EP2140977B1

EP2140977B1 - Impact wrench

Info

Publication number: EP2140977B1
Application number: EP08011817A
Authority: EP
Inventors: Benjamin Andel
Original assignee: Metabowerke GmbH and Co
Current assignee: Metabowerke GmbH and Co
Priority date: 2008-07-01
Filing date: 2008-07-01
Publication date: 2012-04-25
Anticipated expiration: 2028-07-01
Also published as: US20100000749A1; CN101618535B; ATE554883T1; CN101618535A; EP2140977A1

Abstract

The wrench has an anvil (36), and a hammer including a control part (20) for carrying a set of impact cheeks (24) and for rotation with a drive shaft (10) during non-impact. The control part performs an axial and additional rotational oscillation relative to the shaft during impact. The control part transmits rotation of the shaft to a rotating mass (22) of the hammer. The control part is movably guided in an axial direction in the mass for realizing an impact function, where the mass does not make an axial movement. The cheeks do not project beyond the mass in the direction.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schlagschrauber mit einem Drehschlagwerk zum Schrauben und Bohren wobei derartige Schlagschrauber unter anderem eingesetzt werden um hochfeste Gewindeverbindungen herzustellen oder zu lösen.The invention relates to an impact wrench with a rotary impact mechanism for screwing and drilling wherein such impact wrench are used inter alia to produce or solve high-strength threaded connections.

Schlagschrauber sind im Stand der Technik seit vielen Jahren bekannt, wobei die Funktion des Drehschlagwerks auf der Idee beruht, die Antriebsenergie eines Motors zwischenzuspeichern und periodisch innerhalb einer sehr kurzen Arbeitsphase auf eine Ausgangswelle abzugeben. Diese periodisch abgegebenen Drehimpulse erzeugen in Abhängigkeit von der Impulsdauer ein deutlich höheres resultierendes Antriebsmoment als bei konstantem Drehmomentverlauf möglich wäre. Von der Antriebsseite erhält das System kinetische Energie in Form von Drehmoment und Drehzahl, wobei diese in einer Baugruppe zwischengespeichert wird, beispielsweise in einer Feder oder einer rotierenden Masse. Der Speichervorgang dauert jeweils so lange bis ein Steuermechanismus dafür sorgt, dass die gespeicherte Energie über einen Hammer auf einen Amboss abgegeben wird. Hierzu weisen sowohl der Amboss als auch der Hammer des Schlagwerks Schlagbacken auf, wobei der Hammer eine Schwungmasse umfasst, die durch den massiven Teil des Hammers gebildet wird, wobei durch Beschleunigung dieser Masse die kinetische Energie auf den Amboss übertragen wird. Der Amboss steht dabei in drehfester Verbindung zum Abtrieb, also auch zur Verschraubung. Der Steuermechanismus sorgt für die zeitlich begrenzte Abgabe der Energie an den Amboss, so dass sich die Verbindung wieder löst, wenn die gespeicherte Energie abgegeben ist.Impact wrenches have been known in the art for many years, the function of the rotary impact mechanism being based on the idea of temporarily storing the drive energy of an engine and periodically applying it to an output shaft within a very short working phase. These periodically emitted angular momentum produce a significantly higher resulting depending on the pulse duration Drive torque as possible with a constant torque curve. From the drive side, the system receives kinetic energy in the form of torque and speed, which is cached in an assembly, for example in a spring or a rotating mass. The storage process takes each time until a control mechanism ensures that the stored energy is delivered via a hammer on an anvil. For this purpose, both the anvil and the hammer of the striking mechanism on impact jaws, wherein the hammer comprises a flywheel, which is formed by the massive part of the hammer, which is accelerated by this mass, the kinetic energy is transferred to the anvil. The anvil is in a rotationally fixed connection to the output, so also for screwing. The control mechanism provides for the time-limited delivery of energy to the anvil, so that the compound dissolves again when the stored energy is released.

Dabei gibt es zwei Arbeitsphasen im Schlagwerk, wobei in Phase 1 die Energie gesammelt und gespeichert wird und in Phase 2 die gespeicherte Energie wieder abgegeben wird. Die in Phase 1 gespeicherte Energie ist dabei von den Eingangsgrößen Drehmoment, Drehzahl und Schlagzahl bestimmt. Je höher die Schlagzahl des Schlagwerks, desto kürzer ist Phase 1 zeitlich und desto weniger Energie kann gespeichert werden, da der Motor nur ein vorgegebenes Drehmoment aufbringen kann und damit die Dauer des Speichervorgangs entscheidend ist.There are two working phases in the striking mechanism, whereby in phase 1 the energy is collected and stored and in phase 2 the stored energy is released again. The energy stored in phase 1 is determined by the input quantities of torque, speed and stroke rate. The higher the stroke rate, the shorter Phase 1 is in terms of time and the less energy can be stored, because the engine can only apply a given torque and thus the duration of the storage process is crucial.

In der zweiten Phase entscheidet ebenfalls die Dauer der Energieabgabe. Wird die gespeicherte Energie in kürzerer Zeit an den Abtrieb abgegeben, ist die Schlagdauer also kürzer, fällt die entstehende Drehmomentspitze höher aus, als bei einer längeren Schlagdauer.In the second phase also decides the duration of the energy tax. If the stored energy is delivered to the output in a shorter time, ie the duration of the stroke is shorter, the resulting torque peak will be higher than with a longer duration of the stroke.

Grundsätzlich entsteht der typische Drehmomentverlauf eines Schlagschraubers, indem über einen längeren Zeitraum Energie zwischengespeichert wird, die in einem sehr kurzen Zeitraum schlagartig an den Abtrieb abgegeben wird.Basically, the typical torque curve of an impact wrench is created by temporarily storing energy over a longer period of time, which is delivered abruptly to the output in a very short period of time.

