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Die
Erfindung betrifft ein Schlagschraubergerät mit einem Motor zur Übertragung
einer Drehbewegung auf eine in einem Schlagwerkkäfig angeordnete Spindel und
mit einer Nockensteuerhülse,
an deren Stirnseite sich eine Bahn mit einer Erhebung befindet,
wodurch die Nockensteuerhülse
in Zusammenspiel mit dem Schlagwerkkäfig einen Kanal für den Umlauf
einer in einer Kugelführungshülse geführten Kugel
ergibt und die in axial verschiebliche Stifte eingreifende Nockensteuerhülse durch
eine den Schlagwerkmechanismus auf einen die Spindel umgebenden
Kragen auslösende
Verschiebebewegung eine die Rückkehr
in die Ausgangslage sicherstellende Druckfeder zusammendrückt.
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Derartige
Schlagschrauber finden Einsatz beim Anziehen und Lösen von
Schraubverbindungen. Sie sind zum Beispiel für Betriebe unentbehrlich, die
mit Radwechseln für
Fahrzeuge 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 aufbringen zu können, wenn
aufgrund der Verschmutzung und Alterung sowie Belastungen beim Betrieb
des Fahrzeugs, insbesondere durch hohe Bremstemperaturen ungleich
höhere
Kräfte
aufgebracht werden müssen.
Es gibt diverse Vorschläge, das
Drehmoment beim Anziehen der Schrauben zu regulieren bzw. begrenzen
zu können.
Ein solches Gerät
ist beispielsweise aus der
DE
198 33 943 A1 bekannt. Damit gilt es zu verhindern, dass
infolge von zu hohen Momenten die Schrauben zu fest angezogen werden
und sich dabei z. B. in den Konus oder Kugelbund 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. Aus der
DE 202 01 733 U1 ist ebenfalls
ein Schlaghammermechanismus mit Momentenbegrenzung bekannt. Dieser
weist einen Amboss auf, der einen Schaftkörper besitzt, mit zwei symmetrisch
gekrümmten
Backen, die von der Mitte des Schaftkörpers einander gegenüberliegend hervorstehen.
Dabei sind zwei Schlagstifte vorgesehen, wobei jeder einen säulenförmigen Körper parallel
zum Schaftkörper
des Ambosses aufweisen soll und wobei die Schlagstifte axial bewegbar
zwischen einer Aufschlag- und einer beabstandeten Position sind.
Dabei soll in der Aufschlagposition eine seitliche Fläche jedes
Schlagstifts auf eine seitliche Fläche einer zugehörigen hervorstehenden
Backe schlagen, während
in der beabstandeten Position die Schlagstifte von den vorstehenden
Backen getrennt angeordnet sind. Die
DE 690 948 A offenbart eine Zahnflankenkupplung
für kraftbetriebene
Handwerkzeugmaschinen, bei der die Zähne der einen Kupplungshälfte aus
drehbaren zylindrischen Rollen bestehen und wobei die Erzeugende
der festen Zahnflanken in einer Entfernung an der Kupplungsdrehachse
vorbei geht, die dem jeweiligen Abstand der gerade als Berührungslinie
der Rolle mit der festen Zahnflanke in Frage kommenden Rollenmantellinie
von der durch die Rollen- und die Kupplungsdrehachse gelegten Ebene
entspricht. Die vorgenannten Lösungen
haben sich dahingehend als nachteilig erwiesen, dass diese Verfahren
zu abhängig
von äußeren Einflüssen wie
Verschmutzung der Schraubverbindung, Geschicklichkeit des Personals
oder der Druckluftversorgung waren.
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Der
vorliegenden Erfindung stellt sich damit die Aufgabe, einen verbesserten
Vorschlag für
ein Schlagschraubergerät
zu präsentieren,
mit dem sich ein Überziehen
der Schrauben und damit verbundene Zerstörungen ausschließen lassen.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
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Über die
Nockensteuerhülse
bzw. die Stifte wird die Spindel dabei nur in der Drehrichtung in Schlagbewegungen
versetzt, die dem Lösen
der Schraube entspricht, wenn also der zusätzliche Schlagmechanismus benötigt wird.
