-
Die Erfindung betrifft einen Schlag- oder Impulsschrauber mit einem Antriebsmotor und einer Abtriebswelle und einer Schlag- oder Impulseinheit zum Beschleunigen der Abtriebswelle in kurzen zeitlichen Abständen. Die Erfindung betrifft auch eine Rücklaufsperre zur Verwendung mit einem Schlag- oder Impulsschrauber. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Eindrehen einer Schraube mit einem Schlag- oder Impulsschrauber mit einem Antriebsmotor, einer Abtriebswelle und einer Schlag- oder Impulseinheit zum Beschleunigen der Abtriebswelle in kurzen zeitlichen Abständen, wobei mehrere aufeinanderfolgende Drehschläge auf die Schraube mittels der Abtriebswelle des Schlag- oder Impulsschraubers ausgeübt werden.
-
Mit einem Schlag- oder Impulsschrauber wird eine Abtriebswelle und eine mit der Abtriebswelle verbundene Schraube in kurzen zeitlichen Abständen beschleunigt, was auch als aufeinanderfolgende Drehschläge bezeichnet wird. Wird eine Schraube mit einem Schlag- oder Impulsschrauber eingeschraubt, wobei solche Schlag- oder Impulsschrauber auch als Drehschlagschrauber bezeichnet werden, verdreht oder verdrillt oder tordiert sich der Schraubenschaft bei jedem Drehschlag durch die mittels der Antriebsausbildung im Schraubenkopf eingebrachte Energie relativ zum Gewinde so lange, bis das Verdrehmoment des Schafts über dem Eindrehmoment des Gewindes liegt. Wird eine Holzschraube mit einem Drehschlagschrauber in Holz eingeschraubt, verdreht sich oder verdrillt sich also zunächst einmal die Schraube, bis das Verdrehmoment des Schafts über dem Eindrehmoment des Gewindes in das Holz liegt, und erst dann wird die Schraube etwas ins Holz eingeschraubt. Nach Ende des Drehschlags geht die in den Schaft eingebrachte elastische Verdrehung wieder vollständig zurück. Bei jedem der nächsten Drehschläge muss also der Drehschlagschrauber den Schaft erst wieder verdrehen oder tordieren, bis das Verdrehmoment des Schafts über dem Eindrehmoment des Gewindes in das Holz liegt, bevor die Schraube weiter eingeschraubt wird. Beim Einschrauben einer Schraube in Holz nimmt das Einschraubdrehmoment mit zunehmender Einschraubtiefe zu. Ist dann die vom Drehschlagschrauber aufgebrachte Drehschlagenergie, die den Schraubenkopf relativ zum einzuschraubenden Gewinde der Schraube verdreht, kleiner als die Energie, die zum Verdrehen oder Verdrillen der Schraube bis zum Weiterdrehen des Gewindes im Holz benötigt wird, geht die ganze Drehschlagenergie in den sich verdrehenden und als Drehstabfeder wirkenden Schaft, ohne dass das Gewinde in das Holz weiter eingedreht wird. Diese Energie, die den Schaft bei jedem Drehschlag verdreht, wird in dem Schaft der Schraube in Wärmeenergie umgesetzt.
-
Wird ein Drehschlagschrauber mit höherer Drehschlagenergie verwendet, wird bei jedem Drehschlag der Schraubenschaft so lange verdreht oder tordiert, bis das Verdrehmoment des Schafts über dem Eindrehmoment des Gewindes in das Holz ist, und erst dann geht auch ein Anteil der eingebrachten Drehschlagenergie in das Einschrauben der Schraube über. Aus diesem Grund lassen sich Schrauben mit einem langen Schaft im Vergleich zu Schrauben mit kurzem Schaft nur langsam bis gar nicht mit einem Drehschlagschrauber einschrauben. Bei langen Holzschrauben kann aus diesem Grund das Vorbohren erforderlich sein, um zu verhindern, dass der Schaft abreißt.
-
Mit der Erfindung sollen ein Schlag- oder Impulsschrauber und ein Verfahren zum Eindrehen einer Schraube mit einem Schlag- oder Impulsschrauber verbessert werden.
-
Erfindungsgemäß sind hierzu ein Schlag- oder Impulsschrauber mit den Merkmalen von Anspruch 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 8 vorgesehen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
-
Bei einem Schlag- oder Impulsschrauber mit einem Antriebsmotor, einer Abtriebswelle und einer Schlag- oder Impulseinheit zum Beschleunigen der Abtriebswelle in kurzen zeitlichen Abständen, mit anderen Worten zum Erzeugen von Drehschlägen, ist eine mit der Abtriebswelle zusammenwirkende Rücklaufsperre vorgesehen, um ein Rückdrehen der Abtriebswelle wenigstens teilweise zu verhindern.
