebegehäuse einen Drehmomentwandler nach Bauart eines Getriebes sowie eine Ausgangswelle aufweist, die die Drehbewegung der Antriebsvorrichtung übertragen. Das Antriebsteil ist über ein Drehgelenk mit dem Getriebegehäuse verbunden, so dass das Antriebsteil im Prinzip drehbar gegenüber dem Getriebegehäuse ist, soweit ein Sperrelement die Teile nicht zueinander sperrt. Weiterhin vorhanden ist ein koaxial zu der Ausgangswelle angeordneter Betätigungsring, der gegenüber dem antriebsseitigen Ring und gegenüber dem getriebeseitigen Ring beweglich angeordnet ist. Er ist zwischen einer Freigabestellung, in der die Ringe drehbar zueinander sind, und einer Blockierstellung, in der die Ringe gegeneinander blockiert sind, beweglich.

[0009] Durch ein Federelement, welches den Betätigungsring über dessen gesamten, von der Blockier- bis in die Freigabestellung reichenden Bewegungsweg in Richtung zu der Blockierstellung beaufschlagt, kehrt das Sperrelement stets selbsttätig in jene Blockierstellung zurück, in der das Sperrelement die beiden Ringe, also den antriebsseitigen Ring und den getriebeseitigen Ring, gegeneinander blockiert. Für den Bediener besteht daher keine Gefahr, dass sich das Drehgelenk beim Anfahren des Drehschraubers unbeabsichtigt in der Freigabestellung befindet, etwa weil es arretiert ist, und so das gesamte Reaktionsmoment auf den Handgriff des Antriebsteils wirkt und es zu einem unkontrollierten Rotieren des Drehschraubers um dessen eigene Achse kommt.

[0010] Andererseits wird über das Drehgelenk erreicht, dass im Prinzip das Antriebsteil gegenüber dem Getriebegehäuse drehbar bleibt, so dass nach dem Aufsetzen des Drehschraubers auf eine Schraubverbindung das Antriebsteil in eine günstige Bedienposition verdreht werden kann. Diese Bedienposition ist eine Drehposition des Antriebsteils, die für den Bediener angenehm und sicher ist. Das Drehgelenk blockiert nach dem Einstellen dieser Bedienposition automatisch, so dass beim anschließenden Durchführen eines Schraubvorgangs in der Teilungsebene des Drehgelenks kein Drehmoment auftritt, welches vom Bediener gehalten werden müsste. Der Schraubvorgang kann somit stets gefahrlos und ohne die Gefahr einer Fehlbedienung durchgeführt werden.

[0011] Für den Drehschrauber kann eine Antriebsvorrichtung verwendet werden, die verglichen mit den üblicherweise verwendeten Universalmotoren ein höheres Drehmoment aufbringt. Beispielsweise ist es möglich, dass als Antriebsteil des erfindungsgemäßen Drehschraubers ein handelsüblicher akkubetriebener Bohrschrauber verwendet wird, der ein Drehmoment von bis zu 60 Nm erzeugt. Selbst dann ist der Drehschrauber für den Bediener auf angenehme Art und Weise verwendbar, wobei gleichzeitig eine hohe Sicherheit für den Bediener während des Schraubvorgangs gewährleistet ist.

[0012] Gemäß einer Ausgestaltung des Drehschraubers dient mindestens eine Druck- oder Zugfeder als Lastelement. Ebenso ist es möglich, über den Umfang des Drehgelenks mehr als eine Druck- oder Zugfeder anzuordnen, z. B. zwei oder drei Druck- oder Zugfedern. Der Vorteil dieser Ausgestaltung besteht in der kompakten Bauweise, bei der der Durchmesser des Drehschraubers im Bereich des Drehgelenks nicht nennenswert vergrößert wird.

[0013] Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Drehschraubers dargestellt ist. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1

eine schematische Seitenansicht eines Drehschraubers,

Fig. 2

eine Schnittdarstellung im Bereich des Drehgelenks des Drehschraubers, wobei die Blockierstellung wiedergegeben ist,

Fig. 3

eine Schnittdarstellung im Bereich des Drehgelenks des Drehschraubers, wobei die Freigabestellung wiedergegeben ist.

