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Die Offenbarung bezieht sich auf einen Schrauber, insbesondere auf einen Kraftschrauber, mit den im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmalen. Ein derartiger Schrauber ist zum Beispiel aus
US 2012/0 279 362 A1 ,
US 2010/0 263 492 A1 oder
FR 2 665 389 A1 bekannt.
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Die
US 3 373 637 A zeigt eine tragbare Mehrzweck-Rotationsantriebseinheit mit einem auf eine Antriebsspindel aufgeschobenem Schwungrad, dass eine Vielzahl von Antriebsvorsprüngen aufweist.
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Ein einstückig ausgebildetes Befestigungselement weist im Allgemeinen einen Schaftabschnitt sowie einen an einem Ende des Schaftabschnitts angeordneten Kopfabschnitt auf. Ein herkömmlicher Kraftschrauber dient zum Aufschieben auf den Kopfabschnitt des Befestigungselements, um das Befestigungselement während der Montage/Demontage einer Vorrichtung anzuziehen bzw. zu lösen. Im US-Patent Nr.
US 9 592 600 B2 ist ein Kraftschrauber offenbart, der ein Sackloch mit einer einzigen Öffnung aufweist, durch die der Kraftschrauber mit dem Kopfabschnitt des Befestigungselements in Eingriff gelangen kann. Befestigungselemente gibt es in verschiedenen Formen. Eine Befestigungsmutter wird üblicherweise zusammen mit einem Bolzen zur Befestigung eines Objekts eingesetzt. Wird die Befestigungsmutter auf den mit dem Objekt verbundenen Bolzen aufgeschoben und gedreht, bis die Befestigungsmutter gegen das Objekt anliegt, so wird die Befestigungsschraube gegen das Objekt angezogen. Der in US-Patent Nr.
US 9 592 600 B2 offenbarte Kraftschrauber dient ebenfalls zum Drehen und Anziehen der Befestigungsmutter. Ist der Bolzen jedoch zu lang, dann kann der Bolzen gegen ein geschlossenes Ende des Sacklochs anschlagen, und die Befestigungsmutter kann nicht kontinuierlich gedreht werden, bis diese gegen das Objekt angezogen ist. Der Anzieh-Vorgang der Befestigungsmutter muss manuell zum Abschluss gebracht werden, was zeit- und arbeitsaufwändig ist.
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Daher ist es ein Ziel der Offenbarung, einen Kraftschrauber bereitzustellen, der den Nachteil aus dem Stand der Technik überwinden kann.
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Diese Aufgabe wird durch einen Kraftschrauber mit den im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
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Offenbarungsgemäß umfasst ein Kraftschrauber einen Motor, eine Antriebseinheit, eine Abtriebseinheit sowie eine Gehäuseeinheit.
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Der Motor weist eine Motorwelle auf.
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Die Antriebseinheit ist mit dem Motor verbunden und umfasst ein von der Motorwelle angetriebenes Getriebe.
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Die Abtriebseinheit ist mit dem Getriebe verbunden und umfasst eine Abtriebsspindel sowie ein erstes Einsatzelement.
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Die Abtriebsspindel wird von dem Getriebe angetrieben und ist um eine quer zu der Motorwelle verlaufende Drehachse drehbar. Die Abtriebsspindel weist eine axiale Durchgangsöffnung auf, die sich durch die Abtriebsspindel erstreckt und die an zwei axial gegenüberliegenden Enden der Abtriebsspindel geöffnet ist. Die axiale Durchgangsöffnung dient zum Hindurchführen eines Bolzens.
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Das erste Einsatzelement ist an einem der beiden axial gegenüberliegenden Enden mit der Abtriebsspindel verbunden. Das erste Einsatzelement weist eine erste, mit der axialen Durchgangsöffnung fluchtende Einsatzöffnung auf und dient zum Angreifen an einer Mutter, einem Schraubenkopf o.ä.
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Die Gehäuseeinheit umschließt den Motor, die Antriebseinheit sowie die Abtriebseinheit und weist zwei gegenüberliegende Öffnungen auf, die sich nach außen von dem Kraftschrauber weg öffnen und jeweils mit der ersten Einsatzöffnung und der axialen Durchgangsöffnung der Abtriebsspindel fluchten, so dass ein Durchgang entsteht, der sich durch die erste EinsatzÖffnung und die axiale Durchgangsöffnung und zwischen den gegenüberliegenden Gehäuseöffnungen erstreckt.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Offenbarung ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung der Ausführungsformen im Hinblick auf die beigefügten Zeichnungen. Hierbei zeigt
- 1 eine Perspektivansicht einer ersten Ausführungsform eines offenbarungsgemäßen Kraftschraubers,
- 2 eine perspektivische Teil-Explosionsansicht der ersten Ausführungsform,
- 3 eine Schnittansicht der ersten Ausführungsform,
- 4 eine Detail-Schnittansicht der ersten Ausführungsform entlang Linie IV-IV in 3 von unten gesehen,
- 5 eine Detail-Schnittansicht der ersten Ausführungsform,
- 6 eine Perspektivansicht eines ersten Einsatzelements der ersten Ausführungsform,
- 7 eine Schnittansicht der ersten Ausführungsform entlang Linie VII-VII in 3 von vorne gesehen,
- 8 eine Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform eines offenbarungsgemäßen Kraftschraubers und
- 9 eine Schnittansicht der zweiten Ausführungsform entlang Linie IX-IX in 8.
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Bevor die Offenbarung genauer beschrieben wird, soll darauf hingewiesen werden, dass - falls zweckmäßig - entsprechende oder ähnliche Elemente, die gegebenenfalls ähnliche Eigenschaften aufweisen, in den Figuren mit identischen Bezugsziffern bezeichnet werden.
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Eine erste Ausführungsform eines offenbarungsgemäßen Kraftschraubers ist in 1 bis 7 gezeigt. Der offenbarungsgemäße Kraftschrauber umfasst einen Motor 1, eine Antriebseinheit 2, eine Abtriebseinheit 3 sowie eine Gehäuseeinheit 4 und dient zum Anziehen und Lösen von Befestigungselementen wie beispielsweise Muttern, Schraubenköpfen o.ä.
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Der Motor 1 weist eine Motorwelle 11 auf.
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Die Antriebseinheit 2 ist mit dem Motor 1 verbunden und umfasst ein von der Motorwelle 11 angetriebenes Getriebe 21, eine mit dem Getriebe 21 verbundene Feder 22 sowie ein mit der Feder 22 verbundenes Schwungrad 23. Das Getriebe 21 weist ein an der Motorwelle 11 befestigtes Sonnenrad 210, einen Träger 213, drei mit dem Sonnenrad 210 kämmende und an dem Träger befestigte 213 Planetenräder 211, ein die Planetenräder 211 umgebendes und mit diesen kämmendes Hohlrad 212, ein erstes, mit dem Träger 213 verbundenes Kegelrad 214 sowie ein zweites, mit dem ersten Kegelrad 213 kämmendes Kegelrad 215. In dieser Ausführungsform ist das Hohlrad 212 an der Gehäuseeinheit 4 positioniert. Der Träger 213 weist drei Befestigungswellen 216 zum Befestigen der jeweiligen Planetenräder 211 sowie eine mit dem ersten Kegelrad 214 in Eingriff stehende Eingriffsöffnung 217 auf. Der Träger 213 ist zusammen mit den Planetenrädern 211 drehbar.
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Das erste Kegelrad 214 ist zusammen mit dem Träger 213 drehbar. Die Feder 22 ist mit dem zweiten Kegelrad 215 verbunden.
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Die Abtriebseinheit 3 ist mit dem Getriebe 21 verbunden und umfasst eine Abtriebsspindel 31, ein erstes Einsatzelement 32, ein rohrförmiges Verbindungselement 34 sowie ein zweites Einsatzelement 33.
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In dieser Ausführungsform ist das zweite Kegelrad 215 hohl und auf die Abtriebsspindel 31 aufgeschoben. Die Abtriebsspindel 31 wird von dem zweiten Kegelrad 15 so angetrieben, dass sie zusammen mit dem zweiten Kegelrad 15 um eine quer zu der Motorwelle 11 verlaufende Drehachse (L1) rotiert. Die Abtriebsspindel 31 weist eine axiale Durchgangsöffnung 311 auf, die sich durch die Abtriebsspindel 31 erstreckt und sich an zwei axial gegenüberliegenden Enden der Abtriebsspindel 31 öffnet.
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Das erste Einsatzelement 32 ist an einem der beiden axial gegenüberliegenden Enden der Abtriebsspindel 31 mit der Abtriebsspindel 31 verbunden, beispielsweise durch reibschlüssiges Einsetzen eines Endes des ersten Einsatzelements 32 in die Abtriebsspindel 31. Das erste Einsatzelement 32 weist eine erste Einsatzöffnung 321 auf, die mit der axialen Durchgangsöffnung 311 fluchtet und so ausgebildet ist, dass sie mit einer Mutter, einem Schraubenkopf o.ä. in Eingriff gebracht werden kann. Die axiale Durchgangsöffnung 311 ermöglicht das Hindurchführen eines Bolzens.
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Das Schwungrad 23 ist auf die Abtriebsspindel 31 geschoben und weist eine Vielzahl von Antriebsvorsprüngen 231 auf, die axial in Richtung des ersten Einsatzelements 32 vorspringen. Das erste Einsatzelement 32 weist ferner eine Vielzahl von radialen Vorsprüngen auf, die mit den Antriebsvorsprüngen 231 in Eingriff bringbar sind. Das Schwungrad 23 ist zusammen mit der Abtriebsspindel 31 drehbar, da eine Innenfläche des Schwungrads 23 und eine Außenfläche der Abtriebsspindel 31 über Eingriffskugeln 35, die beweglich in Nuten 312 in der Abtriebsspindel 31 und Nuten 232 in dem Schwungrad 23 angeordnet sind, ineinandergreifen. Da eine solche Eingriffsanordnung bekannt ist, wird sie hier nicht weiter ausgeführt.
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Das zweite Einsatzelement 33 liegt dem ersten Einsatzelement 32 gegenüber und ist an dem anderen der beiden axial gegenüberliegenden Enden der Abtriebsspindel 31 angeordnet. Das zweite Einsatzelement 33 weist eine zweite Einsatzöffnung 331 auf, die mit der ersten Einsatzöffnung 321 fluchtet. Die zweite Einsatzöffnung 331 dient ebenfalls zum Herstellen eines Eingriffs mit einer Mutter, Schraube o.ä. Das rohrförmige Verbindungselement 34 verbindet das erste Einsatzelement 32 mit dem zweiten Einsatzelement 33, wobei diese mit der ersten bzw. zweiten Einsatzöffnung 321, 331 in Verbindung stehen, und ist in der axialen Durchgangsöffnung 311 beispielsweise reibschlüssig angeordnet. Insbesondere ist das rohrförmige Verbindungselement 34 einstückig mit dem zweiten Einsatzelement 33 ausgebildet, wobei ein dem zweiten Einsatzelement 33 gegenüberliegendes Ende des rohrförmigen Verbindungselements 34 eingreifend in das erste Einsatzelement 32 eingeschoben ist, um eine gleichzeitige Drehbewegung zu gewährleisten. Wie in 4 und 6 am anschaulichsten dargestellt, weist ein Ende des ersten Einsatzelements 32 eine nicht kreisförmige Öffnung und das Einschubende des rohrförmigen Verbindungselements 34 einen nicht kreisförmigen Querschnitt auf. In dieser Ausführungsform ist das zweite Einsatzelement 33 einstückig mit dem rohrförmigen Verbindungselement ausgeführt, der offenbarungsgemäße Kraftschrauber ist jedoch nicht hierauf beschränkt.
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Die Gehäuseeinheit 4 umschließt den Motor 1, die Antriebseinheit 2 sowie die Abtriebseinheit 3 und umfasst ein erstes Gehäuse 41 sowie ein zweites Gehäuse 42. Das erste Gehäuse 41 umschließt die Antriebseinheit 2 und die Abtriebseinheit 3, die hierin angeordnet sind. Zusätzlich weist das erste Gehäuse 41 zwei gegenüberliegende Gehäuseöffnungen 411 sowie eine seitliche Öffnung 412 auf. Die beiden gegenüberliegenden Gehäuseöffnungen 411 öffnen sich von dem Kraftschrauber nach außen und fluchten mit der ersten Einsatzöffnung 321, der axialen Durchgangsöffnung 311 und der zweiten Einsatzöffnung 331 zum Bereitstellen eines Durchgangs, der sich zwischen den gegenüberliegenden Gehäuseöffnungen 411 durch die erste Einsatzöffnung 321 und die axiale Durchgangsöffnung 311 erstreckt. Die seitliche Öffnung 412 ist in einer Seite des ersten Gehäuses 41 zwischen den gegenüberliegenden Öffnungen 411 angeordnet. Das zweite Gehäuse 42 umschließt das erste Gehäuse 41 und den Motor 1, die hierin angeordnet sind. Die seitliche Öffnung 412 steht mit einem Aufnahmeraum des zweiten Gehäuses 42 für den Motor 1 in Verbindung.
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Während des Betriebs des Motors 1 treibt die Motorwelle 11 das Sonnenrad 210 an, welches wiederum die Planetenräder 211 in eine Drehbewegung in Bezug auf das Hohlrad 212 versetzt, wodurch eine Kraft auf den Träger 213 ausgeübt wird. Der Träger 213 überträgt die Kraft auf das erste Kegelrad 214, so dass dieses zusammen mit dem zweiten Kegelrad 215 rotiert. Das zweite Kegelrad 215 treibt die Abtriebsspindel 31 an. Die Drehbewegung der Abtriebsspindel 31 wird über die Eingriffskugeln 35 auf das Schwungrad 23 und dann über die Antriebsvorsprünge 231 des Schwungrads 23, die mit den radialen Vorsprüngen 322 des ersten Einsatzelements 32 in Eingriff stehen, auf das erste Einsatzelement 32 übertragen. Über den Reibschluss zwischen der Abtriebsspindel 31 und dem ersten Einsatzelement 32 wird ebenfalls eine Bewegung von der Abtriebsspindel 31 auf das erste Einsatzelement 32 übertragen. Bei einer Drehbewegung des ersten Einsatzelements 32 dreht sich das zweite Einsatzelement 33 zusammen mit diesem.
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Die erste Einsatzöffnung
321 und die zweite Einsatzöffnung
331 weisen unterschiedliche Abmessungen auf und können unterschiedlich dimensionierte Muttern oder Schraubenköpfe aufnehmen. Wie in
5 dargestellt, ist das erste Einsatzelement
32 auf eine Mutter aufgeschoben, um die Mutter um einen Bolzen zu drehen und festzuziehen. Da der Bolzen durch die axiale Durchgangsöffnung
311 hindurchtreten kann, kann der Anzieh-Vorgang der Mutter sauber und reibungslos durchgeführt werden, selbst wenn der Bolzen sehr lang ist. Daher ist der offenbarungsgemäße Kraftschrauber anders als der in
US-Patent Nr. 9,592,600 offenbarte Kraftschrauber, der nur für Bolzen mit beschränkten Längen geeignet ist, für verschiedene Bolzenlängen geeignet. Eine Mutter weist im Allgemeinen eine gleichseitige Sechskantform auf und kann in einen quadratischen Einsatz mit einer entsprechenden Abmessung eingesetzt und von dieser angetrieben werden. In dieser Ausführungsform weisen die ersten und zweiten Einsatzöffnungen
321,
331 jeweils eine Form auf, die gebildet wird, indem zwei unterschiedlich dimensionierte quadratische Öffnungen koaxial ineinander gesteckt und relativ zueinander gedreht werden, bis die Ecken derselben versetzt zueinander liegen. Deshalb können die ersten und zweiten Einsatzöffnungen
321,
331 jeweils zwei unterschiedlich dimensionierte Muttern aufnehmen. Anders ausgedrückt, ist der offenbarungsgemäße Kraftschrauber für vier unterschiedlich dimensionierte Muttern einsetzbar, was zu mehr Komfort und erweiterten Einsatzmöglichkeiten im Gebrauch des offenbarungsgemäßen Kraftschraubers führt.
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Beim anfänglichen Festziehen der Mutter findet keine Relativbewegung zwischen der Mutter und dem Bolzen statt, und das erste und zweite Einsatzelement 32, 33 stehen still. Da der Motor 1 jedoch immer noch in Betrieb ist, kann die Abtriebsspindel 31 sich in Bezug auf das erste Einsatzelement 32 drehen, da die Reibung zwischen der Abtriebsspindel 31 und dem ersten Einsatzelement 32 überwunden ist. Das Schwungrad ist zusammen mit der Abtriebsspindel drehbar. Während der Drehbewegung der Abtriebsspindel 31 und des Schwungrads 23 in Bezug auf das erste Einsatzelement 32 können die Antriebsvorsprünge 231 des Schwungrads 23 durch Komprimieren der Feder 22 aus den radialen Vorsprüngen des stillstehenden ersten Einsatzelements 32 herausspringen und sich von diesen lösen und durch die Rückstellkraft der Feder 22 wieder mit den radialen Vorsprüngen 322 in Eingriff gelangen und gegen diese anliegen. Eine kontinuierliche Drehbewegung des Schwungrads 23 führt zu einem wiederholten Ausrücken und Wiedereinrücken der Antriebsvorsprünge 231, so dass periodische Stöße auf das erste Einsatzelement 32 ausgeübt werden, bis die Mutter vollständig angezogen ist. So kann der Motor vor Überlastschäden geschützt werden.
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8 und 9 zeigen eine zweite Ausführungsform eines offenbarungsgemäßen Kraftschraubers, der im Allgemeinen ähnlich aufgebaut ist wie die erste Ausführungsform. In dieser Ausführungsform wurde jedoch auf das rohrförmige Verbindungselement 34 verzichtet, und das zweite Einsatzelement 33 ist lösbar mit dem ersten Einsatzelement 32 verbunden.
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Das zweite Einsatzelement 33 weist ferner einen Eingriffsabschnitt 332 auf, der mit der ersten Einsatzöffnung 321 des ersten Einsatzelements 32 lösbar in Eingriff steht. Die zweite Einsatzöffnung 331 des zweiten Einsatzelements 33 steht fluchtend mit der ersten Einsatzöffnung 321 des ersten Einsatzelements 32 und der axialen Durchgangsöffnung 311 in Verbindung.
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Da der Eingriffsabschnitt 332 lösbar mit der ersten Eingriffsöffnung 321 in Eingriff steht, kann eine Vielzahl der zweiten Einsatzelemente 33 mit unterschiedlichen Abmessungen auswechselbar mit dem ersten Einsatzelement 32 verbunden werden, um unterschiedlich dimensionierte Muttern zu betätigen. Diese Anordnung bietet dem Anwender mehr Komfort.
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In der vorangehenden Beschreibung wurde zu Erklärungszwecken eine Vielzahl von spezifischen Details dargelegt, um ein tiefgehendes Verständnis der Ausführungsform zu ermöglichen. Für einen Fachmann ist es jedoch offensichtlich, dass eine oder mehrere weitere Ausführungsformen ohne einige dieser spezifischen Details ausgeführt sein können. Es soll zudem darauf hingewiesen werden, dass wenn in dieser Offenlegungsschrift auf „eine Ausführung“, eine Ausführung mit Angabe einer Ordnungszahl usw. Bezug genommen wird, dann bedeutet dies, dass ein besonderes Merkmal, eine Struktur oder eine Eigenschaft in der Ausführung der Offenbarung enthalten sein kann. Es soll ferner darauf hingewiesen werden, dass in der Beschreibung zuweilen verschiedene Merkmale in einer einzigen Ausführungsform, Figur oder Beschreibung derselben zusammengefasst sind, um die Offenbarung zu vereinfachen und verschiedene Aspekte der Erfindung besser verständlich zu machen, und dass bei der Umsetzung der Offenbarung nach Möglichkeit ein oder mehrere Merkmal(e) oder spezifische Details einer Ausführungsform zusammen mit einem oder mehreren Merkmal(en) oder spezifischen Details einer anderen Ausführungsform ausgeführt sein können.
