DE2011085A1

DE2011085A1 - Elektrisch betatigbarer Schraubenzie her

Info

Publication number: DE2011085A1
Application number: DE19702011085
Authority: DE
Inventors: der Anmelder P ist
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-08-06
Filing date: 1970-03-09
Publication date: 1971-02-25
Also published as: US3687179A; NL7005660A; CH504280A; DE2011085B2; DE2011085C3; FR2056688A5; GB1297841A

Description

Elektrisch betätigbarer Schraubenzieher

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrisch betätigbaren Schraubenzieher mit einem Werkzeuggriff, in dem ein Elektromotor angeordnet ist, sowie mit einem Schraubenzieherschaft und einer dazwischen angeordneten Kupplung zur Übertragung der Antriebskraft vom Werkzeuggriff auf den Schraubenzieherschaft.

Im allgemeinen setzt sich die Bewegung zum Einschrauben einer Schraube in eine Gewindebohrung mittels eines Schraubenziehers aus den folgenden beiden Schritten zusammen:

(1) Aufsetzen der Schraube auf die Gewindebohrung und Anziehen der Schraube bei vernaohlässigbarem Widerstand, bis die Unterseite des Schraubenkopfes- die Mündung der Gewindebohrung berührt.

(2) Letztes Festspannen der Schraube bei zunehmendem Widersta3a.dc

0AD ORIGINAL

Aus der vorstehenden Aufgliederung geht hervor, daß der 1. Schritt oder der wesentliche Teil des Pestziehens der Schraube mit nur leichtem Widerstand jedoch mit einer relativ umfangreiohen Schraubenbewegung durchgeführt wird» Im Gegensatz dazu wird das letzte Pestspannen der Schraube bei zunehmendem Widerstand und vernachlässigbarer Drehbewegung jedoch mit einer großen Antriebskraft durchgeführt_β

Bisher wurden verschiedene Bauarten automatisch betätigbarer Schraubenzieher entwickelt, und für den praktischen

P Betrieb angeboten, die mit Druckluft oder durch elektrische Energie betätigbar waren. Bs wurden jedoch mile diese herkömmlichen Schraubenzieher unter der allgemeinen Voraussetzung entworfen, daß das gesamte Pestziehen der Schraube einschließlich des letzten Pestspannens durch die Druckluft oder die elektrische Energie und mit einer entsprechend starken Energiequelle durchzuführen ist. Aus diesem Grunde erfordert ein mit Druckluft betriebener Schraubenzieher einen Schlauch mit verhältnismäßig großer Abmessung und großem Gewicht zur Zufuhr der Druckluft, während elektrisch betriebene Schraubenzieher gewöhnlich mit einem starken Motor ver-

fc sehen sind, der eine beträchtliche Baugröße und ein beträchtliches Gewicht aufweist.

Beide Bauarten sind deshalb nicht geeignet, um Maschinenschrauben bei Präzisionsarbeiten festzuziehen, und zwar wegen ihrer unbequemen Handhabung und der Schwierigkeiten wahrend ihres Betriebes, wobei in unerwünschter Weise sowohl Lärm als auch Gefährlichkeit, wie auch die Möglichkeit einer Beschädigung des Schraubenkopfes aufgrund eines übermäßigen Pestspannens auftreten können. Nach dem Pestspannen muß selbst bei Schraubenziehern mit einer kräftigen Energiequellt der feste Sitz der

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Schraube mit einem anderen, von Hand betätigten Schraubenzieher nachgeprüft werden,, wobei der Nachprüfende sich auf sein Gefühl verläßt.

Weiterhin ist das anfängliche Aufsetzen der Schraube, insbesondere das Aufsetzen von Maschinenschrauben auf Gewindebohrungen und insbesondere auf Gewindebohrungen an ungünstig gelegenen Stellen für den Arbeiter mühevoll und der größere Zeitanteil beim festziehen der Schraube wird für dieses anfängliche Aufsetzen der Schraube benötigte ■

Nach umfangreichen Untersuchungen und Bemühungen zur Überwindung der vorstehend erwähnten Unzuträglichkeiten und Schwierigkeiten gelang es, einen neuen, elektrisch betätigbaren Schraubenzieher zu entwickeln, der insbesondere zum Eindrehen'von Maschinenschrauben bei Präzisionsarbeiten geeignet ist und durch den der wesentliche Teil der Schraubenbefestigung automatisch mit Hilfe der elektrischen Energie ausgeführt werden kann, ohne daß sich Schwierigkeiten beim Aufsetzen der Schraube auf eine Gewindebohrung ergeben und wobei das letzte Festspannen durch ein schnelles Übergehen vom elektrischen Betrieb zum Handbetrieb ohne die Notwendigkeit eines besonderen Umschalters durch Handbetätigung ausgeführt wird, wobei zugleich die "Spannung geprüft wird, mit der die Schraube festgezogen ist.