[0014] Fig. 1 zeigt einen Drehschrauber in einer Seitenansicht. Dieser weist ein Antriebsteil 3 auf, das eine Antriebsvorrichtung, beispielsweise einen Elektromotor, enthält. Das Antriebsteil 3 ist über ein Drehgelenk 5 mit dem Getriebegehäuse 7 eines Getriebeteils verbunden. Das Getriebegehäuse 7 nimmt in seinem Inneren verschiedene Drehlagerungen für einen Drehmomentwandler, beispielsweise ein aus Getriebeelementen zusammengesetztes Planetengetriebe, sowie für eine Ausgangswelle 9 auf, die an ihrem Ende mit einem Mehrkant aus dem Getriebegehäuse 7 herausragt. Auf die Ausgangswelle 9 kann daher eine Schlüsselnuss aufgesetzt werden.

[0015] Das Antriebsteil 3 weist einen Energiespeicher 11 für elektrische Energie auf, beispielsweise einen Akkumulator, der die als Elektromotor ausgebildete Antriebsvorrichtung mit elektrischer Energie versorgt. Dadurch ist der erfindungsgemäße Drehschrauber 1 unabhängig von einem Stromnetz betreibbar.

[0016] Ebenso kann das Antriebsteil 3 auch einen über ein elektrisches Anschlusskabel mit elektrischer Energie versorgten Motor enthalten, soweit dieser mit einem ausreichend hohen Ausgangsmoment arbeitet.

[0017] Über einen Schalter 13 ist der Antrieb regelbar. Ferner weist das Antriebsteil 3 einen zur Seite abstehenden Haltegriff 15 auf, über den der Bediener den Drehschrauber 1 halten und bis zum Beginn bzw. beim Schraubprozess handhaben kann.

[0018] Durch das Planetengetriebe in dem Getriebegehäuse 7 wird das von der Antriebsvorrichtung des Antriebsteils 3 erzeugte Drehmoment verstärkt, und auf die Ausgangswelle 9 übertragen.

[0019] Seitlich an dem Getriebegehäuse 7 ist ein starrer Stützfuß 17 angebracht, über den sich das Getriebegehäuse 7 und somit der Drehschrauber 1 im Betrieb gegen ein nicht dargestelltes ortsfestes Maschinenteil als Widerlager abstützen kann.

[0020] Über das koaxial zur Ausgangswelle 9 angeordnete Drehgelenk 5 ist das Antriebsteil 3 drehbar mit dem Getriebegehäuse 7 verbunden. Auf diese Weise lässt sich der Drehschrauber 1 in vorteilhafter Weise auf eine Schraubverbindung aufsetzen, wobei der Antriebsteil 3 anschließend in eine Bedienposition, die für den Bediener bequem ist, verdreht werden kann. Zum Beispiel ist es möglich, den Drehschrauber 1 auf eine Schraubverbindung aufzusetzen und anschließend die Antriebsvorrichtung vorsichtig zu betätigen. Das Getriebegehäuse 7 kann sich aufgrund des Drehgelenkes 5 gegenüber dem Antriebsteil 3 drehen. Hilfreich kann auch sein, wenn sich beim Einschalten des Antriebsteils das Getriebegehäuse 7 um seine Längsachse dreht und den Stützfuß 17 langsam schwenkt, bis dieser gegen ein ortsfestes Widerlager stößt. Dann erst wird das Drehgelenk 5 blockiert. Denn das Drehgelenk 5 weist eine Feststellvorrichtung auf, über die das Drehgelenk 5 automatisch, also ohne aktives Zutun des Bedieners, blockierbar ist. Dadurch wird verhindert, dass infolge einer Fehlbedienung das Ausgangsdrehmoment in der Teilungsebene des Drehgelenks 5 auf den Bediener übertragen wird.

[0021] In Fig. 2 ist das Drehgelenk 5 in einem Querschnitt dargestellt. Das Drehgelenk 5 besteht aus einem ersten Ring 21, der mit dem Antriebsteil 3 und insbesondere dessen Gehäuse drehfest und vorzugsweise starr verbunden ist. In dem ersten Ring 21 ist drehbar ein zweiter Ring 27 gelagert. Der zweite Ring 27 ist drehfest und vorzugsweise starr mit dem Getriebegehäuse 7 des Getriebeteils verbunden.

[0022] Zwischen dem ersten Ring 21 und dem zweiten Ring 27 ist eine Feststellvorrichtung aktiv, die sich zwar von Hand deaktivieren lässt, aber stets von selbst wieder in ihre Aktivstellung zurückkehrt.

