Die Erfindung geht aus von einem Handschrauber mit einer aufsteckbaren
Welle nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 oder dem
von Anspruch 10, wie sie beispielsweise aus dem DE-GM 18 71
193 bekannt sind.
Bei der Montage technisch anspruchsvoller Güter müssen viele
Verschraubungsstellen, insbesondere dann, wenn sie dynamisch
belastet und/oder sicherheitsrelevant sind, mit einem definierten
Drehmoment angezogen werden. Bei der Einzelmontage
oder bei Wartungsarbeiten werden dazu handbetätigte Drehmomentschlüssel
eingesetzt, nachdem die Verschraubungsstelle zunächst
mit einem geringen und streuenden Drehmoment vormontiert
worden ist. Die DE 33 20 347 C1 beschreibt einen solchen
zweigeteilen Anzieh-Vorgang einer sicherheitsrelevanten Verschraubung
am Beispiel der Befestigung von Fahrzeugrädern im
Falle eines Radwechsels durch eine Kundendienstwerkstatt. Die
Radschrauben oder Radmuttern werden bei der Radmontage zunächst
mit einem motorgetriebenen Handschrauber mit einem
niedrigeren Moment als dem Solimoment angezogen und anschließend
mit einem gesonderten handgeführten Drehmomentschlüssel
auf das vorgeschriebene Anzugsmoment nachgezogen. Die zitierte
Druckschrift behandelt die Dokumentation dieses Nachziehvorgangs.
Nach ordnungsgemäßem Anzug aller Radschrauben wird ein
auf einem Haftetikett ausgedrucktes Verschraubungs-Protokoll
ausgeworfen, welches auf den Auftragszettel aufgeklebt werden
kann.
In der industriellen Montage von Serienerzeugnissen werden
kritische, insbesondere dokumentationspflichtige Verschraubungen
mittels maschinengeführten Verschraubungsautomaten angezogen,
die erforderlichenfalls auch die Dokumentationsdaten in
geeigneter Form ausgeben oder an eine Fertigungsleitstation
weiterleiten. Durch derartige Verschraubungsautomaten können -
je nach Ausgestaltung - unterschiedliche, auf den jeweiligen
Anwendungsfall hin optimierte Verschraubungsstrategien realisiert
werden. Die DE 28 07 677 A1 beispielsweise beschreibt
einen hydraulisch betriebenen Schrauber, dessen Abtriebswelle
von zwei separaten Antriebsquellen aus antreibbar ist, nämlich
zum einen von einem Hydraulikmotor mit hoher Abtriebsdrehzahl
und niedrigem Drehmoment und zum anderen von einem Hydraulikzylinder,
bei dem die lineare Hubbewegung in eine langsamere
Drehbewegung mit hohem Drehmoment umgesetzt wird. Ungeachtet
der Bauart und Ausgestaltung sind solche Verschraubungsautomaten
teuer und wartungsintensiv, wenn sie zuverlässig das vorgegebene
Anzugsmoment bzw. die Anzugsstrategie realisieren
sollen. Außerdem sind derartige Verschraubungsautomaten schwer
und beanspruchen einen nicht unbeträchtlichen Bauraum. In der
Regel müssen diese unhandlichen Geräte maschinell geführt oder
gehandhabt werden, was deren Einsatz zusätzlich verteuert und
zusätzlichen Wartungsaufwand erfordert.
Bekannte Verschraubungsautomaten können aus Platzgründen und/oder
aus wirtschaftlichen Gründen nicht in jedem Verschraubungsfall
zum Einsatz gelangen. Vielmehr kann es in bestimmten
Einzelfällen bei der serienmäßigen Montage von sicherheitsrelevanten
Verschraubungsstellen durchaus sinnvoll oder überhaupt
erst möglich sein, die Verschraubung unter Verwendung
eines motorgetriebenen Handschraubers zunächst manuell vorzumontieren
und sie danach mit einem handbetätigten Drehmomentschlüssel
auf Soll-Drehmoment nachzuziehen. Dadurch kann auch
ohne hohen Investitions- und Wartungsaufwand eine Verschraubungsstelle
zuverlässig auf ein vorgeschriebenes Soll-Drehmoment
angezogen werden. Nachteilig hieran ist jedoch, daß das
Werkzeug gewechselt werden muß, was u.U. lästig und bei der
Serienmonatage auch zeitraubend ist.
Das eingangs erwähnte DE-GM 18 71 193 zeigt einen motorisch
angetriebenen Handschrauber, dessen Abtriebswelle am zugänglichen
Ende mit einem normierten Mehrkant-Mitnahmezapfen versehen
ist; im übrigen ist das an der Abtriebswelle abgegebene
Drehmoment einstellbar. Auf die Abtriebswelle ist zunächst ein
Zwischenglied in Form eines Verlängerungsstückes verdrehfest
aufgesteckt, welches an dem der Abtriebswelle des Handschraubers
zugekehrt liegenden Ende mit einer Mehrkantstecköffnung
und an dem dem Verschraubungsgut zugekehrten Ende mit einem
Mehrkantsteckzapfen versehen ist. Der Schaftteil des Zwischengliedes
ist als prismatischer Vierkantzapfen von normierten
Querschnitt ausgebildet, der glatt in den endseitigen,
querschnittsgleichen Mehrkantsteckzapfen übergeht. Am freien
Ende des Zwischengliedes trägt dieses eine Stecknuß, mit der
eine verdrehfeste Verbindung des Handschraubers mit dem zu
verdrehenden Verschraubungsgut herstellbar ist. Das Zwischenglied
dient zur manuellen Einleitung eines genau definierten
Drehmomentes seitens eines Drehmomentschlüssels. Zu
diesem Zweck ist axial auf den Vierkantschaft des Zwischengliedes
eine Rätsche aufgesteckt, die einen radial abragenden,
ebenfalls normierter Steckzapfen von anderer Querschnittsform
trägt, wobei auf letzteren seinerseits der erwähnte
Drehmomentschlüssel radial biegesteif aufgesteckt ist.
Bei serienmäßigen Einsatz des aus dem DE-GM 18 71 193 bekannten,
mit einem manuell zu betätigenden Drehmomentschlüssel
kombinierten, motorisch angetriebenen Handschraubers werden
die Schrauben mit dem Handschrauber rasch eingedreht und bei
geringem Moment fixiert. Mittels des außenseitig am Zwischenglied
angesteckten Drehmomentschlüssels kann unmittelbar anschließend
das Soll-Anzugsmoment unter Einhaltung eines engen
Streubereiches aufgebracht werden. Beim motorischen Eindrehen
des Verschraubungsgutes wird ein ungehindertes Drehen des
drehmoment-übertragenden Zwischengliedes aufgrund der aufgesteckten
Rätsche ermöglicht. Nach Stillstand des Einschraubvorganges
kann dann der Drehmomentschlüssel über die Rätsche
auf das Zwischenglied einwirken. Die bekannte Vorrichtung erlaubt
sowohl ein rasches Arbeiten bei manuell zu montierenden
Verschraubungen, gleichwohl kann aber ein Soll-Anzugsmoment
ohne Werkzeugwechsel zuverlässig eingehalten werden.
Nachteilig an dem aus dem DE-GM 18 71 193 bekannten kombinierten
Handschrauber ist, daß mit ihm eine fehlerhafte Verschraubungsstelle
nicht schnell durch bloße Umschaltung der Antriebsdrehrichtung
wieder aufgeschraubt werden kann. Zwar würde
der Werker im Falle eines Defektes an der gerade montierten
Verschraubung unwillkürlich auf Zurückschrauben, also auf
Linksdrehung umschalten, dabei würde jedoch der im Zwischenglied
integrierte Freilauf sperren. Darüber hinaus könnte bei
Unachtsamkeit der Drehmomentschlüssel herumgeschleudert werden
und den Werker verletzen.
