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Elektrisch angetriebener Ratschen-Schraubschlüssel Die Erfindung
betrifft einen elektrisch angetriebenen Ratschen-Schraubschlüssel mit einem Ratschenglied
für die Aufnahme einer Stecknuß oder dergleichen zum Anziehen von Schrauben, Muttern
und dergleichen.
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Bekannte Schraubschlüssel dieser Art weisen den Nachteil auf, daß,
wenn die Mutter oder Schraube bis zu einem vorbestimmten Grad angezogen ist, und
der Motor selbsttätig abgekuppelt wird, die Kraftübertragung bei einer zusätzlichen
Handbetätigung des Schlüssels zum stärkeren Anziehen der Schraube oder Mutter über
das dem Antriebsmotor
nachgeschaltete Zahngetriebe erfolgt, wodurch
oft eine Beschädigung der Getriebezähne erfolgt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu vermeiden
und einen elektrisch angetriebenen Ratschen-Schraubschlüssel so auszubilden, daß
nach Beendigung der Drehung des Ratschenrades durch den Motor ein weiteres Anziehen
der Schraube oder Mutter durch Hin- und Herbewegen des Schraubschlüsselschafts ohne
eine Kraftübertragung über das Getriebe erfolgen kann.
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Die Erfindung besteht im wesentlichen in der Ausbildung eines elektrischen
Ratschen-Schraubschlüssels, der ein Getriebe für das Drehen des Ratschenkopfes enthält,
derart, daß er folgende Merkmale aufweist: Einen hohlen Schaft, der als Schraubschlüssel-Handgriff
dient; ein elektrisches Antriebsmittel in bzw. an dem Schaft, das mit einem Getriebe
verbunden ist, welches miteinander kämmende Zahnglieder und wenigstens ein Ratschenrad
aufweist, das durch die Zahnglieder angetrieben ist; wenigstens eine Klinke für
das Drehen des Ratschenrades von Hand durch Hin- und Herbewegen des Schaft tes,
die an ihrem einen Ende an dem Schaft angelenkt
und durch ein federndes
Mittel in das Ratschenrad eingeklinkt wird, wobei ein Drehen des Ratschenrades und
der Schraube, Mutter oder dergleichen von Hand unabhängig von dem Zahngetriebe erreicht
wird.
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Weitere Ziele und Merkmale der Erfindung gehen aus der nachfolgenden
Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen hervor, die - lediglich zur Verdeutlichung
-zwei Ausführungsformen der Erfindung darstellen. Auf den Zeichnungen stellen dar:
Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines elektrisch betätigten Ratschen-Schraubschlüssels
nach der Erfindung; Figur 2 einen Teil-Längsschnitt des in Fig. 1 dargestellten
Schraubschlüssels, der im wesentlichen die Entkuppelungsmittel und den Antrieb des
Ratschengliedes zeigt; Fig. 3 und 4 Längsschnitte des in Fig. 2 dargestellten Ratschenschlüssels
in größerem Maßstab, die im einzelnen das Arbeitsprinzip der Kraft-Entkupplungsmittel
und die Mittel für die Handbetätigung der Vorrichtung zeigen; Figur 5 einen Längsschnitt
einer abgeänderten Ausführungsform eines elektrisch angetriebenen Ratschenschlüssels
nach der Erfindung.
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In Fig. 1, 2, 3 und 4 ist zu erkennen, daß die Vorrichtung nach der
Erfindung durch einen Elektromotor 1 betätigt wird, dessen Gehäuse als Handgriff
dient. Der Motor 1 wird von einer äußeren Energiequelle her über eine Leitung 2
gespeist und mittels eines Schalters geschaltet, der z.B.
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einen Gleitkontakt 3 aufweist und auf dem als Gehäuse ausgebildeten
Schaft 4 angeordnet ist, der abnehmbar mit dem Motorgehäuse verbunden ist.
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In dem Handgriffschaft 4, der auch das Gehäuse der Vorrichtung bildet,
ist eine Schaftwelle 5 angeordnet, die einesends von der Motorwelle 6 mittels einer
Reibkupplung 7 angetrieben wird und andrenends mit einer Schnecke 8 zum Antrieb
eines Schneckenradkranzes 9 versehen ist.
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In dem Schneckenradkranz ist ein Ratschenrad 10 mit Zähnen an seinem
Umfang und mit einem zentralen Durchbruch 11 für die Aufnahme einer Stecknuß 12
zum Aufstecken auf eine Schraube oder eine Mutter frei drehbar. Der Schnekkenradkranz
9, der das Ratschenrad 10 umschließt, ist mit drehbar angelenkten Schaltklinken
13 und 14 ausgerüstet, die durch federnde Glieder 15 und 16 in Angriff an den Ratschenradzähnen
gebracht werden.
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Die durch den Motor 1 angetriebene Schaftwelle 5 treibt das Ratschenrad
10 über die Schnecke, den Schneckenradkranz und die Antriebsklinken 13 und 14 an,
die an dem Schneckenradkranz 9 in an sich bekannter Weise angeordnet sind.
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Wenn eine Mutter oder eine Schraube durch den Schraubschlüssel fest
bis zum Ende ihres Weges geschraubt wird, kann eine übermäßige Beanspruchung in
dem Gewinde der Mutter oder der Schraube auftreten, wenn die volle Kraft des Motors
1 durch die Gewindegänge bei Beendigung ihrer Drehbewegung aufgenommen wird. Um
eine übermäßige Beanspruchung in den Gewindegängen der Schraube oder Mutter und
in irgendeinem Teil des Schraubschlüssels zu verhindern, ist eine selbsttätge Entkupplungseinrichtung
in Form einer Reibkupplung 7 zwischen der Motorwelle 6 und der Schaftwelle 5 angeordnet,
die achsmittig zu den Wellen 6 und 5 liegt.
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Wie in Fig. 2, 3 und 4 zu ersehen ist, besteht die Kupplung aus zwei
kegelförmigen Reibelementen 17 und 18 von bekannter Ausbildung. Das Element 17 ist
auf dem hinteren Endteil 19 der Schaftwelle 5 (Fig. 3) mittels einer Keilverbindung
20 befestigt, und das Element 18 ist mit dem Wellenende 21 der Motorwelle 6 mittels
einer Schraubverbindung 22 verbunden.
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Bei der Antriebsverbindung stehen die beiden Elemente 17 und 18 in
Reibungsschluß miteinander, wobei das Element 18 axial in das Element 17 eingesetzt
ist.
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Um den Reibungsschluß zwischen den beiden Elementen 17 und 18 aufrechtzuerhalten,
ist eine Druckfeder 23 angeordnet, die das Element 17 gegen das Element 18 drückt.
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Die die Schaftwelle 5 umgebende Druckfeder ist zwischen einem ortsfesten
Widerlager 24 und einem beweglichen Widerlager 25 vorgespannt, die parallel zueinander
angeordnet und mit zentralen Durchbrüchen 24a bzw. 25a versehen sind, um eine Längs-
und Drehbewegung der durch sie hindurchtretenden Schaftwelle 5 zu ermöglichen.
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Dás Widerlager 25 ist gegenüber der Schaftwelle 5 in deren Längsrichtung
bewegbar und überträgt den Federdruck auf das Element 17 über ein Axial-Kugellager
26, das angeordnet ist, um eine Drehbewegung der Feder 23 und der beiden Widerlager
24 und 25 zu verhindern.
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Der Druck der Feder 23 ist mittels mehrerer Druckeinstellelemente
26a einstellbar (nur eines von diesen ist
dargestellt), die mit
dem Widerlager 24 verbunden sind, um durch dessen Verstellen in Umfangsrichtung
(Fig. 1) den Abstand zwischen den beiden Widerlagern einstellen und dadurch die
Feder 23 mehr oder weniger vorspannen zu können. Hierzu weist jedes Einstellelement
einen Zapfen 26b auf, der in einem schräg verlaufenden Schlitz 26c des Schaftes
4 verstellbar ist.
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Die Feder 23 bewirkt ferner, daß die Schnecke 8 in einer vorgesehenen
Lage gegenüber dem Schneckenradkranz 9 gehalten und einer Längsbewegung derselben
vorgebeugt wird.
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Der Schaft 4 ist vorn mit einer abgestumpft konisch verlaufenden
Lagerstütze 27 versehen, die eine konzentrisch zur Schaftwelle 5 angeordnete Lagerbohrung
28 aufweist.
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Die Lagerbohrung 28 dient zum Aufnehmen des Endteils 29 der Schaftwelle
5, z.B. unter Anordnung einer Buchse 29a, die in der Bohrung 28 drehbar ist und
ein Schrägstellen der Schaftwelle 5 verhindert. Das vordere Ende 29 der Schaftwelle
5 kann außer einer Drehbewegung auch eine LängsbewegungAn der Lagerbohrung 28 ausführen.
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Ein Rutschen der Reibglieder 17 und 18 gegeneinander findet selbsttätig
statt, wenn der Teil, der durch das Ratschenrad 10 angezogen wird, z.B. eine Mutter,
das Ende seines Weges erreicht hat, und der dadurch hervorgerufene Widerstand das
Ratschenrad 10 gegen eine weitere Drehung blockiert, auf das beim Drehen über die
in einer Richtung wirkenden Antriebsklinken 13 und 14 die Drehbewegung des Schneckenradkranzes
9 übertragen wird. Beim Erreichen des eingestellten maximalen Drehmoments wird die
von der Schaftwelle 5 angetriebene Schnekke 8 gezwungen, über dem blockieten Schneckenradkranz
9 in Vorwärtsrichtung zu wandern, mit dem Ergebnis, daß das mit der Welle 5 verbundene
Reibglied 17 außer Eingriff mit dem Glied 18 gebracht wird, und eine weitere Drehung
der Welle 5 und der Schnecke 8 verhindert wird.
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Eine Haupteigenschaft der Erfindung besteht darin, daß sie ein Anziehen
der Schraube oder Mutter, die verschraubt wird, von Hand ermöglicht nach dem Außereingriffkommen
der Glieder der Kupplung 7, ohne daß dabei eine Kraftübertragung über die Schnecke
8 und das Schneckenrad 9 erfolgt, und dadurch eine Möglichkeit der Beschädigung
der Getriebezähne ausgeschlossen ist. Das wird nach der Erfindung durch eine Hilfs-Antriebsklinke
70 erreicht, die an ihrem einer
Ende an einer sich an der Unterseite
des Schaftes 4 erstreckenden Stütz- bzw. Lagerplatte 32 angelenkt ist und durch
eine Feder 31 zum Angreifen an den Zähnen des Ratschenrades 10 gebracht wird. Bei
dem Drehen von Hand übernimmt diese Hilfskline 30 unter Ausschaltung der Wirkung
der Klinken 13 und 14 die Ubertragung des Drehmoments von dem Schaft 4 auf das Ratschenrad
lO,ohne daß die Drehkraft über das Schneckengetriebe 8 bis 10 übertragen wird.
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Nach dem Trennen des Ratschenschlüssels von der anzuziehenden Mutter
oder Schraube wird die Welle 5 durch die Feder 27 zurückgedrückt, und die Kupplung
7 wieder in Reibungseingriff gebracht.
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Aus den voranstehenden Ausführungen geht hervor, daß das Gegendrehmoment,
bei dem die Kupplungsglieder der Reibkupplung 7 außer Zusammengriff miteinander
gebracht werden, durch änderung der Vorspannung der Feder 23 infolge Längsverschiebung
des Widerlagers 24 mittels der Druckeinstellglieder 26a eingestellt wird.
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Bei einem anderen, in Figur 5 dargestellten AusfElrungsbeispiel der
Erfindung ist der Motor 1 mit einer Uberholkupplung, z.B. einer Rutschkupplung 40
von bekannter
Ausführung verbunden, die ein selbsttätiges Außereingriffkommen
ihrer Kupplungselemente bei einem Drehmoment ermöglicht, das über einer vorbestimmten
Größe liegt, die einem vorbestimmten Widerstand der anzuziehenden Mutter oder Schraube
entspricht. Die Rutschkupplung 40 ist mit einer reversiblen, in einer Richtung wirkenden
Klinkenkupplung 42 von ebenfalls bekannter Ausführung verbunden, wie sie bei Ratschen-Schraubschlüsseln
gebräuchlich ist.
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Die Verbindung erfolgt durch die Welle 6. Der Abtriebsteil der Kupplung
42 ist mit einem Kegelritzel 44 durch die Welle 5 verbunden.
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Wie bekannt, läßt die reversible, in einer Richtung wirkende Klinkenkupplung
42 den Antrieb des Ritzels 44 lediglich in einer Richtung zu, wobei das Ritzel in
der umgekehrten Richtung frei drehbar ist. Die Antriebsrichtung kann jedoch durch
Bewegen des Betätigungshebels 46 der Kupplung 42 (axial zum Schaft 4) aus der einen
in die andere von zwei benutzbaren Stellungen geändert werden.
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Das Ritzel 44 kämmt mit einem Kegelradkranz 48, der drehbar in dem
Griffschaft 4 angeordnet ist. Ein Ratschenrad 50 ist an der einen Seite des Kegelradkranzes
fest angebracht und mit Klinkenzähnen 56 versehen. Eine Nabe 52, die einstückig
mit dem Rad 50 ist, ist mit einem Vierkantkopf 54 versehen zur Aufnahme eines entsprechenden
Aufsteckteils.
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Der Betätigungshebel 46 der Kupplung 42 ist auf einem Kragen 58,
der die Kupplung 42 umschließt, befestigt oder einstückig mit diesem. Der Kragen
58 ist mit zwei radialen Ansätzen 60 versehen. Mit diesen Ansätzen sind Klinkenbetätigungshebel
62, 62' verbunden, die sich gleitbar durch eine Querwand 64 des Gehäuses 4 erstrecken.
Der Hebel 62 drückt auf den einen Arm einer Winkelhebelklinke 66, die an einem Anlenkpunkt
68 des Gehäuses 4 angelenkt ist.
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Der Klinkenbetätigungshebel 62' hat ein abgewinkeltes Ende 70, das
gegen einen Ansatz 72 einer geraden Klinke 74 drückt, die bei 76 an dem Gehäuse
4 angelenkt ist. Der Ansatz 72 geht in den geraden Teil der Klinke 74 mit einer
Schrägfläche 78 über.
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Die Klinken 66 und 74 werden durch Federn 80, 80' wechselweise zum
Angriff an dem Ratschenrad 50 gebracht, wie anschließend beschrieben.
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Der Kragen 58 und entsprechend der Betätigungshebel 46 der reversiblen
Kupplung 42 wird durch einen Betätigungsmechanismus verschoben, der ein Paar von
T-förmigen Gliedern 82 aufweist, die an einem Ende an dem Kragen 58 befestigt und
am anderen Ende an den Gabelarmen einer bei 85 schwenkbar gelagerten Gabel 84 angelenkt
sind, die einen
Schaftteil 86 hat, der mit einem Zapfen 87 versehen
ist.
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Der Zapfen 87 ist in einem Schlitz 88 eines Schiebers 90 gleitbar
geführt, der mittels eines-Betätigungs-Gleitstücks 92 über einen in einem Längsschlitz
96 des Gehäuses 4 gerührten Ansatz 94 verstellbar ist. Der Hebel 98 ist mit dem
Schaftteil 86 der Gabel84 und mit einem Schalter 100 zum Umschalten der Drehrichtung
des Motors 1 verbunden.
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Ein nicht dargestellter besonderer Schalter dient zum Einschalten
des Motors 1.
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Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist
folgende: Es sei angenommen, die Welle 6 und das Ritzel 44 rotieren im Uhrzeigersinn
bei entsprechender Einstellung der umschaltbaren Klinkenkupplung 42, wie durch den
Pfeil a angegeben, und bewirken eine Drehung des Zahnkranzes 48 und des Ratschenrades
50 in dem durch den Pfeil b angedeuteten Uhrzeigergegensinn. Unter der Annahme,
daß die Mutter oder die Schraube, die angezogen werden soll, Rechtsgewinde hat,
wird das Ratschenrad beim Erreichen eines vorherbestimmten Widerstandes stehenbleiben
und dadurch ein Außereingriffkommen der Kupplungsglieder der Rutschkupplung 40 bewirken.
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Wenn ein weiteres Anziehen der Mutter oder der Schraube notwendig
ist, wird der HandgriffsRchaft 4 von Hand im Uhrzeigersinn gedreht, und dabei die
Drehung des Ratschenrades 5 durch
die Klinke 66 bewirkt, die an
einem der Ratschenzähne 56 angreift.
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Es kann jedoch vorkommen, daß, wenn das Ratschenrad 50 beim Erreichen
des vorher erwähnten Gegendrehmoments stehenbleibt, die Klinke 66 nicht auf dem
Zahnlückengrund zwischen zwei Zähnen 56 aufsitzt und ein gewißer toter Gang vorhanden
ist, so daß zunächst eine kleine Relativbewegung zwischen dem Handgriffschaft 4
und dem Ratschenrad 50 sowie dem Zahnkranz 48 auftritt. Diese Relativbewegung bewirkt
eine Drehung des Ritzels 44 im Uhrzeigersinn, die dabei durch die in einer Richtung
wirkende reversieroare Klinkenkupplung 42 ermöglicht wird. Infolgedessen ruft eine
Handbetätigung des Schraubschlüssels niemais eine Beanspruchung zwischen den Zähnen
des Zahnkranzes 48 und des Ritzels 44 hervor.
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Aus der obigen Beschreibung und aus Figur 5 ist leicht verständlich,
daß ein Verschieben des Gleitstücks 92 nach hinten einen Drehrichtungswechsel des
Motors 1, ein Ausrücken der Klinke 66 aus dem und ein Einrücken der Klinke 74 in
das fiatschfnrad 0 bewirkt und dadurch das Arbeiten der Vorrichtung in urngekehrter
Richtung ermöglicht.
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Zwischen dem Motor 1 und der Rutschkupplung 7 in Figuren 1 bis 4
und der Rutschkupplung 40 in Fig. 5 wird zweckmäßig eine Drehzahlreduziervorrichtung
angeordnet.