DE2726818B2

DE2726818B2 - Überlast-Einrichtung für ein elektrisch angetriebenes Werkzeug

Info

Publication number: DE2726818B2
Application number: DE2726818A
Authority: DE
Inventors: Katsuzo Ikeda; Ikuo Iruma Saitama Kitagawa
Original assignee: OLYMPIC FISHING TACKLES CO Ltd IRUMA SAITAMA JP
Current assignee: OLYMPIC FISHING TACKLES CO Ltd IRUMA SAITAMA JP
Priority date: 1976-06-14
Filing date: 1977-06-14
Publication date: 1981-07-23
Also published as: DE2726818A1; US4208555A; DE2726818C3; JPS52151998A; JPS5622673B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Überlast-Einrichtung für ein elektrisch angetriebenes Werkzeug, insbesondere für einen Elektro-Schraubenzieher, mit einem Motor, dessen Abtriebswelle über ein Untersetzungsgetriebe mit einem Kupplungsglied gekuppelt ist, welches am Umfang der Vorderseite mit abgeschrägten, im Abstand voneinander angeordneten Vorsprüngen versehen ist, die in ein anderes Kupplungsglied eingreifen, welches an der Vorderseite für eine gemeinsame Drehung mit einer Antriebswelle verbunden ist, die durch eine Einstellhülse verläuft und am vorderen Ende ein abnehmbares Werkzeug aufnimmt.

Bei dieser aus der deutschen Offenlegungsschrift 27 713 bekannten Einrichtung ergibt sich eine Überlast-Sicherung dadurch, daß ineinandergreifende Kupplungszähne mit in Anlage befindlichen abgeschrägten Flächen vorgesehen sind, so daß bei einem bestimmten Überlast-Zustand der Eingriff der Zähne verloren geht, indem die Kupplungsglieder gegenseitig durchrutschen. Entsprechend den Darstellungen in Figur 6 bis 9 kann die Eingriffstiefe der Zähne mittels einer Einstellhülse verstellt werden, wobei zusätzlich dann noch die Schrägung der Anlageflächen unterschiedlich ist Der eigentliche Kupplungsvorgang erfolgt dabei dadurch, daß das Werkzeug gegen das Werkstück gedrückt wird und hierdurch unter Federbelastung die Zähne entsprechend der eingestellten Eindringtiefe miteinander in Eingriff geraten. Derartige Geräte haben den Nachteil, daß der Motor weiterdreht und durch die zwischen den Zähnen auftretenden Reibungskräfte weiterhin ein Drehmoment übertragen

ίο wird und daher die Gefahr besteht, gegebenenfalls die Schraube mit einem zu hohen Drehmoment einzudrehen. Außerdem treten beim Durchrutschen der Zähne erhebliche Erschütterungen auf, die die Bedienungsperson in unangenehmer Weise belasten. Schließlich werden die Anlageflächen der Zähne einer hohen Belastung unterworfen, so daß entweder die Herstellung dieser Flächen zur Erhöhung der Festigkeit kostspielig oder aber die Lebensdauer der Kupplungsglieder relativ kurz ist

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 24 09 815 ist es bekannt, einen Kraftschrauber mit Abschalteinrichtung zu verwenden. Durch die Abschaltung des Motors werden die vorgenannten Nachteile weitgehend vermieden. Allerdings ist die in dieser Druckschrift angeboten? Lösung kompliziert, und zwar sowohl hinsichtlich des Auskuppelvorganges als auch hinsichtlich der automatischen Wiedereinkupplung beim Neuansetzen eines Werkzeuges.
Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, daß mit einfachen Mitteln im Überlast-Zustand störungs- und abnutzungsfreies Auskuppeln der Antriebselemente und mit ebenso einfachen Mitteln ein automatisches Einkuppeln nach Betätigung des Ein-Schalters möglich ist

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Rückseite des anderen Kupplungsgliedes mit Kupplungskugeln versehen ist die in zwischen den Vorsprüngen des einen Kupplungsgliedes befindliche Zwischenräume eingreifen, daß das andere Kupplungsglied auf der Antriebswelle längsverschiebbar angeordnet ist, daß zwischen der Vorderseite des anderen Kupplungsgliedes und der Einstellhülse eine Feder angeordnet ist, die das andere Kupplungsglied gegen das eine Kupplungsglied druckt, daß vor dem anderen Kupplungsglied in dessen axialem Verschiebeweg ein elektrischer Schalter liegt, mittels dem die Stromversorgung des Motors abschaltbar ist, daß sich in der Wandung der als Hohlwelle ausgebildeten Abtriebswel-Ie eine Mitnehmerkugel befindet, die radial zur Längsachse der Abtriebswelle verschiebbar ist, daß in dem einen Kupplungsglied eine Ausnehmung angeordnet ist, in die die Mitnehmerkugel eingreift und das eine Kupplungsglied lösbar mit der Abtriebswelle kuppelt und daß auf der Rückseite des anderen Kupplungsgliedes eine axial nach hinten ragende Steuerstange vorgesehen ist, auf der eine federbelastete Steuerhülse gleitbar unterhalb der Mitnehmerkugel aufgeschoben ist und die Mitnehmerkugel in die Ausnehmung des einen Kupplungsgliedes drückt.

