DE19963237A1 - Schraubwerkzeug mit richtungsumgekehrten Gesperre - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Schraubwerkzeug mit einer durch Betätigen eines Umschalters eines drehrichtungsum­ kehrbaren Freilaufgesperres wechselseitig zu einem Griff freidrehenden bzw. drehmitgenommen Antriebswelle.

Ein derartiges Schraubwerkzeug ist beispielsweise aus der US-43 41 292 her bekannt. Dort sind zwei in einem Gehäuse axial hintereinander liegende Einzelfreilaufge­ triebe alternativ mit der Abtriebswelle drehkuppelbar.

Ferner sind im Stand der Technik sogenannte Knarren bekannt, bei denen der einseitige Freilauf durch ein Klinkengesperre verwirklicht ist.

Ein gattungsgemäßes Schraubwerkzeug beschreibt die nicht vorveröffentlichte DE 199 31 157.9. Auch dort sitzen zwei jeweils in Gegenrichtung sperrende Einzel­ freilaufgetriebe axial hintereinander. Sie werden von der Abtriebswelle durchsetzt. Zwischen den Einzelfrei­ laufgetrieben und der Abtriebswelle ist eine Kupplungs­ muffe verschieblich, die entweder das eine oder das andere Freilaufgetriebe mit der Abtriebswelle koppelt, so dass eine Hin- und Herbewegung des dort schräg zur Abtriebswellenachse abragenden Griffs ein schrittweises Drehen der Abtriebswelle in einer Richtung bewirkt. Das dortige Freilaufgesperre ist derart leichtgängig, dass damit auch lose Schrauben bis in eine Anschlagstellung in ein entsprechendes Innengewinde eingedreht werden können. Diese Arbeit ist jedoch ermüdend. Nach dem Eindrehen der Schrauben wird die Schraube durch ein von Hand aufbringbares Drehmoment festgezogen. Das Lösen der Schraube erfolgt in umgekehrter Reihenfolge. Zu­ nächst wird die Schraube durch ein von Hand aufgebrach­ tes Drehmoment gelöst. Danach erfolgt durch schnelles Hin- und Herbewegen des Griffs das Herausdrehen der Schraube ohne die Notwendigkeit der Aufbringung eines nennenswertes Drehmomentes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein zum Fest­ ziehen und Lösen von Maschinenschrauben in bewährter Weise handbetätigbares Schraubwerkzeug derart weiterzu­ bilden, dass das im wesentlichen drehmomentfreie Ein- und/oder Ausdrehen der Schraube aus dem zugehörigen Gewinde vereinfacht ist.

Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen wiedergegebene Erfindung.

Der Anspruch 1 zielt darauf ab, dass die Antriebswelle in deren Freilaufrichtung motorisch antreibbar ist, wobei die Drehrichtung des Motors mit Betätigung des Umschalters wechselt.

Anders als bei bekannten Elektroschraubern, deren Moto­ ren zum Kraftschrauben ausgelegt sind, also in der Lage sind, Schrauben festzuziehen bzw. feste Schrauben zu lösen, bildet der erfindungsgemäße motorische Antrieb lediglich eine Unterstützung des ansonsten manuell zu betätigenden Schraubwerkzeuges. Was beim Stand der Technik beispielsweise durch Zwirbeln an der Klinge bzw. Abtriebswelle erfolgen musste, übernimmt erfin­ dungsgemäß ein Elektromotor. Das Festziehen bzw. Lösen der Schraube erfolgt in bewährter Weise durch manuelles Drehen, wobei der umschaltbare Freilauf die nötige Drehmomentübertragung zwischen Gehäuse und Abtriebswel­ le ermöglicht, so dass die Antriebswelle des Motors schwach ausgelegt werden kann. Bei der manuellen Lösen- bzw. Festziehbetätigung bleibt der Antriebsmotor im Stillstand. Die Welle wird zufolge der in Klemmzwickeln einliegenden walzenförmigen Klemmkörpern drehmitgenom­ men. Wird der Griff in die Gegenrichtung gedreht, so werden die Klemmwalzen aus den zugehörigen Klemmzwik­ keln herausverlagert, so dass die Hülse um die festste­ hende Abtriebswelle gedreht werden kann. Der Motor kann dabei leer mitdrehen. Es ist aber auch vorgesehen, dass der Motor im nichtbetätigten Zustand von der Abtriebs­ welle beispielsweise mittels einer elektromagnetischen Klauenkupplung abgekoppelt ist. Hinsichtlich der Ausge­ staltung des Freilaufgesperres wird auf die DE 199 31 157.9 hingewiesen. Erfindungsgemäß reicht es also aus, dass das vom Motor aufbringbare Drehmoment gerade ausreichend groß ist, um Maschinenschrauben in das passende Gewinde hinein und wieder herauszudrehen. Das Drehmoment braucht also lediglich so groß zu sein, um die Gewindereibung zu überwinden. Der Motor passt insbesondere in den Griff eines gewöhnlichen Schrauben­ drehers mit axialer oder schräg zur Abtriebswellenachse ausgerichtetem Griffabschnitt. In diesen Griff kann darüber hinaus auch ein Akkumulator integriert werden. Es ist aber auch möglich, das Schraubwerkzeug über ein Kabel mit Strom zu versorgen. Weiter ist es denkbar, anstelle eines Elektromotors einen druckluftbetriebenen Motor in den Griff einzusetzen. Dem Umschalter kommt erfindungsgemäß eine Doppelfunktion zu. Einerseits schaltet er die Wirkrichtung des Freilaufgesperres um. Andererseits polt er den Antrieb des Motors um, so dass eine Umschaltung im echten Einhandbetrieb erfolgen kann. Hierzu ist es insbesondere förderlich, wenn der Umschalter als parallel zur Abtriebswelle verlagerbarer Schieber ausgebildet ist, der auf die besagte Kupplungs­ muffe wirkt. Die Betätigung des Motors kann durch einen Taster folgen, welcher pistolenabzugsbügelartig betätig­ bar ist. Der Motor sitzt vorzugsweise in einem schräg abragenden Griffabschnitt. Die Motorwelle ist vorzugs­ weise über Kegelräder mit der Abtriebswelle drehgekup­ pelt. In einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgese­ hen, dass der Motor bei Erreichen eines Grenzdrehmomen­ tes selbsttätig abschaltet. Dieses Grenzdrehmoment ist so ausgelegt, dass es höher liegt, als das Reibmoment einer leer im Gewinde drehenden Schraube. Nach dem Abschalten des Motors erfolgt das Festziehen der Schrau­ ben manuell.