[0023] Dazu ist einer der beiden Ringe 21, 27, hier der antriebsseitige Ring 21, mit Öffnungen 30 oder Aussparungen versehen, in denen sich Kugeln 39 befinden, die als Sperrelemente dienen. Zugleich ist der andere der beiden Ringe 21, 27, hier der getriebeseitige Ring 27, mit gleichmäßig über seinen Umfang verteilten Vertiefungen 32 versehen. An diesen Vertiefungen 32 befinden sich Sperrgegenflächen 45, in welche die Sperrelemente 39, hier die jeweils innere Halbschale 44 einer Kugel, eingreifen können, um so die beiden Ringe 21, 27 in Umfangsrichtung durch Formschluss gegeneinander zu sperren, und so das Drehgelenk 5 zu blockieren.

[0024] Das Sperren der Sperrelemente 39 erfolgt durch das Ausüben von Druck auf die Sperrelemente 39. Diesen Druck erzeugt ein dauernd durch Federkraft beaufschlagter Betätigungsring 41. In Fig. 2 dargestellt ist ein Betätigungsring 41, der in Drehrichtung durch zwei gleichartig gestaltete Druckfedern 40 beaufschlagt ist. Der Betätigungsring 41 ist, ebenso wie die beiden Ringe 21, 27, koaxial zu der Ausgangswelle 9 angeordnet, und seine Drehachse fällt mit der Ausgangswelle 9 zusammen.

[0025] Die als Sperrelemente 39 dienenden Kugeln sind über den Umfang des Drehgelenks mehrfach vorhanden, beim Ausführungsbeispiel insgesamt vierfach. Jede Kugel 39 befindet sich in einer Öffnung 30 des ersten Rings 21, wobei die Öffnung 30 in Umfangsrichtung die Größe der Kugel aufweist oder nur geringfügig größer ist als die Kugel.

[0026] Der Durchmesser der Kugeln 39 ist größer als die radiale Dicke des ersten Rings 21, wodurch jede Kugel 39 über den Ring 21 nach radial außen vorsteht und/oder nach radial innen über den Ring 21 vorsteht.

[0027] In der in Fig. 2 wiedergegebenen Blockierstellung des Drehgelenks 5 stehen die Kugeln 39 nach radial innen vor, wobei sich die nach innen weisende Halbschale 44 jeder Kugel in die entsprechende Vertiefung 32 erstreckt, und bei Aufbringen eines Drehmoments gegen die Sperrgegenfläche 45 formschlüssig abstützt. Dadurch kommt es zu einem Blockieren des ersten Rings 21 gegenüber dem zweiten Ring 27.

[0028] In der in Fig. 3 wiedergegebenen Freigabestellung des Drehgelenks 5 können die Kugeln 39 nach außen ausweichen und nehmen dann eine radial weiter außen liegende Position ein. Ihre nach außen weisenden Halbschalen finden hierbei in einem Freigabeabschnitt 49 an der Innenseite des Betätigungsrings 41 Platz. In Umfangsrichtung des Betätigungsrings 41 schließt sich an jeden Freigabeabschnitt 49 ein Sperrabschnitt 48 an, der sich ebenfalls an der Innenseite des Betätigungsrings befindet. Der Freigabeabschnitt 49 befindet sich auf einem größeren Radius als der Sperrabschnitt 48.

[0029] Wird der Betätigungsring 41 in Umfangsrichtung gedreht, gelangt entweder der Sperrabschnitt 48 oder der Freigabeabschnitt 49 gegen die Außenseite der jeweiligen Kugel 39. Damit können die Kugeln entweder nach außen ausweichen, so dass kein Blockieren zwischen den beiden Ringen 21, 27 stattfindet (Fig. 3), oder sie werden in ihrer radial einwärts angeordneten Position gehalten, in der die Kugeln 39 als Sperrelemente wirken und die beiden Ringe 21, 27 in Umfangsrichtung gegeneinander sperren (Fig. 2).

[0030] Ein Arretieren findet nur in der einen dieser beiden Stellungen statt, nämlich in der Blockierstellung nach Fig. 2, in welcher jede Kugel 39 innen in die Sperrgegenfläche 45 eingreift, und außen gegen den Sperrabschnitt 48 abgestützt ist. Denn in dieser Blockierstellung wird der Betätigungsring 41 aufgrund der Wirkung des Federelements 40 automatisch gehalten, und insoweit arretiert.

