DE3920471C1 - - Google Patents
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- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
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Description
Die Erfindung betrifft einen Kraftschrauber nach dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Es ist bekannt zum Anziehen und Lösen von Schrauben
elektrische oder druckmittelbetriebene Kraftschrauber
einzusetzen. Da die zu drehende Schraube beim Eindrehen
in den Gewindegang zunächst dem Kraftschrauber nur
einen geringen Widerstand entgegensetzt, ist es zweck
mäßig, die Schraube erst in einem Schnellgang mit hoher
Drehzahl und kleinem Durchmesser zu drehen. Sobald sich
der Widerstand der Schraube wesentlich erhöht hat,
sollte der Kraftschrauber mit kleinerer Drehzahl von
höherem Drehmoment angetrieben werden, um die Schraube
festzuziehen. Dagegen ist beim Lösen einer Schraube
zunächst ein hohes Drehmoment erforderlich und an
schließend ein geringes Drehmoment, bei dem mit
höherer Drehzahl gearbeitet werden kann.
Bekannt sind motorisch angetriebene Kraftschrauber, bei
denen die Drehzahl und das mit der Drehzahl verbundene
Drehmoment in Abhängigkeit von dem Schraubmoment
manuell oder automatisch umgeschaltet werden kann. Bei
Kraftschraubern mit automatischer Umschaltung, die mit
einem Hydraulikmotor angetrieben werden, wird der
Vorlaufdruck gemessen und der Kraftschrauber auf
höheres Drehmoment umgeschaltet, wenn der Vorlaufdruck
einen bestimmten Grenzwert übersteigt. Bei elektromoto
risch angetriebenen Kraftschraubern erfolgt die auto
matische Umschaltung des Schraubmomentes in Abhängig
keit von dem aufgenommenen Strom.
Ferner sind Kraftschrauber bekannt, die eine Ratschen
kupplung aufweisen. Bei niedrigem Schraubmoment ist die
Ratschenkupplung eingekuppelt, so daß die Ausgangswelle
über die Ratschenkupplung mit einer hohen Drehzahl ge
dreht wird. Wenn ein bestimmtes Grenzdrehmoment über
schritten ist, rastet die Ratschenkupplung aus und die
Ausgangswelle wird von einer langsamer drehenden Welle
mitgenommen. Nachteilig ist hierbei, daß die Ratschen
kupplung während des Arbeitens mit hohem Drehmoment
starken mechanischen Belastungen ausgesetzt ist und
ständig Schläge erzeugt.
Bei den bekannten motorgetriebenen Kraftschraubern er
folgt die erforderliche Untersetzung der hohen Drehzahl
der Motorausgangswelle über mehrere konventionelle Ge
triebestufen mit seitlich zueinander versetzt gelager
ten Zahnrädern. Die Getriebestufen haben ein relativ
großen Raumbedarf und verhältnismäßig hohes Gewicht.
Ein bekannter Kraftschrauber der im Oberbegriff des
Patentanspruchs 1 angegebenen Art (DE 37 20 633 A1)
weist drei zwischen einer Antriebswelle und einer Ab
triebswelle in Reihe angeordnete Planetengetriebe auf.
Die Ringräder der eingangs- und ausgangsseitigen Plane
tengetrieben sind in dem Gehäuse des Kraftschraubers
sowohl axial verschiebbar als auch drehbar gelagert,
wobei das Ringrad des eingangsseitigen Planetenge
triebes durch eine Kupplung in einer ersten Stellung am
Planetenradträger und in einer zweiten Stellung am
Gehäuse festlegbar ist. Bei geringerem Schraubmoment
befindet sich die Kupplung in der ersten Stellung, so
daß das Ringrad des eingangsseitigen Planetengetriebes
reibschlüssig am Planetenträger festgelegt ist und
zusammen mit diesem mit derselben relativ hohen Dreh
zahl rotiert.
Bei Überschreiten eines bestimmten Schraubmoments wird
die Kupplung durch einen durch Federn vorgespannten
Nockenmechanismus in die zweite Stellung bewegt. Da
durch wird das Ringrad des eingangsseitigen Planeten
getriebes gegen Drehung im Gehäuse blockiert und die
Klemmkraft zwischen Ringrad und Planetenträger aufge
hoben. Der Planetenträger dreht sich folglich mit rela
tiv geringer Drehzahl. Ferner weist der Kraftschrauber
noch eine zweite, als Rutschkupplung ausgebildete
Kupplung auf, die bei Überschreiten eines maximalen
Schraubmoments die Drehmomentübertragung unterbricht.
Nachteilig ist, daß der Schaltmechanismus zum Umschal
ten des Übersetzungsverhältnisses der eingangsseitigen
Getriebestufe relativ aufwendig ist. So sind die Ring
räder der Planetengetriebe sowohl drehbeweglich als
auch axial verschiebbar in dem Gehäuse gelagert und
müssen durch einen komplizierten Mechanismus derart
gegeneinander verschoben werden, daß sich das Ringrad
des eingangsseitigen Planetengetriebes entweder am
Gehäuse oder am Planetenträger festlegen läßt. Zur Ver
änderung des Übersetzungsverhältnisses ist es erforder
lich, in das eingangsseitige Planetengetriebe einzu
greifen, und die Kupplung in dem Getriebe zu inte
grieren. Ferner müssen die axial beweglichen Teile mit
geringen Fertigungstoleranzen hergestellt werden. Es
besteht die Gefahr, daß die axial verschiebbar gelager
ten Teile sich in ihren Führungen verklemmen und den
Schaltmechanismus blockieren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kraft
schrauber der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1
angegebenen Art zu schaffen, der einen einfachen Aufbau
hat und störungsfrei arbeitet.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit
den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 ange
gebenen Merkmalen.
Bei dem erfindungsgemäßen Kraftschrauber ist die zweite
Getriebestufe in einem von zwei parallelen Antriebs
zweigen enthalten. Zur Übertragung des Drehmoments
stehen zwei separate Antriebszweige mit unterschied
lichem Übersetzungsverhältnis zur Verfügung, die
ständig mitlaufen. In Abhängigkeit vom Schraubmoment
kann dann wahlweise auf den einen oder den anderen
Antriebszweig zugegriffen werden, um die Abtriebswelle
mit höherer oder niedriger Drehzahl anzutreiben.
Die Umschaltung erfolgt durch zwei Kupplungen, von
denen je eine in einem Antriebszweig angeordnet ist.
Das gemeinsame bewegbare Kupplungsteil beider Kupplungen
ist derart vorgespannt, daß eine der beiden Kupplungen
in Eingriff und die andere Kupplung außer Eingriff ist.
Die Drehzahl der Antriebswelle des Schaltgetriebes wird
unabhängig von dem Schraubmoment des Kraftschraubers
immer über eine erste Getriebestufe untersetzt. Bei
geringem Schraubmoment (Lastmoment) ist der Ausgang der
ersten Getriebestufe direkt mit der Abtriebswelle ver
bunden, so daß de Abtriebswelle mit einer relativ
hohen Drehzahl angetrieben wird. Dabei ist die Kraft
übertragung über den anderen Antriebszweig unter
brochen. Sobald ein bestimmtes Grenzdrehmoment über
schritten wird, nimmt das gemeinsame bewegbare Kupp
lungsteil die andere Stellung ein. Die Übertragung des
Drehmoments der Antriebswelle erfolgt nun über die
zweite Getriebestufe mit einer geringeren Drehzahl und
höherem Drehpunkt. Das Umschalten erfolgt ohne externe
Steuerung durch eine als Überlastkupplung ausgebildete
Umschaltkupplung oder Doppelkupplung, deren Kupplungs
teil immer mit einem der Antriebszweige gekoppelt ist
und somit niemals leerläuft.
Die Getriebestufen sind einfach aufzubauen, da sie ein
festes Übersetzungsverhältnis aufweisen und ein stör
anfälliger aufwendiger Steuerungsmechanismus zur Ver
änderung des Übersetzungsverhältnisses mindestens einer
der beiden Getriebestufen entfallen kann.
Die Verwendung von Planetengetrieben ermöglicht eine
kompakte rohrförmige Bauweise der drehmomentabhängig
betätigten Kupplung bei geringem Gewicht.
Vorzugsweise ist an der Abtriebswelle eine Führungs
kurve vorgesehen, in die ein an dem Kupplungsteil ange
brachtes Führungselement eingreift. Bei Überschreiten
des Grenzdrehmomentes wird das gemeinsame Kupplungsteil
entgegen der Vorspannung axial verschoben. Die Vorspan
nung des Kupplungsteils kann durch eine Federvorrich
tung oder auch hydraulisch aufgebracht werden. Vorzugs
weise kann diese Vorrichtung durch externe Einstellung
verändert werden, um die Höhe des Lastmoments, bei dem
die Umschaltung erfolgt, verstellen zu können.
Vorteilhafterweise ist eine der beiden Kupplungen als
Kugelkupplung ausgebildet. Bei der Kugelkupplung er
folgt die Kopplung zwischen einem mit dem Planeten
träger des ersten Planetengetriebes in Verbindung
stehenden Kupplungskörper und dem bewegbaren Kupplungs
teil durch federgespannte Kugeln, die gegen eine un
runde Bahn gedrückt werden. Eine solche Kugelkupplung
bildet eine Rutschkupplung, bei der der Kupplungskörper
und das Kupplungsteil sich relativ zueinander bewegen
können. Um im Falle einer solchen Relativbewegung die
Belastung der Kupplungskomponenten zu verringern und
eine bessere Ausnutzung der Antriebsenergie zu er
halten, ist angrenzend an eine die Ausnehmungen der
Kugelkupplung enthaltene Mitnahmebahn eine freie Leer
laufbahn vorgesehen, die die Kugeln aufnimmt, wenn die
Kupplung des zweiten Antriebszweiges in Eingriff ist.
Der Planetenträger des ersten Planetengetriebes weist
vorteilhafterweise eine koaxial zur Antriebswelle ver
laufende Ausgangswelle mit einem sich über die zweite
Getriebestufe hinaus erstreckenden Ansatz auf. Die Aus
gangswelle kann das Sonnenrad des zweiten nachgeschal
teten Planetengetriebes tragen, während der Ansatz mit
dem Kupplungskörper der ersten Kupplung verbunden ist.
Die koaxiale Anordnung der beiden Getriebestufen und
der Kupplungen schafft eine kompakte Bauform des
schaltbaren Getriebes.
Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeich
nungen zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung näher
erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 eine Seitenansicht des gesamten Kraft
schraubers,
Fig. 2 ein Funktionsschema eines dreimomentabhängig
betätigten Schaltgetriebes,
Fig. 3 einen Schnitt durch das drehmomentabhängig be
tätigte Schaltgetriebe gemäß Fig. 2, dessen
zweite Kupplung auf der Abtriebsseite der
zweiten Getriebestufe angeordnet ist,
Fig. 4 eine Draufsicht auf das Schaltgetriebe aus Fig.
3 in teilweiser geschnittener Darstellung,
Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V von Fig. 3,
Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie VI-VI von Fig.
3,
Fig. 7 ein Funktionsschema einer zweiten Ausführungs
form des drehmomentabhängig betätigten Schalt
getriebes,
Fig. 8 einen Schnitt durch das drehmomentabhängig be
tätigte Schaltgetriebe gemäß Fig. 7, dessen
zweite Kupplung auf der Antriebsseite der
zweiten Getriebestufe angeordnet ist,
Fig. 9 eine Arretiervorrichtung zum Blockieren des
bewegbaren Kupplungsteils, und
Fig. 10 eine Draufsicht auf ein drehmomentabhängig be
tätigtes Schaltgetriebe mit einer Arretiervor
richtung.
Fig. 1 zeigt den gesamten Kraftschrauber in der Seiten
ansicht. Der Kraftschrauber ist nach Art einer Hand
bohrmaschine ausgebildet und weist eine Antriebsein
richtung 1 auf, die einen nicht dargestellten Drehmotor
enthält. Der Drehmotor kann durch Drücken des Betäti
gungshebels 2 eingeschaltet werden. Die Antriebsein
richtung 1 ist in einem separaten Gehäuse mit einem
Griffstück 3 untergebracht. An dem Gehäuse der An
triebseinrichtung 1 ist ein drehmomentabhängig betätig
tes Schaltgetriebe 4 befestigt, dessen Gehäuse 5 gegen
über dem Gehäuse der Antriebseinrichtung 1 drehbar
gelagert ist, so daß die Antriebseinrichtung 1 mit dem
Griffstück 3 auf eine beliebige Schraubposition ver
dreht werden kann. Dem drehmomentabhängig betätigten
Schaltgetriebe 4 ist ein Planetenradgetriebe nachge
schaltet, das in dem vorderen Gehäuseteil 6 des Kraft
schraubers eingesetzt ist. An der Ausgangswelle des
Planetenradgetriebes ist ein Kopf 7 befestigt, an dem
eine Schlüsselnuß zum Drehen einer Schraube angebracht
werden kann. Das vordere Gehäuseteil 6 weist einen
Profilabschnitt 8 für die Befestigung eines nicht dar
gestellten Stützfußes auf, der das vordere Gehäuseteil
und das damit verbundene Gehäuse 5 des Schaltgetriebes
gegen ein ortsfestes Widerlager drückt.
Fig. 2 zeigt das Funktionsschema des drehmomentabhängig
betätigten Schaltgetriebes 4. Das Schaltgetriebe weist
eine erste Getriebestufe 21′ auf, dessen Ausgangswelle
über zwei einzeln einschaltbare Antriebszweige 11, 12
die Abtriebswelle 38 des Schaltgetriebes antreibt.
Eine der beiden Antriebszweige enthält eine zweite
Getriebestufe 26′. Jeder der beiden Antriebszweige
11, 12 ist über eine Kupplung 32, 48 zuschaltbar, wobei
immer eine der beiden Kupplungen in Eingriff und die
andere Kupplung außer Eingriff ist. Beide Kupplungen
weisen eine gemeinsames Kupplungsteil 36 auf. Ist die
auf der Abtriebsseite der zweiten Getriebestufe 26′
angeordnete Kupplung 48 in Eingriff, so wird die Ab
triebswelle 38 des Schaltgetriebes mit höhrerem Dreh
moment und niedrigerer Drehzahl angetrieben als wenn
die andere Kupplung 32 in Eingriff ist und das Dreh
moment ohne Zwischenschaltung der zweiten Getriebestufe
direkt auf die Abtriebswelle 38 übertragen wird.
Fig. 3 zeigt das gemäß dem Funktionsschema aus Fig. 2
aufgebaute drehmomentabhängig betätigte Schaltgetriebe
4 in geschnittener Darstellung. Das Gehäuse 5 des
Schaltgetriebes 4 ist mit einem Kugellager 18 drehbar
gegenüber dem Gehäuse der Antriebseinrichtung 1 ge
lagert. Aus der Stirnwand des Gehäuses der Antriebsein
richtung 1 ragt die von dem Drehmotor angetriebene An
triebswelle 19 in das Innere des Gehäuses 5 hinein. Mit
der Antriebswelle 19 ist der wellenförmige Absatz eines
Sonnenrades 20 des die erste Getriebestufe 21′ bilden
den ersten Planetengetriebes 21 drehfest verbunden. Der
wellenförmige Absatz des Sonnenrades 20 ist mit den
Lagern 23, 23′ im Gehäuse 5 des Schaltgetriebes ge
lagert. Die Verzahnung des Sonnenrades 20 ist mit den
Verzahnungen der Planetenträger 22 in Eingriff, welche
um das Sonnenrad 20 herum angeordnet sind. Die Plane
tenräger 22 sind in einem Planetenträger 23 gelagert,
der auch die Ausgangswelle 24 des ersten Getriebes 21
bildet. Ferner trägt der Planetenträger 23 das Sonnen
rad 25 eines zweiten, dem ersten Planetengetriebe 21
nachgeschalteten Planetengetriebes 26, welches die
zweite Getriebestufe 26′ bildet. Das Sonnenrad 25 des
zweiten Planetengetriebes 26 treibt die Planetenräder
27, die ebenso wie die Planetenräder 22 des ersten
Planetengetriebes 21 in die Innenverzahnung 17 des
Gehäuses 5 greifen.
Die Ausgangswelle 24 des Planetenträgers 23 weist einen
koaxial im Gehäuse 5 verlaufenden und sich über das
zweite Planetengetriebe 26 hinaus erstreckenden wel
lenförmigen Ansatz 30 auf. Mit den Kugellagern 51, 51′
ist der Planetenträger 52 des zweiten Planetengetriebes
26 drehbar auf dem wellenförmigen Ansatz 30 gelagert.
Mit dem wellenförmigen Ansatz 30 ist der Kupplungs
körper 31 der ersten Kupplung 32 drehfest verbunden.
Der Kupplungskörper 31 enthält mehrere radial ver
laufende Sackbohrungen 50, in denen Kugelrasten 33 ein
gesetzt sind. In der in Fig. 3 dargestellten Position
greifen die Kugeln 34 der Kugelrasten 33 in eine Mit
nahmebahn 35 eines bewegbaren Kupplungsteils 36. Das
Kupplungsteil 36 wird von einem zylindrischen Ansatz 37
der Antriebswelle 38 umgeben, welche mit dem Kugellager
54 auf dem wellenförmigen Ansatz 50 und dem Kugellager
53 im Gehäuse 5 gelagert ist.
Der Umfangsfläche des zylindrischen Ansatzes 37 sind
zwei Führungskurven 39 in Form einander gegenüberlie
gender dreieckiger Öffnungen 40 vorgesehen, die in der
Aufsicht in Fig. 4 gezeigt sind. In diese Öffnungen
ragen die Enden zweier stiftförmiger Führungselemente
41. Durch die Führungskurven 39 und die darin eingrei
fenden Führungselemente 41 wird erreicht, daß die Ab
triebswelle 38 sich stets mit dem Kupplungsteil 36
dreht, wobei jedoch innerhalb der von den Führungskur
ven 39 gebildeten Öffnungen geringe Relativdrehungen
möglich sind. Jede der Öffnungen 40 hat die Form eines
gleichschenkligen Dreiecks (Fig. 4), dessen Spitze auf
die Abtriebswelle 38 gerichtet ist. Die mit dem beweg
baren Kupplungsteil 36 verbundenen Führungselemente 41
werden durch eine sich an dem Planetenträger 52 des
zweiten Planetengetriebes 26 abstützenden Feder 46 axial
in Richtung auf die Spitzen der Dreiecke gedrückt. In
der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Schnellgangposi
tion laufen die Kugeln 34 der Kugelrasten 33 in der
Mitnahmebahn 35 des Kupplungsteils 36, so daß der
Kupplungskörper 31 und das Kupplungsteil 36 in Eingriff
sind.
Die dreieckförmigen Öffnungen 40 sind bezogen auf die
Achse der Abtriebswelle 38 symmetrisch, so daß jede
Führungskurve 39 zwei schräge Flanken 40 a, 40 b mit ent
gegengesetzten Abschrägungen bildet, an denen die Füh
rungselemente 41 entlanggleiten können. Wenn das an der
Abtriebswelle 38 auftretende Lastmoment einen bestimm
ten Grenzwert übersteigt, lösen sich, die Führungsele
mente 41 aus den Spitzen der dreieckigen Führungskurven
39 und gleiten an den Flanken 40 a oder 40 b entlang,
wodurch das Kupplungsteil 36 entgegen der Kraft der
Feder 46 in Richtung auf die Antriebswelle 19 ver
schoben wird. Dabei gleiten die Kugeln 34 der Kugel
rasten 33 in eine seitlich von der Mitnahmebahn 35 an
dem Kupplungsteil vorgesehene Leerlaufbahn 47, so daß
sich das Kupplungsventil 36 von dem Eingriff mit dem
Kupplungskörper 31 löst.
An dem Planetenträger 52 des zweiten Planetengetriebes
26 ist ein Kupplungskörper 55 angeracht, der mit dem
bewegbaren Kupplungsteil 36 eine zweite Kupplung 48
bildet. Wenn sich das bewegbare Kupplungsteil 36 bei
Überschreiten des an der Antriebswelle 38 auftretenden
Lastmoments in Richtung auf den Kupplungskörper 55 der
zweiten Kupplung 48 bewegt, sind die Klauen 49, 49′ der
zweiten Kupplung 48 in Eingriff und die erste Kupplung
32 ist außer Eingriff. In dem Schaltgetriebe ist eine
axiale Bohrung 56 vorgesehen, die durch das Sonnenrad
20 des ersten Planetengetriebes und den Planetenträger
23 mit dem wellenförmigen Ansatz sowie die Abtriebs
welle 38 verläuft.
Fig. 5 zeigt die erste Kupplung 32 im Schnitt, welche
aus dem Kupplungskörper 31 und dem verschiebbaren
Kupplungsteil 36 gebildet wird. Der Kupplungskörper 31
enthält die Kugelrasten 33, von denen jede eine in der
radialen Sackbohrung 50 des Kupplungskörpers 31 ent
haltene Feder 60 und die von der Feder 60 nach außen
gedrückte Kugeln 34 aufweist. Die Kugeln 34 laufen in
der Mitnahmebahn 35, die an der Innenseite des Kupp
lungskörpers 31 vorgesehen ist. Diese Mitnahmebahn 35
hat einen umfangsmäßig variierenden Durchmesser, so daß
sich Ausnehmungen 61 ergeben, in die die Kugeln 34 ein
dringen können. Für jede Kugel 34 ist eine Ausnehmung
61 vorhanden und alle Ausnehmungen sind so angeordnet,
daß sich alle Kugeln 34 gleichzeitig in der zugehörigen
Ausnehmung befinden können, wie in Fig. 5 dargestellt
ist. Solange die Kugeln 34 durch die Kraft der Federn
60 in den Ausnehmungen gedrückt gehalten werden, ist
der Kupplungskörper 31 mit dem Kupplungsteil 36 in Ein
griff und der zylindrische Ansatz der Abtriebswelle 38
wird über das Führungselement 41 mitgenommen. Da die
Kupplung 32 auch dann durchrutschen kann, wenn sich die
Kugeln 34 in der Mitnahmebahn befinden und entgegen den
Federkräften in die Sackbohrungen 50 gedrückt werden,
wird eine erhöhte Sicherheit der Kupplung gegen Beschä
digungen erreicht. Ferner wird verhindert, daß beim
Schaltvorgang Antriebsstöße übertragen werden.
Fig. 6 zeigt die an die Mitnahmebahn 35 angrenzende
Leerlaufbahn 47. Die Leerlaufbahn 47 hat einen konstan
ten Durchmesser und weist keine um die Umfangsfläche
verteilte Ausnehmungen auf. Wenn das Kupplungsteil 36,
das bei geringem Lastmoment in Richtung auf die Ab
triebswelle gedrückt wird, sich entgegen der Kraft der
Feder 46 in Richtung auf den Kupplungskörper 55 der
zweiten Kupplung 48 bewegt, gelangen die Kugeln 34 von
der Mitnahmebahn 35 in die Leerlaufbahn 47. In diesem
Zustand ist der Kupplungskörper 31 rotatorisch von dem
Kupplungsteil 36 angekuppelt, während die Klauen 49, 49′
der zweiten Kupplung 48 in Eingriff sind.
Der beschriebene Kraftschrauber nach den Fig. 1-6
arbeitet wie folgt: Zum Festziehen einer Schraube wird
auf den Kopf 7 des Kraftschraubers eine Nuß aufgesetzt,
die mit der zu drehenden Schraube verbunden wird. Die
Antriebseinrichtung 1 dreht die Antriebswelle 19, wo
durch die Planetenräder 22 des ersten Planetengetriebes
21 angetrieben werden. Solange das Schraubmoment noch
gering ist, ist die erste Kupplung eingekuppelt und das
Drehmoment wird über den Planetenträger 23 des ersten
Planetengetriebes 21 direkt auf die Abtriebswelle 38
des drehmomentabhängig betätigten Schaltgetriebes 14
übertragen. Die Antriebswelle 38 treibt das dritte
nachgeschaltete Planetengetriebe, welches sich in dem
vorderen Gehäuseteil 6 befindet und den Kopf 7 mit
einer relativ hohen Drehzahl und einem geringen Dreh
moment bewegt. Wird der Grenzwert des Lastmoments über
schritten, verschiebt sich das gemeinsame Kupplungsteil
36 der beiden Kupplungen 32, 48 und die erste Kupplung
kommt außer Eingriff. Gleichzeitig wird die zweite
Kupplung 48 eingekuppelt. Die Übertragung des Dreh
moments erfolgt nun unter Zwischenschaltung des zweiten
Planetengetriebes 26, dessen Planetenträger über das
Kupplungsteil 36 die Abtriebswelle 38 des Schaltge
triebes mitnimmt. Die Drehung des Planetenträgers 23
des ersten Planetengetriebes 21 wird durch das zweite
nachgeschaltete Planetengetriebe 26 nochmals unter
setzt, so daß der Kopf 7 des Kraftschraubers über die
Abtriebswelle 38 mit geringer Drehzahl, aber höherem
Drehmoment angetrieben wird. Dieser Antrieb mit höherem
Drehmoment und geringerer Drehzahl wird solange fortge
setzt, bis die Schraube festgezogen ist. Dabei erfolgt
kein ständiges Hin- und Herschalten zwischen hoher und
niedriger Drehzahl.
Fig. 7 zeigt das Funktionsschema eines zweiten Ausfüh
rungsbeispiels des drehmomentbetätigten Schaltgetrie
bes. Im Vergleich zu dem Schaltgetriebe gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel weist das Schaltgetriebe des
zweiten Ausführungsbeispiel ebenfalls zwei Planetenge
triebe 21, 26 und zwei Kupplungen 32, 48, auf. Der einzige
Unterschied zwischen den beiden Schaltgetrieben liegt
darin, daß bei dem Schaltgetriebe nach dem zweiten Aus
führungsbeispiel die zweite Kupplung 48 nicht auf der
Abtriebsseite des zweiten Planetengetriebes 26, sondern
auf dessen Antriebsseite angeordnet ist.
Fig. 8 zeigt einen Schnitt durch das Schaltgetriebe
gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel. Die aus der An
triebseinrichtung 1 vorstehende Antriebswelle 19 trägt
das Sonnenrad 20 des ersten Planetengetriebes 21. Die
Außenverzahnung des Sonnenrads 20 ist mit den Innenver
zahnungen der Planetenräder 22 in Eingriff, die den
Planetenträger 23 bewegen. Der Planetenträger 23 treibt
über die erste Kupplung 32 mit den Kugelrasten 33 eine
in dem Schaltgetriebe axial drehbare Welle 64, deren
der Antriebswelle 19 abgewandtes Endstück mit der Ab
triebswelle 38 verzahnt ist. Der Abtriebswelle 38 ist
das dritte Planetengetriebe 76 nachgeschaltet, das sich
in dem vorderen Gehäuseteil 6 des Kraftschraubers be
findet. Bei Überschreiten eines bestimmten Lastmoments
an der Abtriebswelle 38 wird das Kupplungsstück 36 der
ersten Kupplung 32 verschoben, so daß die erste
Kupplung außer Eingriff kommt und die Klauen 49, 49′ der
zweiten Kupplung 48 in Eingriff gelangen, wodurch das
Sonnenrad 25 des zweiten Planetengetriebes 26 mitge
nommen wird. Das Sonnenrad 25 greift in die Außenver
zahnungen der Planetenräder 27 des zweiten Planetenge
triebes 26. Solange die erste Kupplung 32 außer Ein
griff ist und die zweite Kupplung 48 in Eingriff ist,
wird das Sonnenrad 75 des dritten Planetengetriebes 76
von dem Planetenträger 52 des zweiten Planetengetriebes
26 angetrieben. Der Planetenträger 52 weist einen die
Welle 64 umschließenden Absatz 73 mit einer Innenver
zahnung auf. Die Innenverzahnung des Absatzes 73 ist
mit der Außenverzahnung der Welle 64, in Eingriff, so
daß die Welle 64 frei mitdreht.
Wenn die erste Kupplung 32 in Eingriff ist, dreht sich
die Abtriebswelle 38 mit relativ hoher Drehzahl und
geringem Drehmoment. Wird die erste Kupplung durch Ver
schieben des Kupplungsteils 36 ausgekuppelt und die
zweite Kupplung 48 eingekuppelt, so ist dem ersten
Planetengetriebe das zweite Planetengetriebe 26 nach
geschaltet und die Abtriebswelle 38 wird mit geringerer
Drehzahl und höherem Drehmoment bewegt.
Die Fig. 9 und 10 zeigen eine Arretiervorrichtung 77,
mit der das bewegbare Kupplungsteil 36 blockiert werden
kann, so daß immer die zweite Kupplung 48 eingekuppelt
und die erste Kupplung 32 ausgekuppelt ist und der
Kraftschrauber im Lastgang mit relativ großem Dreh
moment und kleiner Drehzahl arbeitet. An der Außenseite
des Kupplungsgehäuses 5 befindet sich ein Stellring 78.
An dem Stellring 78 ist ein in das Gehäuseinnere grei
fender Stift 79 angebracht, der in einer in der Ge
häusewand vorgesehenen Schaltkurve 80 (Fig. 10) geführt
ist. An dem in das Gehäuseinnere ragende Ende des
Stifts 79 ist ein Schiebestück 81 mit einer Kugelbahn
82 angeordnet. Die in der Kugelbahn 82 befindlichen
Kugeln 83 greifen in Ausnehmungen 84 des bewegbaren
Kupplungsteils. Durch Verdrehen des Stellrings 78 wird
das Schiebestück 81 entgegen der Kraft der Feder 46 auf
das Kupplungsstück 55 der zweiten Kupplung 48 zubewegt,
so daß die Klauen 49, 49′ der zweiten Kupplung ineinan
dergreifen. In dieser Stellung, in der die zweite
Kupplung 48 eingekuppelt und die erste Kupplung 32 aus
gekuppelt ist, ist das Schiebestück 81 durch die Arre
tiervorrichtung 77 blockiert. Solange das Schiebestück
jedoch in Richtung auf die Abtriebswelle des Schaltge
triebes verschoben ist, können die Kugeln 83 auf dem
Schiebestück 81 abrollen, so daß sich das Kupplungsteil
36 frei bewegen kann.
Claims (15)
1. Kraftschrauber mit einem drehmomentabhängig
betätigten Schaltgetriebe, das
- - eine erste Getriebestufe (21′) mit festem Übersetzungsverhältnis, die ein erste Plane tengetriebe (21) enthält,
- - eine in Reihe mit der ersten Getriebestufe (21′) angeordnete zweite Getriebestufe (26′), und
- - eine erste und zweite Kupplung (32, 48) mit einem gemeinsamen Kupplungsteil (36), das zwei Stellungen einnehmen kann, auf eine dieser Stellungen vorgespannt ist und bei Über schreiten eines Grenzdrehmoments die andere Stellung einnimmt, aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite Getriebestufe (26′) in einem von zwei parallelen Antriebszweigen (11, 12) enthalten ist, die beide ständig mitlaufen,
daß der Ausgang der ersten Getriebestufe (21′) über den die erste Kupplung (32) enthaltenden ersten Antriebszweig (12) und über den die zweite Kupplung (48) und die zweite Getriebestufe (26′) enthaltenden zweiten Antriebszweig (11) an die Abtriebswelle (38) ankuppelbar ist, und
daß in jeder der beiden Stellungen des gemein samen Kupplungsteils (36) nur eine der beiden Kupplungen (32, 48) eingekuppelt ist.
