DE1087538B - Drehschlagwerkzeug - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft Drehschlagwerkzeuge zum Anziehen oder Lösen von Schraubverbindungen. Man kennt bereits »derartige Werkzeuge, die nach Art von Kraftsammlern arbeiten, bei denen die gleichmäßige Drehung einer Motorwelle in eine Reihe von Drehstoßen umgewandelt wird, die einem Amboß durch einen Hammer erteilt werden, und wobei die Verbindung zwischen Welle und Hammer aus dem Kraftsammler besteht, der während der Zeit, in der der Hammer in Ruhestellung ist oder sich langsamer dreht als die Welle, Kraft speichert und sie dann auf den Hammer wirken läßt, wenn sich dieser schneller als die Welle dreht.

Die gebräuchlichen Kraftsammler sind mit einer Druckfeder ausgestattet, die den Hammer dauernd vorwärts in Richtung auf den Amboß drückt, und mit einer Anordnung von Nockenelementen zwischen Welle und Hammer, bei der die Nockenelemente zur Umwandlung 'der axialen Vorwärtsbewegung des Hammers in eine zusätzliche, vorwärts gerichtete Auftriebbewegung schraubenförmig gelagert sind, wobei sich der Hammer abwechselnd langsamer als die Welle dreht, während er ausgekuppelt wird, und schneller als die Welle während seiner Bewegung zum Wiedereinkuppeln. Zur Verringerung der Reibung ist die schraubenförmige Verbindung in Form von schrägliegenden Rillen in der Welle ausgebildet, die eine innere Laufbahn bilden und mit Kugeln zusammenwirken, die auch in einer äußeren Kugellaufbahn oder Nut im Hammer laufen. Zum Zwecke der Umkehrbarkeit sind die Rillen V-förmig gestaltet und die Nuten umgekehrt V-förmig, wobei ihre Seiten oder Teile ineinander übergehen, so daß der eine Teil wirksam ist, wenn das Werkzeug im Uhrzeigersinn gedreht wird, und der andere Teil, wenn er nach links gedreht wird.

Bei den oben beschriebenen Drehschlagwerkzeugen üblicher Bauart ist der Steigungswinkel der schraubenförmigen Nocken oder der Teile der V-förmigen Rillen sorgfältig in vorbestimmtem Verhältnis zur Stärke der Feder, der Drehzahl der Welle und zu anderen Faktoren derart gewählt, daß der Hammer seine Vorwärtsbewegung in bezug auf die Welle genau in dem Augenblick beendet, in dem die Hammerklaue ihre Leerlauf bewegung (gewöhnlich 180°) gegenüber dem Amboß beendet hat und im Begriff steht, einen Stoß auf die darauffolgende Klaue des Ambosses zu führen. Eine Verzögerung der Vorwärtsbewegung würde den Hammer daran hindern, seine Höchstgeschwindigkeit zu erlangen und die Klauen oder Zähne der Kupplung nur teilweise in Eingriff kommen lassen. Eine vorzeitige Vorwärtsbewegung dagegen würde die Kraft des Drehstoßes dadurch verringern, daß der Hammer der Antriebswelle einen Stoß versetzen könnte, weil Drehs chlagwerkzeug

Anmelder:

Chicago Pneumatic Tool Company,
New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dr. W. Beil, Rechtsanwalt,
Frankfurt/M.-Höchst, Antoniterstr. 36

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 5. Januar 1953

Lester Arthur Amtsberg,

New Hartford, Utica, N. Y. (V. St. A.),

ist als Erfinder genannt worden

bei den üblichen Werkzeugen dieser Art keine Vorsorge dafür getroffen ist, daß sich der Hammer mit voller Geschwindigkeit weiterdrehen kann, nachdem er seine größte Vorwärtsbewegung erreicht hat. Manchmal laufen die Kugeln über den Scheitel der V-förmigen Laufflächen hinaus und verursachen dann eine Umkehr der Eingriffperiode und eine beginnende Rückwärtsbewegung des Hammers, bevor der Stoß ausgeübt worden ist.

Mit einer solchen Umkehr ist eine Geschwindigkeitsverringerung des Hammers verbunden, da dieser einen Teil seiner kinetischen Energie zum Wiederzusammendrücken der Feder abgibt. Die vorzeitige Auslösung der Sammlerkraft hat dadurch eine Schwächung des Stoßes sowie einen unvollständigen Eingriff der Kupplungszähne zur Folge.

Diese Nachteile der gebräuchlichen Drehschlagwerkzeuge mit Kraftsammlern werden erfindungsgemäß in der Weise behoben, daß sich der Hammer mit voller Geschwindigkeit weiterdrehen kann, selbst nachdem er seine vorderste Stellung erreicht hat, falls dies der Fall sein sollte, bevor der Hammer bei seiner Vorwärtsbewegung mit den nächsten Amboßklauen wieder in Eingriff gekommen ist.

