EP4135933A1 - Drehmomentschrauber als kraftschrauber - Google Patents

Drehmomentschrauber als kraftschrauber

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Publication number
EP4135933A1
EP4135933A1 EP21719576.7A EP21719576A EP4135933A1 EP 4135933 A1 EP4135933 A1 EP 4135933A1 EP 21719576 A EP21719576 A EP 21719576A EP 4135933 A1 EP4135933 A1 EP 4135933A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
gear
housing
intermediate gear
torque
drive motor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21719576.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Alexander Kipfelsberger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alki Technik Schraubsysteme Entwicklung Produktion Vertrieb GmbH
Original Assignee
Alki Technik Schraubsysteme Entwicklung Produktion Vertrieb GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Alki Technik Schraubsysteme Entwicklung Produktion Vertrieb GmbH filed Critical Alki Technik Schraubsysteme Entwicklung Produktion Vertrieb GmbH
Publication of EP4135933A1 publication Critical patent/EP4135933A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B25F5/00—Details or components of portable power-driven tools not particularly related to the operations performed and not otherwise provided for
    • B25F5/001—Gearings, speed selectors, clutches or the like specially adapted for rotary tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING, OR HOLDING
    • B25B21/00—Portable power-driven screw or nut setting or loosening tools; Attachments for drilling apparatus serving the same purpose
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    • B25B23/00—Details of, or accessories for, spanners, wrenches, screwdrivers
    • B25B23/14—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers
    • B25B23/145—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers specially adapted for fluid operated wrenches or screwdrivers
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    • B25B23/00—Details of, or accessories for, spanners, wrenches, screwdrivers
    • B25B23/14—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers
    • B25B23/147—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers specially adapted for electrically operated wrenches or screwdrivers

Definitions

  • the invention relates to a torque wrench as a power wrench according to the preamble of claim 1.
  • Torque wrenches so-called power wrenches, are hand-held screwdrivers for large screw connections. Such torque wrenches are generally known in different embodiments for torque ranges between approx. 150 Nm to 10,000 Nm.
  • torque wrenches have a multi-stage structure: a relatively high-speed drive motor, for example an electric motor and a downstream intermediate gear, is arranged in series in a housing with at least one handle.
  • known torque wrenches are mostly designed as so-called shut-off wrenches, which after switching on when a preset value is reached
  • the actuation, display and control elements required for this are contained in the housing as a motor and electronics housing. Downstream of the intermediate gear and connected to the housing, a heavy, stable helical gear is arranged as a planetary gear for the high torques required during a screwing process.
  • the planetary gear has an outer ring gear on which, in particular in contrast to a simple hand drill, a radially protruding torque support foot is attached. This torque support foot swivels against during a screwing process a fixed support point required in the vicinity of the screw connection and supports the high reaction forces occurring on the planetary gear, which could no longer be supported by hand by an operator.
  • the ring gear In the case of a non-rotatable connection between the housing and the planetary gear, the ring gear would pivot together with the torque support foot and the hand-held housing until the torque support foot would rest on its fixed support point. There would thus be the risk that, with tight spaces and the large torques occurring during a screwing process, the housing and / or body parts of an operator would be pivoted with great force against an obstacle and jammed.
  • the rotary movement of the outer sun gear of the screw drive is decoupled from the rotary movement of the hand-held housing in torque wrenches, for example in that the ring gear of the planetary gear is rotatably mounted in an end ring part of the housing that partially overlaps the ring gear.
  • the drive motor in particular an electric motor
  • the intermediate gear connected downstream are arranged in the housing so that they cannot rotate.
  • motor output torques of approx. 1 Nm occur during a screwing process.
  • the output speed of the drive motor is reduced with a predetermined reduction ratio with a correspondingly increased intermediate gear output torque.
  • a reduction ratio of 10: 1 is selected with a corresponding 10-fold output torque of approx. 10 Nm.