Erfindungsgemäß ist ein motorisch unterstütztes Schrau­ ben möglich. Dieses Verfahren ermöglicht das Ein- und Ausdrehen von Schrauben sowohl unter Zuhilfenahme eines Motorantriebes, als auch unter Ausnutzung eines um­ schaltbaren Freilaufgetriebes, wobei das Einschrauben der Schraube in die Mutter bzw. umgekehrt durch Motor­ kraft und das Festziehen der Schrauben manuell erfolgt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen erläutert. Es zeigen

Fig. 1 die Ansicht eines erfindungsgemäßen Schraub­ werkzeuges,

Fig. 2 eine Darstellung gemäß Fig. 1 im Aufbruch,

Fig. 3 eine 90° gewendete Darstellung gemäß Fig. 2, ebenfalls aufgebrochen und

Fig. 4 einen Schnitt gemäß der Linie IV-IV in der Fig. 3.

Das im Ausführungsbeispiel verwirklichte Freilaufgetrie­ be wird im Detail in der DE 199 31 157.9 beschrieben, weshalb an dieser Stelle auf diese Schrift voll inhalt­ lich Bezug genommen wird.

Das Schraubwerkzeug besitzt einen Griff 1. Dieser hat einen schrägen Abschnitt 1'. Aus dem Griff 1 ragt ein äußerer Bereich 2 einer Abtriebswelle heraus. Die Ab­ triebswelle 2 durchsetzt ein umschaltbares Freilaufge­ triebe. Dieses Freilaufgetriebe besteht aus zwei axial hintereinanderliegenden Einzelfreilaufgetrieben 4, 5, die durch Verschieben eines Umschalters 3 in Richtung der Achse der Abtriebswelle 2 alternativ in Wirkung gebracht werden können. Das Freilaufgetriebepaar sitzt in einer Griffhülse 7 und bildet mit einer Lagerhülse 8 Schrägen aus, die mit einer inneren Hülse 10 Klemmzwik­ keln ausbilden. In diese Klemmzwickel können bei Dre­ hung des Einzelfreilaufgetriebes Klemmwalzen 6 hinein­ verlagert werden, so dass sich innere Hülse 10 und Lagerhülse 8 drehfest verklemmen. Erfolgt die Drehbeauf­ schlagung in Gegenrichtung, so werden die Klemmwalzen 6 aus den Klemmzwickeln herausgeschleppt und in dieser herausgeschleppten Stellung mittels Käfigstangen 9 gehalten.

Die innere Höhlung der inneren Hülse 10 besitzt eine Gegenverzahnung 13, in welche die passende Verzahnung 12 einer Kupplungsmuffe 11 eingreift. Die Kupplungsmuf­ fe 11 besitzt einen Fortsatz mit einer Ringnut 14, in welche ein gabelförmiger Ansatz des Umschalters 3 ein­ greift, so dass die Kupplungsmuffe 11 durch Verschieben des Umschalters 3 derart verlagerbar ist, dass ihr verzahnter Abschnitt 12 entweder in die Gegenverzahnung des einen Einzelfreilaufgetriebes oder des in Gegenrich­ tung wirkenden Freilaufgetriebes eingreift. Beim Um­ schalten werden weder die Einzelfreilaufgetriebe 4, 5 noch die Abtriebswelle 2 verlagert.

