DE3237325C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Getriebe-Kraftschlüssel nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei diesem aus dem DE 79 30 779 U1 vorbekannten Getriebe-Kraftschlüssel ist die Überlastsicherung zwischen dem Gehäuse des Kraftschlüssels und dem Reaktionsarm angeordnet. Der Kraftflußweg von der Ausgangswelle zum Reaktionsarm wird unterbrochen, sobald am Reaktionsarm ein übermäßig hohes Moment auftritt, durch das der Kraftschlüssel zerstört werden könnte. Der Reaktionsarm ist mit dem Gehäuse des Kraftschlüssels über die zwei stirnverzahnten Zahnräder mittels der Feder kraft- und form­ schlüssig verbunden. Bei Überlast wird der Reaktionsarm mit dem zugehö­ rigen Zahnrad nach unten gedrückt, die Zähne der Zahnräder kommen außer Eingriff und rutschen übereinander.

Nachteilig bei diesem vorbekannten Kraftschlüssel ist es, daß erstens der Reaktionsarm nur mit erheblichem Aufwand gegen einen anderen Reak­ tionsarm mit kürzerer oder längerer Ausladung ausgetauscht werden kann, und daß zweitens der Reaktionsarm sich dann, wenn die Überlastsicherung ansprechen soll, nach unten bewegen muß. Diese Bewegung wird aber durch jeweils vorliegende Reibungsverhältnisse möglicherweise behindert und gegebenenfalls durch örtliche Verhältnisse ganz ausgeschlossen. Die bekannte Überlastsicherung ist damit nachteilig und nicht immer sicher im praktischen Einsatz.

Die DE-OS 15 03 022 betrifft ein durch ein Druckmedium betätigtes Werk­ zeug, das eine Überlastsicherung mit radialen Kanälen in einem ersten Teil der Eingangswelle aufweist, wobei diese radialen Kanäle Kugeln aufnehmen, welche wiederum mit einem vieleckigen Nocken zusammenwirken. Ein Kugelkäfig dient dazu, mit einer schräg verlaufenden Fläche die Kugeln radial nach innen zu pressen. Bei Überlast rutschen die Kugeln über den vieleckigen Nocken.

Die DE-OS 26 10 989 bezieht sich auf einen Motorschrauber, der einer­ seits eine normale, nicht drehmomentabhängige Kupplung und andererseits eine drehmomentabhängige Kupplung hat. Letztere ist nicht mit Zahnrädern versehen.

Die DE-OS 24 27 352 bezieht sich auf einen Vorsatzschraubendreher in Form eines Einsatzes für eine Bohrmaschine. Eine drehmomentabhängige Kupplung in Form einer Reibungskupplung ist vorgesehen.

Die DE-OS 22 06 652 bezieht sich auf ein Zwischenstück mit Drehmomentbe­ grenzung und somit auf eine Überlastsicherung. Diese hat ein eigenes, als Überwurfmutter ausgebildetes Gehäuse, das jedoch zugleich als erster Teil der Eingangswelle dient und mit dem zweiten Teil der Eingangswelle nicht über Zahnflanken, sondern über Kugeln in Eingriff steht.

Die DE-OS 19 47 102 bezieht sich auf einen elektrisch angetriebenen Ratschen-Schraubenschlüssel. Er hat eine drehmomentabhängige Kupplung in der Eingangswelle, die als Reibkupplung mit kegelförmigen Elementen ausgebildet ist.

Die US-PS 27 42 805 schließlich beschreibt einen Motorschrauber mit einer drehmomentabhängigen Kupplung, die mit einer Magnetflüssigkeit arbeitet und sich in der Eingangswelle befindet.

Ausgehend von dem vorbekannten Getriebe-Kraftschlüssel der eingangs genannten Art liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannte Überlastsicherung dahingehend weiterzubilden und zu verbessern, daß sie präziser anspricht, einen Austausch unterschiedlicher Reaktionsarme nicht behindert und den Kraftschlüssel wirkungsvoller schützt.