[0031] Um die Blockierstellung aufzuheben, muss der Betätigungsring 41 entgegen der Kraft der Druckfedern 40 aktiv gedreht werden, ohne dass er bei Erreichen der anderen Endstellung, also der Freigabestellung, arretiert. Dieses Nicht-Arretieren in der Freigabestellung hat zur Folge, dass, nach dem Loslassen des Betätigungsrings 41, dieser aufgrund seiner dauernden Federbelastung sofort wieder in die Blockierstellung zurückschnappt, wodurch die Sperrelemente 39 nach innen gedrückt werden, bis sie die beiden Ringe 21, 27 wieder in Umfangsrichtung gegeneinander blockieren. Dies wird erleichtert, wenn der Freigabeabschnitt 49 über eine Rampe 49a in den Sperrabschitt 48 übergeht.

[0032] Zum erleichterten Drehen des Betätigungsrings 41 in seine Freigabestellung ist der Betätigungsring 41 an seiner Außenseite mit einer seine Griffigkeit erhöhenden Riffelung 50 versehen.

Bezugszeichenliste

[0033] 

1

Drehschrauber

3

Antriebsteil

5

Drehgelenk

7

Getriebegehäuse

9

Ausgangswelle

11

Energiespeicher

13

Schalter

15

Haltegriff

17

Stützfuß

21

erster Ring

27

zweiter Ring

30

Öffnung

32

Vertiefung

39

Sperrelement, Kugel

40

Federelement

41

Betätigungsring

44

Sperrfläche, Halbschale der Kugel

45

Sperrgegenfläche

48

Sperrabschnitt

49

Freigabeabschnitt

49a

Rampe

50

Riffelung

Ansprüche

1. Drehschrauber mit

einem einen Antriebsmotor aufweisenden Antriebsteil (3),

einem Getriebegehäuse (7) mit Getriebeelementen und einer aus dem Getriebegehäuse herausgeführten Ausgangswelle (9),

einem seitlich versetzt zu der Ausgangswelle (9) angeordneten, mit dem Getriebegehäuse (7) fest verbundenen Stützfuß (17),

einem Drehgelenk (5) aus einem mit dem Antriebsteil (3) verbundenen, antriebsseitigen Ring (21) und einem mit dem Getriebegehäuse (7) verbundenen, getriebeseitigen Ring (27),

einem koaxial zu der Ausgangswelle (9) angeordneten Betätigungsring (41), der gegenüber dem antriebsseitigen Ring (21) und gegenüber dem getriebeseitigen Ring (27) beweglich angeordnet ist und zwischen einer Freigabestellung, in der die Ringe (21, 27) drehbar zueinander sind, und einer Blockierstellung, in der die Ringe (21, 27) gegeneinander blockiert sind, beweglich ist,

einem Federelement (40), welches den Betätigungsring (41) über dessen von der Blockier- bis in die Freigabestellung reichenden Bewegungsweg in Richtung zu der Blockierstellung beaufschlagt.

2. Drehschrauber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsring (41) drehbar gegenüber dem antriebsseitigen Ring (21) und gegenüber dem getriebeseitigen Ring (27) ausgebildet ist.

3. Drehschrauber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Teilungsebene des Drehgelenks (5) mindestens ein Sperrelement (39) angeordnet ist, dass der Betätigungsring (41) mit einem Sperrabschnitt (48) versehen ist, und dass nur in der Blockierstellung des Betätigungsrings (41) das Sperrelement (39) gegen den Sperrabschnitt (48) abgestützt ist.

4. Drehschrauber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass nur in der Bockierstellung des Betätigungsrings (41) das Sperrelement (39) formschlüssig in eine Sperrgegenfläche (45) an einer Außenfläche eines der beiden Ringe (21, 27) eingreift.

5. Drehschrauber nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement (39) als Kugel ausgebildet ist, die mit ihrer einen Halbschale in die Sperrgegenfläche (45) eingreift, und an ihrem der Halbschale abgewandten Umfangsabschnitt gegen den Sperrabschnitt (48) des Betätigungsrings (41) abgestützt ist.

6. Drehschrauber nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Sperrabschnitt (48) an der Innenseite des Betätigungsrings (41) befindet.

7. Drehschrauber nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich in Umfangsrichtung des Betätigungsrings (41) an den Sperrabschnitt (48) ein Freigabeabschnitt (49) anschließt, und dass sich der Freigabeabschnitt (49) auf einem größeren Radius als der Sperrabschnitt (48) befindet.

8. Drehschrauber nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsring (41) an seiner Außenseite mit einer die Griffigkeit erhöhenden Riffelung (50) versehen ist.

Zeichnung