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Die vorliegende Erfindung betrifft einen handbetätigbaren Schraubendreher.
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Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, schwergängige Schrauben zu lösen, indem unhandliche Ratschen bzw. Knarren, Akkuschrauber mit einem hohen Gewicht, Hämmer und/oder chemisch wirkende Lösungsmittel verwendet werden.
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Nachteilig an dem Lösen schwergängiger Schrauben unter Zuhilfenahme der vorgenannten Mittel ist, dass eine schnelle und zugleich kompakte Erzielung des gewünschten Ergebnisses nicht erreicht werden kann. Entweder kann eine angewandte Kraft nicht in dosierter Form auf die Schraube übertragen werden oder es ist eine zusätzliche Zeit, beispielsweise in Form einer Einwirkzeit, notwendig.
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Bei üblicherweise schnell zu erledigenden Arbeiten resultieren daraus oft unnötige Erschwernisse in Form von Zeitverlust und/oder unzureichender Bewegungsfreiheit am Ort der Bearbeitung. Werkzeuge, welche sämtliche der vorgenannten Probleme lösen, sind aus dem Stand der Technik bisher nicht bekannt.
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Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Werkzeug bereitzustellen, mit welchem insbesondere schwergängige Schrauben auf einfache Art und Weise gelöst werden können, ohne dass dabei ein zusätzlicher Kraftaufwand für den Verwender des Werkzeugs notwendig wird.
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Zur technischen Lösung wird mit der vorliegenden Erfindung ein handbetätigbarer Schraubendreher, umfassend eine Eingangswelle, eine Ausgangswelle aufweisend ein Werkzeug oder eine Werkzeugaufnahme, und einen Drehmomentwandler, welcher zur Wandlung eines an der Eingangswelle wirkenden ersten Drehmoments in ein zweites an der Ausgangswelle wirkendes Drehmoment ausgebildet ist, vorgeschlagen.
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Ein derartiger Schraubendreher hat den Vorteil, dass sich aufgrund des integrierten Drehmomentwandlers sowohl leichtgängige als auch schwergängige Schrauben mit einem im Wesentlichen gleichen Kraftaufwand beim Verwender bewältigen lassen.
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Vorzugsweise ist der Handgriff des Schraubendrehers drehfest mit der Eingangswelle verbunden ist. Auf diese Weise kann unmittelbar eine Kraft vom Verwender auf die Eingangswelle übertragen werden, ohne dass eine zusätzliche Umlenkung über weitere Wellen erfolgt.
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Vorteilhafterweise ist der Drehmomentwandler als Getriebe ausgebildet, beispielsweise als Stirnradgetriebe. Ein Stirnradgetriebe hat den Vorteil, dass dieses eine zuverlässige Funktion bei vergleichsweise einfacher Bauart ermöglicht. Alternativ kann die Verwendung eines Planetengetriebes, eines Zykloidgetriebes oder eines ähnlichen Getriebes vorgesehen sein.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Getriebe in wenigstens zwei Getriebestufen schaltbar. Eine erste Getriebestufe kann beispielsweise zu einer gleichförmigen Übersetzung korrespondieren, wogegen eine zweite Getriebestufe zu einem davon abweichenden Übersetzungsverhältnis, beispielsweise im Verhältnis 3:1, korrespondiert. Bei umgekehrter Wahl des Übersetzungsverhältnisses von 1:3 kann statt einer Verstärkung des Drehmoments eine Verringerung desselben erreicht werden, wodurch ein schnelleres Schrauben ermöglicht wird.
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Bevorzugter Weise ist jedoch in einer ersten Getriebestufe das zweite Drehmoment größer als das erste Drehmoment und in einer zweiten Getriebestufe das zweite Drehmoment gleich dem ersten Drehmoment. Die erste Getriebestufe entspricht somit einer Verstärkung des Drehmoments. Erfindungsgemäß kann zusätzlich eine dritte Getriebestufe vorgesehen sein, welche einer Verringerung des Drehmoments entspricht.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Getriebe eine Hauptwelle mit wenigstens drei drehfest daran befestigten Zahnrädern auf, von denen wenigstens ein Zahnrad in Eingriff mit einem ersten drehfest an der Eingangswelle befestigten Zahnrad und von denen wenigstens ein Zahnrad in Eingriff mit einem zweiten drehfest an der Ausgangswelle befestigten Zahnrad steht bzw. verbringbar ist. Dabei können zwei der wenigstens drei drehfest an der Hauptwelle befestigten Zahnräder entweder im Bereich des Zahnrads der Ausgangswelle oder im Bereich des Zahnrads der Eingangswelle angeordnet sein.
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Vorteilhafterweise weisen wenigstens zwei der wenigstens drei drehfest an der Hauptwelle befestigten Zahnräder eine voneinander verschiedene Größe auf. Durch das Vorsehen verschiedener Größen können vorteilhafterweise verschiedene Übersetzungsverhältnisse für das Getriebe erzielt werden.
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Vorzugsweise umfasst der Schraubendreher einen Getriebestufenschalter, welcher einen Wechsel des Eingriffs eines der wenigstens drei drehfest an der Hauptwelle befestigten Zahnräder mit dem ersten Zahnrad oder mit dem zweiten Zahnrad bewirkt. Auf diese Weise lässt sich der Schraubendreher von einem Verwender auf einfache Art und Weise bedienen.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst der Schraubendreher ferner ein Umkehrgetriebe, welches bei Betätigung einer Feststellvorrichtung dazu eingerichtet ist, ein in Drehrichtung wirkendes erstes Drehmoment als auch ein entgegen der Drehrichtung wirkendes erstes Drehmoment in ein in Drehrichtung wirkendes zweites Drehmoment umzusetzen. Dies hat den Vorteil, dass jede Handbewegung des Verwenders auf die Schraube übertragen wird, wodurch die Arbeitsgeschwindigkeit erhöht und unnötige Handbewegungen vermieden werden. Die auf diese Weise erreichte Arbeitsgeschwindigkeit kommt nahezu der eines Akkuschraubers gleich.
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Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass bei Nichtbetätigung der Feststellvorrichtung lediglich das in Drehrichtung wirkende erste Drehmoment in ein in Drehrichtung wirkendes zweites Drehmoment umgesetzt wird bzw. umsetzbar ist. So kann eine Funktion gemäß der einer Ratsche bzw. Knarre erzielt werden, ohne dass jedoch eine viel Platz benötigende Schwenkbewegung sowie ein bei der Verwendung von Ratschen bzw. Knarren erforderliches Umgreifen vonnöten sind.
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Gemäß einer weiteren, besonders bevorzugten Ausgestaltung des Schraubendrehers weist dessen Handgriff an jedem seiner Enden einen im Wesentlichen gleich großen Umfang auf, insbesondere im Bereich von 9 cm bis 17 cm, vorzugsweise im Bereich von 11 cm bis 15 cm, wobei zwischen dem unteren Drittel und dem unteren Viertel des Handgriffs ein Umfang im Bereich von 4 cm bis 9 cm, vorzugsweise im Bereich von 5 cm bis 8 cm vorgesehen ist. Mittels dieser Geometrie kann erreicht werden, dass aufgrund einer kompletten Bedeckung der Handfläche eines Verwenders mit dem Handgriff eine gleichmäßige Kraftverteilung ermöglicht wird. Ferner wird aufgrund des zweiten, einen großen Umfang aufweisenden Bereichs am unteren Ende des Handgriffs verhindert, dass sich ein Verwender bei Abrutschen vom Handgriff Verletzungen zuzieht.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der in den Figuren der Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
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Dabei zeigen:
- 1 in einer Draufsicht einen erfindungsgemäßen Schraubendreher mit einem als Stirnradgetriebe ausgebildeten Drehmomentwandler gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
- 2a und 2b in einer Draufsicht einen als Planetengetriebe ausgebildeten Drehmomentwandler gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
- 3 in einer Draufsicht ein Ausführungsbeispiel eines Umkehrgetriebes; und
- 4 in einer perspektivischen Ansicht ein Ausführungsbeispiel eines Handgriffs für einen erfindungsgemäßen Schraubendreher.
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1 zeigt in einer Draufsicht einen erfindungsgemäßen Schraubendreher 1 mit einem als Stirnradgetriebe ausgebildeten Drehmomentwandler 5 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Der Schraubendreher 1 weist eine Eingangswelle 2 und eine Ausgangswelle 3 auf, wobei die Ausgangswelle 3 an ihrem Ende entweder eine Werkzeughalterung oder ein Werkzeug 4 aufweist. Ferner umfasst der handbetätigbare Schraubendreher 1, welcher bei Verwendung komplett ohne elektrische Energie auskommt, einen Drehmomentwandler 5, der zur Wandlung eines an der Eingangswelle 2 wirkenden ersten Drehmoments in ein zweites an der Ausgangswelle 3 wirkendes Drehmoment ausgebildet ist.
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Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Drehmomentwandler 5 des Schraubendrehers 1 ein Getriebe, welches in wenigstens zwei Getriebestufen schaltbar ist. Dabei ist in einer ersten Getriebestufe das zweite Drehmoment größer als das erste Drehmoment (beispielsweise im Verhältnis 3:1), woraus eine Verstärkung des an der Eingangswelle 2 wirkenden Drehmoments resultiert. In einer zweiten Getriebestufe hingegen ist das zweite Drehmoment gleich dem ersten Drehmoment (1:1-Übersetzung). Zusätzlich können eine oder mehrere weitere Getriebestufen vorgesehen sein, beispielsweise im Verhältnis 2:1 oder 4:1. In entsprechender Weise kann erfindungsgemäß auch eine Verringerung des an der Eingangswelle 2 wirkenden Drehmoments vorgesehen sein, beispielsweise durch Wahl eines Übersetzungsverhältnisses von 1:2, 1:3 oder dergleichen. Ferner ist in 1 erkennbar, dass der Handgriff 6 des Schraubendrehers 1 drehfest mit der Eingangswelle 2 verbunden ist. Durch Drehen des Handgriffs 6 wird demnach ein auf die Eingangswelle 2 wirkendes Drehmoment erzeugt.
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Vorliegend umfasst das Getriebe des Schraubendrehers 1 eine Hauptwelle 7 mit drei drehfest daran befestigten Zahnrädern 8a bis 8c. Von diesen drei Zahnrädern ist wenigstens ein Zahnrad in Eingriff mit einem ersten drehfest an der Eingangswelle 2 befestigten Zahnrad 9 verbringbar. Im Hinblick auf die Ausgangswelle 3 ist ebenfalls wenigstens ein Zahnrad in Eingriff mit einem zweiten drehfest an der Ausgangswelle 3 befestigten Zahnrad 10 verbringbar. Vorliegend weisen wenigstens zwei der an der Hauptwelle 7 befestigten Zahnräder 8a bis 8c eine voneinander verschiedene Größe auf.
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Der Schraubendreher 1 kann ferner einen Getriebestufenschalter umfassen (in 1 nicht dargestellt), welcher einen Wechsel des Eingriffs eines der wenigstens drei drehfest an der Hauptwelle 7 befestigten Zahnrädern 8a bis 8c mit dem ersten Zahnrad 9 oder mit dem zweiten Zahnrad 10, vorliegend mit dem ersten Zahnrad 9, bewirkt.
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2a zeigt in einer Draufsicht gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel erste Bestandteile eines als Planetengetriebes ausgebildeten Drehmomentwandlers 5, welche einer Verlangsamung der Ausgangswelle gegenüber der Eingangswelle und einer gleichzeitigen Erhöhung des Drehmoments dienen.
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Die Planetenräder 11a, 11b und 11c sind dafür vorgesehen, eine Bewegung vom Gehäuse, welches durch ein Hohlrad (in 2a nicht dargestellt) repräsentiert wird, auf ein Sonnenrad 11e zu übertragen. Die Bewegung des Gehäuses korrespondiert zu einem Drehen eines Hohlrades. Somit dient das Sonnenrad 11e dazu, die Planetenräder 11a-11c zwecks Kraftübertragung mit einer Hauptwelle (nicht dargestellt) zu verbinden. Durch den im Vergleich zu den Planetenrädern gewählten größeren Durchmesser des Sonnenrads 11e wird ein erhöhtes Drehmoment erzeugt. Das Sonnenrad 11e weist ferner eine Öffnung auf, durch welches eine Verschiebung von Zwischenträgern ermöglicht wird.
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Ferner ist in 2a ein Zwischenträger 11d dargestellt, welcher die Planetenräder 11a, 11b und 11c in ihrer gewünschten Position hält. Der Zwischenträger 11 ist starr, so dass sich die Planetenräder 11a, 11b und 11c drehen, wodurch eine Drehbewegung auf das Sonnenrad 11e übertragen wird. Ohne einen derartigen Zwischenträger 11d kann eine Kraft nicht auf die mit dem Sonnenrad 11e verbundene Hauptwelle übertragen werden. Durch den Zwischenträger 11d werden demnach die Planetenräder 11a, 11b und 11c als auch das Sonnenrad 11 e in ihrer jeweiligen Position gehalten.
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Zudem weist der Zwischenträger 11d eine der Öffnung des Sonnenrads 11e entsprechende Öffnung auf. Ein solche Öffnung ermöglicht die Durchführung eines (nicht dargestellten) Schafts einer Hauptwelle, mittels welchem ein Eingreifen in das Sonnenrad 11e vorgenommen wird, wodurch eine Kraftübertragung auf die Hauptwelle erfolgt.
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2b zeigt in einer Draufsicht gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel zweite Bestandteile eines als Planetengetriebes ausgebildeten Drehmomentwandlers 5, welche einer Beschleunigung der Ausgangswelle gegenüber der Eingangswelle und einer gleichzeitigen Verringerung des Drehmoments dienen.
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Vorliegend besteht ein Unterschied darin, dass der gemäß 2b dargestellte Getriebebestandteil in eine anderen Übersetzungsverhältnis zwischen einem als Eingangswelle fungierenden Hohlrad 12f und einem (nicht dargestellten) Schaft, welcher mit dem Sonnenrad 12e verbunden und zur Verbindung mit einer Ausgangswelle vorgesehen ist.
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Anhand von 2b ist erkennbar, dass das Sonnenrad 12d kleiner ist als das Sonnenrad 11d des in Bezug auf 2a beschriebene Getriebebestandteils. Ferner sind die Planetenräder 12a, 12b und 12c größer als das Sonnenrad 12d, woraus resultiert, dass eine am Hohlrad 12f anliegende Drehgeschwindigkeit am Sonnenrad 12d verringert wird. Somit wird durch den Getriebebestandteil gemäß 2b das Drehmoment verringert, jedoch die Drehgeschwindigkeit erhöht.
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3 zeigt in einer Draufsicht ein Ausführungsbeispiel für ein Umkehrgetriebe 13 eines erfindungsgemäßen Schraubendrehers 1. Das Umkehrgetriebe 13 ist zwischen einer Eingangswelle 2 und einer Ausgangswelle 3 angeordnet. Da der Schraubendreher 1 das Umkehrgetriebe 13 zusätzlich zu einem Drehmomentwandler 5 aufweisen kann, kann der Drehmomentwandler 5 entweder an der Eingangswelle 2 oder alternativ an der Ausgangswelle 3 angeordnet sein.
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Vorliegend überträgt das an der Eingangswelle 2 angeordnete Zahnrad 14b die an selbiger anliegende Kraft, welche beispielsweise aus einem Drehen des Handgriffs 2 des Schraubendreher 1 resultiert. Das Zahnrad 14a produziert, mittels der Zwischenräder 15a und 15b einen Gegenlauf zum Zahnrad 14a, wodurch ein Umkehreffekt generiert wird. Die beiden Zwischenräder sind vorliegend an einer als Abstandhalter fungierenden Feststellvorrichtung 16 angeordnet. Lediglich bei einem Festhalten der Feststellvorrichtung 16 drehen sich, angetrieben durch das Zahnrad 14b, die beiden Zwischenräder 15a und 15b, wodurch die Umkehrbewegung erzeugt wird.
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Bei Loslassen der als Abstandshalter fungierenden Feststellvorrichtung 16 arbeitet das Getriebe hingegen wie ein Getriebe einer Ratsche bzw. Knarre.
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Dies wird dadurch erreicht, dass die Verschiebehülse 17 darin integrierte Metallstifte aufweist, mittels welchen das jeweilige Zahnrad blockiert werden kann. Am Handgriff des Schraubendrehes kann dazu beispielsweise ein Schalter (nicht dargestellt) vorgesehen sein, durch welchen die Verschiebehülse 17 zwecks Blockierung eines der Zahnräder nach vorne bzw. nach hinten geschoben werden kann.
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4 zeigt in einer perspektivischen Ansicht ein Ausführungsbeispiel eines Handgriffs 6 für einen erfindungsgemäßen Schraubendreher 1. Der Handgriff 6 weist an jedem seiner Enden 18a und 18b einen im Wesentlichen gleich großen Umfang auf. Dieser Umfang liegt jeweils im Bereich von 11 cm bis 15 cm.
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Ferner ist zwischen dem unteren Drittel und dem unteren Viertel des Handgriffs 6 ein verringerter Umfang 19 vorgesehen. Dieser liegt vorzugsweise im Bereich von 5 cm bis 8 cm. Aufgrund des zweiten, ebenfalls einen vergleichsweise großen Umfang aufweisenden Bereichs am unteren Ende 18b des Handgriffs 6 wird verhindert, dass sich ein Verwender bei Abrutschen vom Handgriff 6 Verletzungen zuzieht.
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Die in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele und die im Zusammenhang mit diesen erläuterten Ausführungsbeispiele dienen lediglich einer Erläuterung der Erfindung und sind für die nicht beschränkend.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schraubendreher
- 2
- Eingangswelle
- 3
- Ausgangswelle
- 4
- Werkzeug oder Werkzeugaufnahme
- 5
- Drehmomentwandler
- 6
- Handgriff
- 7
- Hauptwelle
- 8a, 8b 8c
- Zahnräder Hauptwelle
- 9
- Zahnrad Eingangswelle
- 10
- Zahnrad Ausgangswelle
- 11a, 11b 11c
- Planetenräder
- 11d
- Zwischenträger
- 11e
- Sonnenrad
- 12a, 12b, 12c
- Planetenräder
- 12d
- Zwischenträger
- 12e
- Sonnenrad
- 12f
- Hohlrad
- 13
- Umkehrgetriebe
- 14a, 14b
- Zahnrad
- 15a, 15b
- Zwischenrad
- 16
- Feststellvorrichtung bzw. Abstandhalter
- 17
- Verschiebehülse
- 18a
- Ende des Handgriffs in Richtung Werkzeug/Werkzeugaufnahme
- 18b
- Ende des Handgriffs
