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Schraubwerkzeug mit Rücklaufsperre.
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Die Erfindung betrifft ein Schraubwerkzeug mit Rücklaufsperre, mit
einem Schlüsselkopf, der einen drehbaren Ring enthält, der durch ein an einer Achse
gelagertes Rastelement in der einen Drehrichtung blockierbar ist.
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Bei von ligand betätigten Schraubwerkzeugen, aber auch bei Rraftschraubern
sind verschiedene Arten von Rücklauf sperren bekannt. So ist es bekannt, eine Ratsche
vorzusehen, die aus einem drehbar am Schlüsselkopf gelagerten Rastelement besteht,
das mit einem oder mehreren Rastzähnen in eine Verzahnung an der Außenseite des
drehbaren Rings eingreift. In der Leerlaufrichtung werden die Rastzähne des Rastelementes
aus der Verzahnung des Ringes herausgedrückt, während sich in der Mitnahmerichtung
die Zähne ineinander verkeilen. Die Sperrung entsteht dadurch, daß das Rastelement
nicht über seinen toten Punkt hinweg gedreht werden kann, der auf der Verbindungsgeraden
zwischen den Mittelpunkten des Ringes und der Achse liegt.
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Bei derartigen Rücklauf sperren ist die Last bei der Übertragung des
Drehmomentes auf einen Rastzahn oder auf sehr weniç Rastzähne konzentriert. Hohe
Drehmomente erfordern daher eine entsprechend starke Auslegung der Rastklinke, der
Verzahnung des Ringes und des gesamten Schlüsselkopfes.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Schraubwerkzeug mit Rücklaufsperre
zu schaffen, das für hohe Drehmomente geeignet ist, jedoch einen relativ kleinen
und schmalen Schlüsselkopf aufweist, so daß trotz der in dem Schlüsselkopf enthaltenen
Rücklaufsperre der Schlüsselkopf auch an Stellen eingesetzt werden kann, die mit
den voluminöseren Schlüsselköpfen der bekannten Geräte nicht erreichbar wären.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die
Achse des Rastelementes in dem Schlüsselkopf in einer Bahn geführt ist, deren eines
Ende einen größeren Abstand von der Ringachse hat ' als das andere Ende. Zwischen
den beiden Positionen "Leerlauf" und "Mitnahme" wird das Rastelement nicht in erster
Linie um seine Achse geschwenkt, sondern die Achse wird insgesamt entlang der Bahn
verschoben.
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Diese Verschiebung geschieht dadurch, daß der Verlauf des Bahnabschnittes
eine radial zur Ringachse verlaufende Komponente hat. An dem einen Ende der Bahn
hat die Achse des Rastelementes also einen größeren Abstand von dem Ring als am
anderen Ende der Bahn.
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Im Falle des größeren Abstandes der Achse des Rastelementes von dem
Ring wird der Ring durch das Rastelement freigegeben. Wird die Achse auf ihrer Bahn
infolge
einer entsprechenden Drehung des Schlüsselkopfes jedoch zu demjenigen Bahnende bewegt,
an dem sie den kleineren Abstand von dem Ring hat, dann wird das Rastelement infolge
des auf den Schlüsselkopf einwirkenden Drehmomentes durch den Verlauf der Bahn in
Richtung auf den Ring gedrückt, so daß der Ring mitgenommen wird. Die Kraft, mit
der das Rastelement gegen den Ring drückt, ist abhängig von der Größe des auf den
Schlüsselkopf einwirkenden Drehmomentes, so daß die Anpreßkraft umso größer ist,
je größer das Drehmoment ist. Von der zum Drehen aufgebrachten Energie wird also
für die Anpressung stets ein gewisser Anteil abgezweigt. Die Größe dieses Anteils
richtet sich nach der Schräge der Bahn bzw. dem Abweichungswinkel der Bahn von einer
durch die Achse des Rastelementes hindurchgehenden Geraden, die senkrecht zu der
Verbindungslinie zwischen Kreismittelpunkt und Achsmittelpunkt verläuft (Tangente).
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Vorzugsweise ragen die Enden der Achse des Rastelementes in Gleitelemente
hinein, die in zueinander parallelen Bahnen im Schlüsselkopf geführt sind.