-
Durch Verhindern des Rückdrehens der Abtriebswelle ist ein Zurückfedern des Schafts, also ein Zurückdrehen des Schraubenschafts nach einem Drehschlag, nicht mehr vollständig möglich. Die Energie des nächsten Drehschlags muss den Schraubenschaft dann nicht mehr vollständig verdrehen oder tordieren. Dadurch kann ein größerer Teil der Drehschlagenergie als bei konventionellen Schlag- oder Impulsschraubern für das Einschrauben genutzt werden. Im Unterschied zu konventionellen Schlag- oder Impulsschraubern muss der Bediener des Schlag- oder Impulsschraubers dadurch zwar ein Rückdrehmoment aufbringen oder gegenhalten. Dies kann selbstverständlich auch mit einer Vorrichtung erfolgen. Der Vorteil des schnelleren Einschraubens überwiegt aber bei weitem diese Nachteile. Der Vorteil der Erfindung liegt also darin, dass nicht bei jedem Drehschlag des Schlag- oder Impulsschraubers der Schaft der Schraube neu bis zum weiteren Eindrehen der Schraube verdreht oder tordiert werden muss. Dadurch kann eine Schraube schneller eingeschraubt werden. Das Drehmoment oder Rückdrehmoment, das der Bediener gegenhalten muss, wird durch den Winkel, um den der Schaft der Schraube in sich verdreht ist, und die mechanischen Eigenschaften des Schafts der Schraube bestimmt. Das Verhindern des Rückdrehens der Abtriebswelle mittels der Rücklaufsperre kann auf verschiedene Art und Weise realisiert werden. Beispielsweise kann die Rücklaufsperre mittels einer geeigneten Ansteuerung des Antriebsmotors des Schlag- oder Impulsschraubers realisiert sein. Sobald die Abtriebswelle beginnt, sich zurückzudrehen, kann der Antriebsmotor des Schlag- oder Impulsschraubers bestromt und damit in Betrieb gesetzt werden, um ein Rückdrehen der Abtriebswelle wenigstens teilweise zu verhindern, beispielsweise mit einem vordefinierten Bremsmoment abzubremsen. Die Rücklaufsperre kann darüber hinaus auch als separater Elektromotor, als Bremse, als Hydraulikmotor oder auch als mechanische Rücklaufsperre ausgebildet sein.
-
In Weiterbildung der Erfindung weist die Rücklaufsperre Mittel auf, um ein an der Rücklaufsperre angreifendes Rückdrehmoment der Abtriebswelle auf einen vordefinierten Maximalwert zu begrenzen.
-
Auf diese Weise kann erreicht werden, dass das Rückdrehmoment, das von einem Bediener oder einer geeigneten Vorrichtung aufgebracht werden muss, innerhalb vordefinierter Grenzen bleibt, die beispielsweise von einem Bediener problemlos aufgebracht bzw. gehalten werden können. Die Mittel können beispielsweise als Rutschkupplung oder dergleichen ausgebildet sein. Die Höhe des Maximalwerts des Rückdrehmoments kann unterschiedlich groß bemessen werden, beispielsweise auch abhängig davon, ob der Schlag- oder Impulsschrauber für Überkopfarbeit, auf einer Leiter oder in sonstiger Weise eingesetzt wird. Wesentlich ist, dass das Rückdrehen der Schrauben beim Einschrauben nicht vollständig verhindert und die Rückdrehung auch nicht schlagartig abgestoppt wird, sondern so, dass ein maximales Rückdrehmoment auftritt und auf einen Handgriff des Schlag- oder Impulsschraubers wirkt, wobei dieses maximale Rückdrehmoment von einem Bediener oder einer Vorrichtung ohne Sicherheitsrisiken gegengehalten werden kann.
-
In Weiterbildung der Erfindung sind die Mittel ausgebildet, das Rückdrehmoment auf einen Wert zwischen 5 Nm und 30 Nm, insbesondere 20 Nm, zu begrenzen.
-
In Weiterbildung der Erfindung ist die Rücklaufsperre als mechanische Rücklaufsperre ausgebildet, insbesondere als Freilauf oder Ratsche mit Sperrklinken, als Rollenfreilauf, als Freilauf mit mehreren Klemmkörpern oder als Federwickelfreilauf. Die Rücklaufsperre kann auch Sperrkörper oder Klemmkörper aufweisen, die auf Kurvenbahnen laufen, bis eine Sperrung eintritt. Das Rückdrehmoment kann damit selbst die Sperrung bewirken.
-
In Weiterbildung der Erfindung weist die Rücklaufsperre eine Ratsche mit Sperrklinken und einem Zahnkranz auf, wobei die Sperrklinken der Ratsche bei einer Rückdrehung der Antriebswelle über mechanische Betätigungsmittel zwangsgesteuert in den Zahnkranz der Rücklaufsperre eingerückt werden.
-
Mittels einer Zwangssteuerung der Sperrklinken, wobei hierfür die Rückdrehung der Abtriebswelle genutzt werden kann, ist es möglich, die Rücklaufsperre hochdynamisch zu realisieren. Übliche Freiläufe und Werkzeugratschen sind in der Regel nicht in der Lage, so schnell eine Rückdrehung zu stoppen, wie dies beim wenigstens teilweisen Verhindern des Rückdrehens der Abtriebswelle eines Schlag- oder Impulsschraubers beim Eindrehen von Holzschrauben erforderlich ist. Die Erfindung schlägt hierzu eine hochdynamische Rücklaufsperre und speziell eine hochdynamische Ratsche vor. Beispielsweise können die Sperrklinken auch aus hochfestem, aber leichtem Material ausgeführt werden und es ist beispielsweise auch möglich, die Sperrklinken selbst nicht mit der Abtriebswelle mitzudrehen, sondern den Zahnkranz mitzudrehen. Auch dadurch kann eine Verbesserung der Dynamik bzw. der Einrückzeit der Sperrklinke erreicht werden.
-
In Weiterbildung der Erfindung ist die Rücklaufsperre als Bremse ausgebildet, insbesondere als hydraulisch betätigte oder mechanisch betätigte Bremse.
-
Beispielsweise kann eine Scheibenbremse, Trommelbremse oder Bandbremse eingesetzt werden.
-
In Weiterbildung der Erfindung ist die Rücklaufsperre hydraulisch ausgebildet, insbesondere als Hydraulikmotor.
-
In Weiterbildung der Erfindung ist die Rücklaufsperre elektrisch ausgebildet, insbesondere als Elektromotor oder als elektrische Ansteuereinheit, die mit dem Antriebsmotor des Schlag- oder Impulsschraubers zusammenwirkt.
-
Beispielsweise kann eine magnetische Bremse zum Einsatz kommen, gegebenenfalls in Kombination mit einer mechanischen Bremse oder mit Sperrklinken. Die Rücklaufsperre kann beispielsweise dadurch elektrisch ausgebildet sein, dass ein neben dem Antriebsmotor des Schlag- oder Impulsschraubers separater Elektromotor eingesetzt wird. Dieser Elektromotor kann dann, sobald die Rückdrehung der Abtriebswelle beginnt, bestromt werden, um die Rückdrehung zu begrenzen und insbesondere um das Rückdrehmoment der Abtriebswelle auf einen vordefinierten Maximalwert zu begrenzen. Es ist im Rahmen der Erfindung bei einer elektrischen Ausbildung der Rücklaufsperre aber auch möglich, mittels des Antriebsmotors des Schlag- oder Impulsschraubers und einer geeigneten elektronischen Ansteuereinheit das Rückdrehen der Abtriebswelle wenigstens teilweise zu verhindern. Das Rückdrehen der Abtriebswelle wird beispielsweise durch einen geeigneten Sensor erfasst. In Reaktion auf den Beginn des Rückdrehens wird der Antriebsmotor des Schlag- oder Impulsschraubers bestromt und dadurch kann das Rückdrehen der Abtriebswelle wenigstens teilweise verhindert werden und insbesondere kann das Rückdrehmoment auf einen vordefinierten Maximalwert begrenzt werden.
-
Durch die Erfindung wird auch eine Rücklaufsperre zur Verwendung mit einem Schlag- oder Impulsschrauber vorgeschlagen, wobei die Rücklaufsperre mit einer Abtriebswelle des Schlag- oder Impulsschraubers zusammenwirkt und wobei die Rücklaufsperre ausgebildet ist, ein Rückdrehen der Abtriebswelle wenigstens teilweise zu verhindern.
-
Die Rücklaufsperre kann als separates, insbesondere an einem Schlag- oder Impulsschrauber nachrüstbares Bauteil ausgebildet sein. Die erfindungsgemäße Rücklaufsperre kann dann in gleicher Weise weitergebildet werden wie eine mit dem Schlag- oder Impulsschrauber verbundene oder in den Schlag- oder Impulsschrauber integrierte Rücklaufsperre. Eine Rücklaufsperre als separates Bauteil, beispielsweise zum Aufstecken auf eine Abtriebswelle eines Schlag- oder Impulsschraubers, hat dahingehend große Vorteile, dass beim Eindrehen von langen Holzschrauben die Rücklaufsperre mit dem Schlag- oder Impulsschrauber verbunden werden kann, werden aber beispielsweise kurze Holzschrauben oder Radschrauben eines Kraftfahrzeugs eingedreht, kann die Rücklaufsperre weggelassen werden.
-
Es ist auch ein Verfahren zum Eindrehen einer Schraube mit einem Schlag- oder Impulsschrauber mit einem Antriebsmotor, einer Abtriebswelle und einer Schlag- oder Impulseinheit zum Beschleunigen der Abtriebswelle in kurzen zeitlichen Abständen, mit anderen Worten zum Erzeugen von Drehschlägen, vorgesehen, bei dem die Schritte Ausüben mehrerer aufeinanderfolgender Drehschläge auf die Schraube mittels der Abtriebswelle des Schlag- oder Impulsschraubers und wenigstens teilweises Verhindern einer eventuellen Rückdrehung der Abtriebswelle zwischen jeweils zwei Drehschlägen vorgesehen sind.
-
In Weiterbildung der Erfindung erfolgt ein Begrenzen des Rückdrehmoments der Abtriebswelle auf einen vordefinierten Grenzwert zwischen 5 Nm und 30 Nm, insbesondere 20 Nm.
-
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Einzelmerkmale der unterschiedlichen, in den Zeichnungen dargestellten und der Beschreibung beschriebenen Ausführungsformen lassen sich dabei in beliebiger Weise miteinander kombinieren, ohne den Rahmen der Erfindung zu überschreiten. Dies gilt auch für die Kombination von Einzelmerkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen ohne weitere Einzelmerkmale, mit denen sie im Zusammenhang dargestellt oder beschrieben sind. In den Zeichnungen zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Schlag- oder Impulsschraubers mit einer Schraube und einem Werkstück, in das die Schraube eingeschraubt wird,
- 2 ein Diagramm zu einem Verlauf des Drehmoments am Kopf einer Schraube über den Verdrehwinkel am Kopf der Schraube beim Einschrauben mit einem konventionellen Schlag- oder Impulsschrauber,
- 3 den Drehmomentverlauf am Kopf einer Schraube über dem Verdrehwinkel am Kopf der Schraube beim Einschrauben mit einem Schlag- oder Impulsschrauber gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
- 4 ein Diagramm des Drehmoments am Kopf einer Schraube über dem Verdrehwinkel am Kopf der Schraube beim Einschrauben mit einem konventionellen Schlag- oder Impulsschrauber,
- 5 ein Diagramm zum Drehmomentverlauf am Kopf einer Schraube über dem Verdrehwinkel am Kopf der Schraube beim Einschrauben mit einem erfindungsgemäßen Schlag- oder Impulsschrauber gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
- 6 eine abschnittsweise Darstellung eines Schlag- oder Impulsschraubers gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung von schräg vorne und
- 7 eine Ansicht des Schlag- oder Impulsschraubers der 6 bei abgenommenem Kupplungsstück von vorne.
-
Die Darstellung der 1 zeigt einen Schlag- oder Impulsschrauber 10 von der Seite in schematischer Darstellung. Der Schlag- oder Impulsschrauber 10 ist schematisch dargestellt. Eine Abtriebswelle 12 weist eine Antriebsausbildung 14 auf, die mit einem schematisch angedeuteten Innensechskant versehen ist. Der Schlag- oder Impulsschrauber 10 weist eine nicht dargestellte Schlag- oder Impulseinheit sowie einen nicht dargestellten Antriebsmotor auf, die in einem Gehäuse 18 angeordnet sind.
-
Mit dem Schlag- oder Impulsschrauber 10 werden an der Abtriebswelle 12 Drehschläge erzeugt, mit anderen Worten wird die Abtriebswelle in kurzen zeitlichen Abständen um ihre Mittellängsachse beschleunigt. Während eines Drehschlags wird ein vordefiniertes und eventuell einstellbares maximales Drehmoment nicht überschritten. Nach einer vordefinierten Zeit endet der Drehschlag, bis kurze Zeit später ein weiterer Drehschlag erzeugt wird.
-
Mit der Abtriebswelle 12 wirkt eine Rücklaufsperre 16 zusammen. Die Rücklaufsperre verhindert nach dem Aufbringen eines Drehschlags auf die Abtriebswelle 12 das Rückdrehen der Abtriebswelle 12 wenigstens teilweise. Die Rücklaufsperre 16 ist dabei so ausgebildet, dass das an der Rücklaufsperre 16 auftretende Rückdrehmoment der Abtriebswelle 12 auf einen vordefinierten Maximalwert begrenzt werden kann.
-
Konventionelle Schlag- oder Impulsschrauber weisen keine Rücklaufsperre 16 auf. Ein Bediener eines konventionellen Schlag- oder Impulsschraubers muss daher kein Rückdrehmoment der Abtriebswelle aufnehmen oder gegenhalten. Dies macht das Arbeiten mit Schlag- oder Impulsschraubern sehr angenehm.
-
Aufgrund der Rücklaufsperre 16 muss bei dem erfindungsgemäßen Schlag- oder Impulsschrauber ein Bediener das auf einen Maximalwert begrenzte Rückdrehmoment mittels eines Handgriffs 20 am Gehäuse 18 aufnehmen bzw. am Handgriff 20 gegenhalten. Das Gehäuse 18 kann selbstverständlich auch in eine Vorrichtung oder ein Stativ eingespannt sein, so dass dann die Vorrichtung das Rückdrehmoment aufbringt bzw. dem Rückdrehmoment entgegenwirkt.
-
In die Antriebsausbildung 14 des Schlag- oder Impulsschraubers 10 ist eine Holzschraube 22 mit ihrem Schraubenkopf 24 aufgenommen. Der Schraubenkopf 24 ist als Sechskantkopf ausgebildet. Die Holzschraube 22 weist einen Schaft 26 auf, der zylindrisch ausgebildet ist und an einem dem Schraubenkopf 24 gegenüberliegenden Ende in eine sich verjüngende Schraubenspitze übergeht. Schraubenspitze und Schraubenschaft 26 sind mit einem durchgehenden Gewinde versehen. Die Holzschraube 22 soll in ein Werkstück 28 eingeschraubt werden. Das Werkstück 26 kann beispielsweise aus Holz bestehen.
-
Die Holzschraube 22 weist im Vergleich zu ihrem Durchmesser einen vergleichsweise langen zylindrischen Schaft 26 auf. Bei der dargestellten Schraube 22 ist die Länge des Schafts 26 etwas 20 bis 25 mal größer als der Durchmesser. Die Erfindung selbst ist besonders vorteilhaft bei langen Schrauben, die sich stark verdrehen oder tordieren können, kann aber selbstverständlich auch bei kurzen Schrauben eingesetzt werden. Der lange zylindrische Schaft 26 führt dazu, dass der Schaft 26 sich, ähnlich einer Drehstabfeder, um die Schraubenlängsachse verdrehen oder verdrillen kann, wenn die Holzschraube 22 in das Werkstück 28 eingeschraubt wird.
-
Mit dem Schlag- oder Impulsschrauber 10 wird, wie ausgeführt wurde, ein Drehschlag mit einem gegebenenfalls vordefinierten maximalen Drehmoment auf den Schraubenkopf 24 ausgeübt. Zu Beginn des Einschraubvorgangs führt dies zu einer vollständigen Umsetzung des Drehschlags in eine Drehbewegung der Schraubenspitze der Holzschraube 22. Je weiter die Schraubenspitze und damit auch der Schaft 26 der Holzschraube 22 in das Werkstück 28 vordringen, desto größer wird das zum weiteren Eindrehen der Holzschraube 22 erforderliche Einschraubmoment. Dies führt letztendlich dazu, dass ein Teil der Drehschlagenergie, die mit jedem Drehschlag des Schlag- oder Impulsschraubers 10 in den Schraubenkopf 24 eingebracht wird, für das Verdrehen oder Verdrillen des Schraubenschafts 26 aufgebracht werden muss, bis das auf die Schraube 22 aufgebrachte Drehmoment das erforderliche Einschraubmoment übersteigt.
-
Anhand der 2 ist dargestellt, wie sich das Drehmoment am Schraubenkopf 24 über dem Verdrehwinkel am Schraubenkopf 24 bei einem konventionellen Schlag- oder Impulsschrauber verhält. Der Schlag- oder Impulsschrauber kann eine maximale Drehschlagenergie von 120 Nm° aufbringen.
-
2 ist zu entnehmen, dass bei jedem Drehschlag das von der Abtriebswelle auf den Schraubenkopf aufgebrachte Drehmoment auf 12 Nm ansteigt. Dadurch wird ein Verdrehwinkel am Schraubenkopf von 15° erreicht. 2 zeigt fünf aufeinanderfolgende Drehschläge, wobei das erforderliche Einschraubdrehmoment in das Werkstück 28 bei 12 Nm liegt. Um diese 12 Nm aufzubringen, muss der Schraubenschaft um 15° verdreht oder verdrillt werden. Die Drehschlagenergie, die zum Verdrehen oder Verdrillen des Schafts benötigt wird, berechnet sich als das Integral des Drehmoments über dem Verdrehwinkel, entspricht also der Fläche unter Kurve von 2, und beträgt 12 Nm x 15°: 2 = 90 Nm°. Die restliche Energie des Schlagder Impulsschraubers dreht die vollständige Holzschraube 22 um (120-90) Nm°/12 Nm = 2,5° weiter in das Holz. Dies entspricht dem kurzen horizontalen Verlauf der Kurve in 2 bei konstantem Drehmoment. Der für 2 verwendete Schlag- oder Impulsschrauber weist als konventioneller Schlag- oder Impulsschrauber keine Rücklaufsperre auf. Der Anwender oder Bediener muss infolgedessen kein Rückdrehmoment am Gehäuse des Schlag- oder Impulsschraubers halten bzw. aufbringen.
-
Gemäß 2 dreht sich nach jedem Drehschlag der Schraubenkopf wieder um 15° zurück, da die Verdrillung des Schafts vollständig abgebaut wird, und muss beim nächsten Drehschlag erneut durch die Drehschlagenergie zunächst um 15° verdreht oder verdrillt werden, bevor ein weiteres Einschrauben möglich ist. 2 ist infolgedessen zu entnehmen, dass nach vier aufeinanderfolgenden Drehschlägen die Schraube um 10° in das Werkstück eingeschraubt wurde.
-
3 zeigt den Verlauf des Drehmoments am Schraubenkopf 24 über dem Verdrehwinkel am Schraubenkopf 24 beim Einschrauben der Schraube 22 mit dem erfindungsgemäßen Schlag- oder Impulsschrauber 10 gemäß 1. Die Rücklaufsperre 16 ist dabei so ausgebildet, dass sie nach einem Rückdrehwinkel der Abtriebswelle von 5° ein weiteres Rückdrehen der Abtriebswelle 12 verhindert. Der Schlag- oder Impulsschrauber 10 kann ein maximales Drehmoment von 120 Nm aufbringen.
-
Gemäß 3 wird mit dem ersten Drehschlag die Holzschraube 22 um 15° verdreht oder verdrillt. Nach dem Erreichen des Einschraubmoments von 12 Nm wird dann auch der Schaft 26 ein Stück weit in das Werkstück eingeschraubt, nämlich um weitere 2,5°. Nach dem Ende des Drehschlages dreht sich der Schraubenkopf 24 wieder um 5° zurück, bis die Rücklaufsperre 16 ein weiteres Rückdrehen des Schraubenschafts 26 verhindert. Ein Bediener muss nun am Handgriff 20 gegenhalten, um eine Verdrehung des Gehäuses 18 zu verhindern. Der nächste Drehschlag trifft dadurch auf eine schon um 10° in sich verdrehte oder verdrillte Holzschraube 22 und ausgehend von diesem bereits verdrillten Zustand wird der Drehschlag auf die Holzschraube 22 aufgebracht. In diesem Fall werden nur (8+12)/2 Nm x 5° = 50 Nm° für das erneute Verdrehen oder Verdrillen der Schraube benötigt, wodurch für das Weiterdrehen der Schraube im Holz 70 Nm° übrig bleiben. Teilt man diesen Wert durch das benötigte Moment zum Weiterdrehen der Schraube, nämlich 12 Nm, erhält man 70 Nm° : 12 Nm = 5,83°. Mit jedem Drehschlag ab dem zweiten Drehschlag wird infolgedessen die Holzschraube 22 um 5,83° weiter in das Werkstück 28 eingeschraubt. Dies ist dem Diagramm der 3 zu entnehmen. Nach vier aufeinanderfolgenden Drehschlägen ist die Schraube gemäß 3 somit um 20° weiter eingeschraubt worden.
-
Mit dem erfindungsgemäßen Schlag- oder Impulsschrauber 10 kann die Schraube 22 somit deutlich schneller eingeschraubt werden, da die Holzschraube 22 mit jedem Drehschlag um einen größeren Winkel als bei einem konventionellen Schlag- oder Impulsschrauber ohne Rücklaufsperre eingeschraubt werden kann.
-
Der Bediener muss allerdings am Gehäuse 18 bzw. dem Handgriff 20 das Rückdrehmoment von 8 Nm gegenhalten.
-
4 zeigt den Verlauf des Drehmoments an einem Schraubenkopf einer Holzschraube über dem Verdrehwinkel am Schraubenkopf bei Verwendung eines konventionellen Schlag- oder Impulsschraubers ohne Rücklaufsperre. 4 verdeutlicht einen Fall, bei dem die Schraube bereits tiefer im Werkstück 28 sitzt und infolgedessen das zum weiteren Eindrehen in das Werkstück 28 erforderliche Drehmoment auf 16 Nm angestiegen ist.
-
Gemäß 4 ist die Energie, die zum Verdrehen oder Verdrillen des Schafts der Schraube benötigt wird, nun genauso groß wie die Drehschlagenergie des Schlag- oder Impulsschraubers. In diesem Fall ist mit dem konventionellen Schlag- oder Impulsschrauber ohne Rücklaufsperre kein weiteres Einschrauben der Schraube mehr möglich. Denn die Drehschlagenergie geht bei jedem Drehschlag vollständig in das Verdrehen oder Verdrillen des Schafts der Schraube. Nach dem Ende des Drehschlags geht die Verdrillung der Schraube vollständig zurück, ohne dass ein weiteres Einschrauben des Schraubenschafts in das Werkstück hinein erfolgt wäre.
-
5 zeigt den Verlauf des Drehmoments am Schraubenkopf 24 bei Verwendung des erfindungsgemäßen Schlag- oder Impulsschraubers 10 gemäß 1, wobei das zum Einschrauben in das Werkstück 28 erforderliche Drehmoment ebenfalls bei 16 Nm liegt.
-
Es ist 5 zu entnehmen, dass mit dem ersten Drehschlag ein Verdrehen oder Verdrillen des Schraubenkopfs 24 um 15° erfolgt. Dies ist insofern noch keine Änderung gegenüber der Darstellung der 4. Das Rückdrehen des Schraubenschafts wird aber durch die Rücklaufsperre 16 nach 5° gestoppt. Der nächste Drehschlag trifft infolgedessen auf eine bereits um 10° verdrillte Schraube. Ein größerer Teil der Drehschlagenergie des zweiten Drehschlags geht somit in das Eindrehen der Schraube in das Werkstück, so dass ein Weitereinschrauben der Schraube um 3,3° möglich ist. Auch bei den weiteren Drehschlägen wird ein Rückdrehen des Schraubenschafts 26 immer nach jeweils 5° gestoppt, wobei dabei ein Rückdrehmoment von 10,67 Nm auftritt, das ein Anwender am Handgriff 20 des Gehäuses 18 gegenhalten muss. Wie ausgeführt wurde, ist das Einschrauben der Holzschraube 22 aber gemäß 5 um 3,3° pro Drehschlag möglich, wohingegen gemäß 4 mit einem konventionellen Schlag- oder Impulsschrauber ohne Rücklaufsperre 16 ein Einschrauben der Schraube gar nicht möglich wäre.
-
Es ist davon auszugehen, dass bei steiferen Schrauben eine Begrenzung des Rückdrehwinkels auf 5° noch deutlich höhere Rückdrehmomente bewirken würde. Infolgedessen kann die Rücklaufsperre 16 beispielsweise eine Rutschkupplung aufweisen, um das Rückdrehmoment auf einen vordefinierten Wert zwischen 5 Nm und 30 Nm zu begrenzen, insbesondere 20 Nm. Ein Rückdrehmoment von 30 Nm kann von einem Anwender noch gehalten werden. Steht der Anwender aber beispielsweise auf einer Leiter, ist es sinnvoll, das Rückdrehmoment auf 20 Nm zu begrenzen, um zu verhindern, dass der Anwender das Gleichgewicht verliert.
-
Alternativ zur Begrenzung des Rückdrehmoments kann auch die Größe des Rückdrehwinkels oder des Fangwinkels in der Rücklaufsperre 16 veränderbar sein.
-
6 zeigt abschnittsweise eine Darstellung eines erfindungsgemäßen Schlag- oder Impulsschraubers, wobei lediglich eine Rücklaufsperre 36 und ein Abschnitt der Abtriebswelle 12 sowie ein Teil des Gehäuses 18 dargestellt sind. Auf die Abtriebswelle 12 ist eine Kupplung 38 aufgesteckt worden, die dann beispielsweise mit einer Schraubnuss versehen werden kann.
-
Es ist 6 zu entnehmen, dass die Rücklaufsperre 36 einen Außenring 40 aufweist, der auf seiner Innenseite mit einem Innenzahnkranz 42 versehen ist. Die Zähne des Innenzahnkranzes 42 sind sägezahnartig ausgebildet. Im Rahmen der Erfindung können bei der Rücklaufsperre auch ein Außenzahnkranz und radial außerhalb des Außenzahnkranzes angeordnete Sperrklinken vorgesehen sein. Vorzugsweise werden die Sperrklinken nicht mit der Abtriebswelle mitgedreht. Dadurch lässt sich eine hochdynamische Ausbildung der Rücklaufsperre erreichen, so dass auch bei sehr kurz aufeinanderfolgenden Drehschlägen innerhalb extrem kurzer Zeit eine Rückdrehung der Abtriebswelle abgestoppt werden kann. Die Sperrklinken können hierzu sehr leicht, aber gleichwohl hochfest ausgebildet sein. Eine sehr schnelle Einsteuerung der Sperrklinken in den Zahnkranz, sei es ein Innenzahnkranz oder ein Außenzahnkranz, wird durch eine Zwangssteuerung der Sperrklinken erreicht. Für die Zwangssteuerung der Sperrklinken kann die Rückdrehung der Abtriebswelle verwendet werden. Beim Rückdrehen der Abtriebswelle laufen dann Anschläge, Nocken oder dergleichen auf die Sperrklinken auf und bewegen diese in die Sperrstellung, in denen sie in den Innenzahnkranz oder Außenzahnkranz eingreifen.
-
Die Rücklaufsperre weist bei der in 6 dargestellten Ausführungsform weiter einen Innenring 44 auf, an dem mehrere Sperrklinken 46 schwenkbar angelenkt sind. Die Sperrklinken 46 sind in nicht dargestellter Weise radial nach außen vorgespannt, so dass sie die in 6 dargestellte, nach außen verschwenkte Lage einnehmen.
-
Eine Drehung der Antriebswelle 12 ist in der Darstellung der 6 im Uhrzeigersinn möglich, da in dieser Drehrichtung die Sperrklinken 46 über die Zähne des Innenzahnkranzes 42 hinwegrutschen. Eine Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn ist hingegen gesperrt, da dann die Sperrklinken 46 in die Zähne des Innenzahnkranzes 42 einrasten. Die Sperrklinken sind über den Umfang verteilt so angeordnet und der Innenzahnkranz 42 ist so bemessen, dass eine Rückdrehung der Abtriebswelle 12, also eine Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn, nach jeweils etwa 5° abgestoppt wird.
-
7 zeigt eine Draufsicht auf die Rücklaufsperre 36 der 6. Zu erkennen ist, dass am Innenring 44 insgesamt fünf Sperrklinken 46 verschwenkbar angeordnet sind. Jede der Sperrklinken 46 ist mittels einer Schraubenfeder 48 in einer Richtung radial nach außen vorgespannt. In der Darstellung der 7 kann sich die Abtriebswelle 12, die sich gemeinsam mit dem Innenring 44 dreht, somit im Uhrzeigersinn drehen. Im Uhrzeigersinn erfolgt auch das Einschrauben der Holzschraube 22, siehe 1, mittels aufeinanderfolgender Drehschläge. Eine Drehung der Abtriebswelle 12 und des Innenrings 44 entgegen dem Uhrzeigersinn, also eine Rückdrehung, wird hingegen durch das Eingreifen der Sperrklinken 46 in die Zähne des Innenzahnkranzes 42 am Außenring 40 gestoppt.
-
7 ist zu entnehmen, dass lediglich eine der Sperrklinken 46 jeweils voll in einen Zahn des Innenzahnkranzes 42 eingreift. Die übrigen Sperrklinken liegen hingegen noch auf den Zähnen oder kurz vor dem Zahngrund eines Zahns. Dadurch kann ein sehr kleiner Rückdrehwinkel erzielt werden.
-
Wie ausgeführt wurde, kann eine Verbindung zwischen der Abtriebswelle 12 und dem Innenring 44 mittels einer Rutschkupplung erfolgen, um das Rückdrehmoment der Abtriebswelle 12 auf einen vordefinierten Wert zu begrenzen.
-
Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schlag- oder Impulsschraubers ist vorgesehen, dass die Rücklaufsperre Mittel aufweist, um einen Rückdrehwinkel der Abtriebswelle zu verändern. Beispielsweise kann der Rückdrehwinkel vergrößert werden, wenn ein Rückdrehmoment zu hoch ist, um noch in sicherer Weise von einem Anwender oder Bediener am Gehäuse des Schlag- oder Impulsschraubers abgefangen zu werden.