Beim Drehen in die andere Richtung, zum Fixieren der Schraube, wird
hingegen zwischen Nockensteuerhülse
bzw. Stiften und Spindel eine reibende Bewegung übertragen, die eine Begrenzung
des aufgebrachten Drehmomentes bewirkt. Konkret befindet sich diese
Kulisse im Bereich der Stifte bzw. der Spindel, sodass von den Stiften
auf die Spindel in einer Drehrichtung hauptsächlich Reibkraft übertragen
wird.
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Ergänzend hierzu
ist vorgesehen, dass zur Übertragung
von einer zunächst
leicht schlagenden und anschließend
reibenden Bewegung zwischen den Stiften und der Spindel jeweils
ein Absatz vor den schräg
verlaufenden Abschnitten als Schrägfläche vorgesehen ist. Bei der
entsprechenden Drehung erfolgt im Rahmen dieser bevorzugten Variante also
zunächst
eine leichte Schlagbewegung, die dann in eine reibende Bewegung übergeht
bzw. überschnappt.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
sieht dabei vor, dass die Kulisse kragenseitig vorgesehen ist. Vor
allem ist dabei daran gedacht, dass der Kragen durch die an ihm
ausgebildeten, schräg
verlaufenden Abschnitte eine ungleichmäßige Stärke aufweist. Dies führt dazu,
dass bei entsprechender Beaufschlagung durch die Stifte die Spindel
in einer Drehrichtung statt in eine Schlag- nur in eine Drehbewegung
versetzt wird, weil aufgrund der Ausbildung des Kragens hier nur
eine verminderte Kraft auf die Nocken der Spindel ausgeübt werden
kann. Dies führt vorteilhafterweise
zu der Drehmomentbegrenzung in Bezug auf eine, mit dem Fixieren
der Schrauben korrespondierende Drehrichtung, während in der anderen Drehrichtung
wie bisher die komplette Schlagkraft aufgebracht werden kann.
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Eine
solche Ausführungsform
ist z. B. erreicht, wenn der Kragen schräg verlaufende Abschnitte aufweist,
dass sich also die Stärke
des die Spindel umgebenden Kragens in vorgegebenen Abschnitten verjüngt. Somit
werden bei der Längsverschiebung
der Stifte, ausgelöst
durch die Bewegung der Nockensteuerhülse, reduzierte Kräfte auf
die schräg
verlaufenden Abschnitte des Kragens ausgeübt. Der Winkel dieser Schrägen gibt
dabei gewissermaßen
die Reibkraft vor, während
ein Absatz an der Stirnseite des nockenartigen Vorsprungs als Schlagfläche dient,
wenn eine leichte vorherige Schlagbewegung erreicht werden soll.
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Der
Kragen weist im Prinzip vier Abschnitte auf, nämlich zwei runde Bereiche geringerer
Breite und zwei nockenartige Vorsprünge größerer Breite. Es ist vorgesehen,
dass die schräg
verlaufenden Abschnitte den beiden kragenseitigen Vorsprüngen zugeordnet
sind. Die Schrägen
sind also im Bereich der kragenseitigen Vorsprünge angeordnet.
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Mit
der zuvor dargestellten Ausbildung des Kragens geht einher, dass
die Vorsprünge
um 180° versetzt
sind. Sie befinden sich also an gegenüberliegenden Seiten der Spindel.
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Es
ist als besonders zweckmäßig anzusehen,
wenn die Vorsprünge
jeweils als Kurvenbahn ausgebildete, schräg verlaufende Abschnitte aufweisen.
Diese dreidimensionale Kurvenbahn ist in ihrer Ausbildung und Anordnung
abgestimmt auf das Drehmoment, das beim Fixieren der Schrauben aufgebracht
werden können
soll. Gleichzeitig ist diese Kurvenbahn so bemessen, dass ohne Beeinträchtigung
des Schraubverhaltens bei Drehung der Spindel in die andere Richtung
die Reibung hier in Material schonender Weise durch die Bahn übertragen werden
kann.
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Dies
ist zum Beispiel der Fall, wenn die Kurvenbahn konkav oder konvex
ausgebildet ist. Ein alternativer Vorschlag zu einer solchen Kurvenbahn sieht
vor, dass die Vorsprünge
jeweils als eine Gerade ausgebildete, schräg verlaufende Abschnitte aufweisen,
an der die Reibungskräfte
zwischen Stiften und Spindel übertragen
werden.
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Um
die angesprochene Wirkung beim Festziehen der Schraube erreichen
zu können,
ist vorgesehen, dass die Anordnung der schräg verlaufenden Abschnitte auf
die Drehrichtung des Schlagschraubergerätes im Uhrzeigersinn abgestimmt
ist. Diese Richtung entspricht dem Festziehen bei einem üblichen
Rechtsgewinde. In der umgekehrten Richtung, gegen den Uhrzeigersinn,
ist das Material im Bereich des Kragens belassen, um die volle Schlagwirkung zu
entfalten.
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Die
Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass ein Schlagschraubergerät mit einem
Stiftschlagwerk mit einer Drehmomentbegrenzung geschaffen ist, bei
dem in vorteilhafter Weise eine Übertragung
von in erster Linie reibender Bewegung zwischen den Stiften und
der Spindel in eine mit dem Festziehen der Befestigungsmittel korrespondierenden
Drehrichtung stattfindet, während
bei der entgegengesetzten Drehung die volle Schlagwirkung von den
Stiften auf die Spindel entfaltet werden kann. Eine Schlagbewegung
wird hingegen, abgesehen von einer bevorzugten Ausführungsform
mit einer vergleichsweise leichten Schlag- vor der Reibbewegung,
vermieden, wenn sie weder erwünscht
noch notwendig ist. Die Spindel weist hierzu einen Kragen mit zwei
nockenartigen Vorsprüngen
auf gegenüberliegenden
Seiten der Spindel auf, dessen Stärke ungleichmäßig bemessen
ist. Konkret befinden sich hier schräg verlaufende, bahnartig oder
gerade verlaufende Abschnitte, an denen die Stifte entlang reiben.
Damit ist eine denkbar einfache und sichere technische Lösung erreicht,
die unabhängig
von der vergleichsweise kompliziert bauenden und damit anfälligen Mechanik
im Zusammenhang mit der Nockensteuerhülse und der Kurvenbahn zwischen
dieser und dem Schlagwerkkäfig
ist.
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Weitere
Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung der zugehörigen
Zeichnung, in denen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel mit den dazu
notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt ist. Es zeigen:
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1 ein
Schlagschraubergerät,
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2 eine
Spindel in Seitenansicht,
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3 eine
Spindel in perspektivischer Ansicht und
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4 eine
Explosionsdarstellung der relevanten Bauteile.
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1 zeigt
ein Schlagschraubergerät 1 mit dem
Gehäuse 23 und
dem Griff 24. Zu erkennen sind ferner die Handhabe 25 zur
Betätigung
des Schlagschraubers 1 sowie der Druckluftanschluss 26. Über die
mit dem Bezugszeichen 2 versehene Spindel mit dem Antriebsvierkant 27 werden
die Drehmomente auf die Befestigungsmittel wie zum Beispiel Schrauben
ausgeübt,
wobei bei dem erfindungsgemäßen Schlagschraubergerät 1 in
die Richtungen zum Lösen
und Fixieren der Befestigungsmittel unterschiedliche Kräfte aufgebracht
werden können,
insbesondere kann eine Drehmomentbegrenzung dadurch erreicht werden,
dass es vorwiegend zur Übertragung von
Reibung zwischen den hier nicht erkennbaren Stiften 6 und 7 und
der Spindel 2 kommt.
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Letztere
ist in 2 dargestellt. Neben dem Antriebsvierkant 27 und
der mit Kerben 29 versehenen und im Betrieb von der Druckfeder 17 umgebenen,
korrespondierend zu der Nockensteuerhülse 9 ausgebildeten
Fläche 28 in
Form eines Keilwellenprofils ist etwa in der Mitte der Spindel 2 der
Kragen 3 zu erkennen. Der Kragen 3 umfasst zwei
Abschnitte 4 und 5 auf gegenüberliegenden Seiten des Kragens 3,
versetzt um 180°,
wobei hier im Bereich des Abschnittes 4 die Kurvenbahn 20 zu
erkennen ist. Diese ist dem nockenartigen Vorsprung 18 zugeordnet, ähnlich wie
der hier nicht erkennbare Abschnitt 5 dem gegenüberliegenden
Vorsprung 19. Die Abschnitte 4, 5 bilden
eine Kulisse 8 für
die hier nicht dargestellten Stifte 6 und 7, in
dem letztere auf der Kurvenbahn 20 entlang reiben, wodurch
nur verminderte, insbesondere keine Schlagkräfte auf die Spindel 2 im
Rahmen der Fixierung der Schrauben aufgebracht werden können.
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Dieselbe
Spindel 2 zeigt 3 hier aus perspektivischer
Ansicht, wobei der Kragen 3 besonders gut zu erkennen ist.
Dieser ist durch die zwei Vorsprünge 18, 19 sowie
den Kragenabschnitt 30 und den gegenüberliegenden Kragenabschnitt 31 gebildet.
Während
die Kragenabschnitte 30, 31 rund ausgebildet sind,
sind die nockenartigen Vorsprünge 18, 19 deutlich
verbreitert. Zu erkennen ist hier ferner die Kurvenbahn 20, 20' im Bereich
des hinsichtlich seiner Stärke
deutlich verminderten Vorsprungs 18, bezogen auf die Kragenabschnitte 30, 31.
Mit dem Bezugszeichen 10 auf dem Vorsprung 18 ist
der als Schlagfläche
dienende Absatz bezeichnet, gegen welchen die Stifte 6, 7 zunächst leicht
schlagen, bevor dann der Übergang
bzw. ein Überschnappen
in eine reibende Bewegung erfolgt.
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Die
insbesondere für
die Erfindung relevanten Bauteile sind in 4 dargestellt.
Dabei handelt es sich neben der Spindel 2 um die Druckfeder 17, die
beiden Stifte 6 und 7, die Nockensteuerhülse 9, die
Kugelführungshülse 21 und
den Schlagwerkkäfig 11.
An der Stirnseite 12 der Nockensteuerhülse 9 befindet sich
eine Bahn mit einer Erhebung 14. Zwischen der Stirnseite 12 der
Nockensteuerhülse 9 und der
in den Schlagwerkkäfig 11 integrierten
Kugelführungshülse 21 befindet
sich ein Kanal 15 für
den Umlauf der Kugel 16. Bei der Rotation der Nockensteuerhülse 9 kommt
es infolge der Ausbildung der Erhebung 14 und der Kugel 16 im
Bereich des Kanals 15 zu einer Längsverschiebung der Nockensteuerhülse 9,
die ihrerseits einen Kragen 32 aufweist, der in den den
Stiften 6, 7 zugeordneten Zwischenraum 35 zwischen
den beiden stiftseitigen Kragen 36, 37 eingreift.
Auf diese Weise wird die Bewegung auf die Stifte 6, 7 übertragen,
die sich in Richtung ihrer Längsachsen 33, 34 bewegen
und damit bei einer Drehung der Spindel 2 im entsprechenden
Drehsinn über
den Stiftkopf 38 hauptsächlich
eine Reibkraft auf den spindelseitigen Kragen 3 und damit
die Spindel 2 ausüben.
Die Druckfeder 17 stellt dann die Rückkehr in die Ausgangslage
sicher. Bei der Rotation in die andere Richtung hingegen kommt es
zu den beabsichtigten Schlagbewegungen von dem Stiftkopf 38 auf
den Kragen 3, die benötigt
werden, um insbesondere Schrauben lösen zu können, die sich nach langer
Benutzung in das Material hineingefressen haben.