DE1478807A1

DE1478807A1 - Motorisch angetriebenes Drehschlaggeraet

Info

Publication number: DE1478807A1
Application number: DE19621478807
Authority: DE
Inventors: Wanner Dipl-Ing Karl
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1962-07-03
Filing date: 1962-07-03
Publication date: 1969-03-13
Also published as: CH405191A; US3207237A; SE300196B; GB963533A

Description

Lr/Lra R.-Kr·'7881
28.6.6S

Anlage stur
Patent-

R 0 B E R T BO S C E GMBH· Stuttgart W. Braltscheidstraege 4

Motorisch angetriebenes SgehschlaggerSt

Die Erfindung bezieht sich au>f ein nM>toriscis in zueinander segengssetsiten Di*ebrichtiingen antreifebjtres Drelischlaggeirftt, sondere Elefetroseteanljer aum AnzlGhem ιιη4 Lösen von dünget, bet dem ÄWiaetoen; eineiB mit; dteut Sebraiibwerlcaeug, beispielsweise einem Steckschlüssel* -Vrerlamdetien Amboss und vom Motor engetriebenen* gleicliaelisls su» Äaboss angeo^rdEfeeten eino mit dem Amboss fflbvv Klaue© teppelbare* eis Hammer dienend!© ss^ angeord&et ist* ate te -"begrenstent Aitsmass däGÄ« wtäL ®sfiliipfe ist mit -Miife »weiei» äiwnetr«l ^k? la» triG3swe.tlonaeti.sa sHageordseter¹,, Jemells teils iß die teils in die Selswasagpiaas© eingpatfeiffliSEr ©ipplttngstcttg^l-aa, mm.

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Robert Bosch GmbH Lr/Ια R.-Nr. 7821

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denen Jede in einer schräg zur Antriebswellenachse verlauf enden Nut aus zwei V-förmig gegeneinander gerichteten Abschnitten sitzt und bewirkt* dass die nach überschreiten ein es vorgegebenen Dreh« moment es am Schraubwerkzeug vor jedem Schlag hinter der Antriebswelle zurückbleibende Schwungmasse sich unter gleichzeitigem-Spannen einer Druckfeder auf der Antriebswelle IMngsverschiebt und nach Lasen ihrer Klauenverbindung mit dem Amboss unter Entspannen der Pedor stark beschleunigt nachläuft und mit dem Amboss wieder ge-" kuppelt wird.

Bei bekannten Drehschlaggeräten dieser Art haben die beiden der V-förmigen, zur FUhrung der Kupplungskugel dienenden Nuten eine gleiche Länge und verlaufen symmetrisch zu der durch die Achsedor Antriebswelle gehenden Ebene. Der Steigungswinkel der schrau- benlinienfcJrmigen Nuten muss sorgfältig auf die Stärke der Druckfeder, die Drehzahl der. Antriebswelle und die Drehmasse des Hamraers abgestimmt werden, damit der Hammer bei seiner gegen den Amboss gerichteten Vorwärtsbewegung diese in Bezug auf die Antriebs«, welle möglichst genau in demjenigen Augenblick beendet, in welchem die Ktauen dos Kammers zur Übertragung eines Drehsohlagee auf . den Ambossklauen auf treffen. Beim Aufschlag der Hararaerklauen gibt die als Hammer dienende Schwungmasse ihre Drehenergie an den Amboss ab, solange die anzuziehende Schraubverbindung hoch einen gertfcgjnd grossen Drehweg zulässt. Wenn jedoch beispielsweise eine anzuziehende Schraube mit ihrem Kopf bereits aufsitzt und dteh daher bei jedem Schlag nur noch um einen kleinen Drehwinkel welter· drehen lässt, entsteht beim Auftreffen des Hammers auf den Amboss ein mit zunehmendem Anzug der Schraube grosser werdender Rückprall des Kammers. Dadurch; vergrSssert sich die Relativgeschwindigkeit zwischen dei* Antriebswelle und dem Hammer erheblich· Die Folge· daves ist, dass bei derartigen harten Schraubfällen oder bei Verwendung eines zwischen dem Amboss und dem Schraubwerkzeug, beispielsweise einem Steckschlüssel, angeordneten, zur Drehmomentbegrenzung dienenden Torsionsstabes die Kuftplungskugeln am Ende

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ihres zugehörigen Hutastes auflaufen. Hierdurch entstehen erhebliche axiale MassenkrMfte, die das Drehschlaggerät in der Hand des bedienenden Arbeiters sehr unruhig machen und sich aueserdem auf das Schlagwerk und vor allem auf das Getriebe und den Antriebs« motor zerstörend auswirken· Als weitere nachteilige Folge tritt ein ungleichmässiges Arbeiten des Sohlagwerkes mit erhebüoh wechselnder Schiagstärke des Hammers und unterschiedlich grosser Eingriffstiefe der Hammerklauen in die Ambossklauen ein.