  • the object of the invention is to develop a generic torque wrench as a power wrench in such a way that the reaction forces that occur on a hand-held housing and that have to be supported by an operator are reduced during a screwing process.
  • a torque wrench is provided as a power wrench which has a drive motor with a predetermined, preferably high, speed and a predetermined motor output torque. Furthermore, an intermediate gear is provided which is connected downstream of the drive motor and which reduces the output speed of the drive motor with a predetermined reduction ratio, preferably with a correspondingly increased intermediate gear output torque. In addition, is a dem Intermediate gear downstream helical gear with an output-side screwing tool part is provided, the helical gear reducing the output speed of the intermediate gear with a predetermined reduction ratio, preferably with a correspondingly increased helical gear output torque, which is required for a specific screwing process.
  • a housing with at least one handle is provided in which the drive motor and the intermediate gear are arranged one after the other, whereby it is preferably provided that an operator holds the housing on at least one handle during a screwing process and / or occurs on the housing Reaction forces are to be supported as torsional forces.
  • the helical gear is a planetary gear with an outer ring gear with internal teeth, the ring gear being rotatably mounted on the housing and having a radially protruding torque support foot that swivels against a required fixed support point during a screwing process and supports the reaction forces occurring on the planetary gear.
  • the drive motor is arranged and fixed in a rotationally fixed manner in the housing and the intermediate gear is rotatably mounted in the housing and connected to the ring gear in a rotationally fixed manner.
  • the drive motor is also arranged and fixed in the housing in a rotationally fixed manner in the arrangement according to the invention.
  • the intermediate gear is rotatably mounted in the housing and connected to the ring gear of the planetary gear in a rotationally fixed manner.
  • the reaction forces occurring on the housing by the drive motor occur, which, as explained above, can typically be dimensioned in the order of magnitude of 1 Nm and must be supported by an operator.
  • the higher reaction forces caused by the intermediate gear are also supported by the torque support foot due to the non-rotatable connection with the ring gear.
  • the reaction forces occurring on the housing can be greatly reduced for effortless and convenient handling and / or there are free spaces for dimensioning with higher intermediate gear output torques, since then possibly still relatively low output torques of the drive motor are well supported by hand.
  • the arrangement according to the invention is possible with different motors, in particular with electric motors, with pneumatic motors or hydraulic motors also being able to be used.
  • a handle can be arranged as a pistol grip on the housing.
  • a receptacle box for an energy store for example a rechargeable battery, for supplying energy to the electric motor can also be attached to the pistol grip.
  • the torque support foot can be designed to be removable, with external toothing being attached in a partial area to the ring gear, onto which a connecting ring of the torque support foot with associated internal toothing can be plugged and fixed.
  • the output of the planetary gear can be designed as a polygonal output drive, for example as a square output drive, onto which a replaceable socket can be plugged as a screwing tool part.
  • a simple structure according to the invention is obtained when the output rotary shafts of the drive motor, the intermediate gear and the planetary gear are aligned concentrically and the inner area of the housing is cylindrical in its basic shape. In principle, however, angular arrangements are also possible.
  • the rotatable mounting of the intermediate gear in the housing is carried out in such a way that, on the one hand, an adapter ring is rotatably mounted on a shaft section between the drive motor and the intermediate gear, with which an adjacent area of the intermediate gear, in particular an intermediate gear housing area overlapping the adapter ring , is connected in a torsion-proof manner.
  • a toothed disk is concentrically arranged and non-rotatably connected to an opposite area of the intermediate gear, in particular an intermediate gear housing area, optionally via a driver ring, and its outer toothing engages the internal toothing of the ring gear.
  • the planetary gear can be plugged together and installed as a separate component with the housing.
  • a drive pinion of the intermediate gear is guided through a central opening in the toothed disk, which pinion engages in the planetary gear and meshes there in particular with a planetary gear.
  • the reduction ratio of the intermediate gear is preferably in the order of 1:10.
