DE3912790A1 - Vorrichtung fuer den kuppelbaren antrieb einer schrauberspindel - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung für den kuppelbaren Antrieb einer Schrauberspindel, der im Gat­ tungsbegriff des Patentanspruchs 1 näher bezeichneten Art.

Solche Vorrichtungen werden bei derartigen Schraubern eingesetzt, bei denen ein maximal übertragbares Grenz­ drehmoment vorgegeben ist, bei dem die Klauenkupplung ausgerückt wird. Die Überrastkupplung sorgt dafür, die Klauen und Gegenklauen der Klauenkupplung völlig außer Eingriff zu bringen, sobald das eingestellte Grenzdreh­ moment erstmalig überschritten worden ist, damit das lästige Geräusch einer überratschenden Klauenkupplung unterbunden wird.

Eine Vorrichtung der gattungsbildenden Art ist aus der DE-OS 16 78 656 bekannt. Dort ist die Mitnehmerhülse der Klauenkupplung zugleich Teil der Überrastkupplung, die aus Schrägklauen an der Mitnehmerhülse und damit korrespondierenden Rollen besteht, bei deren Überfahren durch die Schrägklauen die Mitnehmerhülse unter Mit­ nahme des Gegenstücks der Klauenkupplung in axialer Richtung verschoben wird. Die entsperrbare Sicherung besteht hierbei aus radial verschieblichen Kugeln, wel­ che in die innere Umfangsnut des Zahnrades eingerückt werden können, die von einem federbeaufschlagten Dorn gesteuert werden, der in der als Hohlwelle ausgebilde­ ten Arbeitsspindel axial verschieblich angeordnet ist. Die Antriebsspindel weist für den Durchtritt der Kugeln radiale Durchgangslöcher auf, und der axial verschieb­ liche Steuerdorn hat frontseitig eine konisch sich ver­ jüngende Verdrängungsfläche, um auf die Kugeln eine Ra­ dialkraft ausüben zu können. Die Teile dieser Steuerung für die entsperrbare Sicherung des Klauenkupplungsteils sind aufwendig in der Herstellung und kompliziert in der Montage, und sie müssen schon deshalb sorgfältig aufeinander abgestimmt sein, damit ein Verklemmen der entsperrbaren Sicherung des Klauenkupplungsteils ausge­ schlossen ist.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung für den kuppelbaren Antrieb einer Schrau­ berspindel der gattungsbildenden Art in ihrem Aufbau zu vereinfachen, vor allem die Anzahl der erforderlichen Einzelteile zu reduzieren, die Montage der noch zu be­ nötigenden Teile unkompliziert zu machen und damit ins­ gesamt die Herstellungskosten der Vorrichtung zu redu­ zieren.

Die Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der gattungsge­ mäßen Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Pa­ tentanspruchs 1 gelöst.

Der besondere Vorteil der Erfindung liegt darin, daß die Spannhülse ein einfach zu fertigendes Teil ist, bei dem lediglich auf eine ausreichende Dauerelastizität geachtet werden muß. Außerdem macht die Spannhülse auf­ wendige Steuerungsmechanismen entbehrlich, denn ihre Relativverschieblichkeit gegenüber der Schrauberspindel bzw. der Antriebsspindel kann auf einfache Weise durch axiale Anschläge sichergestellt werden. Das gilt insbe­ sondere für die Rückstellung in die Ausgangslage, wobei es insbesondere bei Anordnung der Spannhülse auf der Schrauberspindel leicht möglich ist, für das Umspringen des Rastvorsprungs der Spannhülse oder der Schrauber­ spindel von einer Rastnut in die andere die Kraft der die Schrauberspindel beaufschlagenden Feder zu nutzen.