Diese Nachtelle lassen sich bei Drehechlaggeräten der einsaugte beschriebenen Art dadurch vermelden« dass gemäss der Erfindung derjenige Abschnitt der Nut, in Öer sich die zugehörige Kugel bei« Anziehen von Schraubverbindungen bewegt, sich in Achsrichtung der Antriebswelle über eine grosser« Länge erstreckt Als der andere Abschnitt dieser MUt und daes dieser andere Abschnitt bis. dicht an den längeren Abschnitt der anderen Nut herangeführt, ist.

Zweclonässigerweise werden bei Drehschlaggeräten, die zum Anziehen von rechtsgängigen Schrauben bestimmt Bind« die gegen den Antriebmotor hin rochtss'ingic ansteigenden Nutäste unter geringfügiger Verkürzung der linkegängigen Nutäste, in denen die Kupp· lungskugel nur beim Lösen rechtsgängiger Schrauben läuft, auf etwa das 1,5 bis 2,5 fache der Länge dieser linksgängigen Nutäste vergrossest. Der Hammer kann .dann im Rechtslauf, also beim Anziehen von rechtsgängigen Schraubverbindungen auch bei sehr grossem Rückprall noch frei zurückschwingen, ohne dass die Kupplungskugeln am Ende der rechtsgängigen Nutäste auflaufen können·

Weitere Einzelheiten und zweckmäseige Weiterbildungen der Erfindung sind nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungs^eispiels, eines Elektroschraubers, näher beschrieben und"erläutert,

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Es zeigt: .

Fig» 1 den Elektroschrauber teils im Längssohnitt und teils

in der Ansieht,
Flgv 2 den Hammer mit zwei Kupplung« leu ge In im Längeeohnitt

und ,. ^x ' ■ "

Figo 3 in der Ansicht auf seine die Kupplungsklauen tragende

Stirnseite,
Fig, 4 die zugehörige Antriebswelle mit zwei eingeschliffenen, erfindungsgeraäss gestalteten V-Nuten in der. Ansieht

von der Seite. Fig. 5 zeigt die Abwicklung der V-Nuten der Antriebswelle

nach Fig. 4 und
Fig. 6 die Abwicklung der zugehörigen Steuerkurve! im Hammer nach den Fig. 2 und 3.

Das Draliochlaggerät hat ein aus erhärtendem Isolierstoff gepresstes Motorgehäuse 10, das gleichzeitig; &ls Handgriff dient« in die offene Stirnseite des Motorgehäuses ist ein Getriebegehäuse 11 eingesetzt, gegen dessen Oetriebedeeicel 12 das mit 13 bezeichne« . te Schlagwerksgehäuse festgespannt ist. Bas Motorgehäuse nimmt einen als Antrieb des Schraubers dienenden Kurzschlussläufer-Elektromotor auf, der in der Zeichnung nur andeutungsweise dargestellt und zum Anschluss-an ein 200 Hz-Drehstromnetz bestimmt ist. Seine Ankerwelle 14 ragt in das Getriebegehäuse hinein. Ein Ritzel 15 am freien Ende der Ankerwelle kämmt mit einem Zahnrad 16, das zusammen mit einem Zahnrad 18 auf einer Vorgelegewelle 17 sitzt. Das Zahnrad 18 greift In «In Zahnrad 20 ein· Dieses ist auf eines der beiden Enden einer ?^relle 21 aufgezogen, die auf ihrem an das Zahnrad angrenzenden Abschnitt* im Oetriebedeckel 12 mit Kugein 22 gelagert ist und auf ihrem in das Schlagwerksgehäuse

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13 hineinragenden Abschnitt eine mit radial abstehenden Klauen 23 versehene Kupplungsnabe 24 trägt·

Gleichachsig zur Welle 21 ist im Schlagwerksgehäuse 13 ein Schlagwerk untergebracht» das im wesentlichen aus einer als Hamaer dienenden Schwungmasse 26 mit swei Klauen 27, 28 # einem im Kopf des Schlagwerksgehäuses geführten Amboss 29 mit Gegenklauen 30* 31» einer Antriebswelle 32 für die Schwungmasse, einer Schlagfeder sowie zwei Kupplungskugeln 34 besteht, von denen jede in einer in die Antriebswelle eingeschnittenen, V-förmigen SohrSgnut 35 geführt ist» Die Antriebswelle 32 ist mit ihrer zentralen Längsbohrung 36 lose auf den vorderen Abschnitt der Welle 21 aufgeschoben und findet ihr anderes Lager in einer LHngsbohrung 38 ±_m Amboss, in den sie mit.ihrem abgesetzten Bndabechnitt 39 hineinsticht· Die gleichachsig zur Antriebswelle angeordnete Schwungmasse 26 hat ein dickwandiges Bodenstück 40 mit einer geschliffenen Bohrung 41, mit der sie auf der Antriebswelle verdreh- und längsverschiebbar geführt ist. .

Die Schlagf«der 33 stützt sich an ihrem oberen Ende gegen eine auf die Antriebswelle lose aufgeschobene Nabe 42 ab, die ihr Vfidv^rlager an einem Bund 43 dar Antriebswelle 32 findet und mit ihrem kragenförmigen Rand 44 an der Bohrungswand 45 der Schwungmasse anliegt und diese an ihrem getriebeseitigen Ende auf der Antriebswelle führt» Mit ihrem unteren Ende drückt die Sohlasfeder gegen den Boden 40 der Schwungmasss und ist bestrebt, diese,in der gezeichneten Ausgangsstellung zu halten oder sie dorthin zurückzuführen. Dabei liegen die zum Toil in die Muten 35 hineinragenden KupplnrigskugeIn 34 am untaren Ende 45 der Nut an, an welehem die beiden schräg zueinander stehenden Kste 35a und 35b der V-Nut ineinander übersehen. Die Kugeln verhindern mit ihrem über den Umfang der Antriebswelle vor-$ta.hendsn Teil, rait den sie in je eine in die Bohrung 41 der Sohwungia&sse eingeschliffene,, eben- * falls schräg zur Antriebswellenaohse verlaufende Hohlkehle 45

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eingreife^ dass sich die Schwungmasse unter den Druck der. Feder. 33 weiter gegen den Amboss hin verflühiebea Igaxra· Sine Schraubenfeder 47, die einerseits gegen die Stirnseite am Endabsohnitt

der Welle 21 anliegt und sich andererseits gegen den Grund der Längsbohrung 36 in der Antriebswelle 32 abstütxt, - ... ist bestrebt, die Antriebswelle 52 in der gazeiafemefcen Ruhelage au halten oder dorthin zurückführen, bal weleher die an" dem Buna 43 der Antriebswelle 32 sitzenden Mitnehmerklauen 49 ausserhalb des Drehbereiches der Klauen 23 der Mitnehmernabe 24 bleiben und von dieser daher nicht mitgenommen werden kennen.

Einschrauben einer In der Zeichnung nicht dargestellten rechtsgängigen Schraube wird &uf den am Asboss 29 sitzenden Vierkant 48 ein ebenfalls nicht dargestellter Steckschlüssel aufgesetzt und der Antriebsmotor des Drehsohlaggeräts an das elektrische Stromnetz angeschlossen. Bei genügendem Lähgsdruck kann sich der Amboss 29 samt dem übrigen Schlagwerk entgegen der Kraft der Schraubenfeder 47 soweit in das Schlagwerksgehäuse hlneinversohieben, dass dis Klauen 49 der Antriebswelle 32 in den Bereich der an der Mitnehmernabc 22 sitzenden Klauen 23 gelangen. Dadurch wird die Antriebekraft von der zunächst mit gleichmässiger Geschwindigkeit umlaufenden, durch die Sehlagfeder 33 in der gezeichneten Ausgangslage auf der Antriebswelle gehaltenen Schwungmasse 26 auf den Amboss 29 und das nicht dargestellte Schraubwerkzeug übertragen, ohne dass es zur Ausführung von Drehsohlägen kommt.

Sobald aber der beim Bindrehen der Schraube entstehende Widerstand so stark angewachsen ist, dass die Schlagfeder 33 eile Schwungmasse 26 in der in Fig. i dargestellten Relativlage zur Antriebswelle 32 nicht mehr zu'halten vermag, bleibt die Schwwunsmasse hinter dor sich weiterdrehenden Antriebswelle zurück, wobei die Schwungmasse sich gleichzeitig unter Spannen der Sehlagfeder gegen das Getriebe hin länssverschlebt. Dies erfolgt in der Weise, dass

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die kiipplungstoigeln Jk bei der in FIg₀ 5 mit einem Pfeil angedeuteten Antriehsdrehrichtung der Welle aue der tiefster: Zone der Sclirägnuten sich in Richtung auf das Ends des verlängerten Nutastea 35a abrollen, sich gleichzeitig mich entlang der schräg verlaufenden Steuerkante der Hohlkehle 46 abstützen und dabei die Schwungmasse so vielt aus der Eingrifsstellung ihrer Klauen 27 und 28 mit den Ambossklauen 30 und 31 herausziehen» bis schliess-11 ch die Hj-mmerklauen 27 und 28 über die Ambossklauen wegrutschen können. Sobald sie über die Stirnfläche der Ambossklauen weggeglitter. sind, erlauben sie es, dass die gespannte Schlagfeder 33 sich wieder entspannt, wobei die Kupplungskugeln sich in Richtung des· Nutgründe3 45 zurüokbewegen und dabei der Schwungmasse eine st&rke Dreabeschleunigung arteilen. Während dieses Beaohleunigungsvorgapses gleitet die Schwungmasse mit ihrer Bohrung ^ιΛ auf der Mantelfläche der Antriebswelle 32 gegen cen Amboss nach vorne. Sie hclt dabei, da sie duroh die Kraft der Feder 33 stark beschleunigt wird, die sich mit gleichraässiger Geschwindigkeit weiterdrehende Antriebswelle 32 ein, bis die Kupplungskugeln 34 den Hutgrund 45 nahezu erreicht haben. In diesem Augenblick schlagen die Eammerklauen 27 und 28 auf die Amboesklauen 30 und 31 mit· erheblicher Wucht auf und erteilen dem Amboss und der mit diesem verbundenen., anzuziehenden Schraube einen starken tangentlellen Drehschla.3. Wenn zwischen der Schraube und dem Ambossvierkant 48 keine torsionnelastischen Glieder vorgesehen sind, dreht sioh die Schraube unter weiterer Zunahme öos Eindrehwiderstanües um einen solchen Drehwinkel weiter, bis die Wucht der Schwungmasse aufgebraucht ist. Dann kann das beschriebene Spiel von neuein beginnen.»

Vt'eim die Schraube r.iit ihrem Schraubenkopf auf die Unterlage* in &3e sia eiiigezossn wird, aufläuft und dabei ein dan weiteren Drehsehlässn erheblich gesteigertes Widerstanösdrehmonierit entgegensetztp erfelst die Kraftübertragung von 6er Schwungmasse 26 auf den Amboss 29 zunehmend in Fcrrn eines elastischen Stosses_t bei welchem

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die aufschlagende Schwungmasse nach jedem Drehsohlag.stärker zurückprallt» Damit die Schwungmasse in dem bei der Elnschraubdrehriohtung benutzten Nutast 35a weit genug zurückschwingen kann, ist dieser Nutast gegenüber dem fltr den Lösevorgang eingedrehter Schrauben bestimmten Nutast 35b erheblich verlängert« wie die in Fig. 5 dargestellt· Abwicklung der V-förmigen Nuten 35 deutlich erkennen lässt· Beim dargestellten Ausführungsbeispiel erstreckt eica der kürzere Nutast 35b nur etwa Über einen Drehwinkel der Antriebswelle 32 von 45°, während der längere Nutast 35a über ein Bogenstück von 118° entlang dem Umfang der Antriebswelle vorläuft. Beim Anziehen von Schraubverbindungen kann daher jede der Kupplungskugeln in dem verlängerten Nutast 35a um 118° beim Spannen.der Schlagfeder 33 hinter der Antriebswelle zurückbleiben, ohne dass sie am Ende der Nut aufläuft» Gleichzeitig kann, an der als Steuerkurve dionendon Verschneldungskante der -Hohlkehle 46 mit der Bohrungswand 4l in der Schwungmasse 26 jedü der Kupplungskugeln 34 über die in Pig, 6 mit W angedeutete Wegstrecke abrollen, die einen weiteren Verdrehungswinkel von 65⁰, zusammen also Il8° + 65° * 133° der Schwungmasse 26 gegenüber der Antriebswelle 32 eraöglicht. Durch diesen grossen. Drehwinkel 1st es möglich, auch bei sehr harten Schraubfällen ein Auflaufen ßor Kupplungskugeln 34 und damit eine ruckartige Mitnahme der Schwungmasse durch die Antriebswelle su verhindern. Dies , ist besonders wichtig, wenn zur Begrenzung des auf die anzuziehende Schraubverbindung ausgeübten Drehschlagmoinentes, z,3. beim Anziehen von Schrauben mit kleinerem zulässigen Anzugsmoment, zwischen den Vierkantkopf 43 des Ambosses und dem an der anzuziehenden Sehraubo angreifenden Werkzeug ein Torcionöfederstab bekannter Art verwonCot wird. Derartige Torsionsfederstäbe können einen mit spunehmender Stablänge gr'dsser werdenden Teil der bei jedem Dreh· schlag ausgeübten Drehschlagenergie durch elastische Verdrehung

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aufnehmen, was jedooh den Nachteil mit sich bringt« dass dann die im Torsionsfederstab gespeicherte Drehenergie in einem umso stärkeren Rückprall der Schwungmasse in unmittelbarem Anschluss an den Drehschlag in Erscheinung tritt, Qa zum Lösen derartiger Schraubverbindungen keine Torslonsfederstäbe verwendet werden und bsim Lösevorgang ausserdem das Widerstandsdrehmoment im Ge&ensata au dem vorher beschriebenen .Eindrehvorgang nicht grosser, sondern kleiner wird, wirkt sich die Verkürzung des beim Lösevorgang rechtsgängiger Schrauben benützten Nutastes 35b prakr tisch überhaupt nicht aus» zumal diese Verkürzung gegenüber symmetrischen. V-förmigen Nuten nur etwa 10° beträgt.

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Claims

Robert Bosch GmbH Lr/Lm R₀-Nr. 7321

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Ansprüche

/ 1« !Motorisch In zueinander entgegengesetzten Brehrichtungen antreibbares 3)rehschlaggeräfc, insbesondere Elektroschrauber, zum Anziehen und Lösen von Schraubverbindungen, bei dem zwischen einem mit einam Schrämwerkzeug, beispielsweise einem Steckschlüssel, verbundenen Amboss und einer vom Motor angetriebenen, gleichachsig zum Amboss angeordneten Wells eine mit dem Amboss über

Klauen kuppelbare, als Hammer dienende Schwungmasse angeordnet 1st, die in begrenztem Auslass dreh» und längsversehiebbar geführt ist mit Hilfe zweier diametral zur Antriebswellenachse ' angeordneter, jeweils teils in die Antriebswelle, teils in die Schwungmasse eingreifender Kupplun^skugeln, von denen Jede in einer schräg zur Antriebswellenachse verlaufenden Nut aus zvrei V-förmig gegeneinander gerichteten Abschnitten sitzt und bewirkt*, dass die nach überschreiten eines vorgegebenen Drehmomentes am Schrämwerkzeug vor jedem Schlag hinter der Antriebswelle surüokbleibevide Schwungmasse sich unter gleichseitigem Spannen einer Druckfeder auf der Antriebswelle länßsverschiebt und nach Lösen ihrer Klauenverbindung mit dem Amboss unter Entspannen der Feder stark beschleunigt nachläuft und mit dem

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Amboss wieder gekuppelt wird« dadurch gekennzeichnet, dass derjenige Abschnitt der Nut, in der sich dlo Kugel beim Anziehen von Schraubverbindungen bewegt, sieh in Achsrichtung und Umfangsrichtung der Antriebswelle über eine grßssere Länge erstreckt als der andere Abschnitt der Nut und dass dieser andere Abschnitt bis dicht an den längeren Abschnitt der anderen herangeführt ist.

2«. Drehschlaggerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ,jeweils der beim Einziehen von rechtsgängigen Sohraubverbin·· düngen benützte Nutast (35a) .gegenüber dem anderen Nutast 135ί>> ist.

3. Drehschlaggerät nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet. dass der längere Nutast sich über eine Bogenlänge von mehr als 100°, vorzugsweise über eine Boge
insbesondere etwa 118° erstreckt.

100°, vorzugsweise über eine Bogenlänge von 115° bis 120°,

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