  • the motor output torque is in the order of magnitude of 1 Nm and the intermediate gear output torque is 10 Nm.
  • the arrangement according to the invention can advantageously be used in conjunction with a screwdriver version as a shut-off screwdriver which automatically switches off when a presettable screwing torque is reached.
  • Figure 1 is a perspective view of a torque wrench as a power wrench with a torque support foot
  • Figure 2 is a side view of a similar torque wrench without a support foot
  • Figure 3 is a schematic longitudinal section through a housing and part of a helical gear
  • FIG. 4 shows a top layer on a sun gear of the helical gear.
  • a torque wrench 1 is shown as a cordless screwdriver with a housing 2, with a handle 3 as a pistol grip, on the end of which a receiving box 4 for a battery, for example, is attached as an energy store to supply energy to an electric motor 13 arranged in the housing 2 as a drive motor.
  • a helical gear 5 with an outer sun gear 6 is rotatably connected to the housing 2, on which a torque support foot 7 is attached in a rotationally fixed manner.
  • an external toothing 8 is attached to a partial area of the sun gear 6, onto which the torque support foot 7 can be attached and fixed with an associated internal toothing.
  • the output of the helical gear 5 is designed as a polygonal output drive, here, for example, as an output square drive 9, onto which an exchangeable socket 10 can be attached as a screwing tool part.
  • the housing 2 is constructed in several parts and consists in particular of a stable housing inner part 11, on which shell parts 12 are placed to form the handle 3 and to accommodate switching, control and display elements and are fixed.
  • an electric motor 13 preferably rotating relatively quickly, with a rotating shaft 14 is arranged and shown schematically.
  • torques of the order of magnitude of approximately 1 Nm occur on the rotating shaft, in particular on an output-side shaft section 15.
  • a schematically illustrated intermediate gear 16 is connected downstream of the electric motor 13, which here by way of example reduces the speed of the electric motor 13 with a reduction ratio of 10: 1, as a result of which an intermediate gear output torque of approximately 10 Nm occurs at an output pinion 17 of the intermediate gear 16.
  • the intermediate gear 16 has an intermediate gear housing area 18 which projects towards the electric motor 13 and which is connected to an adapter ring 19 in a rotationally fixed manner.
  • the adapter ring 19 is rotatably mounted on the shaft section 15 of the rotating shaft 14 by means of a ball bearing 20.
  • a driver ring 21 is non-rotatably connected to the intermediate gear housing, to which a toothed disk 22 is in turn attached at the end.
  • the toothed disk 22 engages with its external toothing in an internal toothing 23 of a ring gear 24 of the helical gear 5 as a planetary gear.
  • the ring gear 24 is rotatably inserted with a portion into an end-side receiving ring part 25 of the housing 2.
  • the further structure of the helical gear 5 is not relevant according to the invention and is therefore not shown any further. Only in the upper region of the ring gear 24 is a part of a planet gear carrier 26 with a planet gear 27, in which the output pinion 17 engages, is shown schematically.
  • FIG. 4 shows a plan view of the ring gear 24 with its internal toothing 23, and FIG. 5 shows a corresponding longitudinal section. As shown, the external toothing of the toothed disk 22 engages in the internal toothing 23 for a rotationally fixed connection with the intermediate gear 16.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Details Of Spanners, Wrenches, And Screw Drivers And Accessories (AREA)
  • Retarders (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Drehmomentschrauber (1) als Kraftschrauber, mit einem Antriebsmotor (13) mit einem dem Antriebsmotor (13) nachgeschalteten Zwischengetriebe (16) und mit einem dem Zwischengetriebe (16) nachgeschalteten Schraubgetriebe (5) als Planetengetriebe mit einem abtriebseitigen Schraubwerkzeugteil (10), sowie mit einem Gehäuse (2) mit wenigstens einem Handgriff (3) in dem der Reihe nach der Antriebsmotor (13) und das Zwischengetriebe (16) angeordnet sind. Erfindungsgemäß ist der Antriebsmotor (13) verdrehfest im Gehäuse (2) angeordnet und fixiert und das Zwischengetriebe (16) ist im Gehäuse (2) verdrehbar gelagert und mit einem Hohlrad (24) des Planetengetriebes drehfest verbunden, so dass bei einem Schraubvorgang von einer Bedienperson nur die am Gehäuse (2) durch den Antriebsmotor (13) auftretenden Reaktionskräfte abzustützen sind und auch die durch das Zwischengetriebe (16) auftretenden Reaktionskräfte mit dem Drehmoment-Stützfuß (7) abgestützt werden.