Diese Aufgabe wird gelöst durch den Kraftschlüssel mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Aufgrund der Anordnung der Überlastsicherung in der Eingangswelle befin­ det sie sich im Bereich niedrigerer, noch nicht übersetzter Drehmomente, die Ansprechmomente der Sicherheitseinrichtung liegen somit tiefer, die Sicherheitseinrichtung kann genauer eingestellt werden. Sie befindet sich vor dem Getriebe und schützt dadurch dieses besser als eine hinter dem Getriebe angeordnete Sicherheitseinrichtung, insbesondere bei ruck­ artiger Krafteinleitung. Der störende Einfluß unterschiedlicher Rei­ bungskräfte ist verringert, die Ansprechschwelle der Sicherheitseinrich­ tung ist nicht von speziellen örtlichen Gegebenheiten der Anlage des Reaktionsarmes an einem Gegenstand abhängig und wird nicht durch unter­ schiedliche Reaktionsarme verschiedener Ausladung verändert.

Wenn auch das erste Zahnrad mit dem zugehörigen Teil der Eingangswelle starr verbunden ist und sich die beiden Teile der Eingangswelle gegen die Kraft der Feder axial voneinander entfernen können, ist eine ein­ stückige Ausbildung beider Zahnräder mit dem dazugehörigen Teil der Eingangswelle möglich, eine Konstruktion aus wenigen Teilen also er­ reichbar. Ein Benutzer spürt bei der praktischen Anwendung deutlich, wenn die Überlastsicherung anspricht.

Wenn das erste Zahnrad dagegen axial verschiebbar an dem zugehörigen Teil der Eingangswelle angeordnet ist, bewegen sich beim Auftreten eines überlastenden Drehmomentes die beiden Teile der Eingangswelle nicht axial gegeneinander, es wird also im Überlastfall der obere Teil der Eingangswelle nicht hochgedrückt, sondern das stirnverzahnte Zahnrad rutscht axial ein Stück am zugehörigen Teil der Eingangswelle, mit dem es drehfest verbunden ist. Dadurch kann das Auslösen der Überlastsiche­ rung durch äußere Maßnahmen, wie beispielsweise eine auf die Eingangs­ welle ausgeübte drückende Kraft, nicht beeinflußt werden.

Die Überlastsicherung ist von dem durch die Überwurfmutter ausgebildeten Gehäuse umschlossen und dadurch geschützt angeordnet. Wie die bekannte Überlastsicherung der eingangs genannten Art arbeitet die erfindungsge­ mäße Überlastsicherung in beiden Drehrichtungen, und zwar mit gleichen Überlastwerten.

Weiterbildungen finden sich in den sonstigen Patentansprüchen.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung, die jedoch nicht einschränkend zu verstehen sind, werden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben; in dieser zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht, die insbesondere im Bereich der Überlastsi­ cherung als Axialschnitt ausgeführt ist, eines Getriebe-Kraft­ schlüssels und

Fig. 2 einen axialen Schnitt durch eine Überlastsicherung ähnlich Fig. 1, jedoch mit einem axial gegenüber dem zugehörigen Teil der Eingangswelle bewegbaren Zahnrad.

In Fig. 1 ist ein typischer Getriebe-Kraftschlüssel oder Getriebe-Schraubenschlüssel abgebildet, der zusätzlich mit einer Überlastsicherung 20 ausgebildet ist. Zwischen einer mittels eines gestrichelt gezeichneten Ratschenschlüssels 22 antreibbaren Eingangswelle 24 und einer sich mit höherem Drehmoment, jedoch geringerer Winkelgeschwindigkeit als diese Eingangswelle 24 drehenden Ausgangswelle 26 ist ein Getriebe 28 angeordnet. Es ist, wie in Fig. 1 angedeutet ist, als Planeten­ getriebe ausgebildet und beispielsweise in dem Buch "Fort­ schritt-Berichte der VDI-Zeitschriften, Die Verbindung von Schrauben mit großen Gewindedurchmessern, Autor Dr. F. Krass" beschrieben. Das Reaktionsmoment der Ausgangswelle 26 beim An­ ziehen einer Schraubenverbindung wird durch einen seitlich aus­ greifenden Reaktionsarm 30 abgefangen, der gestrichelt darge­ stellt ist. Er hat einen relativ breiten Anlagefuß 32, um uni­ versell einsetzbar zu sein. Während die Eingangswelle 24 mit einem Innenvierkant 34 ausgestattet ist, weist die Ausgangs­ welle 26 einen Außenvierkant 36 auf, auf den eine (gestrichelt gezeichnete) Nuß 38 aufgesteckt ist, mittels der eine Mutter 40 angezogen werden soll. Mit 42 ist schließlich eine Ab­ stützungsfläche bezeichnet, die mit einem Gegenstand 44 fest verbunden ist, an dem sich die anzuziehende Schraubenverbin­ dung befindet.