Die DE 35 10 605 A1 zeigt einen motorisch angetriebenen Handschrauber
zum Eindrehen von Schrauben, bei dem der Kraftfluß
vom Antrieb zur Abtriebswelle nach erfolgtem Einschrauben
durch eine Schaltkupplung selbsttätig getrennt wird. Allerdings
erfolgt hier die Kraftflußunterbrechung nicht drehmomentabhängig,
sondern in Abhängigkeit vom Berührungszustand eines
Tiefenanschlags mit der Werkstückoberfläche, in die das Verschraubungsgut
hineingeschraubt werden soll. Zu diesem Zweck
ist die Abtriebswelle axialbeweglich im Schraubergetriebe gelagert
und über eine axial einrastbare Klauenkupplung mit dem
Antrieb verbindbar. Die Klauenkupplung wird durch eine Axialdruckfeder
in entlastetem Zustand geöffnet (Ausgangs- oder Ruhezustand)
und durch axialen Reaktionsdruck der einzudrehenden
Schraube auf die Abtriebswelle geschlossen (Arbeitszustand).
Die Abtriebswelle ist von einem hülsenförmigen, in seiner Axialposition
einstellbaren, aber ansonsten starr mit dem Schraubergehäuse
verbundenen Tiefenanschlag umgeben. Wenn beim Eindrehen
einer Schraube in ein Werkstück sich der Tiefenanschlag
an die Werkstückoberfläche anlegt, kommt es zu einer axialen
Entlastung der Klauenkupplung, weil der Reaktionsdruck vom Moment
der Anlage des Tiefenanschlages an von diesem übernommen
wird. Bei weiterem Eindrehen der Schraube in das Werkstücks
kommt es zu einer axialen Relativverschiebung der Abtriebswelle
zum Getriebegehäuse und somit zu einem beginnenden Ausrasten
der Klauenkupplung. Aufgrund des anhaltenden Schraubens
und der anhaltenden Relativbewegung ist einmal der Zustand erreicht,
in dem der Ausrasthub der Klauenkupplung überschritten
und diese ganz geöffnet ist, so daß die Abtriebswelle trotz
weiterlaufendem Antrieb stehen bleibt.
Die Besonderheit des aus der DE 35 10 605 A1 bekannten Handschraubers
besteht darin, daß die Klauenkupplung eine Zwischenscheibe
aufweist und in Wahrheit aus zwei separaten,
axial in Serie geschalteten Teilkupplungen gebildet ist, deren
Klauen unterschiedlich ausgebildet sind. Aufgrund der unterschiedlich
gestalteten Klauen der beiden Teilkupplungen rastet
stets und nur die eine Teilkupplung aus, wogegen die andere
Teilkupplung nie vollständig ausrastet. Der damit angestrebte
Effekt ist die Vermeidung eines Geräusches und Verschleißes
beim Weiterdrehen des Antriebes trotz geöffneter Kupplung. Von
der Funktion her ist also bei dem bekannten Handschrauber nur
eine Trennkupplung vorhanden.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine alternative Ausgestaltung
des gattungsgemäß zugrundegelegten Handschraubers anzugeben,
mit dem eine Verschraubung nicht nur rasch aufgedreht und ohne
Werkzeugwechsel auf ein eng toleriertes Soll-Drehmoment fest
angezogen werden kann, sondern mit dem im Falle einer fehlerhaften
Verschraubung und dem Versuch, diese mit dem Handschrauber
wieder lösen bzw. demontieren zu wollen, eine Gefährdung
für den Werker durch den Handschrauber vermieden
wird.
Diese Aufgabe wird bei Zugrundelegung des gattungsgemäßen
Handschraubers erfindungsgemäß auf zweierlei Weise, nämlich
zum einen durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1
und zum anderen durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch
10 gelöst.
Das in den Abtrieb des Handschraubers eingefügte Zwischenglied
wird erfindungsgemäß in seiner Funktion deutlich erweitert. In
dem Zwischenglied nach der ersten Lösung ist eine aus zwei gegensinnig
schaltenden Einzelkupplungen gebildete Wechselkupplung
vorgesehen, die im Stillstand umschaltbar ist. Mit ihr
kann nicht nur der Kraftfluß vom Schrauber auf den Drehmomentschlüssel
in Einschraubdrehrichtung in sinnfälliger Weise umgeschaltet
werden, sondern dies ist ohne weiteres auch in der
entgegengesetzten Drehrichtung möglich, so daß in gleicher
Weise gefahrlos auch bei Linksdrehung gearbeitet werden kann.
Im Gegensatz zur ersten, im Prinzip den Kraftfluß umschaltenden
Lösung wird beim zweiten Lösungsweg ein anderes Prinzip
eingeschlagen, nämlich ein Überhol- oder Freilaufprinzip sowohl
für die Krafteinleitung seitens des Drehmomentschlüssels,
als auch für die seitens des motorischen Schraubers. Zwar ist
damit ein motorisches Lösen der Verschraubung nicht durch
Drehrichtungsumkehr des Schraubers möglich, jedoch ist eine
Gefährdung des Werker durch ein Zurückschlagen des Drehmomentschlüssels
wirkungsvoll vermieden. Für ein Lösen einer fehlerhaften
Verschraubung wäre bei dieser Alternative entweder ein
Werkzeugwechsel erforderlich oder es müßten - was gemäß zweckmäßiger
Ausgestaltungen dieser Lösung der Erfindung vorgesehen
sein kann - entweder die Freiläufe in ihrer Sperrichtung gemeinsam
umschaltbar ausgebildet oder durch eine sinnfällig
schaltbare Umgehungs- und Umschaltkupplung im Kraftfluß umgehbar
sein. Nach dem Umschaltung oder Umgehen der Freiläufe kann
der erfindungsgemäße Schrauber nach Anspruch 10 gefahrlos auch
zum Herausdrehen einer Schraube verwendet werden.
Vorsorglich sei auch noch terminologisch auf einige verwendete
Begriffe hingewiesen: In den Schutzansprüchen und der nachfolgenden
Beschreibung ist wiederholt von "normierten" Steckverbindungselementen
in Zapfenform oder als Öffnung die Rede.
"Normiert" ist hier im Sinne von "zueinander passend" und an
verschiedenen Bauteilen "maßgleich vorkommend" zu verstehen.
Die örtliche oder organisatorische Verbreitung der "Normierung"
spielt hierbei keine Rolle. Es kann sich beispielsweise
auch um die Standardisierung eines bestimmten Anwenders von
Schraubern handeln.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteransprüchen
entnommen werden; im übrigen ist die Erfindung anhand
verschiedener in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele
nachfolgend noch erläutert; dabei zeigen:
- Fig. 1
- eine perspektivische Gesamtdarstellung einer aus Handschrauber,
Drehmomentenschlüssel, Zwischenglied und einer
Verlängerung bestehenden Handhabungseinheit zum rationellen
und definierten Anziehen von Verschraubungsgut,
- Fig. 2
- einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel
eines das Umschaltprinzip realisierenden Zwischengliedes
mit zwei separaten Kupplungen, die vom axial im
Zwischenglied beweglichen Antriebsglied aus betätigbar
sind,
- Fig. 3
- einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel
eines das Umschaltprinzip realisierenden Zwischengliedes
mit ebenfalls zwei separaten, antriebsseitig
betätigbaren Kupplungen,
- Fig. 4
- einen Längsschnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel
eines das Umschaltprinzip realisierenden Zwischengliedes
mit einer einheitlichen Umschaltkupplung,
die vom axial im Zwischenglied beweglichen Abtriebsglied
aus betätigbar ist und
- Fig. 5
- einen Längsschnitt durch ein das Freilaufprinzip realisierendes
Zwischenglied.
Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Kombi-Werkzeug, welches im
wesentliche aus einem motorisch angetriebenen Handschrauber 1,
aus einem in die drehmoment-übertragenden Teile integrierten
Zwischenglied 5 und aus einem außenseitig daran auf steckbaren
Drehmomentschlüssel 9 besteht. Der Handschrauber ist bezüglich
des an seiner Abtriebswelle 2 abgebbaren Drehmomentes zumindest
grob voreinstellbar, wobei die Voreinstellung für sicherheitsrelevante
und/oder dokumentationspflichtige Verschraubungen
aufgrund der auftretenden Streubreite des Momentes nicht
genau genug eingehalten werden kann. Die Abtriebswelle 2 weist
beim dargestellten Ausführungsbeispiel an ihrem zugänglichen
Ende einen normierten Mehrkant-Mitnahmezapfen 3 auf, auf den
drehmoment-übertragende Teile, wie z.B. eine Verlängerung 4
oder eine an den Kopf der Schraube 6 angepaßte Schraubernuß
oder auch das bereits erwähnte Zwischenglied 5 verdrehfest
aufgesteckt werden können. Diese Teile sind dazu mit einer zum
Zapfen 3 passenden, normierten Mehrkant-Mitnahmeöffnung 13
versehen. Grundsätzlich können hier auch andere verdrehfeste
Steckverbindungen zur Drehmomentübertragung verwendet werden.
Um mit diesem Kombiwerkzeug eine Verschraubung manuell rasch,
d.h. ohne werkzeugwechsel und mit einem innerhalb relativ enger
Toleranzgrenzen vorgeschriebenen Soll-Drehmoment anziehen
zu können, ist im wesentlichen das Zwischenglied verantwortlich.
In der nachfolgenden Beschreibung werden zwei Lösungsprinzipe
für dieses Zwischenglied vorgestellt, wobei für das
erste Lösungsprinzip - Umschaltprinzip - drei Ausführungsbeispiele
in den Figuren 2, 3 und 4 mit den Zwischengliedern 5,
5' und 5'' und für das zweite Lösungsprinzip - Freilaufprinzip
- ein Ausführungsbeispiel in Figur 5 mit dem Zwischenglied 50
dargestellt sind bzw. ist. Eine weitere, zwischen diesen beiden
Prinzipen vermittelnde Lösung wird lediglich beschrieben,
ist aber zeichnerisch nicht dargestellt.
Es soll zunächst auf die Zwischenglieder 5, 5' und 5'' nach den
Figuren 2 bis 4 eingegangen werden, die in weiten Teilen übereinstimmen,
weshalb sie in soweit zunächst gemeinsam behandelt
werden sollen. Einander entsprechende Teile bzw. Merkmale des
Zwischengliedes 5' oder 5'' nach Figur 3 bzw. 4 sind mit der
gleichen Bezugszahl jedoch mit einem hochgestellten Strich
oder mit zwei hochgestellten Strichen versehen, wie die Entsprechungen
beim Zwischengliedes 5 nach Figur 2. Soweit bestimmte
Teile identisch sind werden auch identischge Bezugszahlen
- also ohne hochgestellten Strich - verwendet. Lediglich
bei Merkmalen oder Teilen, bei denen keine Entsprechung
zwischen den Ausführungsbeispielen nach den Figuren 2 bis 4
gegeben ist, werden völlig unterschiedliche Bezugszahlen verwendet.
In soweit werden die einzelnen Zwischenglieder 5, 5'
und 5'' auch gesondert beschrieben.
Die Zwischenglieder 5, 5', 5'' sind außenseitig mit einem GeMuse
7, 7', 7'' versehen, von dem außenseitig ein normierter
Steckzapfen 8 radial abragt, an dem der Drehmomentschlüssel 9
biegesteif aufgesteckt werden kann. Ferner weisen die Zwischenglieder
ein der Abtriebswelle 2 des Handschraubers 1 zugekehrt
liegendes Antriebsglied 10, 10', 10'' auf, welches
drehbar in dem Gehäuse 7, 7', 7'' gelagert ist und welches mit
einer Mehrkantöffnung 13 versehen ist. Zur Drehlagerung des
axialbeweglichen Antriebsgliedes 10, 10' (Figuren 2 und 3) im
Gehäuse 7, 7' ist ein Radiallager 11, 11' und ein Axiallager
12, 12' vorgesehen. Beim Eindrehen der Schraube tritt im Radiallager
Gleitreibung bei mäßiger Gleitgeschwindigkeit aber
ohne nennenswerte Radiallast auf. Das Axiallager 12, 12' ist
in diesem Stadium völlig unbelastet, weil - wie weiter unten
erörtert - das Antriebsglied in diesem Stadium axial abgehoben
ist. Beim Festziehen wird das Radiallager zwar radial belastet,
aber es tritt nur eine sehr langsame Gleitbewegung über
einen kurzen Gleitweg auf. Das in dieser Phase anliegende
Axiallager 12, 12' ist nur durch die Kraft der Betätigungsfeder
31, 31' belastet; im übrigen treten auch hier nur kleine
Gleitwinkel auf. Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 4 ist das
Antriebsglied 10'' axial unbeweglich im Gehäuse 7'' mittels eines
Kugellagers 35 gelagert.
Auf der axial gegenüberliegenden Seite des Zwischengliedes 5,
5', 5'', die dem Verschraubungsgut 6 zugekehrt liegt, ist dieses
mit einem Abtriebsglied 14, 14', 14'' versehen, welches
ebenfalls drehbar in dem Gehäuse 7, 7', 7'' gelagert ist und
welches mit einem ebenfalls normierten Mehrkantzapfen 16 versehen
ist. Das Abtriebsglied 14, 14' des Zwischengliedes 5, 5'
nach Figur 2 bzw. 3 ist - im Gegensatz zu dessen Antriebsglied
- axial unbeweglich im Zwischenglied gelagert. Bei den dargestellten
Ausführungsbeispielen ist das Abtriebsglied 14, 14'
im Gehäuse 7, 7' durch ein sowohl Radial- als auch Axialkomponenten
aufnehmendes Kugellager 15 gelagert. Anders ist es beim
Ausführungsbeispiel des Zwischengliedes 5'' nach Figur 4. Dort
ist das Abtriebsglied 14'' axialbeweglich im Gehäuse 7'' über
das Gleitlager 41 gelagert, welches Axialbewegungen des Abtriebsgliedes
14'' relativ zum Gehäuse 7'' zuläßt.
In dem Zwischenglied 5, 5', 5'' ist ferner eine erste lösbare
Kupplung 17, 17', 17'' vorgesehen, mit der das Antriebsglied
10, 10', 10'' mit dem Abtriebsglied 14, 14', 14'' des Zwischengliedes
drehstarr gekuppelt werden kann. Die Kupplung ist
als Formschlußkupplung ausgebildet, d.h. beide Kupplungsteile
sind mit Formschlußelementen versehen, die ein verdrehsicheres
Haften der Kupplungsteile aufgrund der Formgebung der einzelnen,
ineinandergreifenden Formschlußelemente auch bei relativ
geringer gegenseitiger Anpressung der Kupplungsteile bewirken.
Die erste Kupplung 17, 17', 17'' ist mit einem innerhalb des
Zwischengliedes feststehenden Kupplungsteil 19, 19', 19'' und
einem axial beweglichen Kupplungsteil 20, 20', 20'' versehen.
Durch eine Axialbewegung dieses Kupplungsteiles wird die Kupplung
17, 17', 17'' geschlossen oder geöffnet. Da eine solche
Schaltbewegung lediglich im Stillstand oder Quasi-Stillstand
erfolgt, kann die Kupplung ohne weiteres als Formschlußkupplung
ausgestaltet sein. Auch wenn sich beim Einrasten zufällig
eine Zahn-auf-Zahn-Stellung ergeben sollte, so wird die für
ein Einrasten erforderliche Zahn-auf-Lücke-Stellung durch eine
anfänglich sehr langsame Relativverdrehung der Kupplungsteile
herbeigeführt. Die Kupplungsteile 19, 19', 19'' und 20, 20',
20'' werden dann durch die permanent wirkende Kraft der Betätigungsfeder
31, 31', 42 rasch ineinander gerückt.