Description

Beschreibung
Drehmomentschrauber als Kraftschrauber
Die Erfindung betrifft einen Drehmomentschrauber als Kraftschrauber nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Drehmomentschrauber, sogenannte Kraftschrauber sind handgeführte Schraubgeräte für große Verschraubungen. Solche Drehmomentschrauber sind in unterschiedlichen Ausführungsformen für Drehmomentbereiche zwischen ca. 150 Nm bis 10000 Nm allgemein bekannt.
Prinzipiell sind solche Drehmomentschrauber mehrstufig aufgebaut: in einem Gehäuse mit wenigstens einem Handgriff ist in Reihe ein relativ schnelllaufender Antriebsmotor, beispielsweise ein Elektromotor und ein nachgeschaltetes Zwischengetriebe angeordnet. Zudem sind bekannte Drehmomentschrauber meist als sogenannte Abschaltschrauber ausgebildet, die nach dem Einschalten bei Erreichen eines voreinstellbaren
Schraubdrehmoments selbsttätig abschalten. Im Gehäuse als Motor- und Elektronikgehäuse sind die dazu erforderlichen Betätigungs-, Anzeige- und Steuerelemente enthalten. Dem Zwischengetriebe nachgeschaltet und anschließend an das Gehäuse ist ein schweres stabiles Schraubgetriebe als Planetengetriebe für die bei einem Schraubvorgang erforderlichen hohen Drehmomente angeordnet. Das Planetengetriebe weist ein äußeres Hohlrad auf, an dem, insbesondere zum Unterschied zu einer einfachen Handbohrmaschine, ein radial abstehender Drehmoment-Stützfuß angebracht ist. Dieser Drehmoment-Stützfuß schwenkt bei einem Schraubvorgang gegen einen in der Nähe der Verschraubung erforderlichen festen Stützpunkt und stützt dort die am Planetengetriebe auftretenden hohen Reaktionskräfte ab, die nicht mehr von Hand von einer Bedienperson abgestützt werden könnten. Bei einer drehfesten Verbindung zwischen dem Gehäuse und dem Planetengetriebe würde bei einem Schraubvorgang das Hohlrad zusammen mit dem Drehmoment-Stützfuß und dem handgeführten Gehäuse so lange und so weit verschwenken, bis der Drehmoment-Stützfuß an seinem festen Stützpunkt anliegen würde. Damit würde die Gefahr bestehen, dass bei engen Platzverhältnissen und den großen auftretenden Drehmomenten bei einem Schraubvorgang das Gehäuse und/oder Körperteile einer Bedienperson mit großer Kraft gegen ein Hindernis geschwenkt und eingeklemmt werden. Aus Sicherheitsgründen und zum Schutz von Bedienpersonen ist daher bei Drehmomentschraubern die Drehbewegung des äußeren Sonnenrads des Schraubgetriebes von der Drehbewegung des handgeführten Gehäuses entkoppelt, zum Beispiel in dem das Hohlrad des Planetengetriebes in einem das Hohlrad teilweise übergreifenden endseitigen Ringteil des Gehäuses verdrehbar gelagert ist. Bei den bekannten Drehmomentschraubern sind der Antriebsmotor, insbesondere ein Elektromotor und das nachgeschaltete Zwischengetriebe verdrehfest im Gehäuse angeordnet. Bei typischen Anordnungen treten bei einem Schraubvorgang Motor-Abtriebdrehmomente von ca. 1 Nm auf. Mit dem dem Antriebsmotor nachgeschalteten, verdrehfest im Gehäuse gehaltenen Zwischengetriebe wird die Abtriebdrehzahl des Antriebsmotors mit einem vorgegebenen Untersetzungsverhältnis reduziert bei einem entsprechend erhöhten Zwischengetriebe-Abtriebdrehmoment. Typischerweise wird etwa ein Untersetzungsverhältnis von 10:1 gewählt mit einem entsprechend 10fachen Abtriebdrehmoment von ca. 10 Nm. Durch die vorstehend erläuterte verdrehbare Verbindung zwischen dem handgeführten Gehäuse und dem schweren Schraubgetriebe als Planetengetriebe werden bei dieser bisherigen Anordnung nur die am Planetengetriebe auftretenden Reaktionskräfte vom Drehmoment-Stützfuß abgestützt, während das Zwischengetriebe- Abtriebdrehmoment von einer Bedienperson von Hand abgestützt werden muss.