Anders als beim Gegenstand der DE 199 31 157.9 setzt sich die Abtriebswelle 2 griffinnenseitig fort in einen Abschnitt 15, auf dessen Ende eine Kegelverzahnung 16 angebracht ist. Dieses Kegelzahnrad 16 kämmt mit einem Kegelzahnrad 17. Die Achsen der beiden Kegelzahnräder 16, 17 schneiden sich und verlaufen schräg zueinander. Der innere Abschnitt 15 der Abtriebswelle ist in einem Lager 19 gelagert. Der sich an das Kegelrad 17 anschlie­ ßende Wellenabschnitt ist mit einem Lager 20 im schrä­ gen Griffabschnitt 1' gelagert. Diese Welle ragt aus einer elektromagnetischen Kupplung 21 heraus. Durch Betätigung der elektromagnetischen Kupplung 21 wird das Kegelzahnrad 17 mit einer Motorwelle 22 drehgekoppelt. Die Motorwelle 22 ragt aus einem Griffabschnitt 1' sitzenden Motors 23 heraus, rückwärtig welchem sich ein Akkumulator 24 ebenfalls im Griff befindet. Die Griffkuppe kann eine verschließbare Öffnung besitzen, durch welche der Akku gegebenenfalls ausgetauscht wer­ den kann.

Der Griff 1 besitzt ferner einen in den Figuren nur angedeuteten Taster 18. Wird dieser Taster 18 betätigt, so wird der Motor 23 bestromt. Gleichzeitig mit der Bestromung des Motors 23 wird die Kuppplung 21 betä­ tigt so dass die Drehung der Motorwelle 22 eine Dre­ hung des Kegelrades 17 und der Abtriebswelle 2 zur Folge hat. Der Motor 23 dreht in Freilaufrichtung.

Wird der Schieber 3 umverlagert, so wechselt die Dreh­ richtung des Motors, so dass er bei Betätigung des Tasters 18 wiederum in Freilaufrichtung dreht. Zum Umschalten der Motordrehrichtung kann ein Schalter 25 vorgesehen sein, welcher durch Betätigung des Schiebers 3 ausgelöst werden kann. Dieser Schalter kann zwei Schaltnocken 26 aufweisen, die von einem ringförmigen Fortsatz der Schiebemuffe wechselweise betätigt werden können.

Die Funktionsweise des Schraubwerkzeuges ist die folgen­ de:
Soll eine Maschinenschraube in ihr zugehöriges Gewinde eingedreht werden, so wird in ein nicht dargestelltes Futter des Schraubwerkzeuges der zur Schraubeneingriffs­ öffnung passende Schraubendrehereinsatz eingesteckt. Dieser Schraubendrehereinsatz wird mit der Schraube in Drehverbindung gebracht. Sodann wird durch die Wahl der richtigen Stellung des Schiebers 3 die Drehrichtung des Schraubwerkzeuges auf "Rechtsdrehen" gestellt. Sodann wird der Taster 18 betätigt. Der Motor 22 beginnt zu Drehen und die Abtriebswelle 2 schraubt die Schraube in das Gewinde. Bei dieser Schraubbetätigung muss ledig­ lich die Gleitreibung des Schraubenaußengewindes im Mutterinnengewinde überwunden werden.

Mit relativ großer Drehzahl aber kleinem Drehmoment wird die Schraube dann vollständig in das Gewinde einge­ schraubt, bis sie in eine Anschlagstellung tritt. In dieser Anschlagstellung vergrößert sich das aufzuwenden­ de Drehmoment schlagartig. Eine nicht dargestellte elek­ tronische Steuerschaltung kann vorsehen, dass bei Errei­ chen eines derartigen Drehmomentes bzw. eines reduzier­ ten Innenwiderstandes des Motors der Motor abgeschaltet wird. Dann kann das Festziehen der Schraube durch Hin- und Herschwenken des schrägen Griffabschnittes 1' erfol­ gen, wobei bei der Drückschwenkbewegung die Abtriebswel­ le 2 relativ gegenüber dem Griff sich drehbewegt. Im Ausführungsbeispiel ist bei abgeschaltetem Motor die Abtriebswelle 2 von der Motorwelle 22 entkuppelt, so dass bei der Rückschwenkbewegung nicht einmal der Motor mitdrehen braucht. Es ist aber auch möglich, auf die Kupplung 21 zu verzichten, da der Motor sich leicht leerdrehen lässt. Bei der Kraftschraubbetätigung wird die Abtriebswelle zufolge der Sperrwirkung des Freilauf­ getriebes mitgedreht.