In dem Zwischenglied 5, 5', 5'' ist noch eine zweite lösbare
Kupplung 18, 18', 18'' vorgesehen, mit der das Gehäuse 7, 7',
7'' des Zwischengliedes drehstarr an das Abtriebsglied 14, 14',
14'' gekuppelt werden kann. Auch diese Kupplung 18, 18', 18''
ist als Formschlußkupplung ausgebildet und auch diese Kupplung
weist ein feststehendes Kupplungsteil 21 21', 21'' und ein
axial bewegliches Kupplungsteil 22, 22', 22'' auf.
Wichtig für die angestrebte Umschaltfunktion des Zwischengliedes
5, 5', 5'' ist, daß die Schließ- und die Öffnungsstellung
der ersten Kupplung 17, 17', 17'' einerseits jeweils axial entgegengesetzt
zur Schließ- und Öffnungsstellung der zweiten
Kupplung 18, 18', 18'' andererseits liegen. Die erste Kupplung
17, 17', 17'' wird durch Betätigung des axial beweglichen Kupplungsteiles
20, 20', 20'' in Richtung 23 geschlossen. Die Betätigungsrichtung
24, mit der die zweite Kupplung 18, 18', 18''
in den geschlossenen Zustand überführt werden kann, ist gerade
entgegengesetzt gerichtet. Im übrigen sind die beweglichen
Kupplungsteile 20, 20'; 22, 22' beider Kupplungen des Zwischengliedes
5, 5' nach Figur 2 bzw. 3 mechanisch durch einen
zentrisch liegenden Druckzapfen 25 (Figur 2) oder durch eine
peripher liegende Druckhülse 25' (Figur 3) miteinander so gekoppelt,
daß die beiden Kupplungen 17 und 18 bzw. 17' und 18'
gemeinsam als Umschalt- oder Wechselkupplung fungieren. Beim
Ausführungsbeispiel des Zwischengliedes 5'' nach Figur 4 sind
die beiden axialbeweglichen Kupplungsteile 20'' und 22'' baulich
zu einem einheitlichen Kupplungsflansch 43 vereinigt, der radial
vom axialbeweglichen Abtriebsglied 14'' absteht und der an
den gegenüberliegenden Flachseiten die Formschlußelemente der
beweglichen Kupplungsteile trägt. Durch das Schließen und beim
Schließen der ersten Kupplung 17, 17', 17'' (Betätigungsrichtung
23) wird zunächst die zweite Kupplung 18, 18', 18'' geöffnet.
In dem damit herbeigeführten, beim Eindrehen der Verschraubung
seitens des Handschraubers wirksamen Schaltzustand
ist das Antriebs- (10, 10', 10'') mit dem Abtriebsglied 14,
14', 14'' verbunden, wogegen keine Verbindung zum Gehäuse 7,
7', 7'' besteht. Umgekehrt wird beim Schließen der zweiten
Kupplung 18, 18', 18'' (Betätigungsrichtung 24) zunächst die
erste Kupplung 17, 17', 17'' geöffnet. In diesem Schaltzustand,
der beim momenten-definierten Anziehen der Verschraubung seitens
des Momentenschlüssels 9 wirksamen ist, ist das Gehäuse
7, 7', 7'' mit dem Abtriebsglied 14, 14', 14'' verbunden, wogegen
keine Verbindung zum Antriebsglied 10, 10', 10'' besteht.
Zur Vereinfachung der Bedienung der beiden Kupplungen 17 und
18; 17' und 18'; 17'' und 18'' ist eine selbsttätige Betätigung
derselben in einer Richtung durch vorgespannte Betätigungsfedern
31 und 32 (Figur 2) bzw. 31' und 32' (Figur 3) bzw. eine
einzige Betätigungsfeder 42 (Figur 4) vorgesehen, die jeweils
das axialbewegliche Kupplungsteil in eine Endstellung vorspannen.
Prinzipiell wäre es bei einer gesonderten Handbedienung
der Kupplungen belanglos, in Richtung welcher Endstellung die
Betätigungsfedern wirken, so lange nur sichergestellt ist, daß
sie bei der einen Kupplung in die Schließstellung und bei der
anderen Kupplung in die Öffnungstellung wirken. Beispielsweise
wäre es denkbar, die Kupplungen 17 und 18; 17' und 18'; 17''
und 18'' - ähnlich wie die Bremsen an einem Fahrrad - mittels
eines Handzughebels am Drehmomentschlüssel über einen Bowdenzug
zu betätigen. Mit Rücksicht auf eine noch einfachere und
sinnfällige Bedienung der beiden Kupplungen durch den Handschrauber
selber - näheres dazu weiter unten - ist bei den
dargestellten Ausführungsbeispielen vorgesehen, daß die Betätigungsfedern
beider Kupplungen in Richtung 24 wirken, also
die erste Kupplung 17, 17', 17'' selbsttätig öffnen und die
zweite Kupplung 18, 18', 18'' selbsttätig schließen. Dieser
Schaltzustand wird selbsttätig durch axiales Entlasten des
Zwischengliedes seitens des Handschraubers 1 herbeigeführt.
Umgekehrt wird der entgegengesetzte Schaltzustand durch axialen
Druck auf das Zwischenglied entgegen der Wirkung der Betätigungsfedern
herbeigeführt. Hierbei muß die Kraft beider Betätigungsfedern
31 und 32 bzw. 31' und 32' (Figuren 2 oder 3)
bzw. der einen Betätigungsfeder 42 (Figur 4) überwunden werden.
Der Druckzapfen 25 bzw. die Druckhülse 25' überträgt nämlich
die schrauberseitig ausgeübte Axialkraft auch auf das bewegliche
Kupplungsteil 22, 22' der zweiten Kupplung 18, 18'
und die zugehörige Betätigungsfeder 32, 32'.
Da das axialbewegliche Kupplungsteil 20, 20' der ersten Kupplung
17, 17' (Figur 2 oder 3) eine Drehbewegung gegenüber der
gegenüberliegenden Seite ausführt, an der sich die Betätigungsfeder
31, 31' abstützen kann, muß an einem Ende der Betätigungsfeder
31, 31' eine Drehlagerung vorgesehen sein. Bei
dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist in der
rechtsseitigen Abstützung der Betätigungsfeder 31 ein Drehlager
33 integriert, beim Ausführungsbeispiel 5' nach Figur 3
ist ein entsprechendes Drehlager 33' in der Federabstützung
des linken Endes der Betätigungsfeder 31' eingebaut. Die Betätigungsfeder
32, 32' der zweiten Kupplung ist an beiden Enden
an stets synchron bewegten Teilen abgestützt, so daß das geschilderte
Problem dort nicht auftritt. Bei der Abstützung der
einzigen Betätigungsfeder 42 im Ausführungsbeispiel nach Figur
4 ist eine antriebsseitige Drehlagerung durch den hutförmigen
Federteller 44, der auf der Justierschraube 45 drehen kann,
ermöglicht.
Die Arbeitsweise des Kombiwerkzeug läuft bei der geschilderten
Ausgestaltung des darin enthaltenen Zwischengliedes 5, 5', 5''
folgendermaßen ab: Der Werker führt das Kombiwerkzeug in der
Grundanordnung nach Figur 1 mit dem Handschrauber 1 in der
linken und dem Drehmomentenschlüssel 9 in der rechten Hand und
setz die vorne befindliche Schraubernuß an das Verschraubungsgut
6 des Werkstückes an. Selbstverständlich läßt sich das in
Figur 1 dargestellte Kombiwerkzeug bedarfsweise auch in spiegelbildlicher
Anordnung der Komponenten zusammenstellen, wie
es für Linkshänder zweckmäßig wäre. Ausgehend von dem in den
Figuren 2, 3 und 4 gezeigten, axial entlasten Schaltzustand
übt der Werker nun auf natürliche Weise axialen Druck auf das
Verschraubungsgut aus, wobei er ergonomisch sinnfällig zugleich
auch den Schaltzustand der Kupplungen herbeiführt, in
welchem der Kraftfluß vom Antriebs- auf das Abtriebsglied geschaltet
ist. Dieser Schaltzustand wird für den zunächst
durchzuführenden Arbeitsgang "Eindrehen des Verschraubungsgutes"
benötigt. Sobald dieser Arbeitsgang beendet ist und die
Schraube bzw. Mutter vorläufig festsitzt, entlastet der Werker
auf natürliche Weise den Handschrauber, so daß die Betätigungsfedern
den in den Figuren 2, 3 und 4 dargestellten
Schaltzustand selbsttätig herbeiführen. Dadurch wird der für
ein "Nachziehen der Verschraubung auf Soll-Anzugsmoment" erforderliche
Schaltzustand der Kupplungen herbeigeführt, bei
dem das Gehäuse 7, 7', 7'' bzw. der Drehmomentenschlüssel 9 mit
dem Abtriebsglied verbunden ist. Die Umschaltvorgänge erfolgen
jeweils nur im Stillstand.