Die vorstehend genannten typischen Zwischengetriebe-Abtriebdrehmomente von ca. 10 Nm, die als Reaktionskräfte von einer Bedienperson abzustützen sind, erfordern einen hohen Kraftaufwand, wodurch die Arbeit mit einem Drehmomentschrauber über längere Zeit kraftraubend und beschwerlich ist. Zudem sind Auslegungen und Dimensionierungen mit höheren Zwischengetriebe-Abtriebdrehmomenten nicht möglich und durch die Belastbarkeit von Bedienpersonen limitiert.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen gattungsgemäßen Drehmomentschrauber als Kraftschrauber so weiterzu bilden, dass bei einem Schraubvorgang die an einem handgeführten Gehäuse auftretenden Reaktionskräfte, die von einer Bedienperson abzustützen sind, reduziert sind.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der darauf rückbezogenen Unteransprüche.
Gemäß Anspruch 1 ist ein Drehmomentschrauber als Kraftschrauber vorgesehen, der einen Antriebsmotor mit vorgegebener, bevorzugt hoher, Drehzahl und vorgegebenem Motor-Abtriebdrehmoment aufweist. Ferner ist ein dem Antriebsmotor nachgeschaltetes Zwischengetriebe vorgesehen, das die Abtrieb-Drehzahl des Antriebsmotors mit einem vorgegebenen Untersetzungsverhältnis reduziert, vorzugsweise bei einem entsprechend erhöhten Zwischengetriebe-Abtriebdrehmoment. Zudem ist ein dem Zwischengetriebe nachgeschaltetes Schraubgetriebe mit einem abtriebseitigen Schraubwerkzeugteil vorgesehen, wobei das Schraubgetriebe die Abtrieb-Drehzahl des Zwischengetriebes mit einem vorgegebenen Untersetzungsverhältnis reduziert, vorzugsweise bei einem entsprechend erhöhten Schraubgetriebe-Abtriebsdrehmoment, welches für einen bestimmten Schraubvorgang erforderlich ist. Weiter ist ein Gehäuse mit wenigstens einem Handgriff vorgesehen, in dem der Reihe nach der Antriebsmotor und das Zwischengetriebe angeordnet sind, wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass von einer Bedienperson das Gehäuse am wenigstens einen Handgriff während eines Schraubvorgangs zu halten ist und/oder am Gehäuse auftretende Reaktionskräfte als Drehkräfte abzustützen sind. Das Schraubgetriebe ist ein Planetengetriebe mit einem äußeren Hohlrad mit einer Innenverzahnung, wobei das Hohlrad am Gehäuse verdrehbar gelagert ist und einen radial abstehenden Drehmoment-Stützfuß aufweist, der bei einem Schraubvorgang gegen einen erforderlichen festen Stützpunkt schwenkt und dort die am Planetengetriebe auftretenden Reaktionskräfte abstützt.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Antriebsmotor verdrehfest im Gehäuse angeordnet und fixiert ist und das Zwischengetriebe im Gehäuse verdrehbar gelagert und mit dem Hohlrad drehfest verbunden ist. Dadurch sind bei einem Schraubvorgang von einer Bedienperson nur die am Gehäuse durch den Antriebsmotor auftretenden Reaktionskräfte abzustützen und/oder werden bei einem Schraubvorgang die durch das Zwischengetriebe auftretenden Reaktionskräfte zusätzlich mit dem Drehmoment-Stützfuß abgestützt.