Der Konstruktionsaufwand der beanspruchten Lösung ist wesentlich geringer als beim Stand der Technik. Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird zugleich gewährleistet, daß der Motor angehalten und die Kupplung freigegeben wird, sobald das Drehmoment einen bestimmten Wert erreicht. Folglich ist es möglich, den Nachteil eines zu starken Anziehens, beispielsweise einer Schraube, aufgrund der Massenträgkeit zu

vermeiden. Da ferner die Stromversorgung vollständig abgeschaltet wird, sobald der Befestigungsvorgang abgeschlossen ist, wirkt auf die das elektrische Werkzeug tragende Bedienungsperson keinerlei Gegenkraft oder Rückstoß, so daß dieser weniger ermüdet Für den Fall eines fehlerhaften oder ungenügenden Einschraubvorganges aufgrund nicht ausreichender Länge des Gewindeganges auf der Schraube kann diese leicht und schnell mit Hilfe des vollen Drehmomentes des auf das Werkzeug einwirkenden Motors entfernt werden, da der Kupplungsmechanismus, der aus dem feststehende?) und dem beweglichen Kupplungsglied besteht, nur bei direkter Drehbewegung des Motors wirksam ist Da das eingestellte Drehmoment von der Kompression der Schraubenfedern bestimmt ist, wird nicht nur das eingestellte Drehmoment sicher konstant gehalten, sondern es kann auch eine Änderung des eingestellten Drehmoments leicht erfolgen.

Weitere Einzelheiten und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figure.-. Von den Figuren zeigt

F i g. 1 eine Ansicht der erfindungsgemäßen Drehmoment-Rege!vorrichtung im Schnitt und mit weggebrochenen Teilen;

F i g. 2 eine Ansicht im Längsschnitt eines Teiles der Drehmoment-Regelvorrichtung bei Abschluß des Einschraubvorganges;

Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht eines Hauptteils der Drehmoment-Regelvorrichtung, in der die Kraft übertragen wird;

F i g. 4 eine vergrößerte Schnittansicht des Hauptteils der Drehmoment-Regelvorrichtung, in der das Drehmoment den vorbestimmten Wert erreicht;

F i g. 5 eine vergrößerte Schnittansicht des Hauptteils in einer Stellung, in der die Verbindung zwischen einem ortsfesten Nocken und einer Ausgangswelle unterbrochen ist;

F i g. 6 eine Schnittansicht längs Linie 6-6 in F i g. 3;

F i g. 7 eine Schnittansicht längs Linie 7-7 in F i g. 5;

Fig.8 eine Schnittansicht zur Darstellung des beweglichen Nockens;

Fig.9 eine Seitenansicht der in Fig.8 gezeigten Anordnung;

F i g. 10 eine Seitenansicht des ortsfesten Nockens;

F i g. 11 eine von der linken Seite betrachtete Ansicht der in F i g. 10 gezeigten Anordnung;

Fig. 12 eine von der rechten Seite betrachtete Ansicht der in F i g. 10 gezeigten Anordnung;

Fig. 13 bis 24 eine weitere Ausführungsform der Erfindung, wobei die Fig. 13, 14 und 15 jeweils den F i g. 3, 4 und 5 entsprechen, F i g. 16 eine Schnittansicht längs Linie 16-16 in Fig. 13, Fig. 17 eine Schnittansicht längs Linie 17-17 in Fig. 14, Fig. 18 eine Schnittansicht zur Darstellung eines beweglichen Nocken?, Fig. 19 eine Seitenansicht der in F i g. 18 gezeigten Anordnung, Fig.20 eine Seitenansicht des ortsfesten Nockens, Fig.21 eine von links betrachtete Ansicht der in F i g. 20 gezeigten Anordnung, F i g. 22 eine von der rechten Seite betrachtete Ansicht der in Fig. 20 gezeigten Anordnung. F i g. 23 eine Seitenansicht eines Rotationszylinders mit weggebrochenen Teilen und F i g. 24 eine Schnittansicht längs Linie 24-24 in F i g. 23 ist;

F i g. 25 ein elektrisches Schaltbild der Anordnung; b5

Fig. 26 ein Schaltbild der elektrischen Steuerschaltung für ein schnurloses elektrisches Werkzeug;

F i ε. 27 ein Schaltbild einer elektrischen Steuerschaltung für eine Drehmoment-Regelvorrichtung, die von einer Wechselstromquelle angetrieben wird; und

