DE102007020542A1

DE102007020542A1 - Werkzeug mit Drehmomentverstärkung

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Publication number: DE102007020542A1
Application number: DE102007020542A
Authority: DE
Original assignee: Unex Corp
Current assignee: Unex Corp
Priority date: 2006-04-28
Filing date: 2007-04-26
Publication date: 2007-11-29
Anticipated expiration: 2027-04-27
Also published as: KR20070106471A; GB2437656B; GB2437656A; US7950309B2; BRPI0701903A; TW200812760A; SE534183C2; GB0708227D0; NL2000620A1; NO20072227L; AU2007201851B2; NO339585B1; ES2334081B2; CZ302257B6; US20070251359A1; AU2007201851A1; JP5046381B2; CN101062555A; SE0701003L; PL216894B1

Abstract

Vorgesehen ist ein Werkzeug (1) mit Drehmomentverstärkung zum Anziehen und Lösen von Verbindungselementen mit Gewinde, welches mindestens eine Einrichtung (6) zur Drehmomentverstärkung mit einem Drehmomentverstärker-Gehäuseteil (7), ein Eingangsmittel (8, 9, 10) und ein erstes Abtriebsmittel (12; 21) sowie ein zweites Abtriebsmittel (15; 24, 25) aufweist, ferner einen Antrieb (3), der wirksam mit dem Eingangsmittel (8, 9, 10) zur Übertragung eines Drehmoments von dem Antrieb über die Verstärkungseinrichtung (6) zu einem Verbindungselement mit Gewinde in der Weise verbunden ist, dass sich bei einer Betriebsart das Drehmomentverstärker-Gehäuseteil (7) zusammen mit dem ersten und dem zweiten Abtriebsmittel (12, 15) in der gleichen Richtung und mit der gleichen Drehzahl und dem gleichen Drehmoment wie das Eingangsmittel dreht und bei einer anderen Betriebsart das Drehmomentverstärker-Gehäuseteil (7) zusammen mit dem ersten (12) oder dem zweiten (15) Abtriebsmittel eine Drehkraft in einer Richtung erhält, wohingegen das jeweils andere Abtriebsmittel (12, 15) eine gleich große Drehkraft in entgegengesetzter Richtung mit niedrigerer Drehzahl, aber mit höherem Drehmoment als das Eingangsmittel erhält, und dass sich somit das erste oder das zweite Abtriebsmittel (12, 15) bei der einen Betriebsart und in der anderen Betriebsart dreht, während sich das jeweils andere Abtriebsmittel (12, 15) bei der einen Betriebsart dreht und bei der anderen Betriebsart entgegenwirkt.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Werkzeug mit Drehmomentverstärkung.
Beim Anziehen von Befestigungselementen ist der Grad der Drehung zum Festziehen einer Mutter sehr gering, sobald die Mutter auf der Flanschfläche aufsitzt. Der Kunde dagegen möchte eine hohe Drehgeschwindigkeit, so dass eine Mutter sehr schnell aufgeschraubt oder abgeschraubt werden kann.
Die üblichen Schlagschraubenschlüssel, die eine hohe Geschwindigkeit beim Aufschrauben und beim Abschrauben bieten, haben den Nachteil, dass sie nicht sehr genau und sehr langsam sind, sobald die Mutter auf der Flanschfläche aufsitzt. Motorbetriebene Drehmomentschlüssel sind hinsichtlich des Drehmoments präzise, doch sind sie beim Aufschrauben und Abschrauben von Befestigungselementen vergleichsweise langsam. Dennoch sind sie immer noch schneller als Schlagschrauber, sobald die Mutter auf die Flanschfläche gedreht wird. Normalerweise sind motorbetriebene Drehmomentschlüssel mit einem pneumatischen, elektrischen oder hydraulischen Motor ausgerüstet. Dabei drehen sich Zahnräder, wodurch die Geschwindigkeit abnimmt, sich aber das vergleichsweise schwache Drehmoment, das der Motor liefert, erhöht. Je stärker das Drehmoment ist, desto größer ist das Übersetzungsverhältnis und offensichtlich desto geringer die Geschwindigkeit, mit der die Mutter gedreht wird. Deshalb ist es üblich, eine Mechanik mit zwei Geschwindigkeitsstufen vorzusehen, nämlich eine zum Aufschrauben und Abschrauben und eine für das abschließende höhere Drehmoment.
Bekanntlich ist zum Aufschrauben einer Mutter ein geringeres Drehmoment nötig als zum Abschrauben derselben, was auf eventuelle Korrosion am Gewinde zurückzuführen ist, wenn eine Mutter gelöst wird.
Dies bedeutet, dass das Drehmoment, das mittels eines pneumatischen Motors, der bei kleineren pneumatischen Schraubenschlüsseln zum Einsatz kommt, abgeleitet wird, gegebenenfalls mit einem kleinen Verstärker erhöht werden muss, um so das Drehmoment, wie es vom Motor abgegeben wird, zu erhöhen, ohne dabei die Geschwindigkeit beim Auf- und Abschrauben zu stark zu verringern. Bei der Mehrzahl der von Hand geführten und motorbetriebenen Drehmomentwerkzeuge, bei denen das Motorgehäuse unabhängig vom Getriebegehäuse ist, ist es wichtig, dass das freie Drehmoment bei umlaufendem Motor nicht den Drehmomentwiderstand der Hand übersteigt, denn sonst kann das Motorgehäuse des Werkzeugs nicht mehr gehalten werden und beginnt in der Hand zu schlagen.
Es gibt auf dem Markt viele motorbetriebene Drehmomentverstärker und einige davon sind mit einer Mechanik für zwei Geschwindigkeitsstufen ausgerüstet; einige wirken auf der Spitze des Schraubenbolzens entgegen, andere mit einem Reaktions- bzw. Gegenwirkungsarm. Allen gemeinsam ist das Merkmal, dass sich unabhängig von dem von ihnen aufgebrachten Drehmoment bzw. von der von ihnen erzeugten Geschwindigkeit ihr Getriebegehäuse in entgegen gesetzter Richtung zur Abtriebswelle dreht. Bei keinem dieser Werkzeuge ist eine Geschwindigkeitsstufe zum Aufschrauben oder Abschrauben vorgesehen, in der sich das gesamte Getriebegehäuse zusammen mit dem innen liegenden Getriebe und der Abtrieb mit der gleichen hohen Geschwindigkeit in gleicher Richtung drehen.
Auf dem Markt gibt es auch tragbare motorbetriebene Werkzeuge von der Art, wie sie in der US-Patentschrift 2,569,244 offenbart wird; dabei wird durch Aufdrücken des Werkzeugs auf das Befestigungselement der Lufteinlass – und somit auch das abgegebene Drehmoment – erhöht oder verringert. Allerdings ist kein Werkzeug auf dem Markt zu finden, bei dem beim Aufdrücken auf das Befestigungselement eine Umschaltung von der Umdrehung des Getriebegehäuses, von dessen Getrieberädern und dessen Abtriebswelle in gleicher Richtung und mit gleicher Geschwindigkeit zur Aufbringung einer Drehkraft auf die Getrieberäder und die Abtriebswelle in einer Richtung und gleichzeitig einer entgegen gesetzten Drehkraft auf das Getriebegehäuse stattfindet. Es gibt auch tragbare motorbetriebene Werkzeuge auf dem Markt, bei denen sich das Drehmoment des Motors so verringern lässt, dass die Motordrehzahl und damit die Drehzahl des Werkzeugs erhöht werden.
Die Zweigangmechanik von motorbetriebenen Drehmomentverstärkern arbeitet außerdem für gewöhnlich in einer Weise, dass eine oder mehrere Planetenradstufen abgekoppelt werden, so dass nur die verbliebenen in Betrieb sind. Dies verringert das Übersetzungsverhältnis, um so eine höhere Drehzahl und ein geringeres Drehmoment zu erzielen; somit werden, sobald die Mutter stehen bleibt, alle Planetenradstufen wieder wirksam, um so bei niedrigerer Drehzahl ein höheres Drehmoment zu erzielen. Dennoch ist das Gehäuse immer noch bestrebt, in einer Richtung entgegen zu wirken, die der Drehrichtung der Getrieberäder mit niedrigem Übersetzungsverhältnis und hohem Übersetzungsverhältnis entgegen gesetzt ist. Während mit anderen Worten der Antrieb und die Getrieberäder eine Drehkraft in einer Richtung übernehmen, übernimmt das Gehäuse die gleiche Drehkraft in der entgegen gesetzten Richtung. Das Problem dabei liegt darin, dass sich bei hoher Drehzahl die Zahnräder und die Abtriebswelle so schnell in dem Getriebegehäuse drehen, dass nahezu alle umlaufenden Teile Lager erfordern, wodurch das Werkzeug größer und schwerer wird.
Dementsprechend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug mit Drehmomentverstärkung zu schaffen, bei dem die Nachteile nach dem Stand der Technik beseitigt werden.
Das erfindungsgemäße Werkzeug mit Drehmomentverstärkung baut auf dem Gedanken auf, die übliche gleich große, gleichzeitige aber gegensinnige Drehung bei Wirkung und Gegenwirkung zu stoppen, wenn eine hohe Drehzahl zum Drehen einer Mutter erforderlich ist, um so zu vermeiden, dass für fast alle drehenden Teile Lager erforderlich sind.
Im Hinblick auf diese Aufgabe und auf weitere Zielsetzungen, die sich aus dem folgenden Text ergeben, besteht ein Merkmal der vorliegenden Erfindung kurz gesagt in einem Werkzeug mit Drehmomentverstärkung zum Anziehen und Lösen von Verbindungselementen mit Gewinde, welches mindestens eine Einrichtung zur Drehmomentverstärkung mit einem Drehmomentverstärker-Gehäuseteil, einem Eingangsmittel und einem ersten Abtriebsmittel sowie einem zweiten Abtriebsmittel aufweist, ferner einen Antrieb, der wirksam mit dem Eingangsmittel zur Übertragung eines Drehmoments von dem Antrieb über die Verstärkungseinrichtung zu einem Verbindungselement mit Gewinde in der Weise verbunden ist, dass sich bei einer Betriebsart, bei der das Befestigungselement mit einer vergleichsweise geringen Drehreibung beaufschlagt wird, das Drehmomentverstärker-Gehäuseteil zusammen mit dem ersten und dem zweiten Abtriebsmittel in der gleichen Richtung und mit der gleichen Drehzahl und dem gleichen Drehmoment wie das Eingangsmittel dreht und bei einer anderen Betriebsart, bei der das Befestigungselement mit einer vergleichsweise starken Drehreibung beaufschlagt wird, die das Drehmoment des Eingangsmittels übersteigen kann, das Drehmomentverstärker-Gehäuseteil zusammen mit dem ersten oder dem zweiten Abtriebsmittel eine Drehkraft in einer Richtung erhält, wohingegen das jeweils andere Abtriebsmittel eine gleiche Drehkraft in entgegen gesetzter Richtung mit niedrigerer Drehzahl aber mit höherem Drehmoment als das Eingangsmittel erhält, und dass somit sich das erste oder das zweite Abtriebsmittel bei der einen Betriebsart und in der anderen Betriebsart dreht, während sich das jeweils andere Abtriebsmittel bei der einen Betriebsart dreht und bei der anderen Betriebsart entgegenwirkt.
Damit sich bei dem erfindungsgemäßen Werkzeug das Gehäuse, die Zahnräder des Drehmomentverstärkers und die Antriebs- und Abtriebsmittel in gleicher Richtung mit gleicher Drehzahl drehen, muss die übliche gleich große Drehung der Teile in entgegen gesetzter Richtung zeitweilig blockiert werden. Dies kann auf vielerlei Weisen geschehen. Beispielsweise können die Zahnräder blockiert werden, so dass sie sich nicht frei im Gehäuse drehen können, oder es können die Planetenräder in der Weise blockiert werden, dass das Sonnenrad sie nicht in Drehung versetzen kann; oder es ist auch möglich, das Gehäuse und die Abtriebswelle in der Weise zu blockieren, dass sie sich nicht unabhängig von einander drehen können; oder aber der Wirkantrieb und der Gegenwirkantrieb oder deren Anbringung werden blockiert, oder auch ein Teil des Befestigungselements mit dem anderen, wenn beide Teile zusammen aufgeschraubt werden und dann unabhängig von einander gedreht werden sollen, etc.
Um das gleiche Ergebnis ohne Drehung des Gehäuses zu erzielen, würden die Getrieberäder sowie die Abtriebs- und die Antriebswelle zusammen einfach aus dem Grund recht kompliziert, dass man zeitweilig alle oder zumindest alle Getrieberadgehäuse bis auf eines abkoppeln müsste, wohingegen gemäß der vorliegenden Erfindung das gesamte Verstärkergehäuse zeitweilig abgeschaltet wird, indem einfach zwei Teile blockiert werden, die sich normalerweise in entgegen gesetzter Richtung drehen.
Mit dem erfindungsgemäßen Werkzeug lässt sich während der Drehung eines Teils des Befestigungselements mit Gewinde, beispielsweise einer Mutter, und bei Aufbringung einer Wirkkraft eine Gegenwirkkraft dadurch ausgleichen, dass gegen einen benachbarten Gegenstand – zum Beispiel einer benachbarten Mutter – gegen ein anderes Teil des Befestigungselements mit Gewinde – beispielsweise eine Unterlegscheibe – oder gegen ein anderes Teil des Befestigungselements mit Gewinde, zum Beispiel eine Hülse, etc. entgegengewirkt wird.
Die neuen Merkmale, die als kennzeichnend für die vorliegende Erfindung angesehen werden, sind insbesondere in den beiliegenden Ansprüchen aufgeführt. Zum besseren Verständnis der Erfindung selbst wird jedoch diese sowohl hinsichtlich ihres Aufbaus als auch im Hinblick auf ihre Arbeitsweise zusammen mit weiteren Zielsetzungen und Vorteilen in der nachstehenden Beschreibung spezieller Ausführungsbeispiele erläutert, wenn diese in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen gelesen wird.
1a und 1b sind Ansichten mit der Darstellung eines Werkzeugs mit Drehmomentverstärkung zum Anziehen und Lösen von Verbindungselementen mit Gewinde gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei die Ansicht in 1a das Werkzeug in einer Betriebsart und die Ansicht in 1b das Werkzeug in einer anderen Betriebsart darstellen;
2a–2c zeigen Ansichten mit der Darstellung eines Werkzeugs mit Drehmomentverstärkung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei die Ansicht in 2a das Werkzeug in einer Betriebsart, 2b eine Ansicht des Werkzeugs in einer anderen Betriebsart und 2c ein Ende des Werkzeugs darstellen;
3 ist eine Ansicht mit der Darstellung eines Werkzeugs mit Drehmomentverstärkung zum Anziehen und Lösen von Verbindungselementen mit Gewinde gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
4a–4b zeigen Ansichten eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Werkzeugs mit Drehmomentverstärkung in zwei verschiedenen Betriebsarten.
Ein Werkzeug mit Drehmomentverstärkung zum Anziehen und Lösen von Verbindungselementen mit Gewinde weist Eingangs- bzw. Antriebsmittel auf, die insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 angegeben sind. Das Eingangsmittel 1 kann ein Antriebsgehäuse 2 und einen Antrieb umfassen, der mit dem Bezugszeichen 3 bezeichnet ist. Das Eingangsmittel 1 kann als motorbetriebenes Antriebsmittel ausgebildet sein, wobei es in diesem Fall einen Motor umfassen kann. Es ist auch möglich, dass das Eingangsmittel 1 als manuelles Antriebsmittel ausgebildet ist, zum Beispiel als Drehmomentschlüssel. Das Eingangsmittel 1 erzeugt ein Drehmoment, das für den Betrieb zu übertragen ist. Bei dem in 1a, b dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Antriebsgehäuse 2 einen Griff 4 auf, den der Werkzeugbenutzer halten muss, und ist mit einer Schalteinrichtung 5 ausgestattet, um das Eingangsmittel zwischen einer Ruhestellung und einer Betriebsstellung umzuschalten.
Das Werkzeug mit Drehmomentverstärkung gemäß der vorliegenden Erfindung weist mindestens eine Einrichtung zur Drehmomentverstärkung auf, die insgesamt mit dem Bezugszeichen 6 angegeben ist. Die Einrichtung zur Drehmomentverstärkung 6 umfasst ein Gehäuse 7 des Drehmomentverstärkers und ein Getriebe, das mit dem Eingangsmittel 1 verbunden ist. Bei dem in 1a, b dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst das Getriebe ein zentrales Ritzel 8 mit einer Welle, die ein Antriebsmittel darstellt, sowie Planetenräder 9 und ein Planetengehäuse 10. Das Gehäuse 7 des Drehmomentverstärkers ist mit einem Zahnrad 11 mit Innenverzahnung versehen, das sich nur über einen in Längsrichtung verlaufenden Abschnitt des Gehäuses 7 erstreckt.
Das Werkzeug mit Drehmomentverstärkung gemäß der vorliegenden Erfindung weist des Weiteren ein Antriebselement auf, das insgesamt mit dem Bezugszeichen 12 bezeichnet ist und ein erstes Abtriebsmittel darstellt. Das Abtriebselement 12 umfasst ein Antriebsteil 13, das zum Beispiel als Antriebs-Vierkant ausgebildet sein kann, sowie ein rückwärtiges Teil 14, das antriebsmäßig mit der Einrichtung zur Drehmomentverstärkung verbunden ist, beispielsweise durch Nuten im gegenseitigen Eingriff. Die Verbindung des Eingangsmittels 1 mit der Einrichtung 6 zur Drehmomentverstärkung und dem Antriebselement 12 sorgt für die Übertragung eines Drehmoments von dem Eingangsmittel auf das Antriebselement. Die Einrichtung 6 zur Drehmomentverstärkung kann in der Weise ausgelegt sein, dass sie für jede gewünschte Verstärkung eines von dem Eingangsmittel 1 erzeugten Drehmoments sorgt.
Das Werkzeug mit Drehmomentverstärkung umfasst außerdem ein Gegenwirkungselement, das insgesamt mit dem Bezugszeichen 15 angegeben ist und ein zweites Abtriebsmittel darstellt. Das Gegenwirkungselement 15 ist mit Mitteln 16 zum Verbinden mit einem Element versehen – beispielsweise mit Nuten – das gegen einen feststehenden Gegenstand, zum Beispiel einen Gegenwirkungsarm, entgegenwirkt. Das Gegenwirkungselement 15 ist dabei in nicht-drehbarer Weise mit dem Gehäuse 7 des Drehmomentverstärkers verbunden. Bei dem in 1a, b dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Gegenwirkungselement 15 integral und einstückig mit dem Gehäuse des Drehmomentverstärkers ausgebildet.
Bei dem Werkzeug mit Drehmomentverstärkung sind zwei verschiedene Betriebsarten vorgesehen. Bei der einen Betriebsart, bei welcher das Drehmoment von dem Eingangsmittel 1 über die Einrichtung zur Drehmomentverstärkung zum Antriebselement 12 übertragen wird, sorgt das Antriebselement 12 für ein geringeres Drehmoment und eine höhere Drehgeschwindigkeit. Dies ist dann von Vorteil, wenn ein Teil des Verbindungsmittels mit Gewinde – zum Beispiel eine Mutter – auf einem anderen Teil des Verbindungsmittels mit Gewinde – zum Beispiel einem Schraubenbolzen – so lange mit hoher Geschwindigkeit gedreht werden muss, bis die Mutter auf einer Unterlegscheibe oder auf der Fläche einer Anwendung aufgesetzt ist. Bei dieser Betriebsart wird das Drehmoment von dem Eingangsmittel über das Gehäuse 7 des Drehmomentverstärkers, die Zahnräder des Drehmomentverstärkers, das zweite Abtriebsmittel bzw. das Gegenwirkungselement 15 und das erste Abtriebsmittel bzw. das Antriebselement 12 übertragen, so dass sich das Gehäuse 7 des Drehmomentverstärkers und das erste Abtriebsmittel sowie das zweite Abtriebsmittel zusammen in der gleichen Richtung und mit dem gleichen Drehmoment und mit gleicher Drehzahl wie das Eingangsmittel drehen.
Bei einer anderen Betriebsart wird das Drehmoment von dem Eingangsmittel 1 über die Einrichtung zur Drehmomentverstärkung zum Antriebselement 12 übertragen, so das das Gehäuse 7 des Drehmomentverstärkers zusammen mit dem zweiten Abtriebsmittel bzw. dem Gegenwirkungselement 15 eine Drehkraft in einer Richtung übernimmt, wohingegen das erste Abtriebsmittel bzw. das Antriebselement 12 eine gleich große Drehkraft in entgegen gesetzter Richtung mit geringerer Geschwindigkeit aber höherem Drehmoment als das Eingangsmittel erhält.
Zum Umschalten des Werkzeugs zwischen diesen beiden verschiedenen Betriebsarten sind bei dem in 1a, b dargestellten Ausführungsbeispiel zum Beispiel Schiebeelemente 17 vorgesehen, die in Stiftform oder ähnlicher Form ausgebildet sind. Wenn die Mutter auf der Unterlegscheibe aufsetzt, werden die Schiebeelemente 17, die sich in 1a, welche eine Betriebsart veranschaulicht, über das Gehäuse 7 des Drehmomentverstärkers hinaus nach außen erstrecken, in axialer Richtung geschoben, wie dies in 1b gezeigt ist, und gelangt das Planetengehäuse 10, das zuvor mit dem Getriebeteil 11 mit Innenverzahnung des Gehäuses 7 des Drehmomentverstärkers in Eingriff stand, außer Eingriff mit dem Getriebeteil 11 mit Innenverzahnung, so dass sich das erste Abtriebsmittel bzw. das Antriebselement 12 und das zweite Abtriebsmittel bzw. das Gegenwirkungselement 15 in entgegen gesetzte Richtungen drehen können.
Es versteht sich von selbst, dass verschiedene Mittel zum Umschalten des Werkzeugs mit Drehmomentverstärkung zwischen zwei verschiedenen Betriebsarten möglich sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung sind das Werkzeug mit Drehmomentverstärkung, das Gehäuse 7 des Drehmomentverstärkers und das Antriebsgehäuse 2 funktionsmäßig mit einander verbunden. Insbesondere kann sich das Gehäuse 7 des Drehmomentverstärkers relativ zum Antriebsgehäuse 2 drehen. Zu diesem Zweck ist es entsprechend der Darstellung in 1a, b möglich, dass sich ein Teil des Antriebsgehäuses 2, der zusätzliche Mittel zur Drehmomentverstärkung enthalten kann, in das Gehäuse 7 des Drehmomentverstärkers hinein erstreckt und in diesem Gehäuse über ein Lager 18 abgestützt wird. Bei diesem Aufbau kann sich das Gehäuse 7 des Drehmomentverstärkers relativ zum Antriebsgehäuse 2 frei drehen. Das Antriebsgehäuse 2 kann als Ummantelung, als Träger, als Rahmen, etc. für den Antrieb ausgebildet sein. Dies kann auch automatisch mit einem Schalter bewerkstelligt werden, sobald das erforderliche Drehmoment einen vorgegebenen Kraftwert übersteigt.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das in den 2a bis 2c dargestellt wird, ist das erste Abtriebsmittel als Antriebsmuffe 21 ausgebildet, die einen Abschnitt 22 mit mehrkantiger Innenfläche für den Eingriff mit einer Mutter sowie einen Abschnitt 23 mit polygonaler Außenkontur aufweist. Das zweite Abtriebsmittel kann auch als Gegenwirkungsmuffe mit einer polygonalen Kontur für den Eingriff mit einem benachbarten Objekt, zum Beispiel einer Unterlegscheibe, und mit einem Abschnitt 25 mit einer innen liegenden polygonalen Öffnung ausgebildet sein, die für ein Zusammenwirken mit dem polygonalen Abschnitt 23 der Antriebsmuffe ausgelegt ist. Die Antriebsmuffe weist eine Aufnahmeöffnung 26 auf, in welche ein Vierkant-Antriebseinsatz 27 eines Werkzeugs eingesetzt werden kann. Ein Nutenabschnitt 28 des Werkzeugs wird in einem Nuten-Zwischenstück mit innen liegenden Nuten aufgenommen, das in nicht-drehbarer Weise mit der Gegenwirkungsmuffe verbunden ist.
Die Antriebsmuffe ist relativ zur Gegenwirkungsmuffe in axialer Richtung beweglich. Bei einer Betriebsart steht der Abschnitt 23 der Antriebsmuffe mit dem Abschnitt 25 der Gegenwirkungsmuffe so in Eingriff, dass die beiden Muffen in nicht-drehbarer Weise mit einander verbunden werden, wie dies in 2a dargestellt ist, und dass das Drehmoment des Eingangsmittels 1 über den Drehmomentverstärker zur Antriebsmuffe mit der gleichen Geschwindigkeit und dem gleichen Drehmoment wie bei dem Eingangsmittel übertragen wird. Bei dieser Betriebsart drehen sich das erste und das zweite Abtriebsmittel.
Wenn, wie in 2b dargestellt, die Antriebsmuffe beispielsweise in axialer Richtung verlagert wird, so dass ihr Abschnitt 23 außer Eingriff mit dem Abschnitt 25 der Gegenwirkungsmufte gelangt, dann sind bei der anderen Betriebsart die Antriebsmuffe und die Gegenwirkungsmufte nicht mehr in nicht-drehbarer Weise mit einander verbunden und drehen sich nun mit gleich großen Drehkräften in entgegen gesetzte Richtungen, allerdings mit niedriger Drehzahl, aber höherem Drehmoment als das Eingangsmittel. Bei dieser Betriebsart dreht sich das erste Abtriebsmittel bzw. die Antriebsmuffe, wohingegen das zweite Abtriebsmittel bzw. die Gegenwirkungsmufte entgegenwirkt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel drehen sich bei einer Betriebsart das Gehäuse des Drehmomentverstärkers, die Antriebsmuffe und die Gegenwirkungsmufte zusammen in gleicher Richtung und mit gleicher Drehzahl und gleichem Drehmoment wie das Eingangsmittel, wobei bei der anderen Betriebsart das Gehäuse des Drehmomentverstärkers zusammen mit der Gegenwirkungsmufte eine Drehkraft in einer Richtung erhält, wohingegen die Antriebsmuffe die Drehkraft in der entgegen gesetzten Richtung erhält.
Dabei versteht sich von selbst, dass bei der anderen Betriebsart je nach Anwendung sowohl das erste Abtriebsmittel als auch das zweite Abtriebsmittel als Antriebs- oder Mitnehmermittel oder als Gegenwirkungsmittel in entgegen gesetzte Richtungen wirken können.
Bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine festzuziehende oder zu lösende Mutter mit dem Bezugszeichen 31 angegeben; ein Schraubenbolzen, auf dem die Mutter festzuziehen oder zu lösen ist, wird dabei mit dem Bezugszeichen 32 angegeben, während das Bezugszeichen 33 eine Unterlegscheibe bezeichnet, die einen radial außen liegenden Halteabschnitt 34 und einen radial innen liegenden Abschnitt 35 aufweist, der mit dem Schraubenbolzen 32 in Eingriff gebracht werden kann. Zur Übertragung eines Drehmoments in den zwei Betriebsarten sind entsprechende Einrichtungen vorgesehen. Sie können zum Beispiel als Verbindungsbolzen 36 ausgebildet sein, welche in mit einander fluchtende Öffnungen 37 und 38 in der Mutter und der Unterlegscheibe eingreifen.
Bei einer Betriebsart verbinden die Bolzen 36 die Mutter in nicht-drehbarer Weise mit der Unterlegscheibe, so dass sich die beiden Teile mit der gleichen Drehzahl und dem gleichen Drehmoment wie das Eingangsmittel zusammen drehen. Nachdem die Mutter auf der Unterlegscheibe aufgesetzt ist und das Drehmoment sich erhöht, werden die Bolzen 36 zerlegt, zum Beispiel abgeschert, so dass die Mutter mit einem höheren Drehmoment und geringerer Drehzahl als das Eingangsmittel gedreht wird, während die Unterlegscheibe für eine Gegenwirkung sorgt.
Es versteht sich von selbst, dass die mindestens zwei beschriebenen Betriebsarten lediglich Beispiele darstellen. Es können bei der einen oder anderen Betriebsart und/oder dem einen oder anderen Eingangsmittel und/oder Abtriebsmittel durch noch zusätzlich weitere Betriebsarten vorgesehen werden.
Während es sich bei dem vorstehend beschriebenen Werkzeug mit Drehmomentverstärkung um ein zweigängiges Werkzeug handelte, beschränkt sich die vorliegende Erfindung nicht nur auf zwei Geschwindigkeitsstufen, sondern es können auch mehrere Geschwindigkeitsbereiche vorgesehen sein, wie dies beispielsweise in 4a und 4b dargestellt ist. Der Antrieb, der funktionsmäßig mit dem Eingangsmittel des Drehmomentverstärkers verbunden ist, kann beispielsweise als Antriebs-Zwischengehäuse 50 ausgelegt sein, so dass der Antrieb zum Beispiel das Antriebsgehäuse 2 und das Antriebs-Zwischengehäuse 50 umfasst.
Wenn zwei sich normalerweise entgegengesetzt drehende Teile in dem Drehmomentverstärker oder an einem Ende desselben zeitweilig mit einander verbunden werden und das Antriebs-Zwischengehäuse 50, das mindestens eine Verstärkungseinheit wie zum Beispiel eine Planetenradstufe enthält, mit dem Gehäuse des Drehmomentverstärkers verbunden ist, damit es sich nicht mit diesem dreht, dann erfolgt die Drehung des Gehäuses des Drehmomentverstärkers zusammen mit dem ersten und dem zweiten Abtriebsmittel mit einer Geschwindigkeit und einem Drehmoment, die von dem Antriebsgehäuseteil 2 abgeleitet wurden. Wenn das zum Drehen des Befestigungselements erforderliche Drehmoment den Wert des Drehmoments übersteigt, das aus dem Antriebsgehäuse 2 abgeleitet wurde, und das Antriebs-Zwischengehäuse 50 in nicht-drehbarer Weise mit dem Antriebsgehäuse 2 verbunden ist, dagegen drehbar mit dem Gehäuse des Drehmomentverstärkers, so bedeutet das, dass die Drehung des Gehäuses 7 des Drehmomentverstärkers zusammen mit dem ersten und dem zweiten Abtriebsmittel mit geringerer Geschwindigkeit aber höherem Drehmoment im Vergleich zu den Ausgangswerten aus dem Antriebsgehäuse 2 erfolgt. Wenn die Drehreibung des Befestigungselements so groß ist, dass das Werkzeug von einer Betriebsart in eine andere umschaltet, wird das Drehmoment, mit dem das Befestigungselement beaufschlagt wird, noch einmal erhöht, während die Drehgeschwindigkeit noch weiter abnimmt. In 4a ist das Antriebs-Zwischengehäuse 50 in nicht-drehbarer Weise mit dem Gehäuse 7 des Drehmomentverstärkers verbunden, während in 4b das Antriebs-Zwischengehäuse 50 in nicht-drehbarer Weise mit dem Antriebsgehäuse 2 verbunden ist.
Es wird somit verständlich, dass jedes der vorstehend beschriebenen Elemente oder auch zwei oder mehrere derselben zusammen auch bei anderen Arten des Aufbaus vorteilhaft eingesetzt werden können, die sich von den vorstehend beschriebenen Konstruktionen unterscheiden.
Auch wenn die Erfindung anhand einer Realisationsform bei einem motorbetriebenen Drehmomentverstärker dargestellt und beschrieben wurde, ist nicht vorgesehen, dass sie auf die dargestellten Einzelheiten beschränkt sein soll, da verschiedene Modifizierungen und bauliche Veränderungen vorgenommen werden können, ohne dabei in irgend einer Weise vom Grundgedanken der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Ohne weitere Analyse offenbart die vorstehende Beschreibung das Wesen der vorliegenden Erfindung so vollständig, dass andere sie unter Einsatz des üblichen Fachwissens leicht für verschiedene Einsatzzwecke problemlos anpassen können, ohne dabei Merkmale wegzulassen, die vom Standpunkt des Standes der Technik her sehr wohl wesentliche Merkmale der allgemeinen oder speziellen Aspekte der vorliegenden Erfindung darstellen.
Was hier als neu beansprucht und durch ein Patent geschützt werden soll, ist in den beiliegenden Ansprüchen aufgeführt.

Claims

Werkzeug mit Drehmomentverstärkung zum Anziehen und Lösen von Verbindungselementen mit Gewinde, welches mindestens eine Einrichtung (6) zur Drehmomentverstärkung mit einem Drehmomentverstärker-Gehäuseteil (7), einem Eingangsmittel (8, 9, 10) und einem ersten Abtriebsmittel (12; 21; 41) sowie einem zweiten Abtriebsmittel (15; 24, 25) aufweist, ferner einen Antrieb (3), der wirksam mit dem Eingangsmittel (8, 9, 10) zur Übertragung eines Drehmoments von dem Antrieb über die Verstärkungseinrichtung (6) zu einem Verbindungselement mit Gewinde in der Weise verbunden ist, dass sich bei einer Betriebsart das Drehmomentverstärker-Gehäuseteil (7) zusammen mit dem ersten und dem zweiten Abtriebsmittel (12, 15) in der gleichen Richtung und mit der gleichen Drehzahl und dem gleichen Drehmoment wie das Eingangsmittel dreht und bei einer anderen Betriebsart das Drehmomentverstärker-Gehäuseteil (7) zusammen mit dem ersten (12) oder dem zweiten (15) Abtriebsmittel eine Drehkraft in einer Richtung erhält, wohingegen das jeweils andere Abtriebsmittel (12, 15) eine gleiche Drehkraft in entgegen gesetzter Richtung mit niedrigerer Drehzahl aber mit höherem Drehmoment als das Eingangsmittel erhält, und bei welchem sich somit das erste oder das zweite Abtriebsmittel (12, 15) bei der einen Betriebsart und in der anderen Betriebsart dreht, während sich das jeweils andere Abtriebsmittel (12, 15) bei der einen Betriebsart dreht und bei der anderen Betriebsart entgegenwirkt.
Werkzeug mit Drehmomentverstärkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Abtriebsmittel als Antriebselement (12) zum Drehen eines Teils des Verbindungselements mit Gewinde ausgelegt ist, wohingegen das zweite Abtriebsmittel (15) als Gegenwirkungselement ausgelegt ist, das während der Drehung des einen Teils des Verbindungselements mit Gewinde entgegenwirkt, so dass bei der anderen Betriebsart das Drehmomentverstärker-Gehäuseteil (7) eine Drehkraft zusammen mit dem Gegenwirkungselement (15) erhält, während das Antriebselement die gleiche Drehkraft in entgegen gesetzter Richtung erhält.
Werkzeug mit Drehmomentverstärkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Abtriebsmittel als Antriebsmuffe (21) zum Drehen eines Teils des Verbindungselements mit Gewinde ausgelegt ist, wohingegen das zweite Abtriebsmittel als Gegenwirkungsmuffe (24, 25) ausgelegt ist, die während der Drehbewegung des einen Teils des Verbindungselements mit Gewinde entgegenwirkt, so dass bei der anderen Betriebsart das Drehmomentverstärker-Gehäuseteil (7) eine Drehkraft zusammen mit der Gegenwirkungsmuffe (24, 25) erhält, während die Antriebsmuffe (21) eine gleich große Drehkraft in der entgegen gesetzten Richtung erhält.
Werkzeug mit Drehmomentverstärkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens ein Antriebsgehäuseteil (2) sowie eine Einrichtung (50) zur funktionsbezogenen Verbindung des Drehmomentverstärker-Gehäuseteils (7) und des Antriebsgehäuseteils (2) mit einander aufweist, so dass die Gehäuseteile (2, 7) relativ zu einander drehbar sind.
Werkzeug mit Drehmomentverstärkung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Antriebs- Zwischengehäuseteil (50) aufweist, um mindestens drei Betriebsgeschwindigkeiten zu bieten, einschließlich einer hohen Geschwindigkeit bei niedrigem Drehmoment bei der einen Betriebsart, wenn das Antriebs-Zwischengehäuseteil (50) mit dem mindestens einen Antriebsgehäuseteil (2) drehbar verbunden ist und mit dem Drehmomentverstärker-Gehäuseteil (7) in nicht-drehbarer Weise verbunden ist, einer mittleren Geschwindigkeit bei höherem Drehmoment bei der einen Betriebsart, wenn das Antriebs-Zwischengehäuseteil (50) drehbar mit dem mindestens einen Antriebsgehäuseteil (2) und drehbar mit dem Drehmomentverstärker-Gehäuseteil (7) verbunden ist, und einer niedrigen Geschwindigkeit bei höchstem Drehmoment bei der anderen Betriebsart, wenn das Werkzeug von einer Betriebsart in die andere umgeschaltet ist.
Werkzeug mit Drehmomentverstärkung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärker-Gehäuseteil (7) einstückig mit dem Gegenwirkungselement ausgebildet ist.
Werkzeug mit Drehmomentverstärkung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärker-Gehäuseteil (7) mit dem Gegenwirkungselement (15) über Verbindungsmittel (16) verbunden ist.
Werkzeug mit Drehmomentverstärkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es Mittel zum Verbinden eines Teils des Verbindungselements mit Gewinde mit einem anderen Teil des Verbindungsmittels mit Gewinde aufweist und in der Weise ausgelegt ist, dass es bei der einen Betriebsart ein integrales einstückiges Teil darstellt und bei der anderen Betriebsart die Teile des Verbindungselements mit Gewinde von einander so trennt, dass sie in zweiteiliger Form vorliegen.
Werkzeug mit Drehmomentverstärkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es Mittel (17) zum automatischen Umschalten von der einen Betriebsart in die andere Betriebsart aufweist, wenn das eine Teil des Verbindungselements mit Gewinde auf einem anderen Teil des Verbindungselements mit Gewinde aufgesetzt ist.
Werkzeug mit Drehmomentverstärkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es Mittel (61) zum Umschalten von der einen Betriebsart in die andere Betriebsart mit einem Schalter aufweist, wenn das eine Teil des Verbindungselements mit Gewinde auf einem anderen Teil des Verbindungselements mit Gewinde aufgesetzt ist.
Werkzeug mit Drehmomentverstärkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es Mittel zum Umschalten von der einen Betriebsart in die andere Betriebsart durch Bewegen des Werkzeugs in axialer Richtung des Befestigungselements mit Gewinde aufweist, wenn das eine Teil des Verbindungselements mit Gewinde auf einem anderen Teil des Verbindungselements mit Gewinde aufgesetzt ist.
Werkzeug mit Drehmomentverstärkung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschaltung von einer Drehzahlstufe in eine andere automatisch erfolgt.
Werkzeug mit Drehmomentverstärkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (3) als manuelles Drehmomentwerkzeug ausgelegt ist.
Werkzeug mit Drehmomentverstärkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb einen Motor mit Motorgehäuse umfasst.
Werkzeug mit Drehmomentverstärkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb einen Motor und mindestens einen Verstärker zur Erhöhung eines Ausgangs-Drehmoments des Antriebs umfasst.
Werkzeug mit Drehmomentverstärkung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Drehmomentverstärker so ausgelegt ist, dass er das Ausgangs-Drehmoment des Antriebs (3) in der Weise begrenzt, dass dessen Gegenwirkungskraft von einem Bediener des Werkzeugs aufnehmbar ist.
Werkzeug mit Drehmomentverstärkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (3) ein Drehmomentwerkzeug (60) mit Motorantrieb umfasst.