Mit anderen Worten ist auch bei der erfindungsgemäßen Anordnung der Antriebsmotor verdrehfest im Gehäuse angeordnet und fixiert. Das Zwischengetriebe ist jedoch im Gehäuse verdrehbar gelagert und mit dem Hohlrad des Planetengetriebes drehfest verbunden. Bei einem Schraubvorgang treten damit nur die am Gehäuse durch den Antriebsmotor auftretenden Reaktionskräfte auf, welche wie vorstehend erläutert typischerweise in der Größenordnung von 1 Nm dimensionierbar sind und von einer Bedienperson abzustützen sind. Die höheren durch das Zwischengetriebe auftretenden Reaktionskräfte werden durch die verdrehfeste Verbindung mit dem Hohlrad zusätzlich mit dem Drehmoment-Stützfuß abgestützt.
Mit der erfindungsgemäßen Anordnung können im Vergleich zum Stand der Technik die am Gehäuse auftretenden Reaktionskräfte für eine kraftsparende und bequeme Handhabung stark reduziert werden und/oder es werden Freiräume für Dimensionierungen mit höheren Zwischengetriebe- Abtriebdrehmomenten möglich, da gegebenenfalls dann immer noch relativ geringe Abtriebdrehmomente des Antriebsmotor von Hand gut abzustützen sind.
Grundsätzlich ist die erfindungsgemäße Anordnung mit unterschiedlichen Motoren, insbesondere mit Elektromotoren, möglich, wobei gegebenenfalls auch Pneumatik-Motoren oder Hydraulik-Motoren verwendbar sind.
In einer konkreten Ausführungsform kann am Gehäuse ein Handgriff als Pistolengriff angeordnet sein. Bei einer Ausführungsform als Akku-Schrauber mit einem Elektromotor kann weiter am Pistolengriff eine Aufnahmebox für einen Energiespeicher, zum Beispiel einen Akku, zur Energieversorgung des Elektromotors angebracht sein.
Der Drehmoment-Stützfuß kann abnehmbar ausgeführt sein, wobei am Hohlrad in einem Teilbereich eine Außenverzahnung angebracht ist, auf die ein Anschlussring des Drehmoment-Stützfußes mit zugeordneter Innenverzahnung aufsteckbar und fixierbar ist. Ferner kann der Ausgang des Planetengetriebes als Abtriebmehrkant, zum Beispiel als Abtriebvierkant, ausgebildet sein, auf den als Schraubwerkzeugteil eine wechselbare Stecknuss aufsteckbar ist.
Ein einfacher erfindungsgemäßer Aufbau ergibt sich, wenn die Abtriebsdrehwellen des Antriebsmotors, des Zwischengetriebes und des Planetengetriebes konzentrisch ausgerichtet sind und der Innenbereich des Gehäuses in seiner Grundform zylindrisch ist. Grundsätzlich sind aber auch Winkelanordnungen möglich.