Die Spannhülse selbst kann vorteilhaft nach Art einer Spannzange mit Längsschlitzen ausgestattet sein, die eine ausreichende Aufweitung der Spannhülse in Umfang­ richtung sicherstellen. Man kann die Spannhülse leicht spangebend aus Metall oder fertig gespritzt aus Kunst­ stoff herstellen. Da - wie bereits erwähnt - die axiale Verschiebung der Spannhülse mit dem vorbestimmten Ein­ griff des Rastvorsprungs in die eine oder die andere Umfangsnut der betreffenden Spindel durch Anschläge bewirkt werden kann, sind für die entsperrbare Siche­ rung des betreffenden Klauenkupplungsteils keine wei­ teren, insbesondere keine beweglichen Teile erforder­ lich.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfin­ dung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel noch näher erläutert. Die Zeichnung zeigt eine Vorrichtung für den kuppelbaren bzw. entkuppelbaren Antrieb einer Schrauberspindel im Schnitt.

Im einzelnen erkennt man in der Zeichnung eine Schrau­ berspindel 1, die an ihrem Vorderende eine geeignete Aufnahme für ein Schraubwerkzeug 2 hat. Die Schrauber­ spindel 1 ist in einer Verstellhülse 3 gelagert, die auf einem Gehäusehals 4 einer Antriebsmaschine sitzt. Sie taucht mit einer inneren Verlängerung 6 in eine als Hohlwelle ausgebildete Antriebsspindel 5 ein, wobei zwischen dem geschlossenen Innenende der Antriebsspin­ del 5 und dem gegenüberliegenden Innenende der Verlän­ gerung 6 der Schrauberspindel 1 eine Druckfeder 7 an­ geordnet ist. Auf der Antriebsspindel 5 sitzt ein Zahn­ rad 8, welches gegebenenfalls über ein Getriebe von dem Motor der Maschine angetrieben wird, was im einzelnen in der Zeichnung nicht dargestellt ist.

Zwischen der Schrauberspindel 1 und der Antriebsspindel 5 ist eine Klauenkupplung 9 angeordnet, die eine Mit­ nehmerhülse 10 umfaßt, welche mit der Schrauberspindel 1 drehfest verbunden ist. An ihrem rückwärtigen Ende weist die Mitnehmerhülse 10 Klauen 23 auf, die in Ein­ griff mit axial gegenüberliegenden Gegenklauen 24 ge­ bracht werden können, welche am Vorderende eines hül­ senförmigen Kupplungsgegenstücks 11 angeordnet sind. Der gekuppelte Zustand der Klauenkupplung 9 tritt ein, sobald die Schrauberspindel 1 nach Aufsetzen des Schrauberwerkzeugs 2 auf eine Schraube nach innen gegen die Kraft der Feder 7 eingedrückt wird, wobei die Mit­ nehmerhülse 10 axial auf das Kupplungsgegenstück 11 zu­ bewegt wird.

Weiter hat die Vorrichtung eine Überrastkupplung 12, die zwei benachbart auf der Antriebsspindel 5 angeord­ nete Flansche 13 und 14 aufweist, welche an ihren be­ nachbarten Stirnseiten eingearbeitete Kalotten 25, 26 haben. Diese sind formschlüssig an Kugeln 15 angepaßt, die in der Kupplungslage der Überrastkupplung 12 in den einander gegenüberliegenden Kalotten 25, 26 der Flan­ sche 13 und 14 eingeschlossen sind. Der Flansch 14 ist sowohl in axialer Richtung als auch in Drehrichtung fest auf der Antriebsspindel 5 angeordnet, während der Flansch 13 Teil des Gegenstücks 11 der Klauenkupplung 9 ist und sich daran an dem den Gegenklauen 24 gegenüber­ liegenden Ende befindet. Das Gegenstück 11 der Klauen­ kupplung 9 und damit der Flansch 13 sind auf der An­ triebsspindel 5 sowohl in Axialrichtung verschiebbar als auch gegenüber dieser frei drehbar gelagert.