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Die Bahnen sind dabei vorzugsweise langgestreckte Ausnehmungen in
den Seitenwänden des Schlüsselkopfes, in denen sich die Gleitelemente bewegen.
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Die Gleitelemente können zwei parallele Seitenführungen haben, die
an den parallelen Wänden der Bahnen entlang gleiten. Auf diese Weise werden Drehungen
der Gleitelemente vermieden. Die Gleitelemente können auch starr an der Achse befestigt
sein, so daß die
beiden Gleitelemente zusammen mit der Achse ein
starres Teil bilden.
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Um sicherzustellen, daß das Rastelement sich bei Drehung in Mitnahmerichtung
voll an die Außenfläche des Ringes anlegt, ist in vorteilhafter Weiterbildung der
Erfindung vorgesehen, daß die Achse ein Pendellager trägt, an dem das Rastelement
drehbar und in Grenzen seitlich pendelnd gehalten ist. Das Pendellager ermöglichst
in gewissen Grenzen eine freie Einstellung des Rastelementes auf den Ring, so daß
Verkantungen oder linienförmige Kraftübertragungsbereiche vermieden werden. Wenn
der Ring eine Außenverzahnung aufweist, in die eine Verzahnung des Rastelementes
eingreift, wird durch das Pendellager sichergestellt, daß die Zähne der beiden Verzahnungen
bei Drehung in Mitnahmerichtung voll ineinandergreifen.
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Durch die pendelnde Aufhängung des Rastelementes wird daher vermieden,
daß die zusammenwirkenden Verzahnungen Zahn auf Zahn gegeneinander stoßen oder nicht
vollständig ineinander einrasten.
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Das Rastelement kann mit einer ringsegmentförmigen Angriffsfläche
versehen werden, die sich über einen größeren Winkelbereich des Ringes erstreckt,
so daß die Mitnahmekräfte sich verteilen. Die Verzahnungen an dem Ring und dem Rastelement
können daher relativ klein, d.h. mit geringer Höhe, ausgebildet werden. Vorzugsweise
erstreckt sich die Verzahnung des Rastelementes, bezogen auf den Ring, über einen
Kreisbogen von mindestens 450 und insbesondere über einen Kreisbogen von annähernd
900.
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Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Figuren ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.
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Es zeigen: Figur 1 eine Seitenansicht eines Kraftschraubers mit der
Rücklaufsperre, teilweise aufgeschnitten, und Figur 2 in vergrößertem Maßstab einen
Schnitt durch die Rücklaufsperre, etwa entlang der Linie Il-Il der Figur 1.
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Das dargestellte Schraubwerkzeug weist einen Schlüsselkopf 10 auf,
an dem über ein Gelenk 11 ein Kolben 12 angreift, der aus einem Zylinder 13 hydraulisch
ausfahrbar ist. Ein Hebel 15 ist über eine Gelenkachse 14 an dem rückwärtigen Ende
des Zylinders angelenkt.
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Der Hebel 15 ist mit einem Lenker 16 fest verbunden, der über ein
Gelenk 17 an dem Schlüsselkopf 10 angreift. Das Gelenk 17 liegt, bezogen auf die
Achse 18 des Schlüsselkopfes, in einem Winkelabstand von etwa 600 von dem Gelenk
11 entfernt.
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An dem äußeren Ende des Hebels 15 befindet sich ein Gelenk 8, an dem
ein Stützarm 19 angreift. Der Stützarm 19 dient zur Abstützung des Kraftschraubers
an einer ortsfesten Stützfläche zur Ableitung der beim Drehen einer Schraube entstehenden
Reaktionskräfte. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel dient der Stützfuß 19
zugleich als Flüssigkeitstank für das Hydraulikmedium, mit dem die Kolbenzylindereinheit
12! 13 betrieben-wird. Die zugehörige Pumpexist hier nicht dargestellt, jedoch ist
die in den Zylinder 13 hineinführende Anschluß-
leitung 20 sichtbar.
Der Kolben 12 ist ein doppeltwirkender Kolben, der von jedem der beiden Enden des
Zylinderraumes aus mit Druck beaufschlagt werden kann. Auch das Umsteuerventil für
die Druckbeaufschlagung des Zylinders 13 ist in der Zeichnung nicht dargestellt.
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Der Schlüsselkopf enthält einen frei drehbaren Ring 21, der innen
eine der Form und Größe eines Schraubenkopfes entsprechende sechskantige Ausnehmung
22 aufweist und außen mit einer Verzahnung 23 versehen ist.
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In einem Hohlraum 24 im Inneren des Schlüsselkopfes befindet sich
das Rastelement 25. Dieses weist eine konkav-kreissegmentförmige Fläche auf, die
mit einer Verzahnung 26 versehen ist, die der Verzahnung 23 des Ringes 21 angepaßt
ist. Der Kreissegmentbogen mit der Verzahnung 26 erstreckt sich über einen Winkelbereich
von ca. 900 des Ringes 21.
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Das Rastelement 25 ist mit einem sphärischen Lager 27 (Figur 2) an
einer Achse 28 gelagert. Die beiden Enden der Achse 28 ragen in Gleitelemente 29,
30 hinein, so daß die Achse 28 zusammen mit den Gleitelementen 29 und 30 eine feste
Einheit bildet.
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In den Seitenwänden 31 des Schlüsselkopfes 10 befinden sich Führungsbahnen
32, 33 für die Gleitelemente 29, 30. Die parallel zueinander verlaufenden Führungsbahnen
32, 33 haben einen geradlinigen Verlauf, dessen Richtung nicht rechtwinklig zu derjenigen
Geraden ist, die durch den Mittelpunkt 18 des Ringes 21 und durch den Mittelpunkt
der Achse 28 hindurchgeht. Dieser nicht tangentiale Verlauf der Führungsbahnen 32
bewirkt,
daß die Achse 28 an dem einen Ende der Bahn 32, 33 einen größeren Abstand vom Mittelpunkt
18 des Ringes hat als am anderen Ende der Bahn.
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Das Kugelgelenk 27 besteht aus einem an der Achse 28 befestigten Kugelteil
35 und einem in einer Bohrung des Rastelementes 25 befestigten Pfannenteil 36. Da
die Breite des Rastelementes 25 zwischen den beiden Gleitelementen 29 und 30 kleiner
ist als der gegenseitige Abstand der beiden Gleitelemente, kann das Rastelement
25 an dem sphärischen Lager 27 pendeln und sich dabei gemäß Figur 2 sowohl seitlich
in Grenzen frei einstellen als auch um die Achse 28 herum gedreht werden. Somit
ist eine gute selbsttätige Anpassung der Verzahnung 26 an die Verzahnung 23 möglich,
so daß die Zähne voll ineinander einrasten können und dabei nicht durch Zwänge,
die auf das Rastelement 25 von dessen Lagerung ausgeübt werden, behindert werden.
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Im folgenden wird die Wirkungsweise der Rücklaufsperre erläutert.
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Wenn gemäß Figur 1 der Kolben 12 aus dem Zylinder 13 nach links ausgefahren
wird, wird der Schlüsselkopf 10 in Richtung es Pfeiles 36, also im Uhrzeigersinn,
gedreht. Da die Gleitelemente 29, 30 das Bestreben haben, an ihrem Platz zu verbleiben,
gleiten sie in ihren Bahnen 32, 33 gemäß Figur 1 nach unten, so daß der Abstand
der Achse 28 von dem Mittelpunkt 18 des Ringes sich verringert. Dadurch wird das
Rastelement 25 fest gegen den Ring 21 gedrückt. Es erfolgt eine Mitnahme des Ringes
in Drehrichtung 36.
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Wird der Kolben 12 dagegen wieder in den Zylinder 13 eingezogen, dann
bewegen sich die Gleitelemente 29,30 mit der Achse 28 gemäß Figur 1 in den Bahnen
32, 33 nach oben, so daß der Abstand der Achse 28 von dem Mittelpunkt 18 des Ringes
größer wird und die Verzahnungen 23 und 26 außer Eingriff kommen. In dieser Drehrichtung
des Schlüsselkopfes 10 (im Uhrzeigersinn) findet also keine Mitnahme des Ringes
21 statt.
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L e e r s e i t e