DE10136168C1

DE10136168C1 - Schrauber

Info

Publication number: DE10136168C1
Application number: DE2001136168
Authority: DE
Inventors: Joachim Schmezer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2001-07-25
Filing date: 2001-07-25
Publication date: 2002-11-21
Anticipated expiration: 2021-07-26

Abstract

Ein Schrauber mit einem Antrieb, bei dem mindestens eine Schraubspindel (45) in eine Drehbewegung versetzt wird, ist erfindungsgemäß so ausgestaltet, dass mit dem Antrieb eine Zahnstange (33) in eine translatorische Hin- und Herbewegung versetzbar ist. Die Zahnstange (33) steht dabei mit mindestens einem Zahnrad (43) in Eingriff, so dass die Hin- und Herbewegung der Zahnstange (33) in eine abwechselnd rechts- und linksgerichtete Drehbewegung des Zahnrades (43) umgesetzt wird. Des Weiteren sind Mittel (53) vorhanden, welche die Drehung des mindestens einen Zahnrades (43) in nur eine Drehrichtung auf die mindestens eine Schraubspindel (45) übertragen.

Description

Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schrauber mit einem Antrieb, der mindestens eine Schraubspindel in eine Drehbewegung versetzt gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Es sind Schrauber bekannt, bei denen die Drehbewegung der Schraubspindel mittels eines rotatorischen Antriebs erzeugt wird. Beispielsweise in der EP 0 141 175 B1 oder der US 6,044,917 sind Druckluftschrauber beschrieben, die als Antrieb einen mittels Druckluft betriebenen Lamellenmotor aufweisen, dessen Rotation in eine Drehbewegung einer Schraubspindel umgesetzt wird. Ein von Druckluft gespeister rotatorischer Antrieb ist mechanisch relativ aufwendig.

Aus den Druckschriften DE 40 34 148 A1 ist ein Schrauber mit einem Anrieb bekannt, der eine Schraubspindel in eine Drehbewegung versetzt. Der Antrieb besteht aus einem pneumatisch angetriebenen Kolben, der mit einer Zahnstange verbunden ist und diese in eine Hin- und Herbewegung versetzt. Die Zahnstange steht mit einem Zahnrad oder einem Ausschnitt eines Zahnrades in Eingriff, so dass die Hin- und Herbewegung der Zahnstange in eine abwechselnde rechts- und linksgerichtete Drehbewegung des Zahnrades umgesetzt wird. Außerdem ist ein Ratschenmechanismus vorhanden, welcher die Drehung des Zahnrades in nur eine Drehrichtung auf die Schraubspindel übertragen. Der die Zahnstange in Bewegung versetzende pneumatisch angetriebene Kolben schiebt gleichzeitig mit seiner Hin- und Herbewegung die Zahnstange vor und zurück.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schrauber anzugeben, der keinen rotatorischen Antrieb benötigt.

Vorteile der Erfindung

Die genannte Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass der Antrieb so ausgestaltet ist, dass mit ihm eine Zahnstange in eine translatorische Hin- und Herbewegung versetzbar ist, dass die Zahnstange mit mindestens einem Zahnrad in Eingriff steht, so dass die Hin- und Herbewegung der Zahnstange in eine abwechselnd rechts- und linksgerichtete Drehbewegung des Zahnrades umgesetzt wird, und dass Mittel vorhanden sind, welche die Drehung des mindestens einen Zahnrades in nur eine Drehrichtung auf die mindestens eine Schraubspindel übertragen. Dabei ist ein pneumatischer oder elektrischer Schlagantrieb vorhanden, der mit jedem Schlag die Zahnstange in Vorwärtsrichtung gegen die Kraft eines Federelements treibt, das die Zahnstange nach jedem Schlag zurückdrückt. Ein so ausgebildeter Schrauber benötigt einen rein schlagenden Antrieb, d. h. einen Antrieb, der entweder mittels elektrischer oder pneumatischer Energie einen Schlagbolzen in eine translatorische, also rein axial gerichtete Bewegung versetzt. Dazu kann ein z. B. von Schlagbohrern oder Schlagschraubern her bekanntes Schlagwerk eingesetzt werden. Es ist also kein eigens konzipierter Anrieb für diesen speziellen Anwendungsfall erforderlich.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Vorteilhafter Weise ist jedes vorhandene Zahnrad koaxial auf einer Schraubspindel angeordnet, und zwischen der Schraubspindel und dem Zahnrad befindet sich ein Lager, das in einer Drehrichtung eine Kraftkopplung zwischen dem Zahnrad und der Schraubspindel herstellt und in der anderen Drehrichtung freilaufend ist.

Ein Schrauber, der rechts- und linksdrehend betätigbar ist, lässt sich in einfacher Weise dadurch realisieren, dass die Schraubspindel an beiden Enden mit einer Werkzeugaufnahme versehen ist. Je nachdem, in welches Ende der Schraubspindel ein Schrauberbit eingesetzt wird, dreht sich dieses im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn.

Ein sowohl links- als auch rechtsherum drehender Schrauber kann auch in der Weise realisiert werden, dass die Zahnstange mit zwei Zahnrädern so in Eingriff steht, dass sich die Zahnräder bei einer translatorischen Bewegung der Zahnstange in entgegengesetzte Richtungen drehen und dass jedes der beiden Zahnräder koaxial auf einer Schraubspindel angeordnet ist. Dabei befindet sich zweckmäßiger Weise zwischen dem jeweiligen Zahnrad und der zugehörigen Schraubspindel ein Lager, das in einer Drehrichtung eine Kraftkopplung zwischen dem Zahnrad und der jeweiligen Schraubspindel herstellt und in der anderen Drehrichtung freilaufend ist. Somit kann mit einer Schraubspindel ein rechtsdrehender und mit der anderen Schraubspindel ein linksdrehender Schraubvorgang bewerkstelligt werden.

Zeichnungen

Anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele wird nachfolgend die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen pneumatisch angetriebenen Schrauber,

Fig. 2 einen Ausschnitt eines mit einer Schraubspindel versehenen Schraubers mit einer Ansicht in axialer Richtung der Schraubspindel,

Fig. 3 einen Ausschnitt aus einem Schrauber mit zwei Schraubspindeln, ebenfalls mit einer Ansicht in axialer Richtung der Schraubspindel und

Fig. 4 einen Ausschnitt aus einem Schrauber mit einer Schraubspindel, wobei die Schraubspindel an beiden Enden mit einer Werkzeugaufnahme für einen Schrauberbit versehen ist.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen

In der Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch einen Schrauber dargestellt, der einen pneumatischen Schlagantrieb aufweist. Ein pneumatischer Schlagantrieb ist an sich z. B. aus der DE-AS 26 30 278 bekannt.

Die Fig. 1 zeigt eine mögliche Ausführungsform eines pneumatischen Schlagantriebs, der folgendermaßen aufgebaut ist: Am Ende des Handgriffs 1 des Schraubers befindet sich ein Anschlussstutzen 3 für einen nicht dargestellten Druckluftschlauch. Im Inneren des Handgriffs 1 befindet sich eine Druckluftkammer 5, in die über ein am Anschlussstutzen 3 befindliches Sieb 7 Druckluft hineingelangt. Das Sieb 7 dient dazu, größere mit der Druckluft mitgeführte Partikel aus dem Inneren der Druckluftkammer 5 fernzuhalten. In der Druckluftkammer 5 ist ein Einlassventil 9 angeordnet, über das der Einlass von Druckluft aus der Druckluftkammer 5 in einen Zylinder 11 gesteuert werden kann, in dem ein axial verschiebbarer Schlagbolzen 13 gelagert ist. Die Steuerung des Einlassventils 9 erfolgt mittels eines im Handgriff 1 gelagerten Drückers 15, mit dem ein Stift 17 in das Innere der Druckluftkammer 5 hinein- bzw. herausbewegt werden kann. Dieser Stift 17 wirkt auf einen Stößel 19 ein, der mit dem Einlassventil 9 in Verbindung steht. Durch Betätigung des Drückers 15 wird der Stößel 19 über den Stift 17 so bewegt, dass sich das Ventil 9 öffnet. Weicht der Drücker 15 mit seinem Stift 17 wieder zurück, wird das Einlassventil 9 kraft einer Druckfeder 21 wieder geschlossen. Zwischen der Druckluftkammer 5 und dem Zylinder 11 kann noch ein Ventil 23 eingesetzt werden, mit dem der Druck im Zylinder 11 auf einen gewünschten Wert einstellbar ist.