Wie Fig. 1 zeigt, ist die Überlastsicherung 20 innerhalb der Eingangswelle 24 angeordnet, die zweigeteilt ist. Sie setzt sich aus einem oberen Teil 46 und einem unteren Teil 48 zu­ sammen. Die Überlastsicherung 20 befindet sich mithin im Kraftflußweg der Eingangswelle 24, also zwischen dem Ratschen­ schlüssel 22 und dem Getriebe 28, dem noch, wie an sich be­ kannt, eine Rückdrehsicherung 50 vorgeschaltet ist.

Der obere Teil 46 der Eingangswelle 24 ist hülsenförmig aus­ gebildet, der Innenvierkant 34 erstreckt sich über die gesamte Länge dieses oberen Teils 46. Es ist außen zylindrisch und geht unten einstückig in ein erstes (oberes) Eingriffsteil 52 in Form eines stirnverzahnten Zahnrades 54 über, das ähnlich einem Kragen nach außen vom oberen Teil 46 vorspringt und mit diesem einstückig verbunden ist. Es ist oben buckelför­ mig abgerundet, um eine definierte Anlagefläche für eine als einen Stapel von insgesamt vier Tellerfedern ausgebildete Feder 56 zu bilden. Diese Tellerfedern 56 liegen mit ihrem Innenrand am zylinderförmigen Außenrand des oberen Teils 46 an. Das Zahnrad 54 greift in ein unteres Zahnrad 58 ein, das das zweite (untere) Eingriffsteil bildet. Es hat dieselbe Stirnverzahnung wie das Zahnrad 54. Die Zahnkerben werden nach innen hin flacher, die Zahne verlaufen radial (sog. Hirth-Verzahnung).

Auch das zweite Eingriffsteil 60 ist als Scheibe ausgebildet und hat einen kegelstumpfförmigen Innenraum. Es schließt dicht mit dem oberen Zahnrad 54 ab, so daß von der Seite des Innenvierkants 34 kein Schmutz in die Überlastsicherung 20 eindringen kann.

Das untere Zahnrad 58 ist über zwei Zylinderstifte 62 mit dem unteren Teil 48 der Eingangswelle 24 verbunden. Dieses untere Teil 48 hat einen axial vorspringenden Kragen 64, in den innen das untere Zahnrad 58 hinein paßt und der mit einem Außenge­ winde versehen ist, auf das als Gehäuse für die Überlastsiche­ rung 20 eine Überwurfmutter 66 aufgeschraubt ist. Sie wird über einen Gewindestift 68 gesichert, der in den Kragen 64 eingeschraubt ist. Mit ihrer radialen Innenfläche bietet sie die zweite Abstützfläche für die Feder 56, die durch stärkeres Einschrauben stärker und v. v. gespannt werden kann. Sie liegt außen dicht und bündig am zylindrischen Außenmantel des oberen Teils 46 an.

Insgesamt ist die Überlastsicherung 20 somit allseitig abge­ schlossen, sie ist zudem kompakt ausgebildet. Beim praktischen Einsatz macht sie sich erst dann bemerkbar, wenn mittels des Ratschenschlüssels 22 ein zu hohes, einer Überlast entsprechen­ des Drehmoment aufgebracht wird. In diesem Fall werden die beiden Zahnräder 54 und 58 gegen die Kraft der Feder 56 aus­ einandergedrückt, das obere Teil 46 kommt etwas nach oben vor. Die Zahnflanken der beiden Zahnräder 54 und 58 gleiten übereinander, wodurch sie nach wenigen Überlastspielen eine gewisse Rundung bekommen, und rasten in die nachfolgende Zahn­ kerbe ein. Insgesamt bewegen sich also die beiden Teile 46 und 48 der Eingangswelle gegeneinander.

Diese Axialbewegung der beiden Teile 46 und 48 der Eingangs­ welle 24 wird im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 dadurch ausgeschlossen, daß das obere Eingriffsteil 52 zwar weiterhin drehfest, jedoch nicht starr mit dem oberen Teil 46 verbunden ist. Dieses Eingriffsteil 52 ist vielmehr als ein Ring ausge­ bildet, der aus dem Zahnrad 54 und einem Kragen 69 besteht, der ein Kippen des Eingriffsteils 52 verhindert. Dieser Kragen 69 hat vier in Axialrichtung verlaufende Nuten 70 an seiner zylindrischen Innenwand. In diese Nuten 70 greifen Gleitfedern 72, die ihrerseits in Nuten 74 an der ansonsten zylindrischen Außenfläche des oberen Teils 46 gehalten sind. Die Gleitfedern 72 stehen radial etwas weiter nach außen vor als der Kragen 69 und zentrieren die wiederum aus Teller­ federn aufgebaute Feder 56. Die Überwurfmutter 66 ist wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 aufgebaut und hat dieselben Funktionen. Sie sichert zusätzlich die Gleitfedern 72.

In den beiden beschriebenen Ausführungsbeispielen erfolgt die Kraftübertragung zwischen den beiden Teilen 46 und 48 der Eingangswelle 24 über die Stirnseiten dieser Teile 46, 48.

Claims (5)

1. Getriebe-Kraftschlüssel mit Überlastsicherung,

• - bei dem ein mechanisches Getriebe zwischen einer antreibbaren Eingangswelle und einer sich im Ver­ gleich zur Eingangswelle mit geringerer Winkelge­ schwindigkeit drehenden Ausgangswelle angeordnet ist, deren Reaktionsmoment durch einen seitlich aus­ greifenden Reaktionsarm des Kraftschlüssels aufge­ fangen wird, und
• - bei dem die Überlastsicherung zwei in einem Kraft­ flußweg angeordnete, bei Normalbelastung mittels einer Feder in kraft- und formschlüssigem Eingriff gehaltene, bei Überlast zerstörungsfrei übereinan­ derrutschende, stirnverzahnte Zahnräder aufweist,

dadurch gekennzeichnet, daß die Überlastsicherung (20) in der Eingangswelle (24) an­ geordnet ist, daß das erste Zahnrad (52) drehfest an einem ersten Teil (46) der Eingangswelle (24) angeord­ net ist, daß das zweite Zahnrad (58) starr mit dem zweiten Teil (48) der Eingangswelle (24) verbunden ist, daß das erste Teil (46) der Eingangswelle (24) eine innere Ausnehmung, insbesondere einen Innenvierkant (34) aufweist und ringartig ausgebildet ist, und daß die Überlastsicherung (20) sich innerhalb eines durch eine Überwurfmutter (66) ausgebildeten Gehäuses befin­ det.

2. Kraftschlüssel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Zahnrad (52) starr mit dem ersten Teil (46) der Eingangswelle (24) verbunden ist und daß die beiden Teile (46, 48) der Eingangswelle (24) gegen die Kraft der Feder (56) axial voneinander entfernt werden können.

3. Kraftschlüssel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Zahnrad (52) mit einem Kragen (69) ver­ bunden ist und axial verschiebbar am ersten Teil (46) der Eingangswelle (24) angeordnet ist und daß der axiale Abstand der beiden Teile (46, 48) der Eingangs­ welle (24) konstant ist.

4. Kraftschlüssel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß ein Teil (zum Beispiel 46) der Eingangswelle (24) einen radialen Vorsprung auf­ weist, auf dem sich eine als Stapel Tellerfedern aus­ gebildete Feder (56) abstützt.