Der Vollständigkeit halber soll hier eine alternative Ausgestaltung
der Zwischeglieder erwähnt werden, bei der die Betätigungsrichtung
und die Betätigungsreihenfolge der beiden
Kupplungen gerade umgekehrt ist wie bisher beschrieben, was
durch eine modifizierte Konstruktion der Zwischenglieder und
eine andere Anordnung der Betätigungsfedern im Zwischenglied
ohne Schwierigkeit realisiert werden kann. Die Betätigungsfedern
müßten so zwischen den axialbeweglichen und den feststehenden
Teilen der Kupplungen angeordnet sein, daß im axial
entlasteten Zustand des Zwischengliedes sich die erste Kupplung
im Schließzustand und die zweite Kupplung sich im Öffnungszustand
befindet.
Bei einem solcherart ausgebildeten Zwischenglied wären im
axial entlasteten Ausgangszustand die Umschaltkupplungen auf
axialen Durchtrieb von Handschrauber zur Schrauberwelle geschaltet.
Dies hätte den gegenüber den zuvor beschriebenen
Ausführungsarten den Vorteil, daß das Verschraubungsgut beim
Eindrehen axial nicht belastet zu werden braucht. Je nach härt
der Betätigungsfedern könnte aber gleichwohl ein leichter
Druck axial auf das Verschraubungsgut ausgeübt werden, ohne
das der erforderliche Schaltzustand sich ändern würde. Erst
wenn die Verschraubung mit einem vorläufigen Drehmoment angezogen
und sie ohne weiteres axial belastbar ist, übt der Werker
einen Stärkeren Druck auf den Handschrauber und das Zwischenglied
aus und führt dadurch den Schaltzustand der Kupplungen
herbei, bei dem der Kraftfluß vom Gehäuse zum Abtriebsglied
geschaltet ist. Diese Auslegungsart der Zwischenglieder
erscheint vor allem bei kleineren Größen von Verschraubungsgut
vorteilhaft, die beim Ansetzen der Schrauben oder Muttern
axial nicht stark belastet werden dürfen.
Es soll nun noch auf Besonderheiten der einzelnen gezeichneten
Ausführungsbeispiele eingegangen werden: Bei dem in Figur 2
dargestellten Zwischenglied 5 und bei dem Zwischenglied 5''
nach Figur 4 sind die beiden Kupplungen 17 und 18; 17'' und 18''
jeweils durch ein Paar von einander entsprechenden Klauenkränze
gebildet, die axial ineinander einrasten können. Mit Rücksicht
auf die begrenzte, im Schließsinne wirkende Kraft - bei
Kupplung 17, 17'' die manuell aufgebrachte Axialkraft, bei
Kupplung 18, 18'' die Federkraft - dürfen die Seitenflanken der
Klauen keine oder eine nur sehr geringe Neigung höchstens bis
zur Selbsthemmungsgrenze haben, so daß durch die Klauenflanken
und die Drehmomentbelastung keine Rückwirkung auf den Schaltzustand
der Kupplungen eintritt.
Die Betätigung der zweiten Kupplung 18 des Ausführungsbeispieles
nach Figur 2 ist etwas komplizierter gestaltet als die Betätigung
der dortigen ersten Kupplung 17, was daran liegt, daß
das axialbewegliche Teil 22 der zweiten Kupplung - vom Antriebsglied
10 aus gesehen - etwas ungünstig zugänglich ist.
Bei der in Figur 2 gezeigten Ausführung ist das axialbewegliche
Teil 22 der zweiten Kupplung als Hülse 22a ausgebildet,
die außen auf einem Führungsrohr 26 des Abtriebsgliedes verschiebbar
ist. In das Führungsrohr sind axial verlaufende
Langlöcher 27 eingearbeitet. Zwei kreuzweise angeordnete Mitnahmezapfen
28 ragen quer durch die Hülse 22a des axialbeweglichen
Teils 22, durch die Langlöcher 27 und durch das Führungsrohr
26 hindurch, wobei an der Überkreuzungsstelle der
Mitnahmezapfen ein Mittenstück 34 angeordnet ist. Aufgrund der
die Hülse 22a und das Führungsrohr 26 an Langlöchern 27 durchquerenden
Mitnahmezapfen ist die Hülse zwar axialbeweglich
aber verdrehfest außen auf dem Führungsrohr des Abtriebsgliedes
geführt, gleichwohl ist die Hülse im Zentrum des Führungsrohres
über das Mittenstück axial zugänglich. Bei einer solchen
Ausgestaltung kann eine mechanische Betätigungskraft im
Öffnungssinne - entgegen der Kraft der Betätigungsfeder 32 -
seitens des Antriebsgliedes 10 über den axial in das Führungsrohr
26 hineinragenden Druckzapfen 25 ausgeübt werden, der
seinen Druck über das Mittenstück 34 und die Mitnahmezapfen
auf die Hülse 22a weitergibt.
Bekanntlich kann mit einem Hebel ein Drehmoment nur dann ausgeübt
werden, wenn gleichzeitig an zwei beabstandeten Stellen
zwei einander entgegen gerichtete Kräfte einwirken, nämlich
eine Aktionskraft und eine Gegenkraft. Wenn der Hebel mehr
oder weniger frei beweglich ist, wie es beim Drehmomentenschlüssel
der Fall ist, so muß bei dessen Betätigung in der
Nähe des Drehzentrums die Gegenkraft aufgebracht werden. Normalerweise
ist die Kette der drehmoment-übertragenden Teile
von der Abtriebswelle 2 des Handschraubers bis zum Verschraubungsgut
relativ kurz. Ferner sind die auftretenden Soll-Anzugsmomente
nicht extrem hoch. Unter diesen Voraussetzungen
kann der Drehmomentenschlüssel 9 beim Anziehen der Verschraubung
auf Soll-Anzugsmoment mit dem Handschrauber gegengehalten
werden. Um in dieser Hinsicht günstige Voraussetzungen zu
schaffen, ist der außenseitig vom Gehäuse 7, 7', 7'', 51 radial
abragende, normierte Steckzapfen 8 zum Aufstecken des Drehmomentschlüssels
9 axial am abtriebsseitigen Ende des Gehäuses
7, 7', 7'', 51 angeordnet. Dadurch wird die Hauptlast beim Gegenhalten
auf die bereits vorläufig fixierte Verschraubungsstelle
des Werkstücks verlagert. U.U. kann es sogar vorteilhaft
sein, den normierten Steckzapfen 8 gegenüber dem abtriebsseitigen
Ende des Gehäuses 7'' axial in Richtung auf die
Verschraubungsstelle hin versetzt anzuordnen und ihn gegebenenfalls,
d.h. wenn der Versatz größer als die axiale Stärke
des Stekzapfens 8 ist, mit dem Gehäuse über eine gehäuse-integrierte
Schale zu verbinden.
Es kann jedoch in einzelnen Anwendungsfällen vorkommen, daß
eine relativ lange Schrauberwelle, z.B. ein Verlängerungsstück
4 oder ein Drehgelenk, verwendet werden muß. Auch können im
Einzelfall sehr hohe Soll-Anzugsmomente vorgeschrieben sein.