Unter Berücksichtigung der vorstehenden Ausführungen besteht die hauptsächliche Aufgabe der Erfindung darin, einen elektrisch betätigbaren Schraubenzieher zu schaffen, durch den der wesentliche Teil der Schraubenbefestigung automatisch mit Hilfe des elektrischen Antriebs durchführbar ist und der das letzte Pestspannen.

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von Hand ermöglicht, wobei während der schnellen Antriebsbewegung geprüft werden kann, in welchem Ausmaß die Schraube festgespannt ist.

Zur Lösung wird bei einem Schraubenzieher der eingangs beschriebenen Art vorgeschlagen, daß die Antriebsenergie des Elektromotors direkt und die von Hand ausgeübte Antriebskraft vom Werkzeuggriff über die Kupplung auf den Schraubenzieherschaft übertragbar ist.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß in Anlage an den Kupplungsmechanismus ein h Auslösemechanismus den Schraubenzieherschaft umschließend auf diesem gelagert ist, der es ermöglicht, den Werkzeuggriff lose zu drehen, wenn der Widerstand der Schraube eine gewisse Grenze überschritten hat, innerhalb der die elektrische Antriebsenergie vom Elektromotor direkt auf den Schraubenzieherschaft übertragen wird, während die von Hand ausgeübte Antriebskraft vom Werkzeuggriff über den Kupplungsmechanismus und den Auslösemechanismus auf den Schraubenzieherschaft übertragen wird»

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein elektrisch betätigbarer Schraubenzieher mit einem Werkzeuggriff, * in dem ein kompakter Elektromotor angeordnet ist, und mit einem Schraubenzieherschaft, der Mittel zum Halten der Sohraube besitzt, und mit einem Kupplungsmechanismus zwischen Elektromotor und Schraubenzieherschaft zur Übertragung der von Hand ausgeübten Antriebskraft vom Werkzeuggriff zum Schraubenzieherschaft.

Noch ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein elektrisch betätigbarer Schraubenzieher mit einem Werkzeuggriff und einem darin angeordneten Elektromotor,

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mit einem Schraubenzieherschaft, der mit einer Vorrichtung zum Halten einer Schraube versehen ist, mit einem Kupplungsmechanismus zur Übertragung der von Hand ausgeübten Antriebskraft vom Werkzeuggriff auf den Schraubenzieherschaft und mit einem Auslösemechanismus, der den Sohraubenzieherschaft umschließend auf diesem an dem Kupplungsmechanismus anliegend gelagert ist, und dazu dient, den Werkzeuggriff lose drehen zu können, wenn der Widerstand der Schraube eine gewisse Grenze überschreitet.

Noch ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die ι

Kombination aus einem vorstehend beschriebenen, elektrisch betätigbaren Schraubenzieher und einer Schraube, deren Kopf mit einem Schlitz und einer zentralen Bohrung versehen ist, deren Durchmesser und Tiefe größer ist als die Breite und Tiefe des Schlitzes.

Anhand der nun folgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele der Erfindung wird diese näher erläutert. Es zeigen!

Fig. 1 eine Seltenansicht eines erfindungsge-

mäßen, elektrisch betätigbaren Schraubenziehers, Ί

Fig. 2 einen teilweisen Längsschnitt durch den Schraubenzieher nach Figo 1,

Fig₀ 3 eine Darstellung der Handhabung des

Schraubenziehers nach Fig₀ 1 beim Isst- "^v ziehen einer Schraub©,

Fig. 4 eine Seitenansicht einer and©£en Aus«

eines eKctrisoh betätigbaren

t» 5

Fig. 5 einen teilweisen Längsschnitt durch den Schraubenzieher nach Fig„ 4,

Fig. 6a den Auslösemechanismus vor dem Zusammen-

bis 6c ,

bau,

Fig. 7a den Auslösemechanismus vor dem Zusammenbau bei einer anderen Ausführungsform,

Fig. 8 eine perspektivische, vergrößerte Ansicht eines Teils einer erfindungsge- V mäßen Schraubenhaltevorrichtung,

Fig. 9 eine perspektivische, teilweise ausgeschnittene Ansicht einer für den er— findungsgemäßen Schraubenzieher geeigneten Schraube,

Fig. 10 einen Schnitt durch das Ende des

Schraubenzieherschaftes und eine von ihm festgehaltene Schraube und

Fig. 11 eine Draufsicht auf den Schraubenkopf t nach der Linie A-A in Fig. 10< >

In der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile. In den Fig. 1 und 2 ist in Seitenansicht und Längsschnitt ein Werkzeuggriff dec Schraubenziehers 10 gezeigt, tier aus einer äußeren Hülse 12 und einer darm befestigten, mit einem flansch versehenen. Kappe 14 besteht i.:ii-u in dem ein kompakter rihektromotoc 16 angew dnel^: Iv*.;, üine angetriebene Wells 16 erstreckt sich ■' >m ElM^Tnaiutor 16 aus und ist mi.te einer Ζ\ίLschanwelle ■'» ve^.-t'■;!·*?! i üi« .ihrerseitii lösbar im D vm\ anderen i.t'ile -ι': . ι ru-.j·;; -"If rnubetisioherschaf h y? verbinden ist,

Die Zwischenwelle 20 ist an ihrem unteren Ende mit einer Einsatζbohrung 24 und einer diametralen Ausnehmung 26 versehen₀ · -

Andererseits besitzt der Schraubenzieherschaft 22 an seinem oberen Ende einen diametralen Schlitz 28 und zwei symmetrisch angeordnete und sich nach außen erstreckende Vorsprünge 30, die geeignet sind., in die diametrale Ausnehmung 26 einzugreifen, unr die Drehbewegung der Zwischenwelle 20 auf den Schraubenzieherschaft 22 zu übertragen. Beim Kuppeln des Schraubenzieherschaftes 22 mit der Zwischenwelle 20 wird das geschlitzte Ende des· Schraubenzieherschaftes in die Einsatzbohrung 24 der Zwischenwelle 20 gedrückt, so daß- der Schraubenzieherschaft 22 fest mit der Zwischenwelle 20 unter dem elastischen Einfluß des Schlitzes 28 verbunden ist.

Es ist ersichtlich, daß die 'Zwischenwelle 20 und der Schraubenzieherschaft 22 in einem Stück als ein einziger Schraubenzieherschaft ausgebildet sein können, ohne daß eine komplizierte Kupplungskonstruktion erforderlich ist.

Wie am besten aus Fig, 2 ersichtlich ist, ist die mit einem Flansch versehene Kappe 14 mit einem länglichen, verjüngten Abschnitt 32 versehen, wobei ein Ring 34 mit dem gleichen Außendurchmesser wie dem des Abschnittes 32 auf der Zwischenwelle 2o gelagert ist und an diesem länglichen Abschnitt 32 unter dem Einfluß eines geeigneten Befestigungsmittels anliegt. Um den äußeren Umfang des länglichen Abschnittes 32 und um den Ring 34 ist eine Schraubenfeder 36 gelagert, die die Übertragung einer Drehbewegung des Werkzeuggriffes 10 in einer Drehrichtung auf den Schraubenzieherschaft 22 sicherstellen soll.

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Im Betrieb wird ein Druckknopfschalter 38 am oberen Ende des Werkzeuggriffes 10 durch einen Finger der Bedienungsperson nach unten gedrückt, um den Elektromotor 16 zu betätigen. Die Drehung der angetriebenen Welle 18 wird durch die Zwischenwelle 20 auf den Sohraubenzieherschaft 22 übertragen, wodurch der wesentliche Teil des Festziehens der Schraube durch die Wirkung des Elektromotors in einem Augenblick erledigt wird. In diesem Fall drehen sich die Zwischenwelle 20 und der damit fest verbundene Ring 34 in der Gegenrichtung zur Spiralrichtung der Schraubenfeder 36, so daß eine sanfte Drehung beider Teile erreicht wird, ohne daß sie Irgend einem Reibungseinfluß der Feder 36 ausgesetzt sind.

Wenn die durch die elektrische Energie ausgeführte Festziehbewegung zu ihrem letzten Festspannschritt gelangt, wird die Drehung des Schraubenzieherschaftes plötzlich verringert, weil der Schraube ein großer Widerstand entgegengesetzt wird,und schließlich kommt die Antriebsbewegung zu einem Stillstand.

Dann wird der Werkzeuggriff 10 absichtlich von Hand im Uhrzeigersinn gedreht, so daß die von Hand ausgeübte Antriebskraft von dem länglichen Abschnitt 32 der mit einem Flansch versehenen Kappe 14 über die Schraubenfeder 36 auf den Ring 34 übertragen wird, um den Schraubenzieherschaft 22 in Drehbewegung zu versetzen. In diesem Fall fällt die Drehrichtung des länglichen Abschnittes 32 mit der Spiralriohtung der darauf gelagerten Schraubenfeder 36 zusammen und durch Drehen des länglichen Abschnittes 32 wird demnach die Schraubenfeder 36 festgespannt, um die Drehbewegung naoh Art einer Sohraubenfeder-Reibungskupplung auf den Ring 34 zu

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übertragen«

Auf diese Weise wird die letzte Festspannbewegung zwangsweise von Hand ausgeführt, während das Ausmaß, in welchem die Schraube festgespannt ist, wie in Mg. 3 dargestellt, durch die Finger erfühlt wird« In diesem Zusammenhang ist ersichtlich, daß der erfindungsgemäße elektrisch betätigbare Schraubenzieher auch ohne irgend eine elektrische Energieversorgung betätigbar ist.

Wie am besten aus den Fig. 4 und 5 ersichtlich ist, ist ein Auslösemechanismus vorgesehen, um ein übermäßiges Festspannen der Schraube durch Handbetrieb zu verhindern.

Nach dieser Ausführungsform ist der Ring 34 frei auf der Zwischenwelle 20 angeordnet ₉ seine untere Stirn-« fläche ist jedoch mit einer Rippe 40 versehen, die geeignet ist, in eine Anzahl von Ausnehmungen 44 einzugreifen, die in einem Nookenring 42 ausgebildet sind, der einen Schlitz- 46 besitzt, in den ein Schlüssel oder Stift 48 durch die Zwischenwelle 20 einsetzbar ist'püm den Nockenring 42 am unteren Ende der Zwischenwelle festzuhalten, wie es aus den Fig. 4» 5 und 6 ersichtlich ist.

Unterhalb des Nockenringes 42 ist eine Feder 50 angeordnet, die den Nockenring 42 federnd abstützen soll. Diese Feder 50 wird von einer Mutter 52 getragen, die in vertikaler Richtung längs des Gewindeendes der Zwischenwelle 20 einstellbar ist, um entsprechend den jeweiligen Anforderungen eine zulässige Grenze für die Feßtspannung der Schraube festzulegen«. D,h, die Wirkung der Hippe 40 in Verbindung mit der Ausnehmung 44 wird dureh ein Anheben der Mutter 52 zur Erhöhung des Druckes der Feder 50 erhöht, wodurch die zulässige Grenze für das Festziehen der Schraube angehoben wird»

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Befindet sieb, im Gegensatz hierzu die Einstellmutter 52 in einer niedrigeren Lage, wird die Feder 50 entspannt und besitzt eine ausreichend· Federungseigenschaft» Wenn nun die von Hand ausgeübte Kraft über das zulässige Maß hinausgeht, wird der Nockenring 42 schon bei einer relativ niedrigen Spannung der Schraube nach unten gedrückt, so daß der Werkzeuggriff 10 mit dem Ring 34 einen Leerlauf ausführt· Auf diese Weise kann das letzte Festziehen einer Schraube aus relativ weichem Material, wie z.B. einem synthetischen Harz, gegenüber einer Grundplatte aus dem gleichen weichen Material erreicht | werden, ohne daß die Schraube oder die Grundplatte beschädigt werdeno Um ein schnelles Auslösen bei einem übermäßigen Festziehen der Schraube zu erreichen, kann der Ring 34 an seiner Unterseite mit einer Mehrzahl von Stahlkugeln 54 anstelle der Rippe 40 versehen sein, wie es am besten aus Fig. 7 ersichtlich ist.

Bei beiden vorstehend beschriebenen Ausführungsformen kann die elektrische Antriebskraft erhöht werden, wenn ein geeignetes Untersetzungsgetriebe, wie z„B. ein Planeten-Untersetzungsgetriebe zwischen der Antriebswelle und dem Schraubenzieherschaft angeordnet wird.

' Die in den Fig» 8 und 10 dargestellte Vorrichtung zum Festhalten der Schrauben umfaßt ein Ende 56 des Schraubenziehers ohaft es mit einem diametralen Schlitz 58 und einer zentralen Bohrung 60 mit größerem Durchmesser und größerer Tiefe ale der Breite und' Tief· des diametralen Sohlitzes 58, wobei ein geeigneter Schraubenziehereinsatz 62 aus festem Material und mit geeigneter Größe und Dicke, um in den diametralen Schlitz 58 zu passen, und ein elastisches Element 64 zum Festhalten der Schraube in die zentrale Bohrung 60 eingesetzt sind, und zwar mit der Bedingung, daß zwischen dem Sohraubenzieherelnsatz 62 und dem Element 64 zum Festhalten der

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Schraube ein begrenztes Spiel besteht, so daß die Schraube durch Federwirkung festgehalten werden kamu

Der Schraubenziehereinsatz 62 ist an seiner Schneide mit einem zentralen Vorsprung 66 versehen, der das Einsetzen des Schraubenziehereinsatzes 62 in den Schlitz der Schraube erleichtert, und das Ende des Elementes 64 zum Festhalten der Schraube erstreckt sich derart, daß? es mit dem äußeren Ende des Vorsprunges 66 zusammenfällt.,

Die Mittel zum Festhalten der Schraube nach der vorstehenden Konstruktion sind am besten geeignet zum Drehen eiieSchraube 68 mit einem Schlitz 70 und einer zentralen Bohrung 72 mit größerem Durchmesser und größerer iief e als der Breite und liefe des Schlitzes 70, wie am besten aus Fig· 9 ersichtlich ist.

Wie aus den Pig« 10 und 11 entnommen werden kann, gelangt das Element 64 zum Festhalten der Schraube in festen Kontakt mit der Wandung der zentralen Bohrung 72 der Schraube, wenn die Schraubenzieherschneide in den Schraubenschlitz eingeführt wird, während die gegenüberliegende Seite des Schraubenziehereinsatzes 62 gegen die Seitenwandung des Schraubensohlitzes 70 gedrückt wird, wodurch das Festhalten der Schraube während des nachfolgenden Eindrehvorganges ohne Mühe beim Aufsetzen der Schraube auf die Gewindebohrung sichergestellt ist« Auf diese Weise wird das Eindrehen der Schraube und insbesondere die erste* Befestigung bemerkenswert erleichtert*

Es ist daraus ersichtlich, daß der erfindungsgemäße elektrisch betätigbare Schraubenzieher beim Bindrehen von Maschinenschrauben wirksam benutzt werden kann, wobei der kompakte Elektromotor als Energiequelle

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ausreichend ist_f weil das letzte Pestspannen von Hand ausgeführt wird.

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Claims

Patentansprüche:

JΙο/Elektrisch betätigbarer Schraubenzieher mit. einem Werkzeuggriff, in dem ein Elektromotor angeordnet ist, sowie mit einem Schraubenzieherschaft und einer dazwischen angeordneten Kupplung zur Übertragung der Antriebskraft vom Werkzeuggriff auf den Schraubenzieherschaft, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsenergie des Elektromotors (16) direkt und die von Hand ausgeübte Antriebskraft vom Werkzeuggriff (10) über eine Kupplung (36) auf den Schraubenzieherschaft (-2.2-) übertragbar ist. ■

2« Schraubenzieher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung aus einer Schraubenfeder-Reibschlußkupplung (36) besteht.

3ο Schraubenzieher nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (36) mit einem auf dem Schraubenziehers chaft (22_t) angeordneten Lösemechanismus (34» 42, 50) versehen ist, der den Werkzeuggriff (10) freigibt, wenn beim Festziehen der . Schraube eine zulässige Grenze überschritten wird, innerhalb der die elektrische Antriebskraft vom Elektromotor (16) auf den Schraubenzieherschaft (22) direkt übertragen v/ird, während die von Hand ausgeübte Kraft vom Werkzeuggriff über die Kupplung und den Auslösemechanismus auf den Schraubenzieherschaft übertragbar ist.

4. Schraubenzieher nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Auslösemechanismus einen Kupplungsring (34) umfaßt, der an seinem unteren Ende mit Rippen (40) oder Kugeln (54) versehen ist und lose .

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auf dem Schraubenzieherschaft (22) gelagert ist, daß ein Nockenring (42) an seinem oberen Ende mit einer Anzahl von Ausnehmungen (44) versehen ist und auf dem Schraubenzieherschaft (22) mit dem Kupplungsring in Eingriff stehend befestigt ist, und daß den Schraubenzieherschaft umgebend eine Feder (50) angeordnet ist, um den Nockenring zu schützen,, und daß eine Mutter (52) in vertikaler Richtung einstellbar auf dem Gewindeende des Schraubenzieherschaftes angeordnet ist, um die Feder abzustützen.

5t Schraubenzieher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schraubenzieherschaft (22) an seinem der Schraube zugewandten Ende mit einem Zentriervorsprung (66) und einem elastischen Schraubenhalter (64) versehen ist.

6. Schraubenzieher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ihm eine Schraube zugeordnet ist, die einen Schlitz (70) mit einer zentralen Bohrung (72) aufweist, deren Durchmesser und deren Tiefe größer ist als die Breite und Tiefe des Schlitzes.

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