DE3919648A1 - Winkelschrauber - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Winkelschrauber nach der Gattung des Anspruchs 1.

Ein gattungsgemäßer Winkelschrauber ist bekannt durch die DE-OS 32 09 395. Darin ist vorgeschlagen, einen Winkelschrauber mit Winkelkopf mit einem an sich in Geradschraubern bekannten Kupplungs­ system zu versehen. Dieses enthält eine Trennkupplung mit einer Drehmomentüberrastkupplung zum Unterbrechen der Kraftübertragung vom Schraubermotor zur axialverschiebbaren Schrauberspindel. Das Ein­ kuppeln erfolgt dabei durch eine Axialbewegung der Schrauberspindel beim Aufsetzen auf ein zu schraubendes Teil gleich zu Beginn eines jeden Schraubvorganges.

Für einen Einbau im Winkelkopf besitzt dieses bekannte Kupplungs­ system eine zu große Baulänge. Es kann daher nur im rechtwinklig dazu angeordneten Motor- und Getriebegehäuse eingebaut werden. In dieser Einbauposition sind im Unterschied zu Geradschraubern zusätz­ liche Betätigungsmittel für die Trennkupplung notwendig, damit diese funktioniert und damit eine Axialverschiebung an der Trennkupplung wirksam wird. Dagegen müßte beim Winkelschrauber diese Axialver­ schiebung sozusagen "um die Ecke" geleitet werden, um das Kupplungs­ system ohne größere Veränderungen übernehmen zu können. Die ent­ sprechenden Mittel zur Umleitung dieser Axialverschiebung hätten jedoch bedeutende Entwicklungskosten bedingt.

Um diesen Aufwand zu vermeiden, wurde der bekannte Winkelschrauber so ausgestaltet, daß nach jedem Schraubvorgang die Trennkupplung von Hand gespannt werden konnte. Spannmittel ist ein Hebel mit Bowdenzug oder ein Hebel mit Schaltgestänge. Diese Anordnung ist aufwendig, kompliziert und störanfällig. Der Bedienaufwand im Vergleich zu Geradschraubern ist höher.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Winkelschrauber mit den kennzeichnenden Merk­ malen des Anspruchs 1, ermöglicht die Automatisierung des bewährten, bei Geradschraubern bekannten Kupplungssystems, bestehend aus einer Trennkupplung mit einer längsbeweglichen Schrauberspindel und einer Drehmomentüberrastkupplung zum Unterbrechen der Kraftübertragung vom Schraubermotor zur Schrauberspindel. Der besondere Vorteil im Ver­ gleich zu Geradschraubern besteht darin, daß mit dem Winkelschrauber ohne jeden, über ein Halten und Führen des Winkelschraubers hinaus­ gehenden Kraftaufwand beliebig viele Schraubvorgänge aufeinander­ folgend möglich sind. Eine gesonderte Handhabe zum Einrücken der Trennkupplung mit den entsprechenden Übertragungsmitteln ist über­ flüssig.

Weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Be­ schreibung mit zugehöriger Zeichnung erläutert. Fig. 1 zeigt einen Teil-Längsschnitt des Winkelschraubers, Fig. 2 zeigt einen Längs­ schnitt des Getriebes mit benachbarten Teilen.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In Fig. 1 bilden ein Motorgehäuse 1, ein Getriebegehäuse 2, ein Winkelkopfgehäuse 3 und ein Handgriffgehäuse 4 ein Gesamtgehäuse für einen Winkelschrauber. Das Motorgehäuse 1 nimmt einen Elektromotor, den Schraubermotor 5, auf. Dessen Motorwelle 6 ist über die im Ge­ triebegehäuse 2 angeordneten Teile mit der Schrauberspindel 20 kop­ pelbar. Das winkelkopfseitige Ende der Schrauberspindel 20 bildet ein Kegelrad 53, das in Wälzlagern 54 im Winkelkopfgehäuse 3 lagert. Das Kegelzahnrad 53 steht im Eingriff mit einem Gegenkegelzahnrad 59. Dieses lagert in Wälzlagern 60, 62 im Winkelkopfgehäuse 3 und trägt ein Sechskantstück 63 mit einer Rastsicherung 71 zur Aufnahme einer nicht mitdargestellten Schraubendreherklinge oder eines Sechskantsteckschlüssels. Im Handgriffgehäuse 4 ist eine Schalthand­ habe 55 für einen Schalter 56 zum Ein- und Ausschalten des Schrau­ bermotors 5 angeordnet und über eine Achse 57 drehbar gelagert. Ein Anschlußkabel 58 führt über den Schalter 56 zum Schraubermotor 5.

In Fig. 2 ist die Motorwelle 6 in einem Rollenlager 7 im Getriebe­ gehäuse 2 gelagert und endseitig als Ritzel 8 ausgebildet. Das Ritzel 8 kämmt mit von einem Kupplungsteil 10 zentral getragenen Planetenrädern 9. Diese stützen sich an einer feststehenden Gegen­ verzahnung 11 am Getriebegehäuse 2 ab. Das Kupplungsteil 10 sitzt drehbar und verschiebbar auf einer Schaltwelle 12, die parallel zur Motorwelle 6 angeordnet ist. Eine zwischen dem Kupplungsteil 10 und dem Ritzel 8 auf der Schaltwelle 12 sitzende Schraubenfeder 13 beaufschlagt das Kupplungsteil 10 stets zum Winkelkopfgehäuse 3 hin.

Im Getriebegehäuse 2 sitzt ein Lager 14 für eine Mitnehmerhülse 15. Diese trägt radial außen Planetenräder 16, die auf einer Seite mit einer feststehenden Gegenverzahnung 17 des Getriebegehäuses 2 und auf der entgegengesetzten Seite mit einem Ritzel 18 kämmen. Das Ritzel 18 ist das winkelkopfseitige Ende eines zylindrischen Schub­ stückes 19 und hat, ebenso wie die Planetenräder 16 und die Gegen­ verzahnung 17, eine Schrägverzahnung. Diese weist einen Schrägungs­ winkel auf, der mit Sicherheit Selbsthemmung ausschließt. Winkel­ kopfseitig nimmt die Mitnehmerhülse 15 zentral, längsverschiebbar und drehsicher eine Schrauberspindel 20 auf. Die Schrauberspindel 20 fluchtet mit dem Schubstück 19.

Das handgriffseitige Ende des Schubstückes 19 ist in einer Bohrung 21 einer Bundhülse 22 zentral, längsverschiebbar und drehsicher ge­ lagert. Ebenso greift das winkelkopfseitige Ende der Schaltwelle 12 - von der Handgriffseite her - in die Bohrung 21 und ist in dieser drehbar gelagert. In der Bohrung 21 ist zwischen der Schaltwelle 12 und dem Schubstück 19 eine Kugel 23 angeordnet, die auf der Winkel­ kopfseite das Schubstück 19 berührt. Eine Schraubenfeder 24 stützt sich an der Kugel 23 ab und ist in einer zentralen Stufenbohrung 25 der Schaltwelle 12 geführt. An deren Ende stützt sich die Feder 24 gegen eine weitere Kugel 26 ab. Der Kugel 26 ist ein Anschlagstift 27 am inneren Ende der Stufenbohrung 25 zugeordnet. Eine Radialboh­ rung 28 führt vom Ende der Stufenbohrung 25 durch den Mantel der Schaltwelle 12 hindurch und nimmt eine kleinere Kugel 29 auf. Die Kugel 26 beaufschlagt und hält die auf sie abgestützte, kleinere Kugel 29 unter der Wirkung der Schraubenfeder 24 radial nach außen. Der Anschlagstift 27 verhindert beim Zusammenbauen des Winkelschrau­ bers, daß während der Montage die kleinere Kugel 29 in die Bohrung 25 fällt.

Die winkelkopfseitige Stirnfläche des Kupplungsteils 10 besitzt eine Freidrehung 30. Aus deren Stirnfläche ragen Kupplungszähne 31 her­ vor. Diesen sind Gegenzähne 32 zugeordnet, die auf einer Kupplungs­ hülse 33 sitzen. Die Kupplungshülse 33 übergreift einen Bund einer Gewindehülse 34 und ist mit dieser durch ein Gewinde 35 verschraubt. Die Kupplungshülse 33 übergreift auch das handseitige Ende der Bund­ hülse 22, die dort einen Bund 36 bildet. Der Bund 36 hat stirnseitig Zähne 37 mit der Funktion einer Drehmomentüberrastkupplung. Ein topfförmig gestalteter Boden 39 der Kupplungshülse 33 hat radiale Aufnahmebohrungen für Zylinderrollen 40. An diesen Zylinderrollen 40 liegen die Stirnflächen der Zähne 37 unter Beaufschlagung der Bund­ hülse 22 durch eine Schraubenfeder 41 an. Diese findet ihr Widerla­ ger an einem Stützring 42, der an der Gewindehülse 34 anliegt. Der außen abgeschrägte Stützring 42 drückt eine Kugel 44 in eine Längs­ nut 45 in der Kupplungshülse 33. Ein Feststellbolzen 47 ist in einer Radialbohrung 46 in der Wand des Getriebegehäuses 2 geführt. Das winkelkopfseitige Ende der Kupplungshülse 33 nahe der Radialbohrung 46 hat Zähne 48, die den nicht mit dargestellten Zähnen eines Spezi­ alstellschlüssels, ähnlich einem Bohrfutter-Schlüssel, zugeordnet sind.

Das Getriebegehäuse 2 und das Winkelkopfgehäuse 3 sind mittels einer Gewindehülse 49 und eines Sprengringes 50 verbunden. Mit nicht im einzelnen beschriebenen Mitteln kann das Winkelkopfgehäuse 3 in ver­ schiedenen Drehstellungen um die Längsachse des Getriebegehäuses 2 des Winkelschraubers arretiert werden.

Zum Einschrauben, beispielsweise einer Sechskantschraube, wird der Winkelschrauber mit dem entsprechenden Innensechskantsteckschlüssel oder einem Schlitzschrauberbit gemeinsam mit der von diesem gehal­ tenen Schraube auf das Schraubenloch bzw. auf die bereits mit weni­ gen Umdrehungen fixierte bzw. vorgeschraubte Sechskantschraube auf­ gesetzt. Durch Drücken der Schalthandhabe 55 wird der Schraubermotor 5 eingeschaltet und das Kupplungsteil 10 angetrieben. Durch die Schrägverzahnung des Ritzels 18 bzw. der Planetenräder 16 wird das Schubstück 19 gemeinsam mit der Kugel 23 in Betrachtungsrichtung nach rechts verschoben. Dabei werden die Feder 24, die Kugel 26 und die kleine Kugel 29 beaufschlagt, gespannt und damit wirkbereit. Gleichzeitig wird die Antriebsbewegung des Schraubermotors 5 über die Kupplungshülse 33 auf die Schrauberspindel 20 übertragen. Diese treibt über die Gegenzahnräder 53, 59 das Sechskantstück 63 und da­ mit die zu schraubende Schraube an.

Ist beim Festziehen der Schraube das eingestellte Grenzdrehmoment erreicht, laufen die Zylinderrollen 40 auf die Rücken der Zähne 37 auf. Dadurch wird die Trennkupplung, bestehend aus der Kupplungs­ hülse 33 und dem Kupplungsteil 10, zum Motorgehäuse 1 hin gedrängt. Kurz vor Erreichen des Gipfelpunkts der Zähne 37 kommt das Kupp­ lungsteil 10 in eine Lage, in der die kleinere Kugel 29 von der Kugel 26 in die Freidrehung 30 im Kupplungsteil 10 gedrängt ist. Sobald der Gipfelpunkt der Zähne 37 überschritten ist, fällt die Kupplungshülse 33 mit ihren Zylinderrollen 40, infolge der Kraft der Feder 41, schlagartig in die Lücken zwischen den Zähnen 37 zurück. Das Kupplungsteil 10 wird zurückgehalten durch die kleine Kugel 29. Dabei wird der Eingriff der Kupplungszähne 31, 32 gelöst und somit der Antrieb auf die Schraube unterbrochen. Wird die Schalthandhabe 55 losgelassen, dann wird der Schraubermotor 5 abgeschaltet. Dadurch, daß kein Drehmoment mehr an der Schrauberspindel 20, bzw. am Schubstück 19 wirksam ist, kehrt dieses infolge axialer Verschie­ bung durch die Schraubenfeder 24 in seine Ausgangsposition zurück. Dabei entspannt sich die Schraubenfeder 24 soweit, daß ihre Kraft nicht mehr ausreicht, die kleinere Kugel 29 gegen die Wirkung der auf das Kupplungsteil 10 wirkenden Schraubenfeder 13 in ihrer Sperr­ stellung zu halten. Das in seine Einrückstellung zurückkehrende Kupplungsteil 10 drückt die kleinere Kugel 29 zurück in ihre Radial­ bohrung 28 in der Schaltwelle 12. Die Startbereitschaft des Schrau­ bers ist nun hergestellt. Ein neuer Einschraubzyklus kann beginnen.

Soll das übertragbare Grenzdrehmoment verändert werden, so wird mit­ tels eines nicht mit dargestellten Spezialschlüssels über die Zähne 48 die Gewindehülse 34 gegenüber der Kupplungshülse 33 axial so ver­ stellt, daß sich die Vorspannung der Schraubenfeder 41 in der ge­ wünschten Weise ändert. Je höher die Vorspannung, desto größer ist das Grenzdrehmoment. Dessen ungewolltes Verändern wird durch den Druck des Stützringes 42 auf die Kugel 44 in der Längsnut 45 ver­ hindert.

Eine Anwendung der Erfindung in Geradschraubern würde diese von bis­ her funktionsnotwendiger axialer, vom Bedienenden aufzubringender Kraftwirkung befreien. Dies könnte die Arbeit z.B. in schwierigen Montagepositionen erleichtern. Für bestimmte Standardschraubfälle ist die Anwendung einer erfindungsgemäßen Abschaltkupplung in Auto­ matik-Schraubstationen von besonderem Vorteil.

Bei verschwenkbar ausgestaltetem Winkelkopf ist der erfindungsgemäße Winkelschrauber auch als Geradschrauber anwendbar.

Claims (3)

1. Winkelschrauber mit einer mehrteiligen Schrauberspindel (20), einer durch Längsverschiebung ein- und ausrückbaren Trennkupplung (10, 19, 22, 33), die als Drehmomentüberrastkupplung zum Unterbrechen der Kraftübertragung vom Schraubermotor (5) auf die Schrauberspindel (20) ausgestaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennkupplung (10, 19, 22, 33) eingerückt ist, sobald der Schraubermotor (5) stillsteht und daß beim Drehen der vorher unbewegten Schrauberspin­ del (20) mindestens eine Feder (24) oder dergl. gespannt wird, die Arretiermittel (26, 29) beaufschlagt, welche - in an sich bekannter Weise, solange sie beaufschlagt sind - die Trennkupplung (10, 19, 22, 33) nach Überschreiten eines Grenzdrehmomentes ausgerückt halten.

2. Winkelschrauber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ritzel (18) mit Schrägverzahnung oder Steilgewinde oder dergl. an der Schrauberspindel (20) selbst oder an einem in deren axialer Ver­ längerung mit dieser gekoppelten Teil mit einem relativ zur Schrau­ berspindel (20) oder zum gekoppelten Teil drehbaren Schubstück (19) mit passender Gegenverzahnung oder dergl. so zusammenwirkt, daß bei Drehung der Schrauberspindel (20) in Einschraubdrehrichtung dieses Schubstück (19) eine die Feder (24) spannende Axialverschiebung aus­ führt.

3. Winkelschrauber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch Verstellen des Winkelkopfgehäuses (3) der Winkelschrauber als Geradschrauber verwendbar ist.