In solchen Fällen kann der Drehmomentenschlüssel bei seiner
Betätigung u.U. nicht mehr betriebssicher mit dem Handschrauber
gegengehalten werden können. Deshalb ist für solche Fälle
bei den in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen
ein Handgriff 29 (Figur 1) oder 29' (Figur 2) vorgesehen,
der zum kraftvolleren und unmittelbaren Gegenhalten des
Drehmomentenschlüssels verwendet werden kann. In beiden Fällen
ist der Handgriff an einer Umfangsstelle angeordnet, die der
des Steckzapfens 8 etwa diametral gegenüberliegt. Ein kraftvolleres
Gegenhalten an dem Handgriff 29, 29' setzt allerdings
voraus, daß der Werker beim Übergang zum Anziehen auf Soll-Anzugsmoment
mit der linken Hand vom Handscharauber 1 zum
Handgriff 29, 29' umgreifen muß.
Der Handgriff 29 (Figur 1) ragt etwa geradlinig radial vom Gehäuse
des Zwischengliedes ab, was relativ viel Platz beansprucht.
Um auch in etwas beengteren Umgebungsverhältnissen
mit einem Handgriff 29' gegenhalten zu können, ist der Handgriff
29' (Figur 2) über zwei am Gehäuse 7 angeschweißte Wangen
30 etwa parallel zum Gehäuse 7 ausgerichtet.
Bei dem in Figur 3 gezeigten Ausführungsbeispiel des Zwischengliedes
5' ist die erste Kupplung 17' als Steckkupplung
mit einem Mehrkant-Steckzapfen 20' einerseits, nämlich antriebsseitig
und einer konzentrisch dazu angeordneten Mehrkant-Stecköffnung
19' andererseits ausgebildet. Diese Steckkupplung
erfordert einen Verstellweg vom ersten Anschnäbeln
der Kupplungsteile bis zum vollständigen Einrasten, der der
Länge des Steckzapfens 20' entspricht. Die zweite Kupplung 18'
ist als Schiebemuffenkupplung mit einer Schiebemuffe 22b mit
einer axialen Länge Ls ausgebildet, die außenseitig mit einem
Keilwellenprofil und innenseitig mit einem Keilnabenprofil
versehen ist. Die Schiebemuffe greift in ein entsprechendes
Keilnabenprofil auf der Innenseite des Gehäuses 7' und in ein
Keilwellenprofil 39 auf dem Abtriebsglied 14' formschlüssig
ein, ist aber in diesen Keilprofilen axial verschiebbar. Beim
dargestellten Ausführungsbeispiel ist das gehäuseseitige
Keilnabenprofil axial etwa so lang (Ls) wie die Schiebemuffe
22b, wogegen das andere, nämlich das abtriebsseitige Keilwellenprofil
39 axial mindestens so lang (Lk) wie der Verschiebeweg
s der Schiebemuffe 22b zuzüglich deren axialer Länge Ls bemessen
ist.
Die Schiebemuffe 22b wird vom axial verschiebbaren Antriebsglied
10' über die Druckhülse 25' verschoben, und zwar wird
beim Ansetzen des Schraubers an das Verschraubungsgutes und
beim Andrücken der Schraubers das Antriebsglied entgegen der
Kraft der Betätigungsfedern 31' und 32' nach rechts verschoben,
wobei der Gesamte Verschiebeweg s relativ zum Zwischenglied
zurückgelegt wird. Dabei wird die Schiebemuffenkupplung
18' geöffnet und anschließend die Steckkupplung 17' geschlossen.
Das Zwischenglied ist nun für ein Durchtreiben von der
Antriebs- (10') zur Abtriebsseite vorbereitet. Nach axialer
Entlastung des Zwischengliedes 5' verschieben die Betätigungsfedern
31' und 32' die beiden Kupplungen 17' und 18' in Richtung
24, so daß sie in die in Figur 3 dargestellte Schaltstellung
einnehmen, bei der das Gehäuse 7' bzw. der Drehmomentenschlüssel
mit der Abtrieb 14' verdrehfest verbunden ist.
Bei den beiden in den Figuren 2 und 3 dargestellen Zwischengliedern
5 bzw. 5' sind die beiden Kupplungen 17 und 18 bzw.
17' und 18' baulich voneinander völlig getrennt. Sie werden im
übrigen von der Antriebsseite aus, d.h. durch eine Axialverschiebung
des Antriebsgliedes 10 bzw. 10' relativ zum Zwischenglied
betätigt.
Bei dem in Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel des Zwischengliedes
5'' wurde die Abtriebsseite zur Kupplungsbetätigung
herangezogen. Dieser Lösungsweg ist in sofern erfogversprechend,
als es das Abtriebsglied 14'' ist, welches in beiden
Schaltzuständen mit einem der anderen Komponenten des Zwischengliedes,
nämlich mit dem Antriebsglied 10'' oder dem Gehäuse
7'' gekoppelt ist. Konsequenterweise läßt sich die erforderliche
wechselweise Betätigung der beiden Kupplungen 17'' und
18'' wesentlich einfacher und baulich kleiner realisieren, als
bei den Ausführungsbeispielen mit antriebsseitiger Kupplungsbetätigung.
Bei dem in Figur 4 dargestellten Zwischenglied 5'' ist das Abtriebsglied
14'' axialbeweglich mit einem entsprechend ausgebildeten
Gleitlager 41 im Zwischenglied gelagert, wogegen das
Antriebsglied 10'' mittels des axial unbeweglichen Kugellagers
35 axial feststehend im Gehäuse 7'' gelagert ist. Die axialbeweglichen
Teile 20'' und 22'' beider Kupplungen 17'' und 18'' sind
mit dem Abtriebsglied 14'' verbunden und zu einem dort angeordneten
einheitlichen Kupplungsflansch 43 vereinigt. Die Formschlußelemente
der beiden beweglichen Kupplungsteile sind auf
axial gegenüberliegenden Seiten des Kupplungsflansches 43 angeordnet.
Wie bereits weiter oben erwähnt, sind auch bei dem
in Figur 4 dargestellten Zwischenglied die Formschlußelemente
der Kupplungsteile als Klauenkränze ausgebildet. Die am Antriebsglied
14'' angebrachten Formschlußelemente des feststehenden
Teils 19'' der ersten Kupplung 17'' und die am Gehäuse 7''
angebrachten Formschlußelemente des feststehenden Teils 21''
der zweiten Kupplung 18'' sind in axialer Gegenüberstellung zu
den Formschlußelementen des Kupplungsflansches 43 bei gehörigem
gegenseitigen Axialabstand angeordnet. Und zwar entspricht
der lichte Abstand der beiden zuletzt genannten, feststehenden
Formschlußelemente mindestens dem Über-alles-Maß der gegenüberliegenden
Formschlußelemente des Kupplungsflansches 43 zuzüglich
eines gewissen axialen Spieles.
Das Antriebs- (10'') und das Abtriebsglied 14'' sind teleskopartig
ineinander verschiebbar und so gegenseitig geführt. Im übrigen
ist das Abtriebsglied im Gehäuse 7'' in dem Gleitlager 42
axial geführt. Zwischen Antriebs- und Abtriebsglied ist eine
Betätigungsfeder 42 angeordnet, die die Formschlußelemente des
Kupplungsflansches 43 axial in den feststehenden Teil 21'' der
zweiten Kupplung des Gehäuses spannt.
Aufgrund der abtriebsseitigen Betätigung der beiden Kupplungen
17'' und 18'' läßt sich die erwähnte platzsparende Bauweise der
baulich kompaktierten Umschaltkupplung mit einem Kupplungsflansch
43, mit einem kurzen Schaltweg und einer mechanisch
einfachen Betätigung realisieren, was insgesamt zu einerm kompakten
und kurzen Zwischenglied 5'' führt.
Es liegt in der Natur der Sache, daß bei einem serienmäßigen
Einsatz für jeden Verschraubungsvorgang ein bestimmter Werkzeugsatz
hergerichtet und bezüglich seiner Arbeitsparameter
wie Schlüsselweite, Länge und Art der Schrauberwelle, Einschraubmoment
und Soll-Anzugsmoment, eingerichtet und justiert
wird. Ein weitere einzustellender Arbeitsparameter kann auch
die Vorspannkraft der Betätigungsfedern sein. Bei Überkopfarbeiten,
wo die Einschraubrichtung der Schwerkraftrichtung entgegen
gerichtet ist, wird die Vorspannkraft der Betätigungsfedern
geringer eingestellt werden müssen, als bei horizontalem
Arbeiten. Umgekehrt wird man bei einer mit der Schwerkraftrichtung
zusammenfallenden Einschraubrichtung die Vorspannkraft
besonders hoch einstellen müssen. Dies hängt sicher auch
von der Größe und dem Gewicht des jeweils verwendeten Handschraubers
ab.
Die Justage der Vorspannkraft der Betätigungsfedern kann bereits
durch gezielte Vorauswahl der Betätigungsfedern selber
und/oder durch Auswahl von entsprechenden Beilagscheiben an
den Federtellern erfolgen. Dieses Verfahren erlaubt jedoch nur
eine Klassierung der Vorspannkraft innerhalb relativ großer
Stufen. Auch ist eine Umrüstung auf andere Einsatzfälle nach
dieser Methode recht umständlich; das Zwischenglied müßte dazu
zerlegt werden. Zur feinfühligen und einfachen Justage der
Vorspannkraft der Betätigungsfeder 31' sind bei dem in Figur 3
dargestellten Zwischenglied 5' mehrere, vorzugsweise drei von
außen zugängliche Justierschrauben 41 am Antriebsglied 10'
vorgesehen, die in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnet
sind. Mit den Justierschrauben kann die Axialposition
des Drehlagers 33' der Federabstützung relativ zum Antriebsglied
eingestellt werden, womit unmittelbar die Federvorspannung
beeinflußt wird. Bei dem in Figur 4 gezeigten Zwischenglied
5'' ist zentrisch am Antriebsglied 10'' eine Justierschraube
45 vorgesehen. Die Justierschrauben sind vorzugsweise
schwergängig verdrehbar, was z.B. durch einen integrierten
Kunststoffring bewirkt werden kann, so daß die eingestellte
Vorspannung sich nicht ungewollt dejustieren kann.
Die in den Figuren 2, 3 und 4 dargestellten und bisher beschriebenen
Zwischenglieder 5, 5', 5'' funktionieren - wie gesagt
- nach dem Umschaltprinzip. Nachfolgend soll noch auf ein
in Figur 5 gezeigtes Zwischenglied 50 näher eingegangen werden,
welches nach dem hier so genannten Freilaufprinzip arbeitet.
Dieses Zwischenglied ist sehr einfach und vor allem unter
Verwendung bereits handelsüblicher Komponenten aufgebaut.
Das Zwischenglied 50 nach Figur 5, weist außenseitig ein ringförmiges
Gehäuse 51 auf, von dem außenseitig der bereits mehrfach
erwähnte, normierte Steckzapfen 8 abragt. In dem Gehäuse
51 ist ein Übertragungsglied 53 drehbar in einem Gleitlager 54
gelagert. Das Übertragungsglied ist am einen Ende (in Figur 5
links) zumindest mittelbar - näheres dazu weiter unten - mit
einer normierten Mehrkant-Mitnahmeöffnung 55 und am anderen
Ende mit einem dazu passenden Mehrkant-Mitnahmezapfen 16 versehen.
Zwischen dem ringförmigen Gehäuse 51 und dem Übertragungsglied
53 ist eine in Anzugs-Drehrichtung des Verschraubungsgutes
6 sperrende Ratsche angeordnet, wobei in Figur 5
lediglich die zugehörige Zahnreihe 52 gezeichnet ist. In dem
ringförmigen Gehäuse 51 ist ein elastisch vorgespannter Sperrzahn
schwenkbar gelagert, der sich tangential sperrend in die
Zahnlücken der Zahnreihe 52 hineinstellt. Anstelle einer formschlüssig
arbeitenden Ratsche ist auch ein kraftschlüssig und
geräuschfrei arbeitender Freilauf denkbar. Die Sperrichtung
ist so, daß bei stillstehendem Gehäuse 51 das Übertragungsglied
53 in Einschraubdrehrichtung des Verschraubungsgutes
verdreht, die entgegengesetzte Drehrichtung jedoch gesperrt
ist.
Beim Arbeiten mit dem Zwischenglied 50 wird das Verschraubungsgut
mit dem Handschrauber eingedreht und bis zu einem
vorläufigen Moment angezogen, wobei sich das Übertragungsglied
53 in dem stillstehenden Gehäuse 51 in Einschraub-Drehrichtung
drehen kann. Nach Stillstand der Schrauberwelle und des Übertragungsgliedes
53 kann der Werker unmittelbar anschließend
das Übertragungsglied mittels der nun greifenden Ratsche in
der selben Drehrichtung wie zuvor bis zum Erreichen des Soll-Anzugsmomentes
weiterdrehen. Es braucht nicht umgeschaltet
und/oder nichts verändert zu werden, weil die Tendenz der Relativdrehung
beim Weiterdrehen des Übertragungsgliedes 53 mittels
des Gehäuses 51 gegenüber der vorherigen Relativdrehung
gerade umgekehrt ist.
Es kommt beim serienmäßigen Montieren von Verschraubungen
trotz sorgfältiger Fertigung und ständiger Überprüfungen der
Gewinde hin und wieder vor, daß eine Schraube oder ein werkstückseitiges
Gewinde schadhaft ist und die Schraube nicht sofort
in das Gewinde hineingleitet. In einem solchen Fall muß
die angesetzte und teilweise eingedrehte Schraube herausgeschraubt
und die alte oder u.U. eine neue Schraube erneut und
vorsichtiger angesetzt werden. Unter Umständen muß das Werkstück
nachgearbeitet werden. Eine schadhafte Schraube kann mit
dem auf Linkslauf geschalteten Handschrauber herausgeschraubt
werden, sofern auch die Ratsche in dem Zwischenglied 50 in ihrer
Sperrwirkung aufgehoben wurde, was von der Ausstattung her
meist möglich und üblich ist. Da das Entsperren des gehäuseseitigen
Freilaufes in der Hektik jedoch leicht vergessen werden
kann, besteht in einem solchen Fall die Gefahr, daß das
Gehäuse 51 mitsamt dem daran befindlichen Drehmomentenschlüssel
rasch in Drehung versetzt wird. Der herumwirbelnde Drehmomentenschlüssel
stellt eine Gefahr für den Werker dar, der den
Hebel an den Kopf oder an die Hand geschlagen bekommen kann.
Um eine solche Gefährdung auszuschließen, ist ein Stück der
drehmoment-übertagenden Glieder, nämlich, das Teil, das die
schrauberseitige Mehrkant-Mitnahmeöffnung 55 trägt, mit dem
eigentlichen Übertragungsglied 53 drehbeweglich über ein Lager
56 verbunden, wobei - abgesehen von einem normalen Lagerspiel
- eine Axialbeweglichkeit der verbundenen Teile ausgeschlossen
ist. Und zwar ist der hintere, am Gehäuse 51 überstehende Teil
des Übertragungsgliedes 53 von einem weiteren Gehäuse 58 umgeben,
welches in das die schrauberseitige Mehrkant-Mitnahmeöffnung
55 tragende Teil übergeht. Die relative Drehbeweglichkeit
von Übertragungsglied 53 und weiterem Gehäuse 58 in Anzugs-Drehrichtung
des Verschraubungsgutes 6 ist durch eine
zwischen den genannten Teilen 53 und 58 angeordnete, weitere
Ratsche 57 oder Freilauf gesperrt, wobei auch hier lediglich
die zugehörige Zahnreihe 57 gezeichnet ist. Es handelt sich
also um die Hintereinanderanordnung zweier Ratschen oder Freiläufe
mit untereinander gleicher Sperr-Richtung. Durch die
vorgeschaltete weitere Ratsche wird ein Zurückdrehen des Übertragungsgliedes
53 und damit ein Zurückdrehen des Drehmomentenschlüssels
durch den Handschrauber verhindert. Ein Herausdrehen
einer angesetzten, schadhaften Schraube mit dem Handschrauber
ist gleichwohl möglich, wenn beide Rätschen oder
Freiläufe in ihrer Sperr-Richtung umgeschaltet werden können.