In einer besonders bevorzugten konkreten Anordnung ist die verdrehbare Lagerung des Zwischengetriebes im Gehäuse dergestalt durchgeführt, dass einerseits auf einem Wellenabschnitt zwischen dem Antriebsmotor und dem Zwischengetriebe ein Adapterring drehbar gelagert ist, mit dem ein angrenzender Bereich des Zwischengetriebes, insbesondere ein den Adapterring übergreifender Zwischengetriebe-Gehäusebereich, verdrehfest verbunden ist. Andererseits ist an einem gegenüberliegenden Bereich des Zwischengetriebes, insbesondere eines Zwischengetriebe-Gehäusebereichs, gegebenenfalls über einen Mitnehmerring konzentrisch eine Zahnscheibe angeordnet und verdrehfest verbunden, die mit ihrer äußeren Verzahnung in die Innenverzahnung des Hohlrad eingreift. Damit wird einerseits die Verdreh barkeit des Zwischengetriebes im Gehäuse und andererseits die verdrehfeste Verbindung mit dem Hohlrad hergestellt. Dabei kann das Planetengetriebe als separates Bauteil mit dem Gehäuse zusammengesteckt und montiert werden. Durch eine zentrale Öffnung der Zahnscheibe ist ein Abtriebritzel des Zwischengetriebes geführt, welches in das Planetengetriebe eingreift, und dort insbesondere mit einem Planetenrad kämmt. Das Untersetzungsverhältnis des Zwischengetriebes liegt bevorzugt in der Größenordnung von 1:10. Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass das Motor-Abtriebdrehmoment in der Größenordnung von 1 Nm und das Zwischengetriebe-Abtriebdrehmoment bei 10 Nm liegt.
Die erfindungsgemäße Anordnung kann vorteilhaft in Verbindung mit einer Schrauberausführung als Abschaltschrauber verwendet werden, der bei Erreichen eines voreinstellbaren Schraubdrehmoments selbsttätig abschaltet.
Ferner wird auch ein Verfahren beansprucht. Die mit der erfindungsgemäßen Verfahrensführung erzielbaren Vorteile sind identisch zu denjenigen des erfindungsgemäßen Drehmomentschraubers, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die zuvor gemachten Ausführungen verwiesen wird.
Anhand einer Zeichnung werden Ausführungsbeispiele der Erfindung weiter lediglich beispielhaft erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 eine perspektivische Darstellung eines Drehmomentschraubers als Kraftschrauber mit einem Drehmoment-Stützfuß,
Figur 2 eine Seitenansicht eines ähnlichen Drehmomentschraubers ohne Stützfuß,
Figur 3 einen schematischen Längsschnitt durch ein Gehäuse und einen Teil eines Schraubgetriebes, und
Figur 4 eine Draufschicht auf ein Sonnenrad des Schraubgetriebes. In Figur 1 ist ein Drehmomentschrauber 1 als Akkuschrauber dargestellt mit einem Gehäuse 2, mit einem Handgriff 3 als Pistolengriff, an dem endseitig eine Aufnahmebox 4 für einen zum Beispiel Akku als Energiespeicher zur Energieversorgung eines im Gehäuse 2 angeordneten Elektromotors 13 als Antriebsmotor angebracht ist.
Mit dem Gehäuse 2 ist verdrehbar ein Schraubgetriebe 5 mit einem äußeren Sonnenrad 6 verbunden, an dem verdrehfest ein Drehmoment-Stützfuß 7 angebracht ist. Wie aus Figur 2 ersichtlich, ist dazu an einem Teilbereich des Sonnenrads 6 eine Außenverzahnung 8 angebracht, auf die der Drehmoment- Stützfuß 7 mit einer zugeordneten Innenverzahnung aufsteckbar und fixierbar ist.
Weiter ist aus Figur 2 ersichtlich, dass der Ausgang des Schraubgetriebes 5 als Abtriebmehrkant, hier beispielhaft als Abtriebvierkant 9, ausgebildet ist, auf den als Schraubwerkzeugteil eine wechselbare Stecknuss 10 aufsteckbar ist.
