DE2427713A1

DE2427713A1 - Kupplung, insbesondere fuer motorgetriebene, tragbare werkzeugmaschinen

Info

Publication number: DE2427713A1
Application number: DE19742427713
Authority: DE
Inventors: William David Abell; William Frank Sindelar
Original assignee: Black and Decker Manufacturing Co
Current assignee: Black and Decker Corp
Priority date: 1973-06-11
Filing date: 1974-06-08
Publication date: 1975-01-02
Also published as: NL7400682A; US3834252A; FR2232407B3; FR2232407A1; GB1431419A; JPS5032598A; CA970602A; IT1007975B; CH583088A5

Description

Kupplung, insbesondere für motorgetriebene, tragbare Werkzeugmaschinen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kupplung, insbesondere für motorgetriebene, tragbare Werkzeugmaschinen, beispielsweise motorgetriebene Schraubenzieher, wobei die Kupplung eine Einstelleinrichtung zur Begrenzung des zu übertragenden

Drehmomentes bzw. der Torsionskraft aufweist.

Bisher verwendete Kupplungen für mittels Preßluft oder elektrisch angetriebene, tragbare Werkzeugmaschinen, etwa Schraubenzieher, waren von einer von zwei Bauarten,' nämlich Eingriffskupplungen oder einstellbare Kupplungen.

Die Eingriffskupplung wies zwei Sätze von Kupplungsζahnen auf, die durch Federkraft auseinandergedrückt wurden, so daß der Benutzer eine die Federkraft überwindende Kraft aufbringen und die Zähne in Eingriff halten mußte. Die Zähne waren abgeschrägt, so daß die Kupplung außer Eingriff kam, wenn die axiale Komponente der Schraub-Torsionskraft den vom Benutzer

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aufgebrachten Druck überstieg. Im allgemeinen waren derartige Kupplungen nicht durch den Benutzer einstellbar, und der Hersteller lieferte eine Gruppe von Werkzeugen, von denen jedes für einen vorbestimmten Drehmomenten- bzw. Torsionskraftbereich besonders eingerichtet war. Zudem war die Torsionskraftsteuerung infolge der möglichen Schwankungen in der vom Benutzer aufgebrachten Kraft nicht genau.

Einstellbare Kupplungen wiesen im allgemeinen eine Ratscheneinrichtung auf, die von einer einstellbaren Feder in Eingriff gebracht wurde. Wenn die auf die Schraube ausgeübte Torsionskraft die Federkraft überschritt, begann die Ratscheneinrichtung zu rutschen. Mit derartigen Kupplungen ausgerüstete Maschinen erforderten jedoch zusätzliche Länge, zusätzliches Gewicht und zusätzliche Herstellungskosten, da für den Leerlauf zusätzlich eine Eingriffskupplung benötigt wurde.

Beide Arten von Kupplungen waren in ihrer Brauchbarkeit unter bestimmten Gesichtspunkten beschränkt. So muß, wie vorstehend bereits erwähnt, die Eingriffskupplung beispielsweise für einen bestimmten Bereich von Schraubengrößen entworfen werden, und da die Torsionskraftsteuerung im wesentlichen durch die vom Benutzer aufgebrachte Kraft erreicht wird, ist es sehr schwierig, gleichförmig und genau eingeschraubte Schrauben

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zu erhalten, wenn für eine schnelle Fertigung, etwa an einem Förderband eine hohe Drehzahl erwünscht ist. Andererseits sind einstellbare Kupplungen komplizierter und größer, als dies an sich erwünscht ist. Außerdem kann bei Änderung des Materials, in das die Schraube eingeschraubt wird, etwa einem Ast im Holz, mittels der einstellbaren Kupplung kein übersteuern durch die vom Benutzer aufgebrachte Kraft erfolgen. Die Kupplung muß entweder auf einen neuen Wert eingestellt werden, oder es muß ein Handschraubenzieher benutzt werden. Beides ist im Zuge einer Fließbandarbeit höchst unerwünscht.

Es ist demgegenüber Aufgabe der Erfindung, diese Schwierigkeiten zu beseitigen, und eine universell einstellbare Kupplung zu schaffen, mit der sich eine Torsionskraft bzw. ein Drehmoment sehr genau aufbringen läßt, so daß beispielsweise ein Schraubenzieher für unterschiedlichste Schraubengrößen und unterschiedlichste Verbindungsarten benutzt werden kann.

In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Kupplung in einen tragbaren, motorgetriebenen Schraubenzieher eingebaut, der ein Gehäuse, einen Motor und ein Getriebe innerhalb des Gehäuses, eine drehbare, über das Getriebe mit dem Motor gekoppelte Ausgangswelle und eine vom Gehäuse getragene drehbare Werkzeughalterung enthält. Die Kupplung, die die

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Werkzeughalterung mit der Ausgangswelle koppelt, um eine Torsionskraft zu übertragen, wenn der Benutzer eine Kraft auf die Kupplung ausübt, enthält sich axial gegenüberliegende Elemente mit Zähnen, welche durch Federdruck voneinander getrennt sind. Wenn die Bedienungsperson über die Maschine eine Kraft bzw. einen Druck auf ein Werkstück ausübt, wird die Federkraft überwunden und die Kupplungselemente werden in Eingriff gebracht. Ein Kupplungselement ist mit der sich drehenden Welle gekoppelt, während das andere Kupplungselement mit der drehbaren Werkzeughalterung gekoppelt ist, so daß die Torsionskraft von der Welle auf die Werkzeughalterung und damit auf ein Ausgangswerkzeug, etwa einen Bohreinsatz, einen Schlüsselkopf o.a. übertragen wird.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist eine Einstelleinrichtung vorgesehen, um die maximal zulässige Eingriffstiefe der Kupplungselemente zu steuern, wodurch die maximal über die Kupplung zu übertragende Torsionskraft gesteuert wird.

Vorzugsweise weisen die Kupplungselemente sich axial erstreckende Zähne auf, deren Eingriffswinkel sich mit der axialen Tiefe des Eingriffes ändert, so daß man eine genauere Steuerung der abzugebenden Torsionskraft erhält.

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Die Erfindung wird im folgenden anhand der ein Ausführungsbeispiel zeigenden Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Ansicht einer angetriebenen, tragbaren

Werkzeugmaschine mit einer Kupplung gemäß der Erfindung.

Fig. 2, 3 und 4 zeigen senkrechte Schnitte durch den vorderen Bereich der. Werkzeugmaschine gemäß Fig. 1, wobei die erfindungsgemäße Kupplung in verschiedenen Betriebsstellungen dargestellt ist.

Fig. 5 zeigt in perspektivischer Darstellung eines der Kupplungselemente aus Fig. 2.

Fig; 6, 7, 8 und 9 zeigen vergrößerte Ansichten der Kupplungszähne in verschiedenen Betriebsstellungen.

Bei der in Fig. 1 dargestellten tragbaren, motorgetriebenen Werkzeugmaschine handelt es sich um einen elektrischen Schraubenzieher 10 mit einem pistolenförmigen Griff 11, einem Betätigungsschalter 12 und einem Motorgehäuse 13. Die elektrische Energie wird einem Motor (nicht gezeigt) innerhalb des Gehäuses 13 über eine Leitung 14 zugeführt, wobei diese Zufuhr mittels des Schalters 12 steuerbar ist. Die Torsionskraft des Motors wird über ein Getriebe, das sich im Getriebegehäuse 15 befindet, einer Ausgangseinrichtung 16 zugeleitet. Man

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erkennt, daß die Bezugnahme auf einen elektrischen Schraubenzieher lediglich zur Beschreibung und Verdeutlichung der Erfindung dient, und daß die Erfindung für praktisch alle Werkzeugmaschinen "anwendbar ist, bei denen eine Kupplung mit veränderbarer Torsionskraftübertragung erwünscht ist.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch die Ausgangseinrichtung 16. Wie dargestellt, umschließt der vordere Teil des Getriebegehäuses 15 ein Stirnrad 17, das mittels Keilen 19 auf der Welle 18 befestigt ist _h so daß die vom Antriebsmotor erzeugte Torsionskraft auf die Welle übertragen wird. Ein entsprechender Sprengring 20 hält das Zahnrad 17 auf der Welle. Die Welle 18 ist in einem nicht dargestellten hinteren Lager im Getriebegehäuse 15 und in einem vorderen Lager 21 gehaltert, das in dem sich nach vorn erstreckenden Teil 22 des Getriebegehäuses 15 befestigt ist. Das Lager wird mittels eines Sprengringes 23 gehalten. Die Welle 18 weist eine sich von ihrem vorderen Ende nach hinten erstreckende Bohrung 24 auf. Eine Ausgangswelle 25 ist mittels einer Verlängerung 26 verschiebbar in der Bohrung 24 befestigt. Die Ausgangswelle 25 wird mittels einer Feder 27 nach vorn, d.h. in den Figuren 1 und 2 nach links gedrückt.

Vor dem Lager 21 befindliche Keile 28 auf der Welle 18 nehmen ein Kupplungselement 30 auf. Das Kupplungselement hat eine

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nach hinten gerichtete Fläche 31, die am inneren Laufring des Lagers 21 anliegt, sowie einen nach vorn gerichteten Satz Zähne 32. Das Kupplungselement 30 wird von einem Sprengring 33 auf der Welle 18 gehalten. Die Kupplungszähne 32 sind so angeordnet und dimensioniert, daß sie in Eingriff mit entsprechenden Zähnen 34 eines zugeordneten Kupplungselementes 35 kommen können, das starr auf der Ausgangswelle 25 befestigt ist.

Die Ausgangswelle und das vordere Kupplungselement 35 werden von einer Gehäusebuchse 36 gehalten, die mit dem vorderen Bereich 22 des Getriebegehäuses 15 verschraubt ist. Eine schräge Fläche 37 an der Innenseite der Gehäusebuchse ist an eine entsprechende Fläche 38 des Kupplungselementes 35 angepaßt, so daß die Gehäusebuchse die Vorwärtsbewegung des Kupplungselementes und der Ausgangswelle infolge des Druckes der Feder 27 begrenzt. Die Gehäusebuchse hat einen sich nach vorn erstreckenden zylindrischen Teil 39, und ein Gleitlager 40 dient zur Halterung des vorderen Teils der Ausgangwelle Wie am deutlichsten in Fig. 3 zu erkennen ist, endet das vordere Ende der Ausgangswelle 25 in einem Futter 41, das beispielsweise einen geeigneten Schraubenziehereinsatz 42 aufnimmt, wobei der Einsatz mittels einer Kugel 43 und einer unter Federdruck stehenden Buchse 44 im Futter gehalten wird. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel steht der Schrauben-

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ziehereinsatz 42 in Eingriff mit einer Schraube 45, die in ein Werkstück 46 eingeschraubt werden soll. In der Darstellung gemäß Fig. 3 befindet sich die Maschine in einem Antriebszustand, und die vom Benutzer auf das hintere Ende der Maschine aufgebrachte Kraft hat die Kraft der Feder 27 überwunden und die Welle 25 bezüglich dem Gehäuse bewegt, so daß die Kupplungszähne 32 und 34 in Antriebseingriff stehen. In diesem Fall wurde angenommen, daß die Kupplung so eingestellt ist, daß die Kupplungszähne 32 und 34 vollständig in Eingriff stehen und die Kupplung die maximal mögliche Torsionskraft überträgt. Die Einstellmöglichkeit wird später erläutert. Wenn die Schraube eingeschraubt ist und die gewünschte maximale Torsionskraft auf das Werkzeug ausgeübt wird, rutschen die Kupplungszähne, d.h. bewegen sich relativ zueinander, so daß eine Abtrennung des Motors von der Ausgangswelle erfolgt.

Die vorstehende Beschreibung zeigt, daß die erfindungsgemäße Kupplung eine gewisse Ähnlichkeit mit den bereits bekannten Eingriffskupplungen hat. Bei Eingriffskupplungen werden die Kupplungselemente durch Federkraft auseinandergedrückt und der Benutzer muß die Federkraft überwinden, um die Kupplungszähne in Eingriff zu bringen. Die bekannten Eingriffskupplungen haben jedoch verschiedene Nachteile und führen zu unterschiedlichsten Schwierigkeiten. Insbesondere ist bei Wahl einer vorgegebenen Maschine der Wert der Torsionskraft, bei

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dem die Kupplung zu rutschen beginnt, hauptsächlich durch die vom Benutzer aufgebrachte Kraft bestimmt. Somit sind die auf verschiedene Schrauben einwirkenden Torsionskräfte sehr unterschiedlich, und die Benutzung der Maschine ist für den Benutzer ermüdend. Eine andere Schwierigkeit besteht in der Benutzung der üblichen Eingriffskupplungen bei hohen Drehzahlen, während der Einsatz bei niedrigen Drehzahlen einen erheblichen Zeitaufwand für das Einschrauben einzelner Schrauben zur Folge hat.

Bei der anderen bekannten Art von Kupplungen, den einstellbaren Kupplungen, wurde versucht, diese Schwierigkeiten dadurch zu vermeiden, daß man ein inneres Paar von Kupplungselementen mit einer im inneren einstellbaren Feder verwendet, die nicht in Abhängigkeit von der vom Benutzer aufgebrachten Kraft arbeitet, um den Torsionswert zu bestimmen, bei dem die Kupplungselemente relativ zueinander rutschen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei der Verwendung von Werkzeugmaschinen, beispielsweise Schraubenziehern mit Kupplungen dieser bekannten Art eine Anpassung an einen bestimmten Schraubenbereich erforderlich ist, da eine Vorrichtung, die ausreichend stark ist, um große Schrauben mit hoher Torsionskraft einzuschrauben, nicht empfindlich genug ist, um eine Einstellung auf niedrige Torsionskraftwerte zu ermöglichen, während andererseits eine Vorrichtung, die sich auf niedrige

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Torsionswerte einstellen läßt, für große Schrauben nicht ausreichend stark ist. Ein weiterer Nachteil der einstellbaren Kupplungen besteht in der innen liegenden Steuereinrichtung für die Torsionskraft, die kein Übersteuern möglich macht, wenn dies erforderlich ist.

Mittels der Erfindung werden alle diese Schwierigkeiten beseitigt, und es wird eine Vorrichtung geschaffen, die die Möglichkeit einer hohen Drehzahl und einer genauen Steuerung des Torsionskraftwertes entsprechend der bekannten einstellbaren Kupplung mit dem großen Anwendungsbereich der bekannten Eingriffskupplungen kombiniert. Dies wird im wesentlichen · dadurch erreicht, daß die Eingriffstiefe der durch Federkraft auseinandergedrückten Kupplungszähne einstellbar ist, und daß die Kupplungszähne vorzugsweise sich ändernde Eingriffswinkel haben.

Fig. 2 zeigt, daß die Ausgangswelle 25, die das Ausgangs-Kupplungselement 35 trägt, eine Anzahl von Kugeln 50 aufweist, die in einem Träger 51 gehalten werden. Diese Kugeln befinden sich in einer Nut 52 der Ausgangswelle. Außerdem ist eine Einstellbuchse 53 vorgesehen, die die Kugeln 50 umschließt und mit dem sich nach vorn erstreckenden Bereich 39 der Gehäusebuchse 36 verschraubt ist. Die Einstellbuchse 53 hat eine Schulter 54, die als Anschlag zur Begrenzung der Bewegung

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der Kugeln 50 nach innen und somit zu einer entsprechenden Begrenzung der Bewegung der Welle 25 dient. Da die Einstellbuchse 53 und die Anschlagschulter 54 einstellbar an der Gehäusebuchse 36 befestigt sind, die in axial festgelegter Lage bezüglich dem Kupplungselement 30 liegt, und da die Kugeln 50 axial bezüglich dem Ausgangskupplungselement 35 festliegen, steuert die Einstellung der Buchse 53 die Eingriffstiefe der Kupplungszähne 32 und 34.

Fig. 2 und 3 verdeutlichen die Einstellung in der Stellung für die übertragung der maximalen Torsionskraft, d.h. die Buchse 53 wurde zur Bewegung nach innen gedreht, so daß die Schulter 54 die Bewegung der Welle 25 nicht beeinträchtigt, und die Welle kann bewegt werden, bis die Zähne 32 und 34 in vollem Eingriff sind. Vorzugsweise wird in dieser Stellung der Druck von dem Kupplungselementen 30 und 35 aufgenommen. Somit sollten die Teile so bemessen sein, daß die Kugeln in der innersten Stellung der Buchse 53 und der Welle 25 nicht ganz die Schulter 54 erreichen. Selbstverständlich dient die Schulter 54 zur Begrenzung der maximalen Bewegung der Welle 25 sobald die Buchse 53 aus ihrer innersten Stellung nach außen gedreht wird.

Fig. 4 zeigt eine geeignete Möglichkeit zur Steuerung der Drehung und der damit verbundenen axialen Bewegung der Buchse

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53. Die Buchse weist an ihrer Außenfläche eine Anzahl von Keilen 60 mit dazwischenliegenden Nuten 61 auf. Eine unter Federdruck stehende Riegelbuchse 62 hat angepaßte Zähne 63, die in den Nuten oder Bahnen 61 gleiten, wodurch eine Drehung der Buchsen 53 und 62 relativ zueinander verhindert wird. Die hintere Fläche der Riegelbuchse 62 weist eine Anzahl kleiner zylindrischer Vorsprünge 64 auf, und die nach vorn gerichtete Fläche 65 der Gehäusebuchse 36 ist mit Öffnungen 66 zur Aufnahme der VorSprünge 64 versehen. Die Riegelbuchse 62 wird von einer inner.en Feder 67 zur Fläche 65 hin gedrückt.

Zur Einstellung der Kupplung wird die Riegelbuchse 63 nach vorn gezogen (in Fig. 4 nach links), um die VorSprünge 64 aus den Öffnungen 66 herauszubewegen. Dann können die Riegelbuchse 63 und die Einstellbuchse 53 zusammen auf dem Gewinde des zylindrischen Bereiches 39 gedreht werden. Dadurch wird die Einstellbuchse 53 axial bezüglich des Gehäuses verschoben und somit der axiale Abstand der Schulter 54 von den Kugeln 5O eingestellt. Gegebenenfalls kann die Bedienungsperson die Riegelbuchse 63 gegen die Seiten der Öffnungen 66 "klicken" lassen. Durch Abzählen der Anzahl von "Klickgeräuschen" läßt sich eine Einstellung eines vorgegebenen Torsionskraftwertes erreichen. Es ist jedoch auch möglich, entsprechende Anzeigeziffern und einen Zeiger zu verwenden.

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Wie vorstehend bereits erwähnt, drückt die Bedienungsperson die Werkzeugmaschine durch Aufbringen einer Kraft auf das hintere Ende gegen das Werkstück, wodurch die Welle 25 in den Figuren nach rechts verschoben wird, bis die Kugeln an der Schulter 54 anliegen. Somit wird durch die axiale Einstellung der Schulter 54 infolge Drehung der Buchse 53 die Tiefe gesteuert, bis zu der die Welle in das Gehäuse hineinbewegt werden kann. Da die Zähne 32 bezüglich dem Gehäuse eine feste Lage haben, steuert diese Einstellung auch die Eingriffstiefe der Kupplungszähne 32 und 34.

Die vorstehend beschriebene Einstellung der Eingriffstiefe der Kupplungszähne ermöglicht Änderungen der von der Werkzeugmaschine erzeugten Torsxonskraftwerte in großen Bereichen. Vorzugsweise sind die Eingriffsflächen der Kupplungszähne 32 und 34 geringfügig in Richtung eines negativen Winkels bezüglich der Achse geneigt. So können beispielsweise die Antriebs- und die angetriebenen Flächen eine Abschrägung von etwa 15° haben. Wenn die Zähne in vollem Eingriff stehen (Fig. 3), wird auf die Ausgangswelle 25 ein sehr hoher Wert der Torsionskraftkomponente in Umfangsrichtung auf die Ausgangswelle 25 Überträgen, bevor die axiale Komponente dieser Torsionskraft, die über den Winkel von. 15° erzeugt wird, ausreicht, um eine Verschiebung über die gesamte Höhe der Zähne zu erzeugen und die Zähne zu trennen, so daß keine Antriebs-

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kraft mehr wirksam wird. Stehen die Zähne andererseits in einem verhältnismäßig flachen Eingriff, so wird bei der zum Rutschen der Zähne und zum Abtrennen der auf die Welle 25 wirkenden Antriebskraft erforderlichen axialen Kraft ein wesentlich niedrigerer Wert der Torsionskraft erzeugt. In beiden Fällen kann der Benutzer durch die aufzubringende Kraft den Wert der Torsionskraft beeinträchtigen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß der Benutzer sehr schnell lernt, sich auf die Tiefeneinstellung zu verlassen, um Änderungen in der Torsionskraft zu erreichen, so daß die tatsächlich erforderliche und vom Benutzer aufzubringende Kraft verhältnismäßig gering ist und lediglich ausreicht, um die Kraft der Feder 27 zu überwinden. Daher ist der Gebrauch einer Werkzeugmaschine mit der erfindungsgemäßen Kupplung bei dauernder Benutzung wesentlich weniger ermüdend als bei Werkzeugmaschinen mit den vorbekannten Eingriffskupplungen. Wenn andererseits eine ungewöhnliche Störung, etwa ein Ast.im Holz auftritt, so daß die Zähne außer Eingriff kommen, bevor die Schraube vollständig' eingeschraubt ist, so kann der Benutzer diese temporäre Störung sehr leicht dadurch ausgleichen, daß er während einer kurzen Zeitspanne eine zusätzliche Kraft aufbringt. Dieser Schritt läßt sich wesentlich schneller und einfacher durchführen, als wenn die Werkzeugmaschine bei jeder temporären Störung auf einen neuen Torsionswert eingestellt wird.

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Fig. 5 zeigt ein Kupplungselement 30 gemäß der Erfindung. Das andere Kupplungselement 35 hat den gleichen Aufbau. Die Kupplungszähne 32 des Kupplungselementes 30 können, wie bei •68 angedeutet, abgeschrägte Flächen haben.

Während die vorstehend beschriebene einstellbare Tiefe des Eingriffes allein bereits Torsionskraftänderungen in einem weiten Bereich ermöglichen, kann eine weitere erfindungsgemäße Ausgestaltung darin gesehen werden, daß der Neigungswinkel der Antriebsfläqhe 68 jedes Zahns 32 nahe der Spitze vergrößert ist. Fig. 6 zeigt beispielsweise einen Aufbau, bei dem die Antriebsfläche 68 des Zahns 32 einen ersten, sich vom Körper des Kupplungselementes 30 nach außen erstreckenden Bereich 69 hat, der unter einem Winkel von 15 bezüglich der axialen Richtung abgeschrägt ist, während ein zweiter Bereich 70 unter einem Winkel von 45° und ein dritter Bereich 71 unter einem Winkel von 60 bezüglich der Achse abgeschrägt ist. In gleicher Weise hat der Zahn 34 des Kupplungselementes 35 eine Antriebsfläche 72 mit einem ersten Bereich 73, der unter einem Winkel von 15 abgeschrägt ist, einen unter einem Winkel von 45 abgeschrägten zweiten Bereich 74 sowie einen dritten Bereich 75, dessen Abschrägung 60° beträgt.

In der vollständigen Eingriffstellung gemäß Fig. 6 beeinträchtigen die zusätzlichen abgeschrägten Bereiche 70, 71 und 74, 75 den Betrieb nicht. Die Berührung der primären Antriebs-

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flächen 69 und 73 bewirkt eine vollständige Übertragung der Torsionskraft. In Fig. 7 sind die Zähne in einer geringeren Eingriffstiefe dargestellt. Auch hier tragen die Bereiche 70, 71 und 74, 75 nicht zur Torsionskraftübertragung bei, und die Flächen 69 und 73 sind nur teilweise in Eingriff. Da der Eingriffswinkel der Flächen 69 und 73 in den Figuren 6 und 7 gleich ist, ist auch die zur Trennung der Zähne erforderliche axiale Kraft gleich. Wegen des tieferen Eingriffs gemäß Fig. 6 muß diese Kraft jedoch für eine längere Zeit wirken, bevor die Zähne vollständig getrennt sind. Somit wird die Torsionskraft des Motors für eine längere Zeitspanne auf die Schraube übertragen und diese wird bis zu einem höheren Torsionswert eingeschraubt. Die geringere Eingriffstiefe gemäß Fig. 7 ermöglicht einen schnellere Trennung der Zähne. Somit wirkt die Antriebskraft für eine kürzere Zeit und die Schraube wird mit einer erheblich niedrigeren Torsionskraft eingeschraubt.

Gemäß Fig. 8 wurde die Eingriffstiefe so eingestellt, daß die primären Antriebsflächen 69 und 73 nicht mehr in Eingriff stehen. In diesem Fall sind die Bereiche 70 und 74 die Torsionskraf tübertragungsflachen. Entsprechend erfolgte in Fig. die Einstellung der Eingriffstiefe so, daß die äußeren, abgeschrägten Bereiche 71 und 75 die Torsionskraftübertragungsflachen bilden.

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Die Aufgabe dieser zusätzlichen abgeschrägten Flächen 70, und 74, 75 besteht darin, den Einstellbereich für die Einstellung von niedrigen Torsionskraftwerten erheblich zu vergrößern. Bei einer Kupplung mit Zähnen, die lediglich eine einzige, unter 15 geneigt verlaufende Oberfläche hatten, ergab sich bei zwei Einstellschritten ("Klickgeräuschen") eine Einstellung über einen ziemlich großen Bereich niedriger Torsionskraftwerte. Durch die zusätzlichen abgeschrägten Flächen gemäß Fig. 6 bis 9 wird die zur Überdeckung des gleichen Bereiches von Torsionskraftwerten erforderliche axiale Bewegung bis zu einer Entfernung erhöht, bei der sechs Einstellschritte ("Klickgeräusche") der Riegelbuchse 63 erforderlich waren. Dadurch wird eine wesentlich feinere Einstellung der Werkzeugmaschine in den unteren Torsionskraftbereichen möglich.

Es sei ferner darauf hingewiesen, daß die hintere Fläche der Zähne 76 auch abgeschrägt sein sollte, und zwar vorzugsweise mit dem minimalen Winkel der vorderen Fläche (15 ), um so das Entfernen von Schrauben zu ermöglichen, die mit der gleichen Werkzeugmaschine eingeschraubt wurden. Die beschriebene Kupplung ermöglicht außer den vorstehend beschriebenen Vorteilen außerdem die Beseitigung zweier Hauptnachteile der wesentlichen Arten der vorbekannten Kupplungen. Insbesondere benötigen Eingriffskupplungen die Kraft und den Druck, der durch die

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Bedienungsperson aufgebracht wird. Dadurch ergibt sich eine Ermüdung, wenn die Maschine über längere Zeit benutzt wird. Außerdem mußten die Werkzeugmaschinen verhältnismäßig niedrige Drehzahl haben, da der Bedienungsperson sonst keine genaue Steuerung der Torsionskraft möglich war. Somit waren derartige Werkzeugmaschinen für viele Anwendungsfälle unerwünscht, da sie für die Durchführung der einzelnen Arbeitsschritte zu lange Zeiten benötigten. Andererseits gab es bereits einstellbare Kupplungen, die bei wesentlich höheren Drehzahlen arbeiteten. Diese einstellbaren Kupplungen bzw. die mit ihnen ausgerüsteten Werkzeugmaschinen waren jedoch nicht universell anwendbar und mußten für bestimmte Torsionskraftbereiche entworfen und hergestellt werden.

Die erfindungsgemäße Kupplung beseitigt beide Nachteile. Da die von der Kupplung abgegebene Torsionskraft primär von der eingestellten Eingriffstiefe abhängt, kann die Werkzeugmaschine mit sehr hoher Drehzahl betrieben werden, ohne daß üngenauigkeiten bezüglich der Torsionskraftgrenzwerte auftreten. Andererseits kann eine einzelne Werkzeugmaschine in großen Anwendungsbereichen eingesetzt werden, da eine einzige Kupplung sehr große Einstellbereiche für Torsionskraftwerte überdeckt. Dies ist nicht nur bequemer für den Benutzer, sondern auch wesentlich billiger, da dadurch größere Mengen einer einzigen Art von Werkzeugmaschinen hergestellt werden können.

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"Wie vorstehend bereits erwähnt, besteht das wesentliche Merkmal der Erfindung darin, die Eingriffstiefe der die Torsionskraft übertragenden Kupplung einstellbar zu machen. Ein zusätzliches wichtiges Merkmal ist in der Abschrägung der Kupplungszahnflächen unter unterschiedlichen Winkeln zu sehen, wodurch sich die Einstellempfindlichkext vergrößern läßt. Dies kann im übrigen auch dadurch erreicht werden, daß man die Antriebsflächen gekrümmt ausbildet.

Während die erfindungsgemäße Kupplung eine gewisse Ähnlichkeit mit einer Eingriffskupplung hat, bei der die Kupplungszähne durch die vom Benutzer aufgebrachte Kraft in Eingriff gebracht werden, kann ein wesentlicher Unterschied gegenüber diesen vorbekannten Eingriffskupplungen darin gesehen werden, daß der den Wert der übertragenen Torsionskraft primär bestimmende Faktor die Eingriffstiefe der Zähne ist, die von einer Einstellbuchse gesteuert wird.

Obwohl die Erfindung vorstehend anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben wurde, ist sie nicht auf dieses beschränkt, sondern es sind weitere Änderungen und Abwandlungen möglich, die alle unter die Erfindung fallen.

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Claims

Ansprüche

.J Kupplung, insbesondere für eine motorgetriebene, tragbare Werkzeugmaschine mit einem Gehäuse, einem mit einer drehbaren Ausgangswelle verbundenen Motor und einer im Gehäuse gehalterten, drehbaren Werkzeughalterung, gekennzeichnet durch Kupplungselemente zur Kupplung der Ausgangswelle mit der Werkzeughalterung, wobei die Kupplungselemente komplementäre Sätze von Kupplungszähnen aufweisen, die einerseits der Ausgangswelle und andererseits der Werkzeughalterung zugeordnet sind, durch eine die Kupplungsζahne normalerweise in Abstand voneinander drückende Feder, deren Kraft durch Eingriff der Werkzeugmaschine mit einem Werkstück überwindbar ist, und durch eine Einstellvorrichtung zur Begrenzung der maximalen Eingriffstiefe der Kupplungsζahne.
2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Sätze von Kupplungszähnen bezüglich dem Gehäuse eine in axialer Richtung unveränderbare Lage hat und daß die Einstellvorrichtung eine axial bezüglich dem Gehäuse bewegbare Fläche aufweist.
3. Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der andere der Sätze von Kupplungszähnen über eine ge-

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ringe Reibung erzeugende Einrichtung in Eingriff mit der axial bewegbaren Fläche bringbar ist.
4. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Eingriffsflächen bildenden Seitenflächen der Zähne unter einem Winkel zur Kupplungsachse verlaufen.
5. Kupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein wesentlicher Bereich der Seitenflächen unter einem Winkel von 15 bezüglich der Kupplungsachse verläuft.
6. Kupplung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflächen eine Anzahl von Bereichen aufweisen, die unter unterschiedlichen Winkeln bezüglich der Achse der Kupplung verlaufen.
7. Kupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Bereich unter einem Winkel von 15 bezüglich der Achse, ein zweiter Bereich unter einem Winkel von etwa 45 bezüglich der Achse und ein dritter Bereich unter einem Winkel von etwa 60° bezüglich der Achse verläuft.

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8. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung eine Einstellbuchse aufweist, die in Schraubeingriff mit dem Gehäuse steht und die die axiale Bewegung der Werkzeughalterung und des mit ihr verbundenen Kupplungselementes in das Gehäuse hinein begrenzt, um die Eingriffstiefe der Kupplungszähne zu steuern.
9. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung einen verstellbaren Anschlag zur Begrenzung der Eingriffstiefe der Kupplungszähne aufweist;
10. Kupplung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag die Form einer Schulter hat.
11. Kupplung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellbuchse eine Anzahl von Raststellungen hat.
12. Kupplung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellbuchse eine auf ihr axial verschiebbare und mit ihr drehbare Riegelhuchse trägt, die eine dem Gehäuse zugewandte Fläche aufweist, auf der Eingriffselemente vorgesehen sind, und daß die dieser Fläche zugewandte

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Fläche des Gehäuses komplementäre Eingriffselemente • aufweist, wobei die Eingriffselemente normalerweise durch den Druck einer Feder in Eingriff gehalten werden.
13. Kupplung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Fläche der Riegelbuchse sich in axialer Richtung erstreckende Stifte und auf der Fläche des Gehäuses sich in axialer Richtung erstreckende Aufnahmeöffnungen für die Stifte vorgesehen sind.
14. Kupplung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Riegelbuchse eine Anzahl von Rippen und die Einstellbuchse eine Anzahl von Nuten aufweist und die Nuten und die Rippen in Eingriff miteinander stehen.

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