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Drehschlagwerkzeug Die Erfindung betrifft ein Drehschlagwerkzeug,
das insbesondere zum Anziehen von Muttern oder Schrauben bestimmt ist und ein zur
Kraftübertragung dienendes drehbares Glied, das gleichzeitig als Hammer zur Ausübung
tangentialer Schläge wirkt, sowie einen als Werkzeugträger dienenden drehbaren Amboß
trägt. Zwischen dem zur Kraftübertragung dienenden, als Hammer wirkenden Gliede
und dem als Werkzeugträger dienenden Amboß ist eine Kupplung angeordnet, durch deren
Auslösen und Wiedereinrücken die Schläge in tangentialer Richtung auf den Amboß
ausgeübt werden. Solche Drehschlagwerkzeuge sind bekannt.
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Es ist auch bereits bekannt, zwischen dem gleichzeitig als Hammer
dienenden Übertragungsgliede und der Antriebswelle eine nachgiebige Lederkupplung
vorzusehen. Die nachgiebige Lederkupplung bei der bekannten Anordnung dient aber
lediglich dazu, die Hammerschläge so weit abzudämpfen, daß sie nicht auf den Antriebsmotor
und letzten Endes die Haltegriffe des Werkzeuges rückwärts störend übertragen werden.
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Es ist ferner bei Schlagwerkzeugen bekannt, zwischen Antriebswelle
und Hammer eine elastische Kupplung mittels Schraubenfeder vorzusehen, doch dient
bei dieser be kannten Vorrichtung der Hammer nur zur Ausübung von Schlägen in Achsrichtung
auf den Amboß, nicht aber dazu, den Amboß in Drehung zu versetzen. Die Erfindung
besteht nun darin, daß die Antriebswelle mit dem auch als Hammer arbeitenden Gliede
zur Übertragung der Drehbewegung in an sich bekannter Weise durch eine verwindbare
Schraubenfeder verbunden ist. Diese Schraubenfeder dient also in erster Linie zur
Übertragung des Drehmomentes, verkürzt sich aber bei eingerückter Amboßkupplung
und wachsendem Drehwiderstand unter Spannung, speichert also Energie auf und überträgt
bei ausgelöster Amboßkupplung unter Wiederausdehnung die aufgespeicherte Energie
auf das dann als Hammer wirkende Übertragungsglied, und zwar so, daß der Hammer
vor Ausübung des Schlages eine höhere Drehzahl ausführt als die Antriebswelle des
Motors. Eine solche Wirkung ist bei der bekannten, lediglich biegsamen Lederkupplung
nicht möglich. Insbesondere vermag bei dieser bekannten Anordnung der Hammer ersichtlich
keine größere Drehzahl auszuführen als die Antriebswelle, da j a sonst die aus Leder
bestehenden Kupplungsstifte sich zu mehrgängigen Schrauben deformieren müssen, was
dieser Werkstoff nicht zuläßt. Die beschriebene Speichereigenschaft der Kupplung
zwischen Antriebswelle und Hammer findet sich auch nicht bei dem bekannten reinen-
Schlagwerkzeuge, da hier nur Schläge durch den Hammer ausgeübt werden, die Feder
also außer als Kupplungsglied nur noch als Schlagfeder zu wirken hat. Die Erfindung
ermöglicht, mit sehr
hohen Drehzahlen zu arbeiten, die auch für
die beabsichtigte Speicherung von besonderem Vorteil sind, weil die Größe der gespeicherten
Energie mit dem Quadrat der Drehzahl zunimmt.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der
Erfindung dargestellt, und zwar zeigen Fig. i eine Seitenansicht des Werkzeuges
gemäß der Erfindung, Fig.2 einen teilweisen Längsschnitt nach Linie 2-2 von Fig.
1 in vergrößertem Maßstab.
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Fig. 3 einen Schnitt gemäß Fig. 2 für eine andere Arbeitsstellung
der inneren Teile des Werkzeuges und Fig. 4, einen Querschnitt nach Linie 4-4 von
Fig. 3.
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Mit io ist das Gehäuse für einen Antriebsmotor (nicht dargestellt)
beliebiger Gattung, z. B. einen elektrischen oder pneumatischen Motor, bezeichnet.
An dem Gehäuse ist ein Handgriff i i angebracht, um die Vorrichtung bequem -zu betätigen.
Vorzugsweise dient ein Fingerstück 12 an dem Handgriff i i zur Steuerung des Motors.
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Der Motoranker 13 (Feg. z und 3) erstreckt sich durch ein Lager 14
am einen Ende des Gehäuses, und das Lager trägt ein sich konaxial erstreckendes
Gehäuse oder eine Büchse 15, die in beliebiger Weise, z. B. durch einen Schlitzbund
16 (Feg. i), fest mit dem Lager verbunden ist. Das äußere Ende der Büchse ist mit
Außengewinde zum Eingriff mit dem inneren Gewinde eines Gliedes 17 mit einer Mittelöffnung
in Gestalt eines Stopfbuchsendeckels versehen, in dem ein Kopf i8 der Vorrichtung
gelagert ist.
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Innerhalb der Büchse 15 befindet sich neben dem Ende des Bundes 16
eine Scheibe 1g, die fest mit dem Motoranker 13 verbunden ist. Im äußeren Teil der
Büchse ist ein verlängertes zylindrisches Glied 2o drehbar angeordnet, das teilweise
dazu dient, eine Antriebsverbindung zwischen dem Motor und dem Kopf 18 herzustellen.
Das Glied bildet ferner ein Schlagglied und sei der Einfachheit halber im folgenden
als Hammer bezeichnet. An beiden Enden des Hammers befindet sich je ein Flansch
20", der mit Laufsitz in der Büchse 15 sitzt.
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Der Hammer steht mit der Scheibe durch biegsame Vorrichtungen in Antriebsverbindung,
die die sich als Torsionskraft aus wirkcnde Energie aufspeichern können. Bei einer
bevorzugten Ausführungsforen besteht die biegsame Verbindung aus einem Paar ineinander
gewundener Schraubenfedern 21, die am einen Ende bei 22 fest mit der Scheibe ig
verbunden sind. Die Federn erstrecken sich in eine axiale Bohrung 23 im benachbarten
Ende des Hammers und sind bei 24 in der Nähe des äußeren Hammerendes fest mit ihm
verbunden. Vorzugsweise werden zwei Federn benutzt, um eine ausgeglichene Antriebsverbindung
herzustellen und gleichzeitig die notwendige nachgiebige Kraft auf zwei Glieder
zu "verteilen. Innerhalb der Bohrung 23 befindet sich ein axialer Stift 25, um den
sich die beiden Federn 21 legen. Der Stift hat einen abgesetzten Endteil 26 als
Führung für eine Feder 27, die aus der Bohrung über das Ende des Hammers hinausragt.
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Die äußere Stirnfläche des Hammers ist so geformt, daß eine lösbare
Antriebsverbindung mit dem Kopf entsteht. So ist ein Teil dieser Fläche fortgeschnitten,
um ein Paar diametral gegenüberliegende, sich radial erstreckende Schultern 28 zu
bilden, die in der Richtung geneigt sind, in der der Hammer vom Motor gedreht wird.
Statt der dargestellten zwei Schultern können gewünschtenfalls beliebig viele Schultern
benutzt werden.
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Der Deckel 17 hält den Kopf 18 zum Eingriff mit dem und zur Betätigung
durch den Hammer ao zurück. Zu diesem Zweck hat der Deckel 17 eine innere Ringschulter
2g. die nach dem Schraubenende des Deckels gerichtet ist, zum Eingriff mit einem
Ringflansch 3o auf dem Kopf 18. Vor dem Flansch erstreckt sich der Kopf durch den
Deckel als Lager, und das äußere Ende 31 ist dem zu bearbeitenden Teil angepaßt.
Bei der dargestellten Ausführungsform soll der Kopf eine Mutter aufnehmen, jedoch
kann er selbstverständlich auch so ausgebildet sein, daß er als Schraubenzieher
oder als ähnliches Werkzeug dient.
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Der Kopf ist so gelagert, daß er eine Drehbewegung ausführen kann,
ist jedoch gegen axiale Verschiebung von der Schulter 29 fort gesichert, z. B. durch
einen Ring oder eine Unterlagscheibe 32, die über den Flansch 30 hervorragt und
zwischen eine Schulter 33 des Deckels und das Ende der Büchse 15 eingeklemmt ist,
wenn diese Teile zusammengesetzt sind. Bei dieser Bauart wird der Kopf fest und
drehbar gehalten, ohne die leichte Entfernbarkeit des Kopfes vom Werkzeug zu beeinträchtigen.
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Die innere Stirnfläche des Kopfes ist als Ergänzung zu der Stirnfläche
des Hammers fortgeschnitten zur Bildung von Schultern 34, die mit den Schultern
2,8 auf dem Hammer in Eingriff kommen, uni die Antriebsverbindungen zwischen
dem Motor und dem Kopf zu vervollständigen.
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Gemäß Fig.4 sind die Stirnflächen der Schultern 34 in der Richtung,
in der der Teil angetrieben wird, leicht vom Boden zur Spitze geneigt. Die Schultern
a8 sind ähnlich ausgebildet, um eine axiale Trennbewegung des
Hammers
in bezug auf den Kopf durch die Nockenwirkung der Eingriffsfläche zu bewirken, wenn
ein vorbestimmter Widerstand gegen die Drehung erreicht ist. Diese Wirkung geht
deutlicher aus der Beschreibung der Arbeitsweise hervor.
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Es sei z. B. angenommen, daß eine Mutter auf einen Bolzen aufgeschraubt
werden soll. Die Öffnung in dem Kopf 18 wird über die Mutter geschoben und der Motor
angelassen. Solange die Mutter sich -gleichmäßig und leicht auf dem Bolzen dreht,
befinden sich die Teile in der Stellung gemäß Fig. 2. In dieser Stellung wird der
Kopf direkt vom Motor angetrieben, und zwar durch die Scheibe ig, die Federn 21,
den Hammer, die Schultern 28 auf dem Hammer und die Schultern 34. auf dem Kopf.
Die Federn 21 haben natürlich genügend Spannung, um unter normalen Verhältnissen
den Eingriff zwischen den Schultern aufrechtzuerhalten. Beim Anziehen der Mutter
wächst der Widerstand gegen das Drehen, bis die nockenförmigen Eingriffsflächen
auf den Schultern 28, 34. eine Axialbewegung des Hammers vom Kopf i8 fort gegen
die Spannung der Federn 21 bewirken. Um eine genügend starke Antriebskraft für diese
Bewegung durch die Nocken auszuüben, setzt der Motor die Federn unter Drehungsspannung,
die so lange aufrechterhalten und vergrößert wird, als sich der Hammer nicht mit
verhältnismäßiger Freiheit bewegen kann. Wenn die Axialbewegung des Hammers den
Eingriff zwischen den Schultern 28, 3.1 (Fig. 3) löst, wind die in den Federn auf
diese Weise aufgespeicherte Energie freigegeben, um den Hammer mit einer größeren
Geschwindigkeit als der Motorgeschwindigkeit anzutreiben. Gleichzeitig dehnen sich
die Federn aus und bewegen den Hammer gegen den Kopf, wobei die nachfolgenden Schultern
in Eingriff kommen. Da der Motor mit konstanter Geschwindigkeit umläuft, wird die
Antriebskraft der Federn. dem Drehmoment des Motors hinzugefügt, und die Schultern
auf dem Hammer schlagen daher gegen die Schultern auf dem Kopf mit einem Stoß, dessen
Kraft wesentlich größer ist als die Kraft, die sich allein aus dem Drehmoment des
Motors ergibt. Tatsächlich stammt, wenn der Hammer durch die Federn vorwärts getrieben
wird, die auf den Kopf ausgeübte Hauptkraft von der Energie des sich bewegenden
Hammers infolge der Aufspeicherung von Kraft in den Federn. Außerdem kann durch
die Nachgiebigkeit des Antriebs der Motor ohne wesentliche Verzöge-. rung arbeiten,
wobei seine Kraft in den Federn aufgespeichert wird, wenn die Bewegung des Hammers
zeitweise angehalten wird. Die beschriebene Arbeitsweise wiederholt sich ständig,
um eine Anzahl von Schlägen zum festen Anziehender Mutter auszuüben. Wegen des Fehlens
einer starren Antriebsverbindung zwischen der Krafteinleitung und dem Hammer können
die Erschütterungen der Schläge nicht umgekehrt übertragen werden.
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Es sei erwähnt, daß der Hammer eine sehr viel größere Masse hat als
der Kopf und daß sowohl der Hammer als auch der Kopf kompakt sind. Der Kopf bietet
daher gegen die Bewegung durch die Stoßkraft des Hammers geringen Widerstand, und
es geht nur ein geringer Bruchteil der Stoßkraft verloren, um die Trägheit des Kopfes
zu überwinden. Außerdem verringert die kompakte Ausbildung der Teile den Kraftverlust
infolge der Elastizität des Metalls. Die innere Feder 27 ragt über das Ende des
Hammers hinaus und legt sich gegen die Fläche der Scheibe ig, wobei sie als Stoßdämpfer
wirkt, um eine Berührung des Hammers mit der Scheibe zu verhindern.
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Durch die Vorrichtung gemäß der Erfindung wird eine sehr viel größere
Stoßkraft erzeugt und nutzbar gemacht, als sie allein und direkt aus der Antriebskraft
hergeleitet werden kann. Da außerdem diese Kraft mit dem geringsten Verlust auf
den zu betätigenden Teil übertragen wird, ist die Vorrichtung außerordentlich wirksam.
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Die Erfindung ist natürlich mit verschiedenen Abänderungen und anderen
Konstruktionseinzelheiten ausführbar.