F i g. 28 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen einem vorbestimmten Drehmoment und der Massenträgheit des Motors zeigt

Ein Gehäuse a nimmt einen Motor 1, einen Schalter 2 zum Öffnen und Schließen eines den Motor 1 und eine Stromquelle enthaltenden Kreises und ein Untersetzungsgetriebe 3 zum Untersetzen der Drehzahl des damit verbundenen Motors 1 auf. Die Aicgangswelle 3' des Untersetzungsgetriebes 3 ist mit einem ortsfesten Nocken 4 versehen, der in Eingriff gebracht werden kann. Der ortsfeste Nocken 4 befindet sich in dem Innenraum eines Zylinders und ist an seiner dem ortsfesten Nocken gegenüberliegenden Seite mit abgeschrägten Teilen 5 versehen, die daran vorstehen. Zwischen den abgeschrägten Vorsprüngen 5 sind Ausnehmungen 6 gebildet, die Kugeln 9 aufnehmen, welche den Nocken 4 mit einem beweglichen Nocken 8 verbinden, der später erläutert wird. Der Nocken 4 ist an seinem Innenumfang, der mit der Ausgangswelle 3' in Eingriff ist, mit einer Ausnehmung 7 versehea in die eine Kugel eingreift, welche an der Ausgangswelle 3' vorgesehen ist Der feststehende Nocken 4 dreht sich gemeinsam mit der Ausgangswelle 3', wenn die Kugel 10 in der Ausgangswelle 3' und in dem feststehenden Nocken 4 angeordnet ist, während keine Drehbewegung der Ausgangswelle 3' auf den feststehenden Nocken 4 übertragen wird, wenn die Kugel aus der Ausnehmung 7 des Nockens 4 ausgerückt wird.

Der bewegliche Nocken 8 besitzt die Form eines Zylinders mit geschlossenem Boden, in den der feststehende Nocken 4 eingesetzt ist Der bewegliche Nocken 8 ist an seiner Stirnseite mit einer Nabe 12 mit einem Loch 11 versehen, in das eine Welle 13 eingesetzt ist die ein Werkzeug b trägt (beispielsweise ein Kreuzschlitzschraubendreher). Die Welle 13 ist durch Keilnute in Eingriff mit dem Loch 11, was bei 13' angedeutet ist

An der Bodenseite des beweglichen Nockens 8 gegenüber der Nabe 12, d. h. an der dem feststehenden Nocken 4 gegenüberliegenden Oberfläche des Nockens 8, sind Kugeln 9 befestigt die den abgeschrägten Vorsprüngen 5 des Nockens 4 entsprechen. Die Drehbewegung des Nockens 4 wird auf den beweglichen Nocken 8 übertragen, wenn die Kugeln 9 mit den Ausnehmungen 6 des feststehenden Nockens 4 in Eingriff gelangen.

Die in das Loch 11 des Nockens 8 eingesetzte Welle 13 erstreckt sich durch eine mittels eines Schraubengewindes einstellbare Abdeckung 14, die auf das vordere Ende des Gehäuses a aufgeschraubt ist. Das Werkzeug b ist lösbar an dem vorspringenden Ende der Welle 13 befestigt und wird davon getragen.

Der bewegliche Nocken 8 ist in der Mitte seiner Bodenoberfläche mit einem Vorsprung 15 versehen, an dem eine Manschette 16 gleitend befestigt ist. Der Vorsprung 15 weist einen verbreiterten Kopf 15' auf, der geeignet ist, die Manschette 16 daran zu hindern, sich davon zu lösen. Zwischen der Bodenseite des beweglichen Nockens 8 und der Endseite der Manschette 16 ist eine Schraubenfeder 17 angeordnet, die die Manschette 16 auf das freie Ende des Vorsprungs 15 zu drückt, um die Kugel 10, die in der Ausgangswelle 3' vorgesehen ist, in ihrer oberen Stellung zu halten, in der die I'ugel 10 mit der Ausnehmung 7 des Nockens 4 in Eingriff gelangt.

Zwischen dem wie oben beschrieben ausgebildeten

beweglichen Nocken 8 und der durch ein Schraubengewinde einstellbaren Abdeckung 14 ist eine Schraubenfeder 18 angeordnet, die den beweglichen Nocken 8 zu dem feststehenden Nocken 4 hin drückt. Die Druckkraft der Feder 18 wird mittels der durch ein Schraubengewinde einstellbaren Abdeckung 14 eingestellt.

Die Vorwärtsbewegung des beweglichen Nockens 8 bewirkt, daß der Motor 1 anhält, und zwar unter Mitwirkung einer weiter unten beschriebenen elektrischen Schaltung.