Der Flansch 13 der Überrastkupplung 12 wird von einer Vorspannfeder 16 beaufschlagt, die sich mit ihrem ge­ genüberliegenden Ende an Bolzen 18 abstützt. Die Bolzen 18 sind in Durchgangslöchern einer in dem Gehäuse 4 fest angeordneten Buchse 17 axial verschieblich gela­ gert und stützen sich mit ihren Außenenden an einer in­ neren Stirnwand der Verstellhülse 3 ab. Durch Verdrehen der Stellhülse 3, die damit mehr oder weniger weit auf das Gehäuse 4 aufgeschraubt wird, kann der Feder 16 ei­ ne mehr oder weniger große Vorspannung gegeben werden. Damit ist das Grenzdrehmoment der Überrastkupplung 12 veränderbar, bei dem die Kugeln 25 unter vorübergehen­ der axialer Verschiebung des Flansches 13 und damit des Kupplungsgegenstücks 11 der Klauenkupplung 9 von einer Kalotte 25, 26 auf die auf dem Wälzkreis nächstbenach­ barte Kalotte 25, 26 überspringen.

Die Axialbewegung, die dabei dem Kupplungsgegenstück 11 aufgezwungen wird, macht die Mitnehmerhülse 10 im ge­ kuppelten Zustand der Klauenkupplung 9 mit, die dazu über eine Längsverzahnung axial verschieblich aber drehfest mit der Schrauberspindel 1 verbunden ist.

Fest mit der Mitnehmerhülse 10 ist eine Spannhülse 19 verbunden, die in Umfangsrichtung aufweitbar und damit in radialer Richtung dehnbar ist. Die Spannhülse 19 weist einen inneren Rastvorsprung 20 in Gestalt eines Innenwulstes auf, der ringförmig in einer Radialebene liegt. Die Schrauberspindel 1 hat zwei benachbart lie­ gende Umfangsnuten 21 und 22, die formschlüssig an den darin einrastbaren Innenwulst 20 der Spannhülse 19 an­ gepaßt sind. Der Mittenabstand der beiden Umfangsnuten 21 und 22 der Schrauberspindel 1 ist etwas größer als derjenige axiale Hub, der benötigt wird, um die Klauen 23 und Gegenklauen 24 der Klauenkupplung 9 außer Ein­ griff zu bringen.

In der Ausgangslage greift der Innenwulst 20 der Spann­ hülse 19 in die in der Zeichnung rechts liegende Innen­ nut 21 der Schrauberspindel 1 ein. Durch Eindrücken der Schrauberspindel 1 über das Schraubwerkzeug 2 wird zu­ nächst die Klauenkupplung 9 in Eingriff gebracht. Über­ steigt das über die Schrauberspindel 1 übertragene Drehmoment das Grenzmoment der Überrastkupplung 12, kommen die Kugeln 15 dieser Kupplung vorübergehend außer Eingriff mit den Kalotten 25 und 26, was eine axiale Verschiebung des Kupplungsgegenstücks 11 in Richtung nach links bewirkt. Diesen axialen Hub macht die Mitnehmerhülse 10 mit, wobei der Innenwulst 20 der Spannhülse 19 von der rechten Umfangsnut 21 in die lin­ ke Umfangsnut 22 der Schrauberspindel 1 überspringt. Sobald nach einmaligem Überrasten die Kugeln 15 der Überrastkupplung 12 in das sich neu ergebende Kalotten­ paar 25, 26 eintauchen, bewegt sich unter dem Druck der Vorspannfeder 16 das Gegenstück 11 der Klauenkupplung nach rechts zurück, ohne daß die Mitnehmerhülse 10 dieser Axialbewegung folgen kann. Dadurch wird die Klauenkupplung 9 entriegelt, und es kann nach erstma­ ligem Überschreiten des Grenzmomentes der Überrast­ kupplung 12 kein weiteres Lastmoment im selben Arbeits­ gang mehr übertragen werden.

Der Ausgangszustand, in welchem ein Einrücken der Klauenkupplung 9 wieder möglich ist, wird dadurch her­ gestellt, daß beim Absetzen des Schrauberwerkzeugs 2 von der betreffenden Schraube die Schrauberspindel 1 nach außen infolge der Kraft der Druckfeder 7 heraus­ wandert, wobei kurz vor Erreichen der äußeren Endlage die Mitnehmerhülse 10 an der Buchse 17, die axial fest im Gehäuse 4 sitzt, anschlägt, wonach die Schrauber­ spindel 1 noch weiter nach außen herausbewegt wird, wo bei dann der Rastwulst 20 der Spannhülse 19 von der linken Umfangsnut 22 der Schrauberspindel 1 in die rechte Umfangsnut 21 zurückspringt. Es versteht sich, daß die Druckkraft der Feder 7 so ausreichend groß ge­ wählt werden muß, daß sie die für die Aufweitung der Spannhülse 19 erforderliche Gegenkraft überwindet.

Claims (5)

1. Vorrichtung für den Antrieb einer Schrauberspindel (1) mit einer Klauenkupplung (9) und einer Überrast­ kupplung (12), bei der die Klauenkupplung (9) eine mit der Schrauberspindel (1) drehfeste, gegenüber dieser begrenzt sowie zusammen mit dieser gegen die Kraft einer Feder (7) axial verschiebliche Mitneh­ merhülse (10) mit endseitigen Klauen (23) sowie ko­ axial dazu ein axial verschiebliches Gegenstück (11) mit Gegenklauen (24) hat, das mit einer Antriebs­ spindel (5) verbindbar ist, und bei der ferner die Überrastkupplung (12) unter dem Druck einer Vor­ spannfeder (16) miteinander kraftschlüssig verbun­ dene Teile (13, 14) mit Rastgliedern hat, die bei Überschreiten eines Grenzmomentes unter Mitnahme der Mitnehmerhülse (10) und des Gegenstücks (11) der Klauenkupplung (9) axial auseinander- und wieder einrückbar sind, wobei das von der Überrastkupplung (12) abgelegene der Klauenkupplungsteile (10, 11) durch eine entsperrbare Sicherung gegen eine Mitnahme in Einrückrichtung der Überrastkupplung (12) blockiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die entsperrbare Sicherung des betreffenden Klauenkupplungsteils (10, 11) aus einer radial ela­ stisch dehnbaren Spannhülse (19) besteht, die mit dem Klauenkupplungsteil (10, 11) verbunden ist, und daran oder an der betreffenden Spindel (1, 5) zumin­ dest ein radial nach innen vorstehender Rastvor­ sprung (20) angeordnet ist, wobei die Schrauberspin­ del (1) bzw. die Antriebsspindel (5) oder die Spann­ hülse (19) im Innern zwei Umfangsnuten (21, 22) für den Eingriff des Rastvorsprungs (20) hat, deren axi­ aler Mittenabstand größer als der Kupplungshub der Klauen (23) und Gegenklauen (24) der Klauenkupp­ lungsteile (10, 11) ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenstück (11) der Klauenkupplung (9) zu­ gleich das eine Kupplungsteil (13) der Überrastkupp­ lung (12) ist und die Spannhülse (19) an der Mitneh­ merhülse (10) der Klauenkupplung (9) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Überrastkupplung (12) als Kupplungsteile zwei Flanschteile (13, 14) aufweist, die an ihren benachbarten Stirnseiten Kalotten (25, 26) haben, in die Kugeln (15) formschlüssig eingreifen, wobei ei­ nes der Flanschteile (13, 14) an dem den Gegenklauen (24) gegenüberliegenden Ende des Gegenstücks (11) der Klauenkupplung (9) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rastvorsprung (20) bei Anordnung an der Spannhülse (19) ein in deren Innenumfangsrichtung sich erstreckender Innenwulst ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rastvorsprung (20) bei Anordnung an der be­ treffenden Spindel (1, 5) ein sich in Umfangsrichtung erstreckender Außenwulst ist.