daß die zweite Getriebestufe (26′) in einem von zwei parallelen Antriebszweigen (11, 12) enthalten ist, die beide ständig mitlaufen,
daß der Ausgang der ersten Getriebestufe (21′) über den die erste Kupplung (32) enthaltenden ersten Antriebszweig (12) und über den die zweite Kupplung (48) und die zweite Getriebestufe (26′) enthaltenden zweiten Antriebszweig (11) an die Abtriebswelle (38) ankuppelbar ist, und
daß in jeder der beiden Stellungen des gemein samen Kupplungsteils (36) nur eine der beiden Kupplungen (32, 48) eingekuppelt ist.
2. Kraftschrauber nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß in dem zweiten Antriebszweig die
zweite Kupplung (48) auf der Abtriebsseite der
zweiten Getriebestufe (26′) angeordnet ist.
3. Kraftschrauber nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß in dem zweiten Antriebszweig die
zweite Kupplung (48) auf der Antriebsseite der
zweiten Getriebestufe (26′) angeordnet ist.
4. Kraftschrauber nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsteil (36)
durch ein in eine Führungskurve (39) eingreifendes
Führungselement (41) mit der Abtriebswelle (38)
derart gekoppelt ist, daß es bei Überschreiten
eines Grenzmomentes von der Führungskurve (39) zum
Einkuppeln der zweiten Kupplung (48) axial ver
schoben wird.
5. Kraftschrauber nach Anspruch 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Führungskurve (39) eine drei
eckige Öffnung (40) begrenzt, gegen deren eine
Ecke das Führungselement (41) durch eine axiale
Vorspannung gedrückt wird und die, bezogen auf die
Achse der Abtriebswelle (38), symmetrisch ist.
6. Kraftschrauber nach Anspruch 4 oder 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Führungskurve (39) an der
Abtriebswelle (38) und das Führungselement an dem
Kupplungsteil (36) vorgesehen ist.
7. Kraftschrauber nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kupplung
(32) mindestens eine an dem Kupplungsteil (36)
vorgesehene Kugelraste (33) aufweist, deren Kugel
(32) in eine mit Ausnehmungen (61) versehene Mit
nahmebahn (35) eines mit dem Planetenträger (23)
des ersten Planetengetriebes (21) verbundenen
Kupplungskörpers (31) eingreift.
8. Kraftschrauber nach Anspruch 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß die erste Kupplung (32) angrenzend
an die Mitnahmebahn (35) des Kupplungskörpers (31)
eine Leerlaufbahn (47) aufweist, die die Kugeln
(34) aufnimmt, wenn die zweite Kupplung (48) in
Eingriff ist.
9. Kraftschrauber nach Anspruch 7 oder 8, dadurch
gekennzeichnet, daß der Planetenträger (23) des
ersten Planetengetriebes eine koaxial zur An
triebswelle (19) verlaufende Ausgangswelle (24)
aufweist, die einen sich über die zweite Getriebe
stufe hinaus erstreckenden Ansatz (30) aufweist,
an dem der Kupplungskörper (31) befestigt ist.
10. Kraftschrauber nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Getriebe
stufe (26′) durch ein zweites Planetengetriebe
(26) gebildet wird und daß die Planetenräder
(22, 27) des ersten und zweiten Planetengetriebes
(21, 26) in die Innenverzahnung (17) eines gemein
samen Hohlrades greifen.
11. Kraftschrauber nach Anspruch 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Hohlrad von dem Gehäuse (5) des
Kraftschraubers gebildet wird.
12. Kraftschrauber nach Anspruch 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Gehäuse (5) des Kraftschraubers
drehbar gelagert ist und daß das Gehäuse (5) einen
Profilabschnitt (8) zur Befestigung eines Stütz
fußes aufweist, welcher das Gehäuse gegen ein
ortsfestes Widerlager abstützt.
13. Kraftschrauber nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebswelle (38)
das Sonnenrad eines dem Schaltgetriebe nachge
schalteten dritten Planetengetriebes (76) trägt.
14. Kraftschrauber nach einem der Ansprüche 1-13, da
durch gekennzeichnet, daß in dem Schaltgetriebe
(4) eine das bewegbare Kupplungsteil (36) in einer
der beiden Stellungen blockierende Arretiervor
richtung (77) vorgesehen ist.
Priority Applications (3)
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JP16552390A JPH03117568A (ja) | 1989-06-22 | 1990-06-22 | パワー・レンチ |
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8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
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