Ein Signalschalter 19 ist nahe an dem beweglichen Nocken 8 angeordnet und gelangt in den Zustand EIN, wenn der bewegliche Nocken 8 sich nach vorne bewegt, was die Erzeugung eines Ausgangsimpulses bewirkt, durch den der Motor 1 angehalten wird. Die elektrischen Verbindungen zwischen dem Signalschalter 19 und dem Motor 1 sind in Fig. 25 dargestellt, wo mit 20 ein Gleichstromrelais, mit 21 ein Wechselstromrelais, mit 22 ein Widerstand, mit 23 ein Gleichrichter, mit 24 ein Transformator, mit 25 eine Diode, mit 26 eine Phasensteuerschaltung, mit 27 ein Schaltkreis, mit 28 eine Stromversorgungsregelung (Gleichstrom) mit 29 und 31 normalerweise geöffnete Kontakte des Gleichstromrelais 20, mit 30 ein normalerweise geschlossener Kontakt des Gleichstromrelais 20, mit 32 ein Schaltkontakt des Wechselstromrelais 21, mit 33 ein normalerweise geschlossener Kontakt des Wechselstromrelais 21 und mit 34 ein normalerweise geöffneter Kontakt des Wechselstromrelais 21 bezeichnet sind.

Das Gleichstromrelais 20 wird erregt, wenn der Signalschalter 19 betätigt wird, um ein Signal zur Einstellung eines Drehmoments festzuhalten, und die Steuerelektrode der Phasensteuerungsschaltung oder Phasenanschnittssteuerung 26 wird durch den normalerweise geschlossenen Kontakt 30 des Gleichstromrelais

20 angesteuert, um die dem Motor 1 zugeführte Spannung abzuschalten. Wenn das Wechselstromrelais

21 erregt wird und in einen selbsthaltenden Zustand gelangt, so wird zusätzlich gleichzeitig der Motorkreis (Gleichstromkreis) geöffnet, um den Stromkreis mit den Schaltkontakten 32 des Wechselstromrelais 21 kurzzuschließen, was zu einem schnellen Anhalten des Motors 1 durch den Effekt der Steuerung der Erzeugung von elektrischem Strom führt.

Wenn das Wechselstromrelais 21 erregt ist, so wird das Gleichstromrelais 20, das dieses im eingerasteten Zustand hält, durch die normalerweise geschlossenen Kontakte 33 des Wechselstromrelais 21 zurückgesetzt und ist vorbereitet für die darauffolgenden Erfassungsschritte. Das Wechselstromrelais 21 hält sich weiterhin im eingerasteten Zustand, wenn der Schalter 2, der an dem Gehäuse a befestigt ist, betätigt wird, um den Motor 1 in seinem abgeschalteten Zustand zu belassen.

Wenn der Schalter 2 nicht betätigt wird, so fällt das Wechselstromrelais 21 ab, und sein selbsthaltender Zustand wird aufgehalten, so daß ein Zyklusvorgang abgeschlossen wird. Wenn der Schalter 2 betätigt wird, so wird derselbe Zyklus wiederholt

Die Wirkungsweise der Steuerung des Drehmoments wird im einzelnen nachfolgend beschrieben.

Der Schalterhebel 2* wird betätigt, um den Schalter 2 in den Zustand EIN zu bringen, wodurch der Motor 1 gestartet wird. Die Drehbewegung des Motors 1 wird auf die Welle 13 übertragen mittels des beweglichen Nockens 8, der durch die Schraubenfeder 18 gegen den feststehenden, mit der Ausgangswefle 3' des Untersetzungsgetriebes 3 in Eingriff befindlichen Nocken 4 gedrückt wird, und folglich wird die Drehbewegung auf das von der Welle 13 getragene Werkzeug /»übertragen (F ig. 3).

Wenn eine äußere Kraft, die größer ist als eine vorbestimmte Federkraft der Schraubenfeder 18 (aber kleiner als das maximale Drehmoment des Motors), auf das Werkzeug b einwirkt, so wird die Drehbewegung der Welle 13, die das Werkzeug b trägt, angehalten. Der Nocken 4, der mit der Ausgangswelle 3' des Motors in Eingriff ist und eine Einheit damit bildet, dreht sich

κι jedoch weiter, da die Motorleistung stärker ist als die äußere Kraft.

Im Ergebnis wird der bewegliche Nocken 8, der in Axialrichtung aufgrund der Keilverbindung mit der Welle 13 verschiebbar ist, durch die Höhe der Vorsprünge 5 des feststehenden Nockens 4 durch die Drehbewegung desselben in Vorwärtsrichtung bewegt, während der Nocken 8 keine Drehung ausführt.

Aufgrund der Vorwärtsverschiebung des beweglichen Nockens 8 gelangt der Signalschalter 19, der in der Nähe des beweglichen Nockens 8 vorgesehen ist, in den Zustand EIN und gibt ein Signal ab, um den Motor 1 abzuschalten. Dann bewegt sich die Kugel 10, die nun in der Ausgangswelle 3' und in dem feststehenden Nocken 4 angeordnet ist, in die Ausgangswelle 3' hinein und gelangt außer Eingriff mit der Ausnehmung 7 des feststehenden Nockens 4, da auch die einstückig mit dem beweglichen Nocken 8 ausgebildeten Vorsprünge sich nach vorne bewegen und außer Eingriff mit der Kugel 10 gleichzeitig mit der Vorwärtsverschiebung des beweglichen Nockens 8 gelangen. Folglich wird die Übertragung zwischen der Ausgangswelle 3' und dem feststehenden Nocken 4 unterbrochen (F i g. 4).

Wenn die Übertragung unterbrochen ist, so ist der feststehende Nocken 4 von der Ausgangswelle 3'.

Dann wird der bewegliche Nocken 8 durch die Schraubenfeder 18 nach hinten bewegt (in der Zeichnung nach rechts), und folglich bewegen sich die an dem beweglichen Nocken 8 vorgesehenen Kugeln 9 zu den Ausnehmungen 6 des feststehenden Nockens 4. Der feststehende Nocken 4 wird durch die Federkraft, der Schraubenfeder 18 gedreht, da er von der Ausgangswelle 3' frei ist Im Ergebnis steht die an der Ausgangswelle 3' vorgesehene Kugel 10 zur Innenseite der Ausgangswelle 3' vor und drückt die Manschette 16 nach vorne gegen die Schraubenfeder 17, da die Kugel außer Eingriff mit der Ausnehmung 7 des feststehenden Nockens 4 gelangt.

Das Anhalten des Motors 1 und das Ausrücken des feststehenden Nockens 4 gegenüber dem beweglichen

so Nocken 8 dauern an, bis der Schalter 2 in den Zustand EINgelangt(Fig.S).

Zu beachten ist, daß die Manschette 16 dazu neigt, aufgrund der Federkraft der Schraubenfeder 17 sich nach rückwärts zu bewegen und daß die Kugel 10 dazu neigt, durch die Druckkraft der Manschette 16 sich nach oben zu bewegen.

Der Motor 1 wird in Drehung versetzt, um die Ausgangswelle 3' in Rotation zu versetzen, wenn der Schalter 2 erneut betätigt wird. Eine Umdrehung der AusgangsweDe 3' bewirkt, daß die Kugel 10 auf der Welle 3' nach der Ausnehmung 7 des feststehenden Nockens 4 ausgerichtet wird. Folglich bewegt sich die Kugel 10 aufgrund der Verschiebung der Manschette 16, die von der Schraubenfeder 17 rückwärts gedruckt wird,

es nach oben und gelangt in Eingriff mit der Ausnehmung 7. Folglich dreht sich der feststehende Nocken 4 gemeinsam mit der AusgangsweBe 3', und die Drehbewegung wird auf den bewegfichen Nocken 8

übertragen.

Der vorstehend beschriebene Kupplungsmechanismus mit dem feststehenden Nocken 4 und dem beweglichen Nocken 8 kann auch gemäß der in den Fig. 13 bis 23 dargestellten Anordnung aufgebaut werden; diese Figuren zeigen eine andere Ausführungsform der Erfindung. In diesen Figuren sind die Bauteile, die denen in den Fig. 1 bis 12 entsprechen, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.

Der Eingriff zwischen der Ausgangswelle 3' und dem feststehenden Nocken 4 erfolgt, wenn die Kugel 10 auf der Ausgangswelle 3' in den Ausschnitt 34 eingepaßt ist, der in dem feststehenden Nocken 4 gebildet ist. Mit der Außenseite des feststehenden Nockens 4 ist drehbar ein Rotationszylinder 35 verbunden, der an seinem inneren Umfang mit internen Zahnrädern 36 verbunden ist, die mit einem Zahnrad 37 in Eingriff sind, das an dem feststehenden Nocken 4 befestigt ist. Das Zahnrad 37 ist in Eingriff mit einem Zahnrad 38, das auf dem äußeren Umfang der Ausgangswelle 3' vorgesehen ist.

Auf der Innenseite des Rotationszylinders 35 ist eine Ausnehmung 39 gebildet, in der ein Stift 40 gleitend nach oben und nach unten angeordnet ist. Der Stift 40 belegt ferner den Ausschnitt 34 des feststehenden Nockens 4. Die Ausgangswelle 3 und der feststehende Nocken 4, der mit der Ausgangswelle 3' über die dazwischenliegende Kugel 10 in Eingriff ist, können folglich als ein Körper oder eine Einheit bezüglich der Kraftübertragung angesehen werden, und der feststehende Nocken 4 und der Rotationszylinder 35, der mit dem Nocken 4 durch den Stift 40 in Eingriff ist, können ebenfalls als ein Körper bzw. eine Einheit angesehen werden. Wenn also die Ausgangswelle 3' in Drehung versetzt wird, so werden auch der feststehende Nocken 4 und der Rotationszylinder 35 gemeinsam in Drehung versetzt, und die Drehbewegung des feststehenden Nockens 4 wird auf den beweglichen Nocken 8 in derselben Weise übertragen, wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel (F i g. 13).

Wenn eine äußere Kraft, die größer ist als eine vorbestimmte Federkraft der Schraubenfeder 18 (aber kleiner als das maximale Drehmoment des Motors) auf das Werkzeug b einwirkt, so wird die das Werkzeug b tragende Welle angehalten, der mit der Ausgangswelle 3' in Eingriff befindliche feststehende Nocken 4 dreht sich jedoch weiter. Der bewegliche Nocken 8 wird folglich in Vorwärtsrichtung verschoben, in derselben Weise wie bei der ersten Ausführungsform, um den Signalschalter 19 zu betätigen, der den Motor 1 anhält Schließlich wird der Eingriff zwischen der Ausgangswelle 3' und dem feststehenden Nocken 4 unterbrochen (Fig. 14).

Der bewegliche Nocken 8 wird durch die Schraubenfeder 18 nach rückwärts bewegt und belegt eine Stellung, die in Fig. 15 dargestellt ist Die in Fig. 15 gezeigte Stellung wird beibehalten, bis der Schalter 2 erneut betätigt wird.

Wenn der Schalter 2 in den Zustand EIN gelangt, um die Ausgangswelle 3' in Drehung zu versetzen, so dreht sich der Rotationszylinder 35 in der umgekehrten Richtung, aufgrund des Eingriffes des Zahnrades 38 mit dem Zahnrad 37 und des Eingriffes des Zahnrades 37 mit dem Innenzahnrad 36 des Rotationszylinders 35. Wenn der Ausschnitt 34 des feststehenden Nockens 4 nach der Ausnehmung 39 des Rotationszylinders 35 ausgerichtet ist, so wird die Manschette 16 durch die Schraubenfeder 17 nach rückwärts bewegt (in der Zeichnung nach rechts), und die Kugel 10 und der Mitnehmerstift 40 werden jeweils nach oben bewegt. Folglich können die Ausgangswelle 3', der feststehende Nocken 4 und der Rotationszylinder 35 als einzelner Körper angesehen werden, und die Drehbewegung der Ausgangswelle 3' wird auf den beweglichen Nocken 8 übertragen.

Wie aus der obigen Beschreibung zu ersehen ist, kann die Anzahl der Umdrehungen des Rotationszylinders 35 im Verhältnis zur Umdrehungszahl der Ausgangswelle 3' geändert werden durch Verändern des Übersetzungs-Verhältnisses zwischen dem Zahnrad 38 der Ausgangswelle 3' und dem Zahnrad 36 des Rotationszylinders 35.
Wenn die aus dem feststehenden Nocken 4 und dem beweglichen Nocken 8 bestehende Kupplung einmal ausgerückt ist, so geschieht das Wiedereinrücken der Kupplung nur nach weiteren zwei oder drei Umdrehungen der Ausgangswelle 3'. Daraus ergibt sich, daß selbst wenn die Drehbewegung der Ausgangswelle 3' nicht schnell angehalten wird, keine Möglichkeit besteht, daß eine Maschinenschraube oder ein Bolzen, der vollständig eingeschraubt ist, weiter eingeschraubt bzw. festgezogen wird.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wird die Drehmoment-Regelvorrichtung von einer Wechselstromquelle angetrieben, die Erfindung kann jedoch ebenso gut bei einem Drehmomentregelgerät für ein schnurloses elektrisches Werkzeug angewendet werden, das von einer Gleichstromquelle angetrieben wird. Eine elektrische Steuerschaltung für die Drehmoment-Regelvorrichtung ist in Fig. 26 dargestellt. Wenn der Signalschalter 19 mechanisch in derselben Weise betätigt wird, wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen, so wird ein Gleichstromrelais 44 erregt, das Gleichstromrelais 46 wird ebenfalls erregt, und zwar über den Kontakt 45. Wenn das Gleichstromrelais 46 erregt ist, so rastet es mithilfe des Kontaktes 47 ein und öffnet den Motorkreis, um den Kreis über den Kontakt 48 kurzzuschließen, was zu einem schnellen Anhalten des Motors führt Während der Betätigung des Schalters 2, der an dem Gehäuse a befestigt ist, bleibt der Motor 1 weiter stehen, da das Gleichstromrelais 46 eingerastet bleibt

Wenn der Schalter 2 in den Zustand AUS gelangt, so fällt das Gleichstromrelais 46 ab, und ein Zyklusvorgang ist abgeschlossen. Wenn der Schalter 2 erneut betätigt wird, also in den Zustand EIN gelangt, so wird derselbe Zyklus wiederholt. In F i g. 26 bezeichnet das Bezugszeichen 45 einen normalerweise geöffneten Kontakt des Gleichstromrelais 44, das Bezugszeichen 47 bezeichnet einen normalerweise geöffneten bzw. Ruhekontakt des Gleichstromrelais 46, und Bezugszeichen 48 einen Schaltkontakt des Gleichstromrelais 46.

Fig.27 zeigt eine elektrische Steuerschaltung für eine Drehmoment-Regelvorrichtung nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, die von einer Wechselstromquelle angetrieben wird.

Zuerst gelangt der Hauptschalter (MSW) in den Zustand EIN, und dann wird der an dem Schraubendreherkörper vorgesehene Betätigungshebel 2' betätigt, um den Betätigungsschalter 2 in den Zustand EIN zu versetzen. Folglich wird dem Motor 1 elektrischer Strom zugeführt Ober einen Gleichrichter (SRi), einen Schaltkontakt 32 eines Detektorrelais 50 und Ober einen normalerweise geschlossenen Kontakt (i~b)des Detektorrelais 50, und folglich wird der Motor in Drehung versetzt, um den Einschraubvorgang zn beginnen. Gleichzeitig wird ein Kondensator (Co) vom Ausgangssignal eines Steuerungsgleichrichters (SR^ fiber einen Widerstand Ri aufgeladen, wobei ein gesteuerter

Halbleitergleichrichter (SCR bzw. Thyristor) sich in einem Wartezustand befindet, bis ein Drehmomenterfassungssignal auf die Steuerelektrode des steuerbaren Gleichrichters gegeben wird. Der Einschraubvorgang dauert an, bis das Drehmoment einen vorbestimmten Wert erreicht. Wenn der vorbestimmte Drehmomentwert ermittelt wird, so gelangt der Signalschalter 19 in den Zustand EIN durch die vorstehend erwähnte mechanische Betätigung, um ein Signal auf die Steuerelektrode des steuerbaren Gleichrichters zu geben.

Der steuerbare Gleichrichter wird von dem Steuersignal angesteuert, und das Detektorrelais 50 kann leicht erregt werden durch den elektrischen Kompensationsstrom durch den Kondensator (Co), der ausreicht, um das Detektorrelais zu erregen.

Der steuerbare Gleichrichter bleibt im eingerasteten Zustand, selbst wenn das Steuersignal diesem zugeführt wird. Ferner gewährleistet der Kondensator (Co), daß der gesteuerte Gleichrichter eingerastet bleibt, der sonst nämlich beim Nulldurchgang der Spannung nicht im durchgeschalteten Zustand verbleiben würde, weil das Ausgangssignal des Gleichrichters SR₂ durch Vollweggleichrichtung entsteht.

Wenn der steuerbare Gleichrichter durchgeschaltet ist, so ist auch das Detektorrelais 50 erregt, so daß die Wechselstromversorgung durch den normalerweise geschlossenen Kontakt (\-b) desselben abgeschaltet wird. Folglich wird das Ausgangssignal des Gleichrichters SR\ gleich »0«, und dem Motor 1 wird keine Spannung zugeführt. Ferner wird durch den Schaltkontakt 32 des Detektorrelais 50 ein Stromkreis zum Kurzschließen der Anschlüsse des Kontaktes über einen Steuerwiderstand (Rs) aufgebaut. Folglich wird der Motor 1 schnell unter Kontrolle gebracht und angehalten, so daß die Kraft des Motors aufgrund der Massenträgheit absorbiert wird.

Der Kupplungsmechanismus wird betätigt, wenn der Signalschalter 19 in den Zustand EIN gelangt, um die Ausgangswelle des Motors von der Welle zur Übertragung der Ausgangsleistung zu trennen.

Allgemein betrachtet, wenn keine Kraftübertragung unterbrochen wird, selbst wenn ein Befestigungsdrehmoment eingestellt ist, so vergrößert die Massenträgheit des Motors das Drehmoment proportional zu einer Zeit (So), während der die Kraft aufgrund der Massenträgheit schwindet. Das heißt, der Befestigungsvorgang erfolgt mit einem Drehmoment (To), das größer ist als das eingestellte Drehmoment (Tk) Bei der Erfindung kann jedoch das Drehmoment unabhängig von der Massenträgheitskraft des Motors eingestellt werden, da die Kraftübertragung schnell unterbrochen wird. Ferner wird die Massenträgheit des Motors unter Kontrolle gebracht und absorbiert, sofort nachdem die Kraftübertragung unterbrochen wurde, wie bereits erwähnt wurde (F i g. 28).

Der schnell angehaltene Motor 1 bleibt weiter stehen und gelangt in seine anfängliche Stellung, wenn der Arbeitsvorgang abgeschlossen ist, und wenn der Betätigungshebel 2' in seine ursprüngliche Stellung zurückbewegt wird, um das Ausgangssignal des Gleichrichters SR₂ abzuschalten, wodurch der gesteuerte Gleichrichter und das Detektorrelais 50, die diese im eingerasteten Zustand gehalten haben, freigegeben werden. Derselbe Zyklus wird wiederholt durch erneute Betätigung des Hebels 2'.

In F i g. 27 bezeichnet C₂ einen Kondensator für den Schutz der normalerweise geschlossenen Kontakte (\-b), R* einen Widerstand zum Schutz des Schaltkontaktes 32 und 27 einen Schalter für die Drehung und Steuerung des Motors 1 in Rückwärtsrichtung. Der Signalschalter 19 kann durch einen Reedschalter ersetzt werden, durch einen kontaktlosen Schalter (beispielsweise einen Schalter, der eine integrierte Schaltung auf der Grundlage von Defektelektronen enthält) oder dergleichen.

Wie aus der obigen Erläuterung zu ersehen ist, wird beim erfindungsgemäßen Gegenstand der Motor angehalten und die Kupplung freigegeben, sobald das Drehmoment einen vorbestimmten Wert erreicht.

Folglich ist es möglich, den Nachteil des zu starken Anziehens aufgrund der Massenträgheit zu vermeiden.

Zusätzlich dient die Schraubenfeder als Dämpfer, da sie zusammengedrückt wird, bis das Drehmoment einen vorbestimmten Wert erreicht, und folglich kann eine Maschinenschraube, ein Bolzen, eine Mutter oder dergleichen gleichmäßig bis zum Ende mit einem vorbestimmten Drehmoment festgezogen oder eingeschraubt werden.

Da ferner die Stromversorgung vollständig abgeschaltet wird, sobald der Befestigungsvorgang abgeschlossen ist, wirkt auf die das elektrische Werkzeug tragende Bedienungsperson keinerlei Gegenkraft bzw. Rückstoß, so daß diese weniger ermüdet. Für den Fall eines fehlerhaften oder ungenügenden Einschraubvorganges aufgrund nicht ausreichender Länge des Gewindeganges auf der Schraube kann diese leicht und schnell mithilfe des vollen Drehmoments des auf das Werkzeug einwirkenden Motors entfernt werden, da der Kupplungsmechanismus, der aus dem feststehenden Nocken und dem beweglichen Nocken besteht, nur bei direkter Drehbewegung des Motors wirksam ist

Da das eingestellte Drehmoment von der Kompression der Schraubenfeder bestimmt wird, wird nicht nur das eingestellte Drehmoment sicher konstantgehalten, sondern es kann auch eine Änderung des eingestellten Drehmoments leicht erfolgen.

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Oberlast-Einrichtung für ein elektrisch angetriebenes Werkzeug, insbesondere für einen Elektro-Scbraubenzieher, mit einem Motor, dessen Abtriebswelle Dber ein Untersetzungsgetriebe mit einem Kupplungsglied gekuppelt ist, welches am Umfang der Vorderseite mit abgeschrägten, im Abstand voneinander angeordneten Vorsprüngen versehen ist, die in ein anderes Kupplungsglied eingreifen, welches an der Vorderseite für eine gemeinsame Drehung mit einer Antriebswelle verbunden ist, die durch eine Einstellhülse verläuft und am vorderen Ende ein abnehmbares Werkzeug aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückseite des anderen Kupplungsgliedes (8) mit Kupplungskugeln (9) versehen ist, die in zwischen den Vorsprüngen des einen Kupplungsgliedes (4) befindliche Zwischenräume (6) eingi-eifen, daß das andere Kupplungsglied (8) auf der Antriebswelle (13) längsverschiebbar angeordnet ist, daß zwischen der Vorderseite des anderen Kupplungsgliedes (8) und der Einstellhülse (14) eine Feder (18) angeordnet ist, die das andere Kupplungsglied (8) gegen das eine Kupplungsglied (4) drückt, daß vor dem anderen Kupplungsglied (8) in dessen axialem Verschiebeweg ein elektrischer Schalter (19) liegt, mittels dem die Stromversorgung des Motors (1) abschaltbar ist, daß sich in der Wandung der als Hohlwelle ausgebildeten Abtriebswelle (3') eine Mitnehmerkugel (10) befindet, die radial zur Längsachse der Abtriebswelle (3¹) verschiebbar ist, daß in dem einen Kupplungsglied (4) eine Ausnehmung (7) angeordnet ist, in die die Mitnehmerkugel (10) eingreift und das eine Kupplungsglied (4) lösbar mit der Abtriebswelle (3') kuppelt und daß auf der Rückseite des anderen Kupplungsgliedes (8) eine axial nach hinten ragende Steuerstange (15) vorgesehen ist, auf der eine federbelastete Steuerhülse (16) gleitbar unterhalb der Mitnehmerkugel (10) aufgeschoben ist und die Mitnehmerkugel (10) in die Ausnehmung (7) des einen Kupplungsgliedes (4) drückt.