Das Lösen der Verschraubung erfolgt in umgekehrter Reihenfolge.

Es wird als vorteilhaft angesehen, dass das Drehmoment des Motors nicht ausreicht, um die Schraube bis in den Endanzug zu bringen, weil er dadurch sehr klein ausge­ bildet werden kann. Insofern ist das Schraubwerkzeug auch in besonderem Maße dafür geeignet, Maschinenschrau­ ben in zugehörige Gewinde ein- oder auszuschrauben. Die Verschraubung endet mit der manuellen Kraftaufbringung, Das Schraubenlosdrehen beginnt mit der manuellen Kraft­ aufbringung.

Es wird ebenfalls als besonders vorteilhaft angesehen, wenn es sich bei dem Freilaufgetriebe um ein leichtgän­ giges Freilaufgetriebe handelt, da dieses mit nur gerin­ gem Drehmomentverlust in Freilaufrichtung zu drehen ist. Die Verwendung des Motors ausschließlich zum Schnelldrehen und insbesondere dessen Abschalten bei Überschreitung einer vorgegebenen Leistungsaufnahme sorgt für einen sparsamen Energieverbrauch. Man kommt mit einem geringen Energievolumen im Akkumulator aus.

Alle offenbarten Merkmale sind erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Priori­ tätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhalt­ lich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit auf zunehmen.

Claims (12)

1. Schraubwerkzeug mit einer durch Betätigen eines Umschalters (3) eines drehrichtungsumkehrbaren Freilauf­ gesperres (4, 5) welchselseitig zu einem Griff (1) frei­ drehenden bzw. drehmitgenommenen Abtriebswelle (2, 15), gekennzeichnet durch einen die Abtriebswelle (2, 15), in deren Freilaufrichtung drehantreibenden Motor (23), dessen Drehrichtung mit Betätigen des Umschalters (3) wechselt.

2. Schraubwerkzeug nach Anspruch 1 oder insbesondere danach dadurch gekennzeichnet, dass das Freilaufgesper­ re (4, 5) walzenförmige Klemmkörper (6) aufweist, die bei Drehung des Gesperres in Sperrichtung in einen zwischen Abtriebswelle (2) und dieser umgebenden Griff­ hülse (7) liegende Klemmzwickel treten und bei Drehung des Gesperres in Freigaberichtung dort herausgeschleppt werden.

3. Schraubwerkzeug nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (23) durch Betätigen eines Tasters (18) in Betrieb setzbar ist.

4. Schraubwerkzeug nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass das vom Motor (23) aufbringbare Drehmoment gerade ausreichend ist, um die Gewinderei­ bung von in das passende Gewinde einzuschraubenden Maschinenschrauben zu überwinden.

5. Schraubwerkzeug nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (23) gegebenenfalls zusammen mit einem Akkumulator (24) und einem Griff (1') sitzt.

6. Schraubwerkzeug nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (23) in einem schräg zur Abtriebswelle (15) abgewinkelten Griffabschnitt (1') sitzt und über Kegelräder (16, 17) auf die Abtriebswelle (2) wirkt.

7. Schraubwerkzeug nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorwelle (22) in einer nicht betätigten Motorstellung von der Antriebswelle (2) entkuppelt ist und bei Motorbetätigung damit kuppelt.

8. Schraubwerkzeug nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche oder insbesondere danach, gekenn­ zeichnet durch eine elektromagnetische Kupplung (21) zwischen Motorwelle (22) und Abtriebswelle (2).

9. Schraubwerkzeug nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (23) beim handbetätigten Freilaufschrauben leer mitdreht.

10. Schraubwerkzeug nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass das Freilaufgesperre von zwei axial hintereinanderliegenden Einzelfreilaufgetrieben (4, 5) ausgebildet wird, die mittels einer vom Umschal­ ter (3) verlagerbaren Kupplungsmuffe (11) alternativ in Wirkung bringbar sind.

11. Schraubwerkzeug nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (23) bei Erreichen eines Grenzdrehmomentes abschaltet, um ein weiteres manuelle Schrauben mit höheren Drehmomenten unter Benutzung der Freilauf-/Sperr-Funktion zu ermöglichen.

12. Verfahren zum Ein- und Ausdrehen von Schrauben mit­ tels eines motorgestützten Freilaufschraubwerkzeuges, dadurch gekennzeichnet, dass das Einschrauben der Schraube in das Gegengewinde bzw. umgekehrt durch Motorkraft erfolgt, welche im wesentlichen gerade aus­ reichend hoch ist, um die Gewindereibung zu überwinden, und das Festziehen manuell in Benutzung der Freilauf- /Sperr-Funktion mit höheren Drehmomenten erfolgt.