Im Schlagfall entsteht zwischen den Drehmomentspitzen kein Drehmoment am Abtrieb. Aufgrund dieser Ausgestaltung sind hohe Anzugs- und Lösemomente bei kompakter Bauform möglich. Dennoch beträgt das Reaktionsmoment, das der mit dem Schlagschrauber Arbeitende auffangen muss, nur das Moment, das nötig ist, um die rotierende Hammermasse im Schlagwerk zu beschleunigen, bzw. die Feder zu spannen. Es ist im Vergleich zum Abtriebsdrehmoment vergleichsweise gering.In the case of impact no torque is generated at the output between the torque peaks. Due to this design high tightening and loosening moments in a compact design are possible. Nevertheless, the moment of reaction which the worker has to absorb with the impact wrench is only the moment that is necessary to accelerate the rotating hammer mass in the impact mechanism or to tension the spring. It is comparatively low compared to the output torque.

Ein solcher Schlagschrauber ist beispielsweise in der DE 43 01 610 A1 vorbeschrieben.Such an impact wrench is for example in the DE 43 01 610 A1 described above.

Dabei kann es wünschenswert sein, die Schwungmasse vom eigentlichen Steuerteil, der mit dem Amboss zusammenwirkt, zu trennen, beispielsweise um das Volumen der Schwungmasse in dem beschränkten Raum des Elektrohandwerkzeuggerätes zu maximieren oder einen geringeren axialen Bauraum zu benötigen. Hierzu ist aus der DE 20 2007 011 843 U1 welche den Oberbegriff des Anspruchs 1 offenbart, ein Schlagmechanismus für ein Motorwerkzeug bekannt, bei dem der herkömmliche Hammer durch einen zusammengesetzten Hammer, bestehend aus Hammerblock und Hammersitz, ersetzt wird. Der Hammerblock kann in diesem Fall den Hammersitz antreiben, so dass sich dieser dreht und sich in axialer Richtung in Bezug auf den Hammersitz bewegt. Der Hammersitz kann sich dann nur rotatorisch bewegen, jedoch nicht mehr axial. Der Hammersitz weist dabei die eigentliche Schwungmasse auf, wobei der Hammerblock im Hammersitz axial beweglich geführt ist. So können beispielsweise im Hammersitz Ausnehmungen vorgesehen sein, in denen die Schlagbacken des Hammerblocks axial beweglich geführt sind. Im Stand der Technik ist vorgesehen, dass die Schlagbacken des Hammerblocks vom Hammerblock radial nach außen abstehen und in die Nuten aufgenommen sind. Darüber hinaus sollen bei entspannter Feder die zwischen Hammersitz und Hammerblock wirkt, die Schlagbacken des Hammerblocks über den Hammersitz in axialer Richtung hinausstehen und mit den Schlagbacken des Ambosses zusammenwirken.It may be desirable to separate the flywheel from the actual control part, which cooperates with the anvil, for example, to maximize the volume of the flywheel in the limited space of the electric hand tool or require a smaller axial space. This is from the DE 20 2007 011 843 U1 which discloses the preamble of claim 1, a hammer mechanism for a power tool is known in which the conventional hammer is replaced by a composite hammer consisting of hammer block and hammer seat. The hammer block in this case can drive the hammer seat so that it rotates and moves in the axial direction with respect to the hammer seat. The hammer seat can then move only rotationally, but no longer axially. The hammer seat in this case has the actual flywheel, wherein the hammer block is guided axially movable in the hammer seat. For example, recesses may be provided in the hammer seat in which the Baking jaws of the hammer block are axially movable. In the prior art it is provided that the impact jaws of the hammer block protrude radially from the hammer block to the outside and are received in the grooves. In addition, with a relaxed spring acting between hammer seat and hammer block, the impact jaws of the hammer block over the hammer seat in the axial direction protrude and interact with the impact jaws of the anvil.

Nachteilig bei dieser Gestaltung ist die Gefahr des Verkantens der Schlagbacken des Ambosses bzw. des Hammerblocks im Verhältnis zum Hammersitz und zur Antriebswelle.A disadvantage of this design is the risk of tilting the impact jaws of the anvil or the hammer block in relation to the hammer seat and the drive shaft.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung einen Schlagschrauber bereit zu stellen, der die genannten Nachteile nicht aufweist.It is therefore an object of the invention to provide an impact wrench, which does not have the disadvantages mentioned.

Die Erfindung wird durch einen Schlagschrauber mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.The invention is achieved by an impact wrench with the features of claim 1.

Durch diese Gestaltung wird erreicht, dass die Schlagflächen, mit denen die Schlagbacken des Steuerteils auf die Schlagbacken des Ambosses treffen, näher am Schwerpunkt der Schwungmasse angeordnet sind und darüber hinaus durch das Aufnehmen des Steuerteils sowie zumindest teilweise der Schlagbacken des Ambosses in die Schwungmasse die Gefahr des Verkantens des Steuerteils und des Ambosses zur Schwungmasse verringert wird.und damit auch die Gefahr, dass die Schlagbacken nicht optimal aufeinandertreffen und damit die Schlagenergie nicht optimal übertragen werden kann. Darüber hinaus bietet eine Gestaltung bei der Steuerteil und Schwungmasse voneinander getrennt sind, den Vorteil, dass nur eine geringe Masse in axialer Richtung bewegt wird und dadurch die Vibrationen in diese Richtung verringt sind. Durch die Anordnung werden darüber hinaus folgende Vorteile nämlich hohe Überdeckung von Hammer bzw. Steuerteil und Amboss und dadurch eine gute Überlagerung des Schlagimpulses, ein geringes Kippmoment des Hammers bzw. des Steuerteils sowie eine bessere Führung des Steuerteils in der Schwungmasse erreicht.By this design it is achieved that the impact surfaces, which meet the impact jaws of the control part on the impact jaws of the anvil, closer to the center of gravity of the flywheel and beyond by the inclusion of the control part and at least partially the impact jaws of the anvil in the flywheel the danger the tilting of the control part and the anvil is reduced to the flywheel. And thus the risk that the impact jaws do not meet optimally and thus the impact energy can not be optimally transmitted. In addition, a design in which the control part and flywheel are separated, the advantage that only a small mass is moved in the axial direction and thereby the vibrations are reduced in this direction. The arrangement also achieves the following advantages namely high coverage of hammer or control part and anvil and thus a good superposition of the impact pulse, a low tilting moment of the hammer or the control part and a better management of the control part in the flywheel.

Ein Schlagschrauber arbeitet dabei wie folgt: So kann vorgesehen sein, dass in einem ersten Nichtschlagfall der Steuerteil mit dem Amboss und der Antriebswelle rotiert, wobei die Schlagbacken von Amboss und Steuerteil gegeneinander anliegen und sich im Eingriff befinden, das heißt, in axialer Richtung überdecken, wobei dieser Betrieb erfolgt, bis das maximale Drehmoment des Schraubers ohne Schlagen erreicht ist. Das heißt in der Regel so lange, bis es zu einem ersten Blockieren der Schraubverbindung kommt. Zum weiteren Anziehen der Schraubverbindung erfolgt dann bei zugeschaltetem Schlagwerk automatisch ein Übergang in den Schlagbetrieb, wobei im Schlagbetrieb der Amboss und der Steuerteil mit ihren Schlagbacken, die auf einander zugewandten Stirnflächen von Steuerteil und Amboss angeordnet sind, gegeneinander nicht mehr dauerhaft, wie im Schraubfall, anliegen, sondern während der Energiespeicherung voneinander getrennt werden, um dann bei der Energieentladung und damit dem Schlag in Umfangsrichtung aufeinander zu prallen und so ein kurzzeitig größeres Drehmoment zu liefern.An impact wrench works as follows: It can be provided that in a first non-impact case, the control part rotates with the anvil and the drive shaft, wherein the impact jaws of the anvil and control part abut each other and are engaged, that is to cover in the axial direction, being this operation takes place until the maximum torque of the screwdriver is reached without hitting. This usually means until it comes to a first blockage of the screw. For further tightening of the screw connection is then automatically switched to a percussion operation, wherein in the impact mode the anvil and the control part with their impact jaws, which are arranged on mutually facing end faces of the control part and anvil against each other not permanently, as in the screw, abut, but are separated from each other during the energy storage, and then in the energy discharge and thus the impact in the circumferential direction collide against each other and so to provide a momentarily greater torque.

Dabei vollführt der Steuerteil in der Regel im Schlagfall neben der relativen Axialbewegung zur Antriebswelle eine relative Rotationsbewegung zur Antriebswelle. Die axiale sowie die rotatorische Bewegung sind oszillierend.In this case, the control part usually performs in case of impact in addition to the relative axial movement to the drive shaft relative rotational movement to the drive shaft. The axial and the rotational movement are oscillating.

Besonders bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Schwungmasse eine im wesentlichen hohlzylindrische Form hat, die axialen Enden können in radialer Richtung ebenfalls eine Erstreckung aufweisen, die größer als die Dicke des Mantels sein kann, das heißt, die Stirnflächen können unter Bildung einer Ecke zum Inneren des Mantel verlaufen.Particularly preferably, it can be provided that the flywheel has a substantially hollow cylindrical shape, the axial ends may also have an extension in the radial direction, which may be greater than the thickness of the shell, that is, the end faces may form a corner to the interior of the coat.

Dabei ist vorgesehen, dass der Steuerteil in axialer Richtung in jedem Betriebsfall, sowohl während der Energiespeicherung als auch bei Energieentladung für den Schlag, nicht über die Schwungmasse hinauswirkt.It is provided that the control part does not act beyond the flywheel in the axial direction in each case of operation, both during energy storage and energy discharge for the impact.

Des weiteren kann vorgesehen sein, dass der Steuerteil auch in radialer Richtung entweder mit dem Umfang der Schwungmasse abschließt, das heißt insbesondere in Nuten in der Schwungmasse geführt ist, die den äußeren Umfang der Schwungmasse durchbrechen, so dass die äußere Kontur, z.B. der Schlagbacken oder von gesonderten Rippen des Steuerteils, die äußere Kontur der Schwungmasse ergänzt und insbesondere stetig weiterführt oder alternativ kann vorgesehen sein, dass der Steuerteil so ausgebildet ist, dass er auch in radialer Richtung vollständig in der Schwungmasse geführt und in diese aufgenommen ist. Die Nuten der Schwungmasse erstrecken sich dann nicht bis zur Außenkontur derselben. In diesem Fall können an der Schwungmasse auch Rippen vorgesehen sein anstelle der Nuten, die in Nuten des Steuerteils eingreifen. Insbesondere bei dieser Form kann eine besonders gute Führung in axialer Richtung bei der Freigabe der gespeicherten Energie an den Steuerteil erreicht werden und so ein Verkippen des Steuerteils noch sicherer verhindert werden.Furthermore, it can be provided that the control part in the radial direction either with the circumference of Completing flywheel, that is in particular guided in grooves in the flywheel, which break the outer circumference of the flywheel, so that the outer contour, eg the impact jaws or separate ribs of the control part, complements the outer contour of the flywheel and in particular continues steadily or alternatively can be provided that the control part is designed so that it is completely guided in the flywheel and taken in this in the radial direction. The grooves of the flywheel then do not extend to the outer contour of the same. In this case, ribs may be provided on the flywheel instead of the grooves which engage in grooves of the control part. In particular, in this form, a particularly good guidance in the axial direction in the release of the stored energy to the control part can be achieved and thus tilting of the control part can be prevented even safer.

Besonders bevorzugt kann dabei vorgesehen sein, dass das Schlagwerk als V-Nutenschlagwerk ausgebildet ist, wobei der Steuerteil im Schlagfall eine axial oszillatorische Rotationsbewegung bezüglich der Antriebswelle durchführt. Unter einer axial oszillatorischen Rotationsbewegung ist hierbei zu verstehen, dass der Steuerteil im Schlagfall sowohl eine axiale als auch eine rotatorische Relativbewegung durchführt. Der Steuerteil bewegt sich auf der Antriebswelle abwechselnd axial in Richtung auf das antriebsseitige Ende der Antriebswelle und das abtriebsseitige Ende der Antriebswelle in einer Nut hin- und her. Die Nut ist dabei V-förmig ausgebildet und die Spitze des V weist in Richtung der Abtriebsseite der Welle, wobei durch die axiale Bewegung aufgrund der V-Form der Nuten zugleich auch eine relative Rotationsbewegung des Steuerteils zur Antriebswelle hervorgerufen wird. Der Steuerteil kann hierbei über eine Kugelführung in den V-Nuten, wobei vorzugsweise zwei V-Nuten an der Antriebswelle diametral gegenüber angeordnet sind, geführt sein. Dazu können im Steuerteil korrespondierende Laufflächen für die Kugel angebracht sein.Particularly preferably, it can be provided that the impact mechanism is designed as a V-groove impact mechanism, wherein the control part performs an axially oscillatory rotational movement with respect to the drive shaft in the case of impact. Under an axially oscillatory rotational movement is to be understood here that the control part performs both an axial and a rotational relative movement in the case of impact. The control part moves alternately axially on the drive shaft in the direction of the drive-side end of the drive shaft and the output-side end of the drive shaft in a groove back and forth. The groove is V-shaped and the tip of the V points in the direction of the output side of the shaft, wherein caused by the axial movement due to the V-shape of the grooves at the same time also a relative rotational movement of the control part to the drive shaft. Of the Control part can in this case via a ball guide in the V-grooves, preferably two V-grooves are arranged diametrically opposite to the drive shaft, be performed. For this purpose, corresponding running surfaces for the ball can be mounted in the control part.

Dabei arbeitet ein V-Nutenschlagwerk wie folgt: Vor Eintreten eines Schlagfalls dreht sich der Amboss über seine Schlagbacken die gegen die Schlagbacken des Steuerteils anliegen, zusammen mit dem Steuerteil und der Antriebswelle ohne dass eine Relativbewegung zwischen den einzelnen Bauteilen erfolgt. Der Steuerteil treibt dabei auch die Schwungmasse an. Bei Anliegen eines größeren Drehmoments kommt es nun dadurch, dass durch das normale Anzugsmoment des Schlagschraubers dieses größere Drehmoment nicht aufgebracht werden kann, zwischen Amboss und Steuerteil zu einer Entkopplung der Schlagbacken. Durch die weitere Rotation der Antriebswelle, die auf den Steuerteil übertragen wird und den Gegenhalt des Ambosses kommt es zu einem Wandern des Steuerteils auf der Antriebswelle in den V-Nuten. Durch die Vorsehung der V-Nuten wird der Steuerteil zugleich mit der Rotation relativ zur Antriebswelle in axialer Richtung vom Amboss wegbewegt und es kommt zu einem Überrasten in axialer Richtung der Schlagbacken des Steuerteils und des Ambosses. Durch das Lösen des Steuerteils vom Amboss kann der Steuerteil sich in rotatorischer Richtung wieder frei bewegen und wird durch die gespeicherte Energie, die in einer Feder durch die Axialbewegung des Steuerteils in Antriebsrichtung gespeichert wird, beschleunigt, bis er am Ende seiner Drehbewegung und axialen Bewegung gegen die Schlagbacken des Ambosses mit seinen Schlagbacken auftrifft und so einen Schlag in Umfangsrichtung ausführt, der zu einem weiteren Festziehen oder Lösen des bearbeiteten Schraubfalls führt.In this case, a V-groove impact works as follows: Before an impact case occurs, the anvil rotates about its impact jaws which bear against the impact jaws of the control part, together with the control part and the drive shaft without a relative movement between the individual components. The control part also drives the flywheel. When concerns a larger torque, it comes from the fact that can not be applied by the normal torque of the impact wrench this larger torque between the anvil and control part to a decoupling of the impact jaws. Due to the further rotation of the drive shaft, which is transmitted to the control part and the counter-support of the anvil, there is a wandering of the control part on the drive shaft in the V-grooves. Due to the provision of the V-grooves, the control part is at the same time moved away from the anvil with the rotation relative to the drive shaft in the axial direction and there is a catching in the axial direction of the impact jaws of the control part and the anvil. By releasing the control part of the anvil, the control part can move freely in the rotational direction again and is accelerated by the stored energy, which is stored in a spring by the axial movement of the control part in the drive direction until it is at the end of its rotational movement and axial movement against striking the impact jaws of the anvil with its impact jaws and so performs a blow in the circumferential direction, which leads to a further tightening or loosening of the machined Schraubfalls.

Nach dem Schlag erfolgt das Spannen des Schlagwerks durch Axial- und Radialbewegung des Steuerteils erneut.After the impact, the tensioning of the percussion mechanism takes place by axial and radial movement of the control unit again.

Dabei kann vorgesehen sein, dass in der vorzugsweise hohlzylindrischen Schwungmasse Nuten oder Rippen vorgesehen sind, die sich bis zum äußeren Umfang der Schwungmasse erstrecken können oder lediglich im Inneren der Schwungmasse angebracht sind, ohne sich bis zur Umfangs- oder Außenfläche der Schwungmasse zu erstrecken.It can be provided that in the preferably hollow cylindrical flywheel grooves or ribs are provided which can extend to the outer periphery of the flywheel or are mounted only inside the flywheel, without extending to the peripheral or outer surface of the flywheel.

In oder auf diesen Nuten oder Rippen sind nun über entsprechende korrespondierende Rippen oder Nuten, die beispielsweise durch gesonderte Rippen oder Nuten, aber auch durch die Schlagbacken des Steuerteils gebildet werden können, der Steuerteil in axialer Richtung geführt und zugleich erfolgt über diese Kopplung die Drehübertragung vom Steuerteil auf die Schwungmasse.In or on these grooves or ribs are now on corresponding corresponding ribs or grooves, which can be formed for example by separate ribs or grooves, but also by the impact jaws of the control part, the control part in the axial direction and at the same time takes place via this coupling the rotation transmission from Control part on the flywheel.

Darüber hinaus ist zwischen Schwungmasse und Steuerteil eine Feder angeordnet, die zur Speicherung und Freigabe der Schlagenergie dient, wobei die Feder sich gegen die Schwungmasse und den Steuerteil abstützt.In addition, a spring is arranged between the flywheel and control part, which serves to store and release the impact energy, wherein the spring is supported against the flywheel and the control part.

Dabei kann vorgesehen sein, dass in axialer Richtung zwischen Schwungmasse und Antriebswelle ein Axiallager, insbesondere in Form eines Kugellagers, vorgesehen sein kann, um die Relativbewegung in rotatorischer Hinsicht zwischen Schwungmasse und Antriebswelle zuzulassen und die Schwungmasse auf der Antriebswelle zu lagern.It can be provided that in the axial direction between flywheel and drive shaft, a thrust bearing, in particular in the form of a ball bearing, may be provided to allow the relative movement in rotational terms between flywheel and drive shaft and to store the flywheel on the drive shaft.

Sofern das Steuerteil vollständig in die Schwungmasse aufgenommen ist, das heißt, sowohl in axialer als auch in radialer Richtung, ist es besonders vorteilhaft, wenn die Schlagbacken des Steuerteils und des Ambosses, die ganz oder teilweise ebenfalls in die Schwungmasse eintauchen, um mit den Schlagbacken des Steuerteils zusammenzuwirken, nur ein geringes Spiel in radialer Richtung zur Wandung der Schwungmasse aufweisen. Das gleiche gilt für die Schlagbacken des Steuerteils. Auf diese Weise kann der Bauraum besonders gut ausgenutzt werden und die Schlagbacken so groß wie möglich ausgebildet werden und gleichzeitig eine Führung der Schlagbacken gegen Verkanten erreicht werden.If the control part is completely absorbed in the flywheel, that is, both in the axial and in the radial direction, it is particularly advantageous if the impact jaws of the control part and the anvil, which also completely or partially immerse in the flywheel to to cooperate with the impact jaws of the control part, only a slight play in the radial direction to the wall of the flywheel. The same applies to the impact jaws of the control part. In this way, the space can be exploited particularly well and the impact jaws are made as large as possible and at the same time a leadership of the impact jaws against tilting can be achieved.

Die Aufteilung des Hammers in einen separaten Steuerteil und in eine separate Schwungmasse bietet daher neben der Möglichkeit, eine größere Schwungmasse vorzusehen bei gleichzeitig geringerem axialen notwendiger Bauraum für die Bewegung zur Erzeugung des Schlags den Vorteil, dass geringere Vibrationen in axialer Richtung entstehen, da die Schwungmasse keine axiale Bewegung durchführt und lediglich das Steuerteil, das eine wesentlich geringere Masse aufweist, in axialer Richtung bewegt wird. Da die Masse des Steuerteils im Vergleich zur Schwungmasse deutlich geringer ist, reduziert sich die Schwingungsanregung in Richtung der Drehachse erheblich. Darüber hinaus kann durch die Anordnung der Schlagbacken des Steuerteils innerhalb der Schwungmasse, das heißt, ohne dass diese in axialer Richtung über die Schwungmasse hinausstehen, erreicht werden, dass die Schlagbacken näher am Schwerpunkt der Schwungmasse angeordnet sind und darüber hinaus ein Verkanten durch die Führung in der Schwungmasse, insbesondere sofern auch in radialer Richtung die Schwungmasse den Steuerteil aufnimmt, sicherer verhindert werden.The division of the hammer in a separate control part and in a separate flywheel therefore offers the opportunity to provide a larger flywheel while lower axial space necessary for the movement to generate the impact the advantage that lower vibrations in the axial direction arise because the flywheel performs no axial movement and only the control part, which has a much lower mass, is moved in the axial direction. Since the mass of the control part is significantly lower compared to the flywheel mass, the vibration excitation in the direction of the axis of rotation is reduced considerably. In addition, can be achieved by the arrangement of the impact jaws of the control part within the flywheel, that is, without these project beyond the flywheel in the axial direction, that the impact jaws are arranged closer to the center of gravity of the flywheel and beyond tilting by the guide in the flywheel, especially if the flywheel receives the control part in the radial direction, be prevented safer.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass es sich bei dem Schlagschrauber um einen Akkuschlagschrauber handelt, wobei Akkugeräte in der Regel den Vorteil besitzen, an beliebigen Orten und auch in schwierigen Anwendungsfällen leichter einsetzbar zu sein. Darüber hinaus ist die Schlagfunktion insbesondere deswegen bei Akkugeräten von Vorteil, da bei Geräten mit unmittelbaren elektrischem Anschluss die Drehmomentenauslegung so erfolgen kann, dass höhere Drehmomente erreicht werden, so dass gegebenenfalls ohne eine zusätzliche Schlagfunktion gearbeitet werden kann.According to a further preferred embodiment, it can be provided that the impact wrench is a cordless wrench, with cordless tools generally having the advantage at any location and also in difficult to use in difficult applications. In addition, the impact function is particularly advantageous in cordless tools, since in devices with direct electrical connection, the torque design can be made so that higher torques are achieved, so that if necessary, can be used without an additional impact function.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Anmeldungsunterlagen. Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.Further advantages and features of the invention will become apparent from the remaining application documents. The invention will be explained in more detail below with reference to a drawing.

Dabei zeigen:

Figur 1: zeigt ein Schlagwerk eines Schlagschraubers in auseinandergezogener Darstellung
Figur 2: zeigt eine Ausgestaltung des Schlagwerks ohne Schwungmasse in montierter Darstellung
Figur 3: zeigt ein Schlagwerk in montierter Form ohne Amboss und
Figur 4: einen Längsschnitt durch ein Schlagwerk in montierter Form

Showing:

FIG. 1: shows an impact mechanism of a striking screwdriver in exploded view
FIG. 2: shows an embodiment of the impact mechanism without flywheel in assembled representation
FIG. 3: shows a percussion in mounted form without anvil and
FIG. 4: a longitudinal section through a percussion in mounted form

Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Schlagwerk mit einer Antriebswelle 10 umfassend ein antriebsseitiges Ende 12 mit dem sie mit einem Antriebsmotor (nicht dargestellt) insbesondere über ein Getriebe gekoppelt sein kann. In der Antriebswelle 10 sind V-förmige Nuten 14 vorgesehen, wobei die Spitze der V-förmigen Nuten zum abtriebsseitigen Ende 16 der Antriebswelle 10 hinweist. In den V-förmigen Nuten 14, wobei zwei Nuten 14 diametral einander gegenüber in der Antriebswelle 10 angeordnet sind, ist jeweils eine Kugel 18 geführt, wobei in einem Steuerteil 20 korrespondierende Laufflächen (nicht gezeigt) zur Aufnahme der Kugel 18 vorgesehen sind. Durch die Nuten 14 und die Kugelführungen 18 kann sich der Steuerteil 20 im Bereich der Nuten 14 relativ zur Antriebswelle 10 bewegen und insbesondere sowohl eine axiale wie auch rotatorische oszillierende Bewegung durchführen. Darüber hinaus umfasst das Schlagwerk eine Schwungmasse 22, wobei die Schwungmasse 22 zusammen mit dem Steuerteil 20 den sogenannten Hammer des Schlagwerks bildet. FIG. 1 shows a striking mechanism according to the invention with a drive shaft 10 comprising a drive-side end 12 with which it (not shown) with a drive motor may be coupled in particular via a transmission. In the drive shaft 10 V-shaped grooves 14 are provided, wherein the tip of the V-shaped grooves to the output side end 16 of the drive shaft 10 indicates. In the V-shaped grooves 14, wherein two grooves 14 are arranged diametrically opposite each other in the drive shaft 10, a ball 18 is guided in each case, wherein in a control part 20 corresponding running surfaces (not shown) for receiving the ball 18th are provided. Through the grooves 14 and the ball guides 18, the control member 20 can move in the region of the grooves 14 relative to the drive shaft 10 and in particular perform both an axial and rotary oscillating motion. In addition, the percussion includes a flywheel 22, wherein the flywheel 22 together with the control part 20 forms the so-called hammer of the striking mechanism.

Der Steuerteil 20 umfasst darüber hinaus Schlagbacken 24, die in axialer Richtung 26 über den eigentlichen Steuerteil in abtriebsseitige Richtung hinausstehen und mit in Figur 1 nicht gezeigten Schlagbacken eines Ambosses zusammenwirken. Der Steuerteil 20 ist dabei in der Schwungmasse 22 in axialer Richtung beweglich geführt, jedoch drehfest mit der Schwungmasse 22 gekoppelt. Hierzu umfasst die Schwungmasse 22 Nuten 28 in die die Schlagbacken 24 eingreifen und in denen diese in axialer Richtung beweglich sind und über die die Drehübertragung erfolgt.The control part 20 also includes impact jaws 24 which protrude in the axial direction 26 on the actual control part in the output side direction and with in FIG. 1 not shown impact jaws of an anvil cooperate. The control part 20 is guided in the flywheel 22 in the axial direction movable, but rotatably coupled to the flywheel 22. For this purpose, the flywheel 22 includes grooves 28 in which the impact jaws 24 engage and in which they are movable in the axial direction and over which the rotation transmission takes place.

Die Nuten 28 sind dabei vollständig innerhalb der Schwungmasse 22 angeordnet, so dass der Steuerteil 20 in radialer Richtung in keinem Betriebszustand über die Schwungmasse 22 hinausragt, sondern vollständig in diese aufgenommen ist.The grooves 28 are arranged completely within the flywheel 22, so that the control part 20 protrudes in the radial direction in no operating state on the flywheel 22, but is completely absorbed in this.

Zur Energiespeicherung und zur Erzeugung der Schlagenergie ist darüber hinaus eine Feder 30 vorgesehen, die zwischen Steuerteil 20 und Antriebswelle 10 angeordnet ist und die bei der Bewegung des Steuerteils 20 entlang der V-Nuten 14 zu einer Energiespeicherung gestaucht wird, wobei sich die Energie dann beim Trennen der Schlagbacken 24 von den Schlagbacken des Ambosses wieder entlädt. Darüber hinaus ist ein Axiallager 32 vorgesehen, dass zwischen Antriebswelle 10 und Schwungmasse 22 vorgesehen ist.For energy storage and to generate the impact energy beyond a spring 30 is provided, which is arranged between the control part 20 and drive shaft 10 and which is compressed during the movement of the control member 20 along the V-grooves 14 to an energy storage, wherein the energy then Separating the whipping jaws 24 from the anvil striking jaws again discharges. In addition, a thrust bearing 32 is provided that is provided between the drive shaft 10 and the flywheel 22.

Durch diesen Aufbau wird erreicht, dass die Schwungmasse 22 keine axiale Bewegung durchführt und somit auch keine Vibration in diese Richtung verursacht und die Schwungmasse 22 der relativen Rotation zur Antriebswelle 10, die der Steuerteil 20 durchführt, folgen kann.By this construction it is achieved that the flywheel 22 performs no axial movement and thus causes no vibration in this direction and the flywheel 22 of the relative rotation to the drive shaft 10, which performs the control part 20, can follow.

Figur 2 zeigt nun eine Gestaltung des Schlagwerks in montierter Form, wobei zwischen Antriebswelle 10 und Schwungmasse 22, wobei die Schwungmasse 22 hier nicht dargestellt ist, das Axiallager 32 angeordnet ist. Gezeigt ist hier der Eingriff der Schlagbacken 24 mit den Schlagbacken 34 des Ambosses 36, der mit einer Abtriebswelle 38, die mit einer Werkzeugaufnahme verbunden ist, gekoppelt ist. FIG. 2 now shows a design of the impact mechanism in assembled form, wherein between the drive shaft 10 and flywheel 22, wherein the flywheel 22 is not shown here, the thrust bearing 32 is arranged. Shown here is the engagement of the impact jaws 24 with the impact jaws 34 of the anvil 36, which is coupled to an output shaft 38 which is connected to a tool holder.

Die Schlagbacken 34 des Ambosses 36 sind hierbei so gestaltet, dass diese vollständig in die Schwungmasse 22 aufgenommen werden und in radialer Richtung durch die Schwungmasse 22 umschlossen sind.The impact jaws 34 of the anvil 36 are here designed so that they are completely absorbed in the flywheel 22 and are enclosed in the radial direction by the flywheel 22.

Im Schraubfall kommt es nun zu einer Drehübertragung durch den Steuerteil 20, der durch die Antriebswelle 10 angetrieben wird, sowohl auf die Schwungmasse 22 aber auch über die Schlagbacken 24 und 34 auf den Amboss 36 und somit auf das Werkzeug. Kommt es nun zu einem ersten Blockieren des Werkzeugs und somit zu einem Blockieren des Ambosses 36, so führt der weitere Antrieb der Antriebswelle 10 dazu, dass der Steuerteil 20 in den V-Nuten relativ rotatorisch und axial in Richtung auf das antriebsseitige Ende 12 der Antriebswelle 10 bewegt wird und es so zu einem Trennen der Schlagbacken 24 von den Schlagbacken 34 kommt, bei gleichzeitigem Stauchen der Feder 30 und zu einer Speicherung der Energie in der Feder 30. Nach dem Trennen der Schlagbacken 24 von den Schlagbacken 34 kommt es dann zu einer Entspannung der Feder 30 und zu einer weiteren Bewegung in den V-Nuten 14, wobei die gespeicherte Energie der Feder 30 sich dann durch einen Schlag der Schlagbacken 24 gegen die Schlagbacken 34 entlädt. Bei der rotatorischen Bewegung wird darüber hinaus die Schwungmasse 22 mitgenommen, die jedoch keine axiale Bewegung durchführt, so dass die Schlagenergie durch die im Vergleich zum Steuerteil 20 größere Schwungmasse 22 bereitgestellt werden kann.When screwed it now comes to a rotation transmission through the control part 20 which is driven by the drive shaft 10, both on the flywheel 22 but also on the impact jaws 24 and 34 on the anvil 36 and thus on the tool. If there is now a first blockage of the tool and thus a blocking of the anvil 36, then the further drive of the drive shaft 10 causes the control part 20 in the V-grooves to be relatively rotationally and axially in the direction of the drive-side end 12 of the drive shaft 10 is moved and it comes to a separation of the impact jaws 24 of the striking jaws 34, while compressing the spring 30 and to store the energy in the spring 30. After separating the impact jaws 24 of the striking jaws 34 it then comes to a relaxation of the spring 30 and to a further movement in the V-grooves 14, wherein the stored energy of the spring 30 is then discharged by a stroke of the striking jaws 24 against the striking jaws 34. In the rotary movement, the flywheel 22 is also taken along, but does not perform any axial movement, so that the impact energy can be provided by the larger compared to the control part 20 flywheel 22.

Figur 3 zeigt nun eine Gestaltung wiederum ohne Amboss, jedoch mit montierter Schwungmasse 22, wobei zu ersehen ist, dass der Steuerteil 20 vollständig in axialer sowie in radialer Richtung durch die Schwungmasse 22 umschlossen ist, wobei die Schwungmasse 22 hier eine Lauf- oder Führungsfläche für die Kugeln 18, die in den V-Nuten 14 geführt sind, aufweist. Nicht dargestellt ist in der vorliegenden Schnittebene die axiale Führung über die Schlagbacken 24 in den Nuten der Schwungmasse 22. FIG. 3 shows now a design again without anvil, but with mounted flywheel 22, which can be seen that the control part 20 is completely enclosed in the axial and in the radial direction by the flywheel 22, the flywheel 22 here is a running or guiding surface for the balls 18, which are guided in the V-grooves 14 has. Not shown in the present sectional plane, the axial guidance on the impact jaws 24 in the grooves of the flywheel 22nd

Figur 4 zeigt schließlich ein vollständig montiertes Schlagwerk umfassend eine Abtriebswelle 38 mit dem Amboss 36, wobei im vorliegenden Schnitt die Schlagbacken 34 nicht gesehen werden können, sondern vielmehr die Schlagbacken 24 des Steuerteils 20 geschnitten gezeigt sind, die in Nuten 28 der Schwungmasse 22 geführt sind und mit den in die Schwungmasse 22 ebenfalls eintauchenden Schlagbacken 34 des Ambosses 36 zusammenwirken, zur Übertragung von Drehenergie. FIG. 4 Finally, shows a fully assembled striking mechanism comprising an output shaft 38 with the anvil 36, wherein in the present section, the striking jaws 34 can not be seen, but rather the impact jaws 24 of the control part 20 are shown cut, which are guided in grooves 28 of the flywheel 22 and with cooperate in the flywheel 22 also plunging jaws 34 of the anvil 36, for the transmission of rotational energy.

Zwischen der Schwungmasse 22 und der Antriebswelle 10 ist das Axiallager 32 vorgesehen, um eine rein rotatorische Relativbewegung der Schwungmasse 22 sicherzustellen. Durch die Anordnung der Schlagbacken 24 in der Schwungmasse 22 und damit das Eingreifen der Schlagbacken 34 in die Schwungmasse 22 liegen die Schlagbacken 24 auf voller Länge innerhalb der Nuten 28 der Schwungmasse 22. Dadurch vergrößert sich die Fläche, über die der Impuls von der Schwungmasse 22 auf den Steuerteil 20 übertragen wird. Außerdem liegen die Übertragungsflächen auf diese Weise näher am Trägheitsmittelpunkt der Schwungmasse 22.Between the flywheel 22 and the drive shaft 10, the thrust bearing 32 is provided to ensure a purely rotational relative movement of the flywheel 22. The arrangement of the impact jaws 24 in the flywheel 22 and thus the engagement of the impact jaws 34 in the Flywheel 22 are the impact jaws 24 full length within the grooves 28 of the flywheel 22. This increases the area over which the pulse is transmitted from the flywheel 22 to the control part 20. In addition, the transfer surfaces are in this way closer to the center of gravity of the flywheel 22nd

Besonders bevorzugt sind die Übertragungsflächen zwischen den Schlagbacken des Steuerteils 20 und des Ambosses 36 so ausgeführt, dass diese flächig gegeneinander anliegen. Alternativ können sie auch, wie in Figur 1 und 2 gezeigt, so ausgebildet werden, dass lediglich ein Linienkontakt stattfindet.Particularly preferably, the transfer surfaces between the impact jaws of the control part 20 and the anvil 36 are designed so that they lie flat against each other. Alternatively, they can also, as in FIG. 1 and 2 shown to be formed so that only a line contact takes place.

Sofern nun gegenüber dem Stand der Technik die Schlagbacken 34 des Ambosses 36 hinsichtlich ihrer Länge in radialer Richtung verkürzt werden müssen, da sie nun innerhalb der Schwungmasse 22 zu liegen kommen, können diese entsprechend verbreitert werden, um die notwendige Steifigkeit bereitzustellen.If now compared to the prior art, the impact jaws 34 of the anvil 36 must be shortened in terms of their length in the radial direction, since they now come to rest within the flywheel 22, they can be widened accordingly to provide the necessary rigidity.

Weitere Vorteile und Merkmale lassen sich den übrigen Unterlagen entnehmen.Further advantages and features can be found in the other documents.

Claims

An impact screwdriver having a drive motor for driving a drive shaft (10) and a drive shaft (38) which may be coupled to a tool holder as well as an impact mechanism, wherein the impact mechanism comprises an anvil (36) having first impact cheeks (34) coupled to the drive shaft (38) as well as a hammer which is guided on the drive shaft (10), wherein the hammer has second impact cheeks (24) which are in engagement with the first impact cheeks (34) for transmitting a rotational movement, in which the hammer comprises a centrifugal mass (22) and a control part (20), wherein the control part (20) carries the second impact cheeks (24) and rotates with the drive shaft (10) in non-impact mode and executes an axial and an additional rotational oscillation relative to the drive shaft (10) in impact mode, wherein the control part (20) transmits the rotation of the drive shaft (10) to the centrifugal mass (22) and is movably guided in the axial direction in the centrifugal mass (22) to realise the impact function and wherein the centrifugal mass (22) does not execute an axial movement, characterised in that the impact cheeks (24) of the control part (20) do not project beyond the centrifugal mass (22) in the axial direction.
An impact screwdriver according to Claim 1, characterised in that the impact cheeks (34) of the anvil (36) dip fully or partially into the centrifugal mass (22) in the axial direction.
An impact screwdriver according to one of the preceding claims, characterised in that the centrifugal mass (22) is connected to the control part (20) in torsion-resistant manner.
An impact screwdriver according to one of the preceding claims, characterised in that the centrifugal mass (22) has a hollow-cylindrical shape.
An impact screwdriver according to one of the preceding claims, characterised in that a spring for storing and releasing the impact energy is guided in the centrifugal mass (22) and the spring is supported against the centrifugal mass (22) and the control part (20).
An impact screwdriver according to one of the preceding claim, characterised in that the impact mechanism is constructed as a V-groove impact mechanism, wherein V-grooves (14) are constructed in the drive shaft (10) and in the control part and are used for moving the control part (20) on the drive shaft (10) by way of balls (18) guided in the grooves (14).
An impact screwdriver according to one of the preceding claims, characterised in that the centrifugal mass (22) has grooves in which ribs, which are particularly formed by the impact cheeks (24) of the control part (20), engage.
An impact screwdriver according to Claim 7, characterised in that the ribs of the control part (20) complement the circumferential face of the centrifugal mass (22) with their circumferential face.
An impact screwdriver according to one of the preceding claims, characterised in that the control part (20) is received in the centrifugal mass (22) in the radial direction and is surrounded thereby.
An impact screwdriver according to one of the preceding claims, characterised in that an axial bearing (32) is provided between the centrifugal mass (22) and the drive shaft (10).
An impact screwdriver according to one of the preceding claims, characterised in that the impact cheeks (34) of the anvil (36) and/or of the control part (20) have only a slight play with respect to the wall of the centrifugal mass (22) in the radial direction.
An impact screwdriver according to one of the preceding claim, characterised in that the impact screwdriver is a cordless device.