Der Hammer kann nach der Erfindung dann in seiner vordersten Stellung verbleiben, wenn sich seine Klauen in einer Bahn drehen, die mit derjenigen der Amboßklauen während eines wesentlichen Teiles der Drehperiode der Kupplung übereinstimmen, wodurch ein vollständiger Eingriff der Klauen gesichert ist, und wobei auch der Hammer seine Stöße nur in einer Drehrichtung ausüben kann. Durch Ausschaltung der axialen Komponente der Hammerschläge, die bei den gebräuchlichen Drehschlagwerkzeugen beim Auf treffen des Hammers auftritt, während er sich immer noch

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vorwärtsbewegt, werden gemäß der Erfindung die auf das Werkzeuggehäuse übertragenen und ebenso die den Bedienungsmann treffenden Erschütterungen erheblich gedämpft.

Nach der Erfindung wird das Drehmoment auf den drehbaren Hammer von der Antriebswelle der Drehstoßkupplung aus, 'die sich wahlweise entweder in einer oder in der anderen Richtung dreht, durch Kugeln übertragen, die zwischen den in schraubenförmiger Richtung ansteigenden Kugellaufbahnen angeordnet sind, wobei der Hammer durch die Kupplungsfeder in Richtung auf seine vordere Endlage hin gedrückt wird, in der er in den als Antriebswelle in die Werkzeugspindel auslaufenden drehbaren Amboß eingreift und aus der er sich beim Auftreten eines Drehwiderstandes bestimmter Größe entsprechend der Kugellaufbahnen schraubenlinienförmig gegenüber der Antriebswelle in die Ausrückstellung zurückbewegt, um dann wieder verweilend, dem Hammer einen Drehstoß zu erteilen.

Das Besondere der Erfindung liegt darin, daß in einem Ringraum zwischen der Antriebswelle der Drehschlagkupplung und dem Hammer als kraftschlüssiges Verbindungsmittel eine Zwischenhülse mit zwei Gruppen von Kugellaufbahnen vorgesehen ist, deren eine mit den in der Antriebswelle vorgesehenen Kugellaufbahnen und die andere mit im Hammer vorgesehenen Kugellaufbahnen zusammenwirkt. Dabei besteht jede einzelne Kugellaufbahn, die der Zwischenhülse, die der Antriebswelle und die des Hammers, aus einem in der Drehrichtung mitnahmewirksamen, schraubenlinienförmig verlaufenden Teil, einem in einer zur Werkzeuglängsachse verlaufenden Teil, der innerhalb eines begrenzten Winkelbereiches eine freie Drehbewegung des in der vorderen Endlage befindlichen Hammers gegenüber der Antriebswelle zuläßt, sowie aus einem mit einer der Kugelform angepaßten Ausrundung in eine achsparallele Richtung übergehenden, in der anderen Drehrichtung mitnahmewirksamen Teil besteht.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird im folgenden eine vorzugsweise Ausführungsform von ihr an Hand der Zeichnung beschrieben, in der zeigt

Fig. 1 einen Längsabschnitt des Vorderendes eines Drehschlagwerkzeugs, der das Kupplungsgehäuse, die Stoßkupplung und die die Kupplung antreibende Transmission darstellt,

Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht, ebenfalls im Längsschnitt, der Stoßkupplung und des Stoßkupplungsgehäuses, wobei die Kupplung infolge Vollbelastung in der Losdrehrichtung ausgeschaltet ist,

Fig. 3 eine der in Fig. 2 gezeigten ähnliche Ansicht, wobei aber die Nockenhülse in Vorderansicht gezeigt wird und die Kupplung infolge Vollbelastung in Anziehrichtung ausgeschaltet ist,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch den Vorderteil des Hammers,

Fig. 5 eine Vorderansicht des Hammers,

Fig. 6 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des Ambosses, des Hammers, der Nockenhülse und des Vorderteils der Welle,

Fig. 7 eine Seitenansicht der Nockenhülse,

Fig. 8 eine Rückansicht der Nockenhülse,

Fig. 9 eine Vorderansicht der Nockenhülse,

Fig. 10 eine Seitenansicht der Nockenhülse bei Drehung um 90° gegenüber der in Fig. 7 gezeigten Stellung,

Fig. H- einen vergrößerten Längsschnitt durch die Nockenhülse, gesehen in gleicher Richtung wie in Fig. 7,

Fig. 12 einen Querschnitt durch die Welle und den Hammer, wie durch die Pfeile 12 in Fig. 1 gezeigt,

Fig. 13 einen Querschnitt durch die Welle und den Amboß, wie durch die Pfeile 13 in Fig. 1 gezeigt,
Fig. 14 eine Abwicklung, die die Vorderseite des Hammers und der zwei Klauen am Amboß zeigt,

Fig. 15 eine abgewickelte schematische Ansicht, die den Weg zeigt, den ein gegebener Punkt am Hammer bei seiner Bewegung relativ zur Antriebswelle zurücklegt,

Fig. 16 A eine abgewickelte oder schematische Ansicht, die die relativen Stellungen der Wellenrillen (punktierte Linien) der Nockenhülse (volle Linien) und des Hammers (gebrochene Linien) zeigt, wobei das Werkzeug unter Vollbelastung in lösender Drehrichtung, die Spindel weit nach der rechten Seite des Hammers verschoben und letzterer rückwärts gegenüber der Welle angehoben ist,