In der Wand des Zylinders 11 befindet sich eine Öffnung 25, durch die Luft aus dem Zylinder 11 in eine Nebenkammer 27 einströmen kann. Wird nun über das Einlassventil 9 Druckluft in den Zylinder 11 eingelassen, bewegt sich der Schlagbolzen 13 in Richtung des Pfeils 29 nach vorn. Diese Vorwärtsbewegung des Schlagbolzens 13 ist deshalb möglich, weil sich der vor dem Schlagbolzen 13 befindende Luftdruck über die Öffnung 25 in die Nebenkammer 27 abbaut. Aus der Nebenkammer 27 weicht dann die Luft über einen Schalldämpfer 31 nach außen. In der Vorwärtsbewegung trifft der Schlagbolzen 13 auf eine translatorisch, d. h. in axialer Richtung bewegbare Zahnstange 33, auf deren Funktion noch näher eingegangen wird. Nach Aufschlag des Schlagbolzens 13 auf die Zahnstange 33 weicht der Schlagbolzen 13 im Zylinder 11 in seine Ausgangsposition nahe des Ventils 23 zurück. Bei dieser Rückwärtsbewegung baut sich der Druck in dem vor dem Schlagbolzen 13 liegenden Raum des Zylinders 11 über die Öffnung 25 in die Nebenkammer 27 ab. Anschließend wird der Druck im Zylinder 11 wieder aufgebaut und der Schlagbolzen 13 bewegt sich wiederum in Vorwärtsrichtung (Pfeil 29) auf die Zahnstange 33 zu. Auf diese Weise bewegt sich der Schlagbolzen 13 innerhalb des Zylinders 11 hin und her und verursacht somit ebenfalls eine translatorische Hin- und Herbewegung der Zahnstange 33.

Diese translatorische Hin- und Herbewegung der Zahnstange 33 kann abweichend von dem in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel auch mittels eines elektrischen Schlagantriebs erfolgen.

Die durch ein Axiallager 35 translatorisch geführte Zahnstange 33 ist in ihrem vorderen Bereich, der dem vom Schlagbolzen 13 beaufschlagten Ende gegenüberliegt, mit einer Zahnung 37 versehen. Zwischen der mit dem Gehäuse, d. h. mit dem Zylinder 11 fest verbundenen Axiallager 35 und einer mit der Zahnstange 33 fest verbundenen Schulter ist ein Federelement, vorzugsweise eine Zugfeder 41, eingesetzt. Diese Zugfeder 41 bewirkt, dass die Zahnstange 33, nachdem die Zahnstange durch Einwirkung des Schlagbolzens 13 gegen die Zugkraft der Zugfeder 41 in Richtung des Pfeils 29 nach vorne getrieben worden ist, anschließend nach Zurückweichen des Schlagbolzens 33 in die entgegengesetzte Richtung wieder zurückgezogen wird.

Die Zahnstange 33 steht mit ihrer Zahnung 37 mit einem Zahnrad 43 in Angriff, dessen Drehachse senkrecht zu der Verschiebungsachse der Zahnstange 33 steht. Das Zahnrad 43 ist koaxial auf einer Schraubspindel 45 aufgesetzt. Vor und hinter dem Zahnrad ist die Schraubspindel 45 durch Lager 47 und 49 um ihre Längsachse drehbar gelagert. An dem aus dem Gehäuse des Schraubers herausragenden Ende weist die Schraubspindel eine Werkzeughalterung 51 für ein Schrauberbit auf. Zwischen der Schraubspindel 45 und dem Zahnrad 43 befindet sich ein Lager 53, das in einer Drehrichtung des Zahnrades 43 eine Kraftkopplung zwischen dem Zahnrad 43 und der Schraubspindel 45 herstellt und in der anderen Drehrichtung freilaufend ist.

Der in der Fig. 2 dargestellte Ausschnitt des Schraubers mit einer Sicht in Richtung A der Achse der Schraubspindel verdeutlicht die Funktion der zuvor beschriebenen Anordnung. Wird nämlich die Schraubspindel 33 durch den Schlagbolzen 13 in Richtung des Pfeils 55 nach vorne getrieben, versetzt sie das Zahnrad 43 in eine Drehrichtung entsprechend dem Pfeil 57 gegen den Uhrzeigersinn. Bei dieser Drehrichtung besteht eine Kraftkopplung über das Lager 53 zwischen dem Zahnrad 43 und der Schraubspindel 45. Demgemäß wird also auch die Schraubspindel 45 in Richtung des Pfeils 57 gegen den Uhrzeigersinn gedreht. Mit dieser Drehbewegung der Schraubspindel 45 kann über ein in die Werkzeughalterung 51 eingesetztes Schrauberbit ein Schraubvorgang stattfinden. Bewegt sich anschließend die Zahnstange 33 entgegen der Richtung des Pfeils 55 wieder zurück, erfährt das Zahnrad 43 eine Drehung entgegen der Richtung des Pfeils 57. Weil das Lager 53 für diese Drehrichtung einen Freilauf aufweist, dreht sich die Schraubspindel 45 in diesem Fall nicht mit dem Zahnrad 43. Die Schraubspindel 45 vollzieht also nicht eine kontinuierliche Drehbewegung, sondern es gibt periodisch sich wiederholende Drehbewegungs-Zeitabschnitte, die sich mit Phasen des Stillstandes der Schraubspindel 45 abwechseln.

Die Fig. 3 und 4 zeigen zwei Varianten eines Schraubers, mit dem Schraubvorgänge in beiden Drehrichtungen, linksdrehend und rechtsdrehend, durchgeführt werden können.