Wie aus Figur 2 in Verbindung mit dem Längsschnitt nach Figur 3 ersichtlich, ist das Gehäuse 2 mehrteilig ausgebildet und besteht insbesondere aus einem stabilen Gehäuseinnenteil 11 , auf das zur Ausbildung des Handgriffs 3 und zur Aufnahme von Schalt-, Steuer- und Anzeigeelementen Schalenteile 12 aufgesetzt und fixiert sind.
In dem erfindungsgemäß relevanten Gehäuseinnenteil 11 nach Figur 3, weiter allgemein als Gehäuse 2 bezeichnet, ist ein, vorzugsweise relativ schnell drehender, Elektromotor 13 mit einer Drehwelle 14 angeordnet und schematisch dargestellt. Bei einem Schraubvorgang treten bei der hier angenommenen Auslegung an der Drehwelle, insbesondere an einem ausgangsseitigen Wellenabschnitt 15, Drehmomente beispielsweise in der Größenordnung von ca. 1 Nm auf. Dem Elektromotor 13 ist ein schematisch dargestelltes Zwischengetriebe 16 nachgeschaltet, das hier beispielhaft die Drehzahl des Elektromotors 13 mit einem Untersetzungsverhältnis 10:1 reduziert, wodurch an einem Abtriebritzel 17 des Zwischengetriebes 16 ein Zwischengetriebe-Abtriebdrehmoment von beispielhaft ca. 10 Nm auftritt.
Das Zwischengetriebe 16 weist einen zum Elektromotor 13 vorspringenden Zwischengetriebe-Gehäusebereich 18 auf, der mit einem Adapterring 19 verdrehfest verbunden ist. Der Adapterring 19 ist mittels eines Kugellagers 20 auf dem Wellenabschnitt 15 der Drehwelle 14 drehbar gelagert.
Am gegenüberliegenden Ende des Zwischengetriebes 16 ist mit dem Zwischengetriebe-Gehäuse verdrehfest ein Mitnehmerring 21 verbunden, an dem wiederum endseitig eine Zahnscheibe 22 befestigt ist. Die Zahnscheibe 22 greift mit ihrer Außenverzahnung in eine Innenverzahnung 23 eines Hohlrads 24 des Schraubgetriebes 5 als Planetengetriebe ein. Das Hohlrad 24 ist mit einem Abschnitt verdrehbar in ein endseitiges Aufnahme-Ringteil 25 des Gehäuses 2 eingesteckt. Der weitere Aufbau des Schraubgetriebes 5 ist erfindungsgemäß nicht relevant und damit nicht weiter dargestellt. Lediglich im oberen Bereich des Hohlrads 24 ist schematisch ein Teil eines Planetenradträgers 26 mit einem Planetenrad 27 dargestellt, in das das Abtriebritzel 17 eingreift. Mit der dick eingezeichneten strichlierten Linie 28 und den Drehpfeilen 29 und 30 soll verdeutlicht werden, dass das Zwischengetriebe 16 im Gehäuse 2 drehbar angeordnet ist und eine verdrehfeste Verbindung zum Schraubgetriebe 5 bzw. dem Hohlrad 24 und damit zum Drehmoment-Stützfuß 7 aufweist, wodurch auch das Zwischengetriebe-Abtriebdrehmoment vom Drehmoment-Stützfuß 7 abgestützt wird. Bei einem Schraubvorgang liegt somit am Gehäuse 2 als Reaktionskraft nur noch das vergleichsweise kleine Motor-Abtriebdrehmoment an, welches als Reaktionskraft von einer Bedienperson abgestützt werden muss. In Figur 4 ist eine Draufsicht auf das Hohlrad 24 mit seiner Innenverzahnung 23 gezeigt und in Figur 5 ein entsprechender Längsschnitt. In die Innenverzahnung 23 greift, wie dargestellt, die Außenverzahnung der Zahnscheibe 22 für eine drehfeste Verbindung mit dem Zwischengetriebe 16 ein.
Bezuaszeichenