DE724978C

DE724978C - Device for automatic uncoupling of rotating tools that are frictionally connected to the drive shaft

Info

Publication number: DE724978C
Application number: DEF88934D
Authority: DE
Inventors: Werner Degenhardt
Original assignee: Focke Wulf Flugzeugbau GmbH
Current assignee: Focke Wulf Flugzeugbau GmbH
Priority date: 1940-10-15
Filing date: 1940-10-15
Publication date: 1942-09-10

Description

Einrichtung zum selbsttätigen Entkuppeln kraftschlüssig mit der Antriebswelle verbundener umlaufender Werkzeuge Bekannt sind Einrichtungen zum selbsttätigen Entkuppeln kraftschlüssig mit der Antriebswelle verbundener umlaufender Werkzeuge, z. B. zum Einziehen von Schrauben, zum Schutze des Werkstückes -gegen Beschädigung bei Überschreiten einer bestimmten Leistungsaufnahme, wobei zwischen der Antriebswelle und dem Werkzeug eine federbeeinflußte und derart wirkende Überlastungskupplung vorgesehen ist, daß die genannten Teile bei Überschreiten eines vorbestimmten Anpreßdruckes entkuppelt werden.Device for automatic decoupling frictionally with the drive shaft connected rotating tools Devices for automatic decoupling are known rotating tools connected positively to the drive shaft, e.g. B. to Pulling in screws to protect the workpiece against damage if exceeded a certain power consumption, being between the drive shaft and the tool a spring-influenced and such acting overload clutch is provided that the parts mentioned are decoupled when a predetermined contact pressure is exceeded will.

Bei einer bekannten Bauart ist zwischen dem umlaufenden Teil, der unter Einschaltung einer federbeeinflußten Klauenkupplung mit der das Werkzeug tragenden Welle verbunden ist, und der von einem Elektromotor angetriebenen Arbeitsspindel eine kraftschlüssige Verbindung mittels einer Ratschenkupplung vorgesehen, deren Kupplungsglieder unabhängig von dem in axialer Richtung wirkenden Anpreßdruck der Werkzeugwelle beim Überschreiten eines bestimmten, voreinstellbaren Drehmoments außer Eingriff und bei nachlassender Leistung selbsttätig wieder in Eingriff miteinander gebracht werden. Beide Kupplungshälften stehen hierbei unter der Wirkung einer Feder, deren Spannung durch Verdrehen eines Gewinderinges erhöht oder vermindert werden kann, so daß sie ständig Neigung haben, mit ihren Kupplungsgliedern einzurasten.In a known design is between the rotating part, the with the involvement of a spring-influenced claw clutch with the one carrying the tool Shaft is connected, and the work spindle driven by an electric motor a non-positive connection is provided by means of a ratchet coupling, the Coupling members regardless of the pressure acting in the axial direction of the Tool shaft when a certain, presettable torque is exceeded out of engagement and automatically in engagement again with decreasing performance to be brought. Both coupling halves are under the action of a spring, whose tension can be increased or decreased by turning a threaded ring can, so that they have a constant tendency to engage with their coupling links.

Diese Einrichtung hat aber den Nachteil, daß beim Ausklinken der Kupplung starke Schwingungen des Werkzeuges in axialer Richtung auftreten, die durch das fortgesetzte erneute Einrasten der Kupplungsglieder entstehen, da der Handwerker nicht vorher ermessen kann, wann er den Anpreßdruck gegen das Werkzeug aufheben muß, um dadurch die Klauenkupplung an der Antriebswelle auszuschalten. Ein mit der Welle kraftschlüssig verbundener Schraubenzieher kommt also nicht zum Stillstand, sondern macht noch weitere Umdrehungen, wodurch trotz einer am Werkzeugträger, z. B. im vorderen Gehäuseteil, gegen eine Feder verschiebbar angeordneten und als Abstandhalter vorgesehenen Hülse ein Verkratzen der Oberfläche des Werkstückes stattfindet, was bei Leichtmetallblechen nicht ohne Einfluß auf ihre Festigkeitseigenschaft ist. Außerdem wird die zur Vermeidung von Korrosion fast immer v orltandene Eloxialschicht von Blechen, die als äußere Beplankungsbalinen für Flugzeuge Verwendung finden, verletzt. Die Beschädigung der Walzhaut beeinträchtigt auch die Biegewechselfestigkeit der Bauteile, was ihre Unbrauchbarkeit für die Verwendung im Flugzeugbau zur Folge hat. Weiter besteht die Gefahr, daß das auf das Einziehwerkzeug auszuübende Drehmoment in unkontrollierbarer Weise überschritten wird, weil der bereits fest eingezogene Schraubenkopf noch zusätzliche Schläge in der Einziehrichtung erhält.However, this device has the disadvantage that when the clutch is released strong vibrations of the tool in the axial direction, caused by the continued re-engagement of the coupling links arise as the craftsman cannot measure beforehand when he will release the contact pressure against the tool must, in order to thereby switch off the dog clutch on the drive shaft. One with the Shaft non-positive connected screwdriver does not come comes to a standstill, but makes further revolutions, whereby despite one on the tool carrier, z. B. in the front housing part, arranged displaceably against a spring and as Spacer provided sleeve scratching the surface of the workpiece takes place, which in the case of light metal sheets is not without influence on their strength properties. In addition, the anodized layer, which is almost always present to prevent corrosion, is used of sheet metal that is used as outer cladding balines for aircraft, hurt. Damage to the rolling skin also affects the fatigue strength of the components, which makes them unusable for use in aircraft construction Has. There is also the risk that the torque to be exerted on the pull-in tool is exceeded in an uncontrollable manner because the already firmly drawn in The screw head still receives additional blows in the pull-in direction.

Diese Nachteile vermeidet die Einrichtung nach der Erfindung dadurch, daß zwischen der Antriebswelle und einer das Werkzeug in sich aufnehmenden Welle eine federbeeinflußte Überlastungskupplung vorgesehen ist, die so wirkt, daß sie bei Überschreiten eines vorbestimmten Anpreßdruckes die Antriebswelle in an sich bekannter Weise mit einer auf der Werkzeugwelle sitzenden Leerlaufscheibe kuppelt. Die Leerlaufscheibe besteht aus einem Ringkörper, der innen zylindrisch und außen konisch geformt ist mit einer nach dem Werkstück hin wachsenden Kegelform. Dieser Ringkörper ist in axialer Richtung unverschieblich, aber lose drehbar auf einem ihn durchdringenden Wellenteil angeordnet. Die Werkzeugwelle ist in axialer Richtung gegen die Antriebswelle derart verschiebbar angeordnet, daß die Kupplungsglieder einer als Rasterkupplung ausgebildeten Überlastungskupplung auf der konischen Außenfläche des leer laufenden Ringkörpers aufsitzen. Die Antriebswelle trägt an ihrem dem Werkzeug zugekehrten Ende einen Flansch, auf dessen kreisringförmiger Stirnfläche einander gegenüberliegende gekröpfte und von klauenförmigen Backen gehaltene Federkörper angeordnet sind, welche eine Rasterrolle bündig umschließen und im Eingriff mit einem auf der mit der Werkzeugwelle kraftschlüssig verbundenen Zwischenwelle befestigten Mitnehmerteil halten. Die Federkörper der Überlastungskupplung sind mit ihrem einen Ende zwischen augenförmigen Ansätzen starr und mit dem anderen Ende an einem Ansatz durch Schraubenkörper so verstellbar befestigt, daß das von der Kupp-Jung übertragende Drehmoment durch den auf die Rasterrollen ausgeübten Anpreßdruck beeinflußbar ist.The device according to the invention avoids these disadvantages in that that between the drive shaft and a shaft accommodating the tool in itself a spring-operated overload clutch is provided which acts so that it when a predetermined contact pressure is exceeded, the drive shaft in itself in a known manner with an idle disk seated on the tool shaft. The idler pulley consists of an annular body that is cylindrical on the inside and outside is conical in shape with a conical shape growing towards the workpiece. This Annular body is immovable in the axial direction, but loosely rotatable on one arranged it penetrating shaft part. The tool shaft is in the axial direction so arranged displaceably against the drive shaft that the coupling members an overload clutch designed as a ratchet clutch on the conical outer surface of the empty ring body. The drive shaft carries on her the tool facing end a flange, on the annular end face each other opposing cranked spring bodies held by claw-shaped jaws are arranged, which enclose a grid roller flush and in engagement with one attached to the intermediate shaft which is positively connected to the tool shaft Hold the driver part. The spring body of the overload clutch are with their one End between eye-shaped approaches rigid and with the other end at one approach fastened so adjustable by screw body that the transmitted from the Kupp-Jung Torque can be influenced by the contact pressure exerted on the grid rollers.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Abb. i einen Längsschnitt des Erfindungsgegenstandes nach der Linie I-I der Abb. 2, Abb.2 einen Querschnitt der erfindungsgemäßen Kupplung nach der Linie II-11 der Abb. i.In the drawing, an embodiment of the invention is shown, namely Fig. i shows a longitudinal section of the subject of the invention along the line I-I of Fig. 2, Fig.2 a cross section of the coupling according to the invention according to the Line II-11 of Fig. I.

Die Überlastungskupplung nach der Erfindung ist in einem Elektrowerkzeug zum Einziehen von Schrauben vorgesehen, das aus der Antriebswelle i, der Zwischenwelle 2 und der Werkzeugwelle 3 besteht. Die Antriebswelle i ist in Richtung zum Werkzeug zii einem hülsenartigen Flansch 4. erweitert, auf dessen kreisringförmigem Umfang einander gegenüberliegend klauenförmige Backen 5 und augenförmige Ansätze 6, 7 angebracht sind. Mittels der Backen 5 werden rechtwinklig gekröpfte Federkörper 8 gehalten, die außerdem an ihrem einen Ende zwischen den Ansätzen 6 starr und an dem anderen Ende an dein Ansatz 7 durch Schraubenkörper 9 verstellbar befestigt sind. Diese Federkörper haben in ihrem mittleren Teil nach der Längsachse der Welle zu eine halbzylindrische Aussparung 1o, in der eine Rasterrolle i1 liegt, die wiederum in eine nutenförmige Vertiefung 12 eines auf der Zwischenwelle fest angebrachten ringförmigen Mitnehmerteiles 13 einrastet. Die Zwischenwelle 2 besitzt an ihrem einen Ende einen Zapfen 14., der in einer entsprechenden Bohrung 15 der Antriebswelle i gleitet, während sie an ihrem anderen Ende zu einem Konus 16 ausgebildet ist. Auf der Zwischenwelle 2 ist ferner an dem konusförinigen Ende eine zu einer Klauenkupplung ausgebildete Muffe 17 aufgeschraubt. Zwischen dieser Muffe und dem Mitnehmerteil 13 befindet sich ein konischer Ringkörper 18, der mittels einer Buchse i9 lose drehbar, aber in axialer Richtung unverschieblich auf der Zwischenwelle sitzt. Die Zwischenwelle ist durch eine Klauenkupplung gegen den Druck einer nicht gezeichneten Feder mit der das Einziehwerkzeug 2o in sich aufnehmenden Werkzeugwelle 3 kraftschlüssig verbunden. Das Gehäuse des ganzen Werkzeuges besteht aus mehreren Teilen, von denen das vordere, dein eigentlichen Werkzeug zugekehrte Teil 21, das gleichzeitig als Lager für die Zwischenwelle 2 dient und diese mittels Kugellager an der Kupplungsmuffe 17 abstützt, längs verschieblich in dem Gehäuseteil22 angeordnet ist. In dem Gehäuseteil 21 ist ferner in an sich bekannter Weise eine unter Federdruck stehende verschiebbare Hülse 23 vorgesehen, die als Abstandhalter zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück dient und ein seitliches Herausgleiten der Klinge des Schraubenziehers 2o aus dem Schlitz des Schraubenkopfes 24 und somit eine mögliche Beschädigung der Werkstückoberfläche verhindert.The overload clutch according to the invention is in a power tool provided for pulling in screws, that from the drive shaft i, the intermediate shaft 2 and the tool shaft 3. The drive shaft i is in the direction of the tool zii a sleeve-like flange 4. expanded on its circular circumference Opposite each other claw-shaped jaws 5 and eye-shaped lugs 6, 7 attached are. Spring bodies 8 cranked at right angles are held by means of the jaws 5, which is also rigid at one end between the lugs 6 and at the other The end of your approach 7 are adjustable by screw body 9 attached. These Spring bodies have in their middle part to one after the longitudinal axis of the shaft semi-cylindrical recess 1o, in which a grid roller i1 lies, which in turn is in a groove-shaped recess 12 of a ring-shaped one fixedly mounted on the intermediate shaft Driver part 13 engages. The intermediate shaft 2 has one at one end Pin 14. which slides in a corresponding bore 15 of the drive shaft i, while it is formed into a cone 16 at its other end. On the intermediate shaft 2 is also formed into a claw coupling at the conical end Sleeve 17 screwed on. Located between this sleeve and the driver part 13 a conical ring body 18, which is loosely rotatable by means of a socket i9, but sits immovably on the intermediate shaft in the axial direction. The intermediate shaft is with a claw coupling against the pressure of a spring not shown the tool shaft 3 receiving the pull-in tool 2o in a force-locking manner. The housing of the whole tool consists of several parts, of which the front, your actual tool facing part 21, which also serves as a warehouse for the Intermediate shaft 2 is used and this is supported on the coupling sleeve 17 by means of ball bearings, Is arranged longitudinally displaceably in the housing part 22. In the housing part 21 is furthermore, in a manner known per se, a displaceable sleeve under spring pressure 23 is provided, which serves as a spacer between the tool and the workpiece and a side The screwdriver blade slides out 2o from the slot of the screw head 24 and thus possible damage to the Workpiece surface prevented.

Die Arbeitsweise der überlastungskupplung ist folgende: Die Antriebswelle i überträgt durch die Rasterglieder der Überlastungskupplung ein Drehmoment auf die Zwischenwelle 2, die wiederum durch den axialen Druck des Einziehwerkzeuges gegen einen Schraubenkopf mit der Werkzeugwelle über die Klauenkupplung verbunden ist. Übersteigt nun der Drehwiderstand des auf dem Werkstück fest aufsitzenden Schraubenkopfes am Ende des Einziehvorganges das zulässige Drehmoment, dessen Größe durch den Anpreßdruck der Federkörper gegen die Rasterrollen und damit gegen das auf der Zwischenwelle befestigte Mitnehmerteil bestimmt ist, so geben die Federn nach, die Rasterrollen treten aus den Nuten des Mitnehmerteils heraus und rollen nun, da die Zwischenwelle mit ihrem Zapfenende in das hülsenartige Flanschteil der Antriebswelle gleitet, auf die konische Mantelfläche der Zwischenwelle lose drehbaren Leerlaufscheibe auf. Die Antriebswelle ist jetzt auf Leerläuf geschaltet, und die Werkzeugwelle bzw. das Werkzeug bleibt durch den auf das Einziehwerkzeug von dem Schraubenkopf ausgeübten Drehwiderstand sofort stehen. Das erneute Einrücken der Rasterkupplung von Leerlauf auf kraftschlüssige Verbindung erfolgt in einfacher Weise von Hand durch Verschieben des zu einer Schiebehülse ausgebildeten vorderen Gehäuseteiles 2i in Richtung zum Werkzeug.The mode of operation of the overload clutch is as follows: The drive shaft i transmits a torque through the ratchet members of the overload clutch the intermediate shaft 2, which in turn is caused by the axial pressure of the insertion tool connected to a screw head with the tool shaft via the claw coupling is. If the resistance to rotation of the screw head, which is firmly seated on the workpiece, now exceeds at the end of the pulling-in process, the permissible torque, the size of which is determined by the contact pressure the spring body against the grid rollers and thus against the one on the intermediate shaft attached driver part is determined, the springs give way, the grid rollers step out of the grooves of the driver part and roll now that the intermediate shaft with its pin end slides into the sleeve-like flange part of the drive shaft, on the conical surface of the intermediate shaft loosely rotatable idler pulley. The drive shaft is now switched to idle and the tool shaft or the tool remains through the exerted on the pulling tool by the screw head Rotational resistance stop immediately. Re-engaging the ratchet clutch from idle a non-positive connection is easily done by hand by moving formed into a sliding sleeve front housing part 2i in the direction of Tool.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for automatic decoupling, non-positive rotating tools connected to the drive shaft, e.g. B. to pull in Screws to protect the workpiece against damage if a certain power consumption, being between the drive shaft and the tool a spring-controlled overload clutch is provided, characterized in that that the tool or the uncoupling shaft part firmly connected to the tool is provided with a loosely rotatable idler disc on this part, on which Coat the coupling links of the circumferential part of the drive side in the uncoupled State so that the parts when a predetermined contact pressure is exceeded be uncoupled.

2. Device according to claim i, characterized in that the Idle pulley consists of an annular body (18) which is cylindrical on the inside and outside is conically shaped with a conical shape growing towards the workpiece, and that this Body in the axial direction immovable, but loosely rotatable on the penetrating it Shaft part (2) is arranged.

3. Device according to claim i and 2, characterized in that that the tool shaft (3) in the axial direction against the drive shaft (i) in such a way is arranged displaceably that the coupling members (ii) as a ratchet coupling trained overload clutch on the conical surface of the idle Sit on the ring body (18). ..

Device according to one of Claims i to 3, characterized characterized in that the drive shaft (i) at its end facing the tool a flange (4) carries, on the annular end face opposite one another cranked spring bodies (8) held by claw-shaped jaws (5) are arranged in this way are that they enclose the grid rollers (i i) flush and in engagement with one on the shaft (3) "carrying the tool" positively connected intermediate shaft (2) Hold the attached driver part (13).

5. Device according to one of the claims i to 4, characterized in that for receiving the grid rollers both the spring body (8) in the middle part semi-cylindrical recesses (io) as well as the driver part (13) have groove-shaped depressions (12) on its circumference.

6. Establishment according to one of the preceding claims i to 5, characterized in that the Spring body (8) with one end between eye-shaped lugs (6) and rigid with the other end at a shoulder '(7) adjustable by screw body (9) are attached that the torque to be transmitted by the clutch by the the contact pressure exerted by the raster rollers can be influenced.