Die Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt eines Schraubers, der wie Fig. 2 eine Ansicht in Axialrichtung der Schraubspindel zeigt. In Fig. 3 greift die Zahnstange 33 neben dem Zahnrad 43 und der damit gekoppelten Schraubspindel 45 in ein dem Zahnrad 43 gegenüberliegendes weiteres Zahnrad 59 ein. Dieses Zahnrad 59 ist koaxial auf einer zweiten Schraubspindel 61 angeordnet. Zwischen diesem zweiten Zahnrad 59 und der zweiten Schraubspindel 61 befindet sich ein Lager 63, das in einer Drehrichtung, nämlich der des Pfeils 65, eine Kraftkopplung zwischen dem zweiten Zahnrad 59 und der zweiten Schraubspindel 61 herstellt und das in der anderen Drehrichtung (entgegengesetzt zum Pfeil 65) freilaufend ist. Während die Zahnstange 33 in Richtung des Pfeils 55 nach vorne getrieben wird, dreht sie das erste Zahnrad 43 und damit die erste Schraubspindel 45 gegen den Uhrzeigersinn in Richtung des Pfeils 57 und das zweite Zahnrad 59 mit der Schraubspindel 61 im Uhrzeigersinn in Richtung des Pfeils 65. Die beiden Schraubspindeln 45 und 61 vollziehen also Drehungen in entgegengesetzte Richtungen. Je nachdem, welche der beiden Schraubspindeln 45 oder 61 bei einem Schraubvorgang eingesetzt wird, kann eine Schraube oder Mutter rechts- oder linksdrehend betätigt werden.

Der in der Fig. 4 dargestellte Ausschnitt eines Schraubers zeigt eine einfachere Ausführung eines rechts- oder linksdrehend betätigbaren Schraubers. Hier ist die einzige Schraubspindel 45 mit beiden Enden aus dem Gehäuse des Schraubers herausgeführt und auch an beiden Enden mit einer Werkzeughalterung 51 und 67 versehen. Je nachdem, an welchem Ende der Schraubspindel 45 ein Schrauberbit in die Werkzeughalterung 51 oder 67 eingesetzt wird, ist ein linksdrehender oder ein rechtsdrehender Schraubvorgang durchführbar.

Claims

1. Schrauber mit einem Antrieb, der mindestens eine Schraubspindel (45, 61) in eine Drehbewegung versetzt, wobei,
der Antrieb (13) so ausgestaltet ist, dass mit ihm eine Zahnstange (33) in eine translatorische Hin- und Herbewegung versetzbar ist,
die Zahnstange (33) mit mindestens einem Zahnrad (43, 59) in Eingriff steht, so dass die Hin- und Herbewegung der Zahnstange (33) in eine abwechselnde rechts- und linksgerichtete Drehbewegung des Zahnrades (43, 59) umgesetzt wird,
und Mittel (53, 63) vorhanden sind, welche die Drehung des mindestens einen Zahnrades (43, 59) in nur eine Drehrichtung auf die mindestens eine Schraubspindel (45, 61) übertragen,
dadurch gekennzeichnet, dass ein pneumatischer oder elektrischer Schlagantrieb (13) vorhanden ist, der mit jedem Schlag die Zahnstange (33) in Vorwärtsrichtung gegen die Kraft eines Federelements (41) treibt, und dass das Federelement (41) die Zahnstange (33) nach jedem Schlag zurückdrückt.

2. Schrauber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes vorhandene Zahnrad (43, 59) koaxial auf einer Schraubspindel (45, 61) angeordnet ist und dass sich zwischen der Schraubspindel (45, 61) und dem Zahnrad (43, 59) ein Lager (53, 63) befindet, das in einer Drehrichtung eine Kraftkopplung zwischen dem Zahnrad (43, 59) und der Schraubspindel (45, 61) herstellt und in der anderen Drehrichtung freilaufend ist.

3. Schrauber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubspindel (45) an beiden Enden mit einer Werkzeughalterung (51, 67) versehen ist.

4. Schrauber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnstange (33) mit zwei Zahnrädern (43, 59) in Eingriff steht, dass sich die Zahnräder (43, 59) bei einer translatorischen Bewegung der Zahnstange (33) in entgegengesetzte Richtungen (57, 65) drehen und dass jedes der beiden Zahnräder (43, 59) koaxial auf einer Schraubspindel (53, 61) angeordnet ist.

5. Schrauber nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen dem jeweiligen Zahnrad (43, 59) und der zugehörigen Schraubspindel (45, 61) ein Lager (53, 63) befindet, das in einer Drehrichtung eine Kraftkopplung zwischen dem Zahnrad (43, 59) und der Schraubspindel (33) herstellt und in der anderen Drehrichtung freilaufend ist.