In einem solchen Fall, wo beide Ratschen 52 und 57 in der
Sperrrichtung umgekehrt wurden, kann der Werker ohne Gefährdung
ohne weiters eine angesetzte, schadhafte Schraube mit dem
Handschrauber herausschrauben. Zweckmäßigerweise sind die Betätigungseinrichtungen
zur Umschaltung beider Ratschen oder
Freiläufe von "rechts-sperrend" zu "links-sperrend" und umgekehrt
derart zwangsweise miteinander gekoppelt, daß beide Ratschen
oder Freiläufe nur gemeinsam und untereinander gleichsinnig
umgeschaltet werden können. Unter dieser Voraussetzung
kann das Kombiwerkzeug auch zum Herausdrehen von Schrauben
verwendet werden, gleichwohl ist die oben geschilderte Gefährdung
beim Herausdrehen einer schadhaften Schraube selbst bei
Unachtsamkeit zuverlässig gebannt.
Es ist denkbar, daß in einer gegenüber der Ausgestaltung nach
Figur 5 modifizierten Variante die gemeinsame Umschaltung der
Sperrichtung der beiden Freiläufe z.B. durch eine gemeinsame
Axialverschiebung der beiden Gehäuseteile 58 und 51 gegenüber
dem darin drehbeweglich gelagerten Übertragungsglied 53 erfolgt.
Dazu müßten zum einen die beiden Gehäuseteile 58 und 51
zwar zueinander verdrehbar aber axial zwangsweise aneinander
gekoppelt sein. Zum anderen müßten die beiden Gehäuseteile 58
und 51 um wenigstens die Breite der Zahnreihen der Rätschen
axial verschiebbar sein. Darüber hinaus müßten für jede der
beiden Rätschen nebeneinander jeweils zwei unterschiedliche
Zahnreihen in das Übertragungsglied 53 eingearbeitet sein, von
denen die eine Zahnreihe in der einen und die andere Zahnreihe
in der entgegengesetzten Drehrichtung sperrend mit ein und dem
selben Sperrzahn zusammenwirkt. In kinematischer Umkehr wäre
es auch denkbar, daß zwar - wie in Figur 5 gezeigt - für jede
der beiden Rätschen jeweils nur eine Zahnreihe in dem Übertragungsglied
53 vorgesehen ist, aber in den axial verbundenen,
zueinander verdrehbaren Gehäuseteilen 58 und 51 axial versetzt
jeweils zwei für entgegengetzte Drehrichtungen sperrende
Sperrzähne gelagert sind. In diesem Fall müßten die Zahnprofile
in den Zahnreihen 57 und 52 so ausgebildet sein, daß sie
mit beiden Sperrzahnarten zusammenwirken, d.h. für beide Drehrichtungen
sperrend wirken können. Eine im normalen Schraubbetrieb
wirksame, axiale Endposition - Normalstellung - müßte
durch eine im Innern des Zwischengliedes angeordnete Rückstellfeder
gesichert sein, wogegen die gegenüberliegende, beim
Zurückschrauben einzustellende Endposition - Rückdrehstellung
- unter Überwindung der Rückstellkraft manuell durch den Werker
herbeigeführt wird. In jeweils einer der beiden axialen
Endstellungen der Gehäuseteile in Relation zum Übertragungsglied
liegen die jeweiligen Sperrzähne neben den zugehörigen
Zahnreihen und gleiten wirkungslos über eine glatte Umfangsfläche
des Übertragungsgliedes hinweg.
Eine weitere, auf der Variante nach Figur 5 aufbauende Lösung,
die ebenfalls das gefahrlose Herausdrehen unsachgemäß eingeschraubter
Schrauben oder Muttern erlaubt, kombiniert die
Freilauflösung nach Figur 5 mit einer Umschaltlösung nach einer
der Figuren 2 bis 4, wobei durch eine Umschaltung die
Freiläufe im Kraftfluß umgangen werden und dieser vom Antriebsglied
55 unmittelbar auf den Abtriebszapfen 16 unter Umgehung
der Rätschen durchgeschaltet wird. Grundsätzlich entspricht
diese Kombinationslösung zumindest im äußeren Bereich
der Darstellung nach Figur 5, wobei jedoch in diesem Fall die
beiden Rätschen nicht im herkömmlichen Sinn umschaltbaren ausgebildet
sind.
Um diese Kombinationslösung konstruktiv besonders einfach und
bei geringem Bauvolumen und Gewicht umsetzen zu können, wird
zweckmäßigerweise vorgeschlagen, auch in diesem Fall die beiden
Gehäuseteile 58 und 51 zwar zueinander drehbar zu lagern
aber axial zwangsweise aneinander zu koppeln und diese Gehäuseteile
um wenigstens die Breite der Zahnreihen der Rätschen
gemeinsam gegenüber dem darin drehbeweglich gelagerten Übertragungsglied
53 axialverschiebbar zu lagern. Die eine im normalen
Schraubbetrieb wirksame, axiale Endposition - Normalstellung
- ist durch eine im Innern des Zwischengliedes angeordnete
Rückstellfeder gesichert, wogegen die gegenüberliegende,
beim Zurückschrauben einzustellende Endposition - Rückdrehstellung
- unter Überwindung der Rückstellkraft manuell
durch den Werker herbeigeführt wird. In der Rückdrehstellung
der beiden Gehäuseteile 58 und 51 gegenüber dem Übertragungsglied
53 liegen die jeweiligen Sperrzähne neben den Zahnreihen
57 bzw. 52 und gleiten wirkungslos über eine glatte Umfangsfläche
des Übertragungsgliedes 53 hinweg. Durch eine solche
Ausgestaltung können die Freiläufe bzw. Rätschen aus dem
Kraftfluß des Zwischengliedes herausgenommen bzw. umgangen
werden.
Um nun auf ebenfalls einfache Weise das die Mitnahmeöffnung 55
tragende, schrauberseitige Antriebsglied unmittelbar und drehstarr
mit dem den Abtriebszapfen 16 tragenden Übertragungsglied
53 ankuppeln zu können, wird die erwähnte Axialbeweglichkeit
der Gehäuseteile 58 und 51 gegenüber dem Übertragungsglied
53 ausgenutzt, um eine bei dieser zeichnerisch
nicht dargestellten Variante im Innern des Zwischengliedes
vorgesehene Kupplung schließen zu können. Zu diesem Zweck kann
beispielsweise am Boden des topfförmigen Gehäuseteiles 58 ein
axial abragender Mitnahmetapfen vorgesehen sein, der umfangsseitig
gezahnt ist. An der gegenüberliegenden Stirnseite des
Übertragungsgliedes 53 ist koaxial zum Mitnahmetapfen eine
entsprechend profilierte Mitnahmeöffnung angeordnet, in die
der Mitnahmetapfen axial einfahren kann, wodurch eine drehfeste
Verbindung hergestellt wird. Allerdings muß durch Bemessung
und gegenseitige Abstimmung der axialen Verschiebewege
sichergestellt sein, daß die solcherart geschaffene Kupplung
erst greift, nachdem die Freiläufe bzw. Rätschen außer Eingriff
gebracht sind. Aufgrund einer solche Kupplung kombiniert
mit dem Wirkungslos machen der Freiläufe bzw. Rätschen kann
ebenfalls eine Schraube gefahrlos wieder aus dem Werkstück
herausgeschraubt werden.