Fig. 16 B eine Abwicklung ähnlich der in Fig. 16 A gezeigten, wobei das Werkzeug in lösender Richtung ohne oder nur unter leichter Belastung angetrieben wird, die Welle etwas nach rechts von dem Hammer (im Vergleich zu seiner mittleren Stellung) verschoben ist und der Hammer sich noch vorn befindet,

Fig. 16C eine Abwicklung ähnlich derjenigen in Fig. 16 B, wobei aber das Werkzeug unter sehr leichter oder gar keiner Belastung in Anziehrichtung angetrieben wird, die Welle eine kurze Strecke nach links von dem Hammer verschoben ist und letzterer sich immer noch vorn befindet,

Fig. 16 D eine Abwicklung ähnlich der in Fig. 16 C gezeigten, wobei das Werkzeug unter Vollbelastung in Anziehrichtung getrieben wird, die Welle weit nach links von dem Hammer verschoben und letzterer rückwärts gegenüber der Welle verschoben ist.

Fig. 2, 3 und 11 sind in größerem Maßstab gezeichnet als Fig. 1, 4 bis 10, 12 und 13.

Wie Fig. 1 zeigt, ist- das Kupplungsgehäuse 21 hinten mit einem Flansch 22 versehen, der zur Aufnähme der Schrauben 2S (von denen eine gezeigt ist) mit Löchern versehen ist. Die Schrauben gehen durch den Flansch, einen Zahnkranz 24, eine Ubertragungsplatte 25 und in das Motorgehäuse 26 hinein, wodurch alle diese Teile zusammengehalten werden. Die Übertragungsplatte trägt ein Kugellager 27', in dem eine Motorwelle 28 gelagert ist, die in beiden Drehrichtungen angetrieben werden kann, beispielsweise durch einen normalen Druckluft- oder Elektromotor (nicht gezeigt). Die Übertragungsplatte 25 trägt außerdem noch ein Drucklager 29, von dem das hintere Ende der Welle 30 getragen wird. Zur Herstellung einer betrieblichen Verbindung zwischen der Motorwelle 28 und der Welle 30 hat letztere Aussparungen zur Aufnahme von Leerlaufzahnrädern 31, die um einen in einem flanschartig erweiterten Teil der Welle 30 sitzenden Bolzen 32 drehbar gelagert sind. Die Leerlaufräder stehen im Eingriff mit dem gezahnten Ende der Motorwelle 28 und dem Zahnkranz 24 und bilden zusammen mit diesen Teilen ein Planeten-Untersetzungsgetriebe bekannter Bauart.

Die Vorderseite der Welle 30 hat eine auf einen kleineren Durchmesser abgesetzte, zylindrische Verlängerung oder einen Führungsteii 33, der drehbar in einer Bohrung 34 gelagert ist, die sich in der Rückseite eines Werkzeugkopfes 3-5 befindet. Der Werkzeugkopf ist außen zylindrisch geformt zum Drehen in einer Buchse 36, die in dem Vorderteil des Kupplungsgehäuses 21 befestigt ist. Die Vorderseite des Werkzeugkopfes 3-5 ist so geformt, daß von ihr mit jedem passenden Werkzeug, z. B. einem (nicht ge-

zeigten) Steckschlüssel, eine lösbare Verbindung hergestellt werden kann. Das hintere Ende des Werkzeugkopfes bildet ein Ganzes mit einem Amboßteil 37. Dieser ist mit auf dem Umfang verteilten Klauen 38 versehen, von denen hier zwei gezeigt sind, obwohl 5 der Grundgedanke dieser Erfindung selbstverständlich auch auf Ambosse angewandt werden kann, die nur eine oder mehr als zwei Klauen besitzen.

Wie Fig. 6 zeigt, sind die Klauen 38 so angeordnet, daß sie von einem Paar mit ihnen zusammenwirkender, von dem Hammer 40 aus nach vorn zeigenden Klauen 39 angetrieben werden und Drehstöße erhalten. Der mit erheblicher Masse und entsprechendem Beharrungsvermögen ausgestattete Hammer ist hinter dem Amboß angeordnet und umgibt die Welle 30 gleichachsig drehbar. Der Hammer 40 ist mit seinem hinteren Ende auf einer Führung 41 verschiebbar, die eine Bohrung zur drehbaren Lagerung der Welle 30 und an ihrem Umfang einen Flansch aufweist, der in einer Ausbohrung 42 am hinteren Ende des Hammers 40 gleitend geführt ist.

Zur Führung seines Vorderteils ist- der Hammer mit einer Bohrung 43 (Fig. 2) versehen, in der eine Hülse 44 axial verschiebbar und drehbar angeordnet ist. Diese nachstehend als Nockenhülse bezeichnete Hülse 44 ist ein wichtiger Bestandteil des Erfindungsgegenstandes, und sie ist auf der Welle 30 sowohl in gleicher Höhe als auch schraubenförmig drehbeweglich angeordnet. In gleicher Weise ist auch der Hammer 40 gegenüber der Nockenhülse 44 beweglich. Die Nockenhülse dient als zwischen Welle und Hammer geschaltetes Kraftübertragungsmittel.

Die Kraftübertragung zwischen der Welle 30 und der Nockenhülse 44 umfaßt zunächst ein Paar Nuten 45 im Wellenmantel, wobei diese Nuten einen kreisbogenförmigen Querschnitt haben und als innere Kugellaufbahnen für ein Paar in ihnen liegende Kugeln 46 dienen, und sodann ein Paar als äußere Laufbahnen für diese Kugeln dienende und ebenfalls einen kreisbogenförmigen Querschnitt aufweisende Steuerkurvenflächen 47 vorn an und in der Nockenhülse. Wie in Fig. 1, 6 und 16 A gezeigt ist, hat jede Nut 45 einen bei beispielsweise angenommener lotrechter Lage der Wellen- und Nockenhülsenachse kreisförmig in gleichbleibender Höhe verlaufenden Teil 45 C, der sich über einen Zentriwinkel von 20° erstreckt, und einen in einem Zentriwinkelbereich von 55° schraubenlinienförmig ansteigenden Teil 45 H. Ebenso weist jede der Steuerkurvenflächen 47 der Nockenhülse 44 einen in gleichbleibender Höhe verlaufenden Teil 47 C₁ der sich über einen Zentriwinkel von 20° erstreckt, und einen in einem Zentriwinkelbereich von 55° schraubenlinienförmig ansteigenden Teil 47 H auf, dessen Steigungswinkel gleich dem Steigungswinkel des entsprechenden Teiles 45H der Wellennut 45 ist.

Zur Kraftübertragung zwischen der Nockenhülse 44 und dem Hammer 40 sind am rückwärtigen Rand der Nockenhülse zwei Steuerkurvenflächen 48, in der Innenwandung des Hammers 40 zwei Steuernuten 50 und zwischen diesen Kugellaufbahnen Kugeln 49 vorgesehen. Wie in Fig. 3, 7 und 16A gezeigt, hat jede Steuerkurvenfläche 48 einen in gleichbleibender Höhe verlaufenden Teil 48 C₁ der sich über einen Zentriwinkel von 30° erstreckt und in dessen Verlängerung einen schraubenlinienförmig verlaufenden Teil 4&H, der schräg nach rechts führend sich vom kurzen Zweig aus 75° erstreckt. Vorzugsweise hat der schraubenlinienförmige Teil 48 H der Steuerkurvenfläche am äußeren und rückwärtigen Rand der Nockenhülse die gleiche Schräge oder Steigung wie der schraubenlinienförmige Teil 47H der vorderen Steuerkurvenfläche, mit dem Unterschied, daß beide in entgegengesetzten Richtungen steigen. Jede Hammerrille 50 ist bogenförmig geschnitten und dient als äußere Laufbahn für die Kugeln 49; jede Steuernut hat wieder einen peripherischen Teil 5OC und einen schraubenlinienförmigen Teil 5OH, die sich über 30° und 75° erstrecken, wobei der schraubenlinienförmige Teil den gleichen Steigungswinkel hat wie der entsprechende Teil 48 H der mit dieser Rille zusammenwirkenden Steuerkurvenfläche der Nockenhülse.

Der vordere Kugelsatz 46 wird durch einen Kugelhalter 51 (Fig. 1, 2, 3 und 13) in Stellung gehalten, der eine im allgemeinen zylindrische Form hat und mit sehr geringem Abstand die Nockenhülse 44 umgibt. Vorn ist der Halter als scheibenförmiger Teil 52 ausgebildet, der mit einer Bohrung zur Aufnahme des Führungsteiles 33· der Welle versehen ist und zwischen der Rückseite des Ambosses 37 und einem nach vorwärts gerichteten Absatz 53 der Welle 30 sitzt.

Der Hammer 40 wird stets durch eine die Welle 30 umgebende Druckfeder 54 in Richtung auf den Amboß 37 gedrückt und bleibt normalerweise mit ihm in kraftschlüssiger Verbindung. Das vordere Ende dieser Feder ruht auf einer Scheibe 55, die vorn auf einem Absatz des ausgebohrten Teiles 42 in dem Hammer liegt. Das hintere Ende der Feder drückt gegen die Hammerführung 41, die selbst von einer auf der Welle sitzenden und auf einem Absatz 57 der Welle liegenden Druckscheibe 56 getragen wird.

Wenn der Drehschlagschrauber in Ruhestellung ist, d. h., wenn die Antriebswelle 30 von der Kraftquelle abgeschaltet ist, nehmen die Teile die in Fig. 1 gezeigte Stellung ein, wobei sich der Hammer 40 in seiner vordersten Stellung befindet und seine Klauen oder Zähne 39 voll im Eingriff mit den Zähnen 38 des von ihm abgetriebenen Ambosses 37 stehen. Durch den Druck der Feder 54 wird der Hammer derart gegen die beiden hinteren Kugeln 49 gedrückt, daß letztere in die peripherischen Teile 5OC und 48 C der Kugellaufbahnen im Hammer und der Nockenhülse hineingeschoben werden. Der Federdruck wird durch die Nockenhülse 44 übertragen, wodurch diese so gegen die inneren, vorderen Kugeln 46 gedrückt wird, daß diese in den peripherischen Teilen 47 C und 45 C der Kugellaufbahnen in der Nockenhülse 44 und der Welle 30 festgehalten werden. Die Stellung der Welle gegenüber dem Hammer würde dann die in Fig. 16 B oder 16 C gezeigte oder irgendeine dazwischenliegende sein. Die Welle kann gegen den Hammer innerhalb der in Fig. 16 B oder 16 C gezeigten Grenzen gedreht werden, ohne dem letzteren dabei eine drehende oder axiale Bewegung zu erteilen. Während dieser Leerlaufperiode kann sich die Welle um bis zu 40° gegenüber der Nockenhülse 44 drehen, was dem gesamten Winkelbereich der peripherischen Teile 45 C und 47 C entspricht, und die Nockenhülse kann sich gegen den Hammer um bis zu 60° drehen, was dem Gesamtwinkelbereich der peripherischen Teile 48 C und 5OC entspricht; der gesamte Leerlauf zwischen Welle und Hammer beträgt somit 100°.

Beim Betriebe soll nun angenommen werden, daß sich die Teile, wie in Fig. 1 gezeigt, unter Drehung der Welle irgendwo zwischen den in Fig. 16 B und 16 C gezeigten Stellungen befinden und daß der Motor angelassen worden ist und die Welle 30 in einem zum Festziehen einer Schraube oder einer Mutter erforderlichen Sinne, also in Richtung des Werkzeuges im Uhrzeigersinne gesehen, antreibt. Die Welle dreht sich

so lange gegenüber der Nockenhülse 44 und diese wieder gegenüber dem Hammer 50, bis der Leerlauf, (der 100° oder weniger ausmacht) durchlaufen ist und die Teile die in Fig. 16 C gezeigte Stellung erreicht haben. Hierauf drehen sich unter der Annahme, daß gegen das Drehen des Werkzeugkopfes 35 kein nennenswerter Widerstand vorhanden ist, die Teile der Kupplung einschließlich der Welle 30, der beiden Kugelsätze, des Hammers und des Ambosses, gemeinsam in der durch den Pfeil in Fig. 16 C gezeigten Richtung. Es sei nun angenommen, daß der Werkzeugkopf infolge der Reibung zwischen den Gewindegängen der getriebenen Mutter und der zugehörigen Schraube auf einen merklichen und immer mehr steigenden Widerstand trifft; das hierdurch entstehende, rückwirkende Drehmoment wird durch die Kupplung auf die Welle übertragen, so daß das zugeführte Drehmoment entsprechend stärker wird. In dieser Betriebsstufe befinden sich die Teile praktisch immer noch in der in Fig. 16C gezeigten Stellung, und die hinteren Kugeln 49 werden durch die schrägen Laufbahnen 48 if getrieben, die ihrerseits wieder den Hammer 40 die schrägen Laufbahnen der Rillen 50 H entlangdrücken. Die durch die Kugeln 49 übertragene Antriebskraft wird dabei in zwei Komponenten zerlegt, von denen die eine in rotierender oder tangentialer Richtung und die andere in axialer Richtung wirkt und den Hammer auskuppelt oder rückwärts bewegt. Die Feder 54 liegt nun unter einer Vorspannung von beispielsweise etwa 9 kg, und solange die axiale Komponente des rückwirkenden Drehmoments schwächer ist als die Kraft der Feder, setzen die Teile ihre gemeinsame Drehbewegung in den in Fig. 16 C gezeigten gegenseitigen Stellungen fort, und die Kupplungszähne 38 und 39 bleiben in vollem Eingriff.

Trifft der Werkzeugkopf jedoch auf einen vorbestimmten starken Widerstand, beispielsweise wenn die bewegte Mutter oder Schraube ihren endgültigen Sitz erreicht haben, so wird die Zunahme des rückwirkenden Drehmomentes begleitet von einer entsprechenden Zunahme der Auskupplungskomponente, die nun groß genug ist zum Ausgleich, und darauf sogar zur Überwindung der Haltekraft der Feder. In diesem Augenblick bewegt sich die Welle 30 gemeinsam mit der Nockenhülse 44 aus der in Fig. 1 und 16 C gezeigten Stellung in die in Fig. 3 und 16D gezeigte Stellung hin, wobei die schraubenlinienförmigen Steuerflächen 48 H der Nockenhülse 44 gezwungen werden, mittels der sich an ihnen und an den schraubenlinienförmigen Nuten 5OH des Hammers 40 abwälzenden Kugeln 49 den Hammer 40 rückwärts gegen den Widerstand der Feder 54 anzuheben. Während die Feder noch weiter zusammengedrückt wird, erhöht sich zwar ihre Haltekraft, doch wird diese durch die sehr schnell weiter ansteigende Kraft des rückwirkenden Drehmoments schnell überwunden, verbunden mit einer entsprechenden Verstärkung der auskuppelnden Komponente, bis der Hammer aus der kraftschlüssigen Verbindung mit dem Amboß vollständig herausgehoben ist, wie in Fig. 3 gezeigt wird. Die relativen winkeligen und axialen Stellungen des Hammers, der Kugeln, der Nockenhülse und der Welle sind dann ungefähr die in Fig. 16 D gezeigten.

Zu bemerken ist, daß bei einem Drehschlagschraubenschlüssel dieser Art die Antriebswelle gleichmäßig weitergedreht wird, während der Hammer sich stoßweise dreht und unmittelbar vor dem Auskuppeln zum Stillstand oder auf eine sehr niedrige Geschwindigkeit gebracht wird. Bei der Erfindung wie auch bei den gebräuchlichen Drehschlagschraubenschlüsseln von der als Kraftsammler arbeitenden Art folgt auf die Lösung der Antriebsverbindung zwischen Hammer und Amboß sofort eine Beschleunigung des Hammers, die von der gänzlichen (oder fast gänzlichen) Ruhelage ausgeht und so lange fortgesetzt wird, bis die augenblickliche Winkelgeschwindigkeit des Hammers weit höher ist als die der sich gleichmäßig drehenden Welle. Während des ersten Teils der

ίο Beschleunigungsperiode wird die Feder dadurch weiter zusammengedrückt, daß sich die Welle schneller dreht als der Hammer, wobei die Federkraft durch die axiale Komponente des von den Kugellaufbahnen 50ii und 48 H aufgebrachten Drehmoments überwunden wird, das zur Beschleunigung des Hammers dient. Die größte Hubhöhe des Hammers von dem Amboß weg wird in dem Augenblick erreicht, in dem die Geschwindigkeit des Hammers diejenige der Welle erreicht, worauf der Hammer seine Bewegung gegenüber der Welle umkehrt, die Hammernuten 5Oi? vorwärts über die Kugeln 49 laufen und diese wiederum vorwärts über die Kugellaufbahnen 48 H der Nockenhülse, so daß sich die Teile der in Fig. 16 C gezeigten Stellung nähern.

Unmittelbar vor dem Zeitpunkt, an dem die Teile in die in Fig. 16C gezeigte Stellung zurückgebracht werden, dreht sich der Hammer viel schneller als die Welle und erreicht seine Höchstgeschwindigkeit. Wenn die Hammerklauen 39 in diesem Augenblick zufällig in Eingriff mit den Amboßklauen 38 kommen sollten, so würden sie dem Amboß einen Drehstoß mit der höchsten, durch die Kupplung möglichen Stärke versetzen. In dieser Beziehung würde die Wirkung sich kaum von der einer gebräuchlichen Kupplung unterscheiden, die zufällig einen zeitlich genau abgepaßten Drehschlag ausführt. Dagegen kann beim Erfindungsgegenstand der stärkste Drehschlag erfolgen, ohne daß dafür eine genaue Einstellung des Zeitpunktes oder ein vollkommender Ausgleich zwisehen den verschiedenen, die Lage des Hammers bestimmenden Kräften erforderlich ist. Nach der Erfindung kann sich der Hammer dauernd nahezu mit Höchstgeschwindigkeit drehen, selbst nachdem er seine in Fig. 1 und 16C gezeigte vorderste axiale Stellung erreicht hat. Sollte diese Stellung erreicht sein, bevor die Hammerklauen die Amboßklauen erreicht haben, so dreht sich der Hammer der Welle 30 vorauseilend bis zu der äußersten Leerlaufperiode von 100° weiter, wobei reichlich Spielraum vorhanden ist, so daß der Hammer bestimmt während dieser Zeit dem Amboß einen Drehschlag versetzen kann.

Im praktischen Betriebe steht die Umlaufgeschwindigkeit der Welle in solchem Verhältnis zur Stärke der Feder, dem Winkel der Nuten und den Eigenschäften des Hammers, daß die auftreffenden Klauen des Hammers gewöhnlich die Amboßklauen erreichen, nachdem die Kugeln 49 begonnen haben, entlang den peripherischen Laufbahnen 48C und 5OC zu laufen, und lange bevor das andere Kugelpaar bis zum Ende der peripherischen Laufbahnen 45 C und 47 C gelaufen ist. Auf diese Weise wird selbst bei ungenauer Zeiteinstellung die Kraft des Drehschlages nicht vermindert oder ein voller Eingriff beim Aufstoßen verhütet, und zwar unabhängig davon, ob der Drehschlag vorzeitig oder erst nach dem vorbestimmten Zeitpunkt erfolgt, für den der schlagende Hammer eingerichtet ist.

Nach einem ihnen erteilten Drehschlag treffen der Amboß 37 und der Werkzeugkopf 35 auf wachsenden Drehwiderstand, wenn die angetriebene Mutter noch

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fester angezogen wird, wodurch die Kupplungsteile wegen. In gleicher Weise zeigt der Teil C-D die Verwiederum aus der in Fig. 16 C gezeigten Stellung in Schiebung des Hammers bei seiner Bewegung aus der die in Fig. 16D gezeigte Stellung geführt werden und in Fig. 16C gezeigten Stellung in die in Fig. 16D gesich abermals in der oben beschriebenen Weise aus- zeigte. Wäre die Kupplung so eingerichtet, daß die kuppeln. Das Aus- und Wiedereinkuppeln geschieht 5 Kugeln bis zum äußersten Ende ihrer schraubenlinienselbsttätig und in sehr schneller Folge von Dreh- förmigen Laufbahnen laufen könnten, so würde die schlagen bis zum Festziehen der Mutter, wie ohne schräge Linie B-A in Fig. 15 über den Punkt A hinweiteres verständlich ist. Während der ganzen Zeit, aus bis zum Punkt AA gehen, und die Linie C-D während der der Schlagschrauber in Anziehrichtung würde über den Punkt D hinaus bis nach DD gehen, wirkt, bewegt sich die Nockenhülse 44 kaum merklich io Bemerkenswert ist, daß die Punkte AA und DD 360° oder gar nicht axial gegen die Welle 30. Während voneinander entfernt liegen oder doppelt so weit wie eines solchen Vorganges üben die Schraubenlinien- die Entfernung zwischen einer Hammerklaue und der förmigen Kugellaufbahnen 45H und 47H zwischen nächsten oder zwischen einer Laufbahn und dem entder Welle und der Nockenhülse keine Wirkung aus, sprechenden Punkt der anderen Laufbahn in derselben und dasselbe gilt auch für die peripherischen Lauf- 15 Bahn. Diese große Spannweite ist durch die gleichbahnen 45 C und 47 C, vorausgesetzt, daß sie nicht in zeitige Anordnung von Laufbahnen in verschiedenen Tätigkeit versetzt werden, wenn die Drehschläge auf axialen Stellungen und entlang verschiedenen Durchden Amboß in bezug auf die axiale Bewegung des messern möglich. Bei früheren Kuppelungen dieser Hammers ungewöhnlich lange verzögert werden. Bauart war kaum genügend Raum für die Linien-

Es sei nun angenommen, daß der Schlagschrauber 20 abschnitte entsprechend AA-B und C-DD vorhanden, in einer zum Lösen einer Mutter erforderlichen Dreh- da nur ein Satz von Kugeln verwendet wurde, die richtung angetrieben wird, wie sie durch die Pfeile in beide in der gleichen axialen Stellung und in gleichem Fig. 2 und 16 B gezeigt ist. Nach Ansetzen des Werk- Abstand vom Mittelpunkt lagen. Bei der Erfindung zeugkopfes 35 auf die zu lösende Schraube und nach aber wird es durch die gemeinsame Anordnung der Einschaltung des Antriebsmotors werden die Kupp- 25 zwei Sätze von Kugelnocken möglich, den durch die lungsteile schnell in die in Fig. 16 B gezeigte Stellung Linie B-C in Fig. 15 dargestellten Leerlauf von 100° gebracht, nachdem sie ursprünglich in einer Stellung vorzusehen. Infolge dieses reichlichen Leerlaufs ist zwischen der dort und der in Fig. 16 C gezeigten ge- beim Erfindungsgegenstand eine große vorzeitige wesen waren. Da angenommen wird, daß die zu Wiedereinkuppelungsbewegung des Hammers in Vorlösende Schraube von Anfang an größten Widerstand 30 wärtsrichtung je nach dem Federdruck möglich. Es ist bietet, bleibt die Kupplung nicht lange in der in deshalb nunmehr .möglich, .eine relativ starke Feder Fig. 16 B gezeigten Stellung, sondern die schrauben- ohne schädliche, Auswirkungen zu . verwenden. Der linienförmigen Laufbahnen 45 H lauf en auf der Welle Vorteil einer stärkeren Feder liegt darin, daß sie. das, auf die vorderen Kugeln 46 hinauf, und lassen letztere z.B. für. das Nachschneiden von schwergehenden wiederum die schraubenlinienförmigen Laufbahnen 35 Gewindegängen oder zum Bohren, Reiben öder Ge-47 H in der Nockenhülse 49 entlanglaufen. Die Teile windebohren, erforderliche gleichbleibende, also nichtbewegen sich dann in die in Fig. 2 und 16 A gezeigte,, „schlagende Drehmoment verstärkt. Statt der Verstellung, worauf die Nockenhülse 44 und der Hammer _' "wendung einer relativ starken Feder kann auch der 40 entgegen dem Druck der Feder 54 rückwärts bis Steigungswinkel der Kugellaufbahnen vergrößert zur Lösung der Kupplung gedrückt werden. Diesem 40 werden, wodurch bei einem gegebenen Drehmoment Auskuppeln folgt eine Beschleunigung des Hammers ein steilerer Nockenweg und eine schwächere Kompound ein Wiedereinkuppeln in gleicher Weise wie bei nente der Auskupplungskraft erzielt wird. Die Vordem aufeinanderfolgenden Aus- und Einkuppeln wäh- teile eines gesicherten vollen Eingriffs und eines höher rend des oben beschriebenen Anziehvorgangs. Es ist auflaufenden Drehmoments können auch durch gleichdeshalb nicht notwendig, hier die Lösungsvorgänge 45 zeitige Verwendung einer starken Feder und einer nochmals im einzelnen zu beschreiben, da die steileren Nockenlaufbahn erreicht werden, wobei schraubenlinienförmigen Laufbahnen 45 H und 47H durch beide Maßnahmen eine vorzeitige (aber zudie gleichen Auskupplungs-und Beschleunigungsfunk- lässige) axiale Wiedereinkupplungs-Bewegung des tionen in der Drehrichtung beim Lösen der Schrauben Hammers möglich gemacht wird, od. dgl. ausüben wie die schraubenlinienförmigen 50 Die Erfindung ist nicht auf die Abmessungen der Laufbahnen 48iT und 5OiJ während des Festziehens. Kugellaufbahnen 45, 47, 48 und 50, wie sie in der Zu bemerken ist, daß die Nockenhülse 44 als Teil der obigen Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an-Welle wirkt, wenn der Schrauber zum Anziehen ver- geführt wurden, beschränkt, sondern die Kugellaufwendet wird, und als Teil des Hammers die Welle des bahnen können weitgehend je nach den praktischen Schraubers zum Lösen in entgegengesetzter Richtung 55 Bedürfnissen der einzelnen Bauart geändert werden, gedreht wird. Beispielsweise sind bei einer handelsüblichen Ausin Fig. 15 zeigt die gebrochene Linie A-B-C-D für führungsart des Werkzeuges die Abmessungen der die Bahn eines gegebenen Punktes am Hammer in verschiedenen Teile der Laufbahnen wie folgt:

seiner Beziehung zur Antriebswelle. Wie ersichtlich, 45 Ff 96°

hat der Hammer einen Leerlauf von 100° zwischen 60 ^₅ ^ ^g₀'

den Punkten B und C, währenddessen die relative 47FF 64°'

Drehbewegung von keiner relativen Axialverschiebung ₄₇ q ^p

begleitet ist. Der Abschnitt B-A entspricht einer ₄g ^- ^o

axialen Verschiebung des Hammers, die von einer 48 Γ 17°'

Relativdrehung gegenüber der Welle begleitet ist, 65 50 Ff 69°'

wenn der Schrauber zum Losdrehen verwendet wird, ^n q 130'

und stellt eine Abwicklung der von einem Punkt am

Hammer zurückgelegten Bahn dar, während die Alle vier schraubenlinienförmigen Kugellaufbahnen

Kupplungsteile sich aus der in Fig. 16 B gezeigten in diesem Ausführungsbeispiel haben eine Steigung Stellung in die in Fig. 16 A gezeigte Stellung be- 70 von 0,984:1.

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Claims (5)

Patentansprüche:

1. Drehschlagwerkzeug, insbesondere zum Anziehen oder Lösen von Schraubverbindungen, bei dem das Drehmoment von der wahlweise in der einen oder anderen Drehrichtung umlaufenden Antriebswelle der Drehschlagkupplung durch zwischen schraubenlinienförmig ansteigenden Kugellaufbahnen angeordnete Kugeln auf den drehbaren Hammer übertragen wird, der durch die Kupplungsfeder in Richtung zur vorderen Endlage hin gedrückt wird, in der er in den als Antriebswelle in die Werkzeugspindel auslaufenden, drehenden Amboß eingreift und aus der er sich beim Auftreten eines Drehwiderstandes bestimmter Größe entsprechend den Kugellaufbahnen schraubenlinienförmig gegenüber der Antriebswelle in die Ausrückstellung zurückbewegt, um dann wieder voreilend dem Amboß einen Drehschlag zu erteilen, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Ringraum zwischen der Antriebswelle (30) der Drehschlagkupplung und dem Hammer (40) als kraftschlüssiges Verbindungsmittel eine Zwischenhülse (44) mit zwei Gruppen (47,48) von Kugellaufbahnen angeordnet ist, von denen die eine Gruppe (47) mit in der Antriebswelle (30) vorgesehenen Kugellaufbahnen (45) und die andere Gruppe (48) mit im Hammer (40) vorgesehenen Kugellaufbahnen (50) zusammenwirkt, wobei jede einzelne Kugellaufbahn (z. B. 47) der Zwischenhülse, der Antriebswelle und des Hammers aus einem in der einen Drehrichtung mitnahmewirksamen> schraubenlinienförmig verlaufenden Teil (z.B. 47ff), einem in einer zur Werkzeuglängsachse senkrechten Ebene verlaufenden Teil (z. B. 47C), der in einem begrenzten Winkelbereich eine freie Drehbewegung des in der vorderen Endlage befindlichen Hammers (40) gegenüber der Antriebswelle (30) zuläßt, und einem mit einer der Kugelform angepaßten Ausrundung in eine achsparallele Richtung übergehenden, in der anderen Drehrichtung mitnahmewirksamen Teil besteht.

2. Drehschlagwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zwischenhülse (44) die schraubenlinienförmig verlaufenden Teile (47H) der einen Gruppe (47) der Kugellaufbahnen in gleicher Umfangsrichtung wie die schraubenlinienförmig verlauf enden Teile (48H) der anderen Gruppe (48) der Kugellaufbahnen, jedoch axial entgegengerichtet ansteigen.

3. Drehschlagwerkzeug nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Gruppen (47, 48) der Kugellaufbahnen der Zwischenhülse (44) in einem geringen axialen Abstand voneinander angeordnet sind.

4. Drehschlagwerkzeug nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Gruppen (47, 48) der Kugellaufbahnen der Zwischenhülse (44) im Grundriß Kreise mit etwas verschiedenen Durchmessern darstellen.

5. Drehschlagwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die in zwei Gruppen vorgesehenen Kugellaufbahnen (47, 48) der Zwischenhülse (44) durch Ausnehmungen ihrer vorderen und hinteren Stirnfläche gebildet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschriften Nr. 510228, 531 797;
USA.-Patentschriften Nr. 2 539 678, 2 585 486.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 009 587/59 8.60