DE102005046311A1

DE102005046311A1 - Schlagschraubergerät mit begrenzbarem Drehmoment

Info

Publication number: DE102005046311A1
Application number: DE200510046311
Authority: DE
Original assignee: Rodcraft Pneumatic Tools GmbH
Current assignee: Rodcraft Pneumatic Tools GmbH
Priority date: 2005-09-27
Filing date: 2005-09-27
Publication date: 2007-03-29
Also published as: WO2007036183A1; TW200711794A

Abstract

Ein Schlagschraubergerät 1 mit einem Hammerkäfig 4, in dem zwei Hämmer 2 und 3 angeordnet sind, die über den Hammerkäfig 4 in Schlagbewegungen versetzbar sind, weist eine Kurvenbahn 5 auf. Diese ist zwischen Spindel 6 und Hammer 2 als Abschnitt 7 ausgebildet und dient zur Übertragung von reibenden Bewegungen von Hammer 2 auf Spindel 6. Die Hämmer 2 und 3 weisen dabei jeweils eine Kurvenbahn 5 und einen Nocken 16 zur Übertragung von Schlagbewegungen auf.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schlagschraubergerät mit einem Hammerkäfig, in dem mindestens ein Hammer angeordnet ist welcher über einen Motor angetrieben ist und Schlagbewegungen auf eine Spindel überträgt.

Derartige Schlagschrauber finden Einsatz beim Anziehen und Lösen von Schraubverbindungen. Sie sind z. B. für Betriebe unentbehrlich, die mit Radwechseln und begrenztem Anzugsdrehmoment zu tun haben. Die Geräte werden pneumatisch oder elektrisch angetrieben und sind geeignet Dreh- und Schlagkräfte auf die Schrauben auszuüben, um auch gerade die beim Lösen der Schrauben notwendigen Schlagkräfte aufzubringen. Dabei ist von Nachteil, dass es bisher nicht in zufrieden stellender Weise möglich ist, das Drehmoment beim Anziehen der Schrauben zu regulieren bzw. zu begrenzen. Ein solches Gerät ist aus der DE-PS 198 33 943 bekannt. Das entsprechende Gerät hat sich allerdings in der Praxis als zu abhängig von äußeren Einflüssen wie Verschmutzung der Schraubverbindung, Geschicklichkeit des Personals oder der Druckluftversorgung erwiesen. So kommt es in Folge von zu hohen Momenten immer wieder dazu, dass die Schrauben zu fest angezogen werden und sich quasi in den Konus oder Kugelbund z. B. einer Felge hineinfressen. Dies kann zu Zerstörungen der Schraubverbindung und der Klemmflächen, insbesondere des Gewindes führen. Die damit einhergehenden Schäden sind erheblich und zwar sowohl in bezug auf Sicherheitskriterien als auch in wirtschaftlicher Hinsicht. Es gilt also, das Drehmoment beim Fixieren der Schraube zu begrenzen, während beim späteren Lösen dieser Schrauben aufgrund der Verschmutzung und Alterung sowie Belastungen beim Betrieb des Fahrzeugs, insbesondere durch hohe Bremstemperaturen wiederum ein ungleich höheres Drehmoment, unterstützt durch den Schlagmechanismus aufgebracht werden soll.

Damit stellt sich der vorliegenden Erfindung die Aufgabe, ein Schlagschraubergerät zu schaffen, mit dem sich ein Überziehen der Schrauben und damit verbundene Zerstörungen ausschließen lassen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass zwischen der Spindel und dem Hammer ein als Kurvenbahn ausgebildeter Abschnitt einer Kulisse zur Übertragung von reibenden Bewegungen von der Spindel auf den Hammer angeordnet ist.

Der Hammer ist hierzu asymmetrisch und in Hinblick auf die beiden Drehrichtungen unterschiedlich ausgebildet. Der über den Motor angetriebene Hammerkäfig versetzt den Hammer nur in der Drehrichtung in Schlagbewegungen, die dem Lösen der Schraube entspricht, also bei dem Vorgang, bei dem der zusätzliche Schlagmechanismus benötigt wird. Beim Drehen in die andere Richtung, zum Befestigen der Schraube wird hingegen zwischen Spindel und Hammer in einem Abschnitt der Kulisse eine reibende Bewegung ausgeübt.

Um die angesprochene Wirkung beim Festziehen der Schraube erreichen zu können, ist vorgesehen, dass die Anordnung der Kurvenbahn auf die Drehrichtung des Schlagschraubers im Uhrzeigersinn abgestimmt ist.

Diese Richtung entspricht dem Festziehen bei einem üblichen Rechtsgewinde. In der umgekehrten Richtung, gegen den Uhrzeigersinn, weist die Kulisse des Hammers einen Nocken auf, über den die Schlagwirkung des Hammers erreicht wird.

Eine bevorzugte Variante der Erfindung sieht dabei vor, dass die Kurvenbahn eine Länge von ca. 3–7 mm, vorzugsweise 6 mm, aufweist. Denkbar sind auch Längen von bis zu 9 mm. Ausbildung und Anordnung der Kurvenbahn im Bereich der Kulisse sind dabei so abgestimmt, dass max. das Drehmoment von z.B. 90 Nm aufgebracht werden kann, so dass ein Einfressen der Schraube in der Verbindung und damit eine Zerstörung der kompletten Schraubverbindung ausgeschlossen ist. Die zwischen Spindel und Hammer ausgeübte Reibbewegung ist also dahingehend über die Geometrie und die Zeit kontrollier- und auch einstellbar. Bei dieser Ausbildung der Kurvenbahn ist einerseits gewährleistet, dass ein ausreichend hohes Drehmoment zum Fixieren der Schraube aufgebracht werden kann, ohne dass diese sich in die komplette Schraubverbindung hineinfrisst. Andererseits bewirkt die reibende Bewegung zwischen Spindel und Hammer eine Begrenzung des Drehmoments bwz. ein Ausbleiben des Schlagmechanismus bei dieser Drehrichtung.

Ein weiterer Vorschlag sieht vor, dass die Kulisse dem Hammer zugeordnet ist. Die Spindel durchdringt den Hammer, welcher seinerseits über den Hammerkäfig in dem Gehäuse des Schlagschraubergerätes angeordneten Motor in Drehbewegungen versetzt wird.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Kulisse eine größere Ausbuchtung und eine kleinere Ausbuchtung aufweist, wobei die Kurvenbahn der kleineren Ausbuchtung zugeordnet ist. Sie ist dabei auf die Drehrichtung des Schlagschraubers im Uhrzeigersinn abgestimmt, um zu bewirken, dass es zwischen Spindel und Hammer in dem entsprechenden Abschnitt zu einer Gleitreibung kommt und die Ausübung eines vorgegebenen und einstellbaren Drehmoments auf die zu befestigende Schraube zu gewährleisten. Zweckmäßigerweise ist dabei daran gedacht, dass die Kurvenbahn im Bereich des Übergangs zwischen kleinerer Ausbuchtung und größerer Ausbuchtung vorgesehen, aber eben der kleineren Ausbuchtung zugeordnet ist. Zwischen kleinerer und größerer Ausbuchtung ist weiterhin im Bereich beider Übergänge eine Bohrung vorgesehen.

Ziel ist es mit der vorliegenden Erfindung ja, dass bei einer Drehrichtung der Spindel auf die zu lösende Schraube eine Dreh-/Schlag-Bewegung, in die andere Richtung zum Fixieren der Schraube hingegen nur eine reine Drehbewegung ausgeübt werden soll. Deswegen ist vorgesehen, dass am gegenüber liegenden Übergang zwischen kleinerer Ausbuchtung und größerer Ausbuchtung ein Nocken positioniert ist. Dieser dient dazu, den Hammer in der einen Drehrichtung in Schlagbewegungen zu versetzen. Auf der gegenüber liegenden Seite ist hingegen die Kurvenbahn angeordnet, um zu gewährleisten, dass zwischen Spindel und Hammer nur Gleitbewegungen ausgeübt werden.

Dahingehend ist auch der Vorschlag zu verstehen, dass der Kurvenbahn in Drehrichtung im Uhrzeigersinn gesehen ein Vorsprung vorgeordnet ist. Diesen Vorsprung könnte man auch als eine Art Gleitnocken bezeichnen, sein primärer Zweck liegt aber eben, verglichen mit dem zuvor beschriebenen Nocken, nicht im Aufbringen einer Schlag- sondern nur einer kontrollierten und vorgegebenen Gleitbewegung zwischen Spindel und Hammer.

Hinsichtlich der Bemaßung wird vorgeschlagen, dass der Vorsprung eine Höhe von 0,1–1,5 mm, vorzugsweise ca. 1,0 mm aufweist.

Bevorzugterweise ist darüber hinaus daran gedacht, dass in dem Schlagwerkkäfig zwei Hämmer angeordnet sind, was einen ruhigeren Lauf des Gerätes gewährleistet.

Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass ein Schlagschraubergerät geschaffen ist, mit dem einerseits Schraubverbindungen durch ein kombiniertes Dreh-/Schlagwerk gelöst werden können. Andererseits wird aber beim Befestigen der Schraubverbindung ein zu festes Anziehen dadurch verhindert, dass dabei nur ein begrenztes Drehmoment aufgebracht wird. Dies wird primär bewerkstelligt durch eine Gleitbahn, an der einem Nocken gegenüber liegenden Seite an der inneren Kulisse der im auch als Schlagwerkkorb bezeichneten Hammerkäfig angeordneten Hämmer. Statt eines Nockens, über den eine Schlagbewegung von der Spindel auf den Hammer ausgeübt wird, ist in dem relevanten Abschnitt der Kulisse eine Gleitbahn vorgesehen, in deren Bereich es zu einer berechen- und einstellbaren Reibung zwischen Spindel und Hammer kommt, insbesondere wird der Hammer nicht in Schlagbewegungen versetzt. Damit ist ausgeschlossen, dass sich eine Schraube bzw. Mutter z. B. zu sehr in die Schraubverbindung hineinfrisst, wodurch es zu einer kostenintensiven Beschädigung der Schraubverbindung kommen könnte. Das erfindungsgemäße Schlagschraubergerät ist ohne zusätzliche Einrichtungen, wie z. B. Druckverminderer, einsetzbar und kann auch bei unsachgemäßer Handhabung oder anderer widriger Umstände, wie z. B. verschmutzten Schraubverbindungen eingesetzt werden.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnungen, in denen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt ist. Es zeigen:
1 ein Schlagschraubergerät, teilweise im Schnitt,
2 die Draufsicht auf einen Hammer,
3 einen Hammerkäfig mit Spindel in perspektivischer Ansicht,
4 einen Hammerkäfig mit Spindel in Seitenansicht,
5 den Schnitt nach der Linie A-A gemäß 4,
6 den Schnitt nach der Linie B-B gemäß 4,
7 Schlagwerk mit einem Hammer und Spindel in Explosionsdarstellung und
8 Schlagwerk mit zwei Hämmern und Spindel in Explosionsdarstellung.
1 zeigt ein Schlagschraubergerät 1 mit dem Gehäuse 19, an dessen unterem Ende sich der Griff 20 mit dem Druckluftanschluss 22 befindet. Über den Schalter 21 wird der Schlagschrauber 1 betätigt. Zu erkennen ist die Spindel 6 mit dem vorderseitigen Antriebsvierkant 23, der korrespondierend zu einem Befestigungsmittel, z. B. einer Stecknuß, ausgebildet ist. Der Schlagschrauber 1 ist im Bereich des Hammerkäfigs 4 ausgeschnitten dargestellt, wodurch die beiden Hämmer 2 und 3 zu erkennen sind, welche über den Hammerkäfig 4 in Schlagbewegungen versetzt werden können.
2 stellt einen solchen Hammer 2 dar. Dieser weist eine innere Kulisse 9 auf, mit der die hier nicht dargestellte Spindel bei der Drehung des Hammers 2 in Kontakt tritt. Hammer 2 bzw. Kulisse 9 weisen eine größere Ausbuchtung 10 und eine kleinere Ausbuchtung 11 auf, welche jeweils über Bohrungen 17, 18 voneinander abgegrenzt sind. Bei Drehung gegen den Uhrzeigersinn passiert der Nocken 16 des Hammers 2 die Flanke der Spindel 6, wodurch die Spindel 6 in die hier parallel zur Zeichenebene angeordnete Richtung in Schlagbewegungen versetzt wird. Der Nocken 16 ist im Bereich des Übergangs 12 zwischen größerer Ausbuchtung 10 und kleinerer Ausbuchtung 11 positioniert. Auf der gegenüber liegenden Seite im Bereich des Übergangs 12 zwischen größerer Ausbuchtung 10 und kleinerer Ausbuchtung 11 hingegen befindet sich der als Kurvenbahn 5 ausgebildete Abschnitt 7. Dreht sich der Hammerkäfig mit dem Uhrzeigersinn zum Festdrehen der Schraube, passiert der Hammer diesen als Kurvenbahn 5 ausgebildeten Abschnitt 7, wobei es nur zu einer Gleit- bzw. Reibbewegung kommt, die einerseits eine Schlagbewegung des Hammers 2 verhindert, andererseits aber gewährleistet, dass max. ein vorgegebenes Drehmoment auf die Schraube ausgeübt wird. Dieser Bereich entspricht z. B. 50–90 Nm. Der Kurvenbahn 5 ist in Drehrichtung mit dem Uhrzeigersinn gesehen noch ein Vorsprung 13 vorgeordnet, den man auch als Gleitnocken 15 bezeichnen könnte.
Gegenstand von 3 ist der Hammerkäfig 4, wobei der Hammer 2 in Bezug zu Hammer 3 in versetzter Position dargestellt ist. Mit den Bezugszeichen 24 und 25 sind Bohrungen zur Aufnahme von Bolzen bezeichnet, die die Bewegung des Hammers im Hammerkäfig des Schlagschraubers begrenzen sollen.
Der Hammerkäfig 4 ist auch in 4 gezeigt, wobei sich in den Bohrungen hier die beiden angesprochenen Bolzen 26 und 27 befinden. Auch hier sind die Hämmer 2 und 3 in unterschiedlicher Position dargestellt.
So zeigt zunächst 5 den aus der Achse 28 herausbewegten Hammer 3. Dessen Bewegung wird im Zusammenspiel der Ausnehmung 29 mit dem Bolzen 27 begrenzt. Dahinter ist der zweite Hammer 2 zu erkennen, der hier ebenfalls aus der Achse 28 herausbewegt ist. Spindel 6 und Hammer 3 sind hier im Bereich des als Kurvenbahn 5 ausgebildeten Abschnitts 7 miteinander in Kontakt, wodurch es zu der angesprochenen Gleitbewegung kommt.
6 ist aus der gegenüber liegenden Perspektive dargestellt. Hierbei besteht Kontakt zwischen Spindel 6 und Hammer 2 im Bereich des als Kurvenbahn 5' ausgebildeten Abschnitts 7'.
7 zeigt den Hammerkäfig 4 mit den Bohrungen 23 und 24 zur Aufnahme der beiden Bolzen 27 und 26. Der Hammerkäfig 4 dient hier nur zur Aufnahme des einen Hammers 2 mit entsprechend als Kurvenbahn 5 ausgebildetem Abschnitt 7. Bei Drehung des Hammerkäfigs 4 um seine Längsachse 28 wird über die mit 30 bezeichnete Flanke die Schlagbewegung von dem Hammer 2 übertragen, indem diese Flanke 30 vom Nocken 16 berührt wird. Bei der umgekehrten Bewegung hingegen wird die Flanke 30 durch den Abschnitt 7 berührt, in dem sich kein Nocken sondern die Kurvenbahn 5 befindet, so dass hier nur eine Reibbewegung ausgeübt wird.
Die Darstellung in 8 entspricht im Wesentlichen der in 7, mit dem Unterschied, dass es sich hier um ein Schlagwerk mit zwei Hämmern 2 und 3 handelt. Dementsprechend weist die Spindel 6 neben der Flanke 30 auch eine zweite Flanke 31 auf.
Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmenden, werden allein und in Kombination als erfindungswesentlich angesehen.

Claims

Schlagschraubergerät (1) mit einem Schlagwerkkorb (4), in dem mindestens ein Hammer (2) angeordnet ist, welcher über einen Motor angetrieben ist und Schlagbewegungen auf eine Spindel (6) überträgt, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Spindel (6) und dem Hammer (2) ein als Kurvenbahn (5) ausgebildeter Abschnitt (7) einer Kulisse (9) zur Übertragung von reibender Bewegung von dem Hammer (2) auf die Spindel (6) angeordnet ist.
Schlagschraubergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung der Kurvenbahn (5) auf die Drehrichtung des Schlagschraubers (1) im Uhrzeigersinn abgestimmt ist.
Schlagschraubergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenbahn (5) eine Länge von ca. 3–7 mm, vorzugsweise 6 mm aufweist.
Schlagschraubergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kulisse (9) dem Hammer (2) zugeordnet ist.
Schlagschraubergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kulisse (9) eine größere Ausbuchtung (10) und eine kleinere Ausbuchtung (11) aufweist, wobei die Kurvenbahn (5) der kleineren Ausbuchtung (11) zugeordnet ist.
Schlagschraubergerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenbahn (5) im Bereich des Übergangs (14) zwischen kleinerer Ausbuchtung (11) und größerer Ausbuchtung (10) vorgesehen ist.
Schlagschraubergerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass am gegenüber liegenden Übergang (12) zwischen kleinerer Ausbuchtung (11) und größerer Ausbuchtung (10) ein Nocken (16) positioniert ist.
Schlagschraubergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kurvenbahn (5) in Drehrichtung Uhrzeigersinn gesehen ein Vorsprung (13) vorgeordnet ist.
Schlagschraubergerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (13) eine Höhe von 0,1–1,5 mm, vorzugsweise ca. 1,0 mm aufweist.
Schlagschraubergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Schlagwerkkäfig (4) zwei Hämmer (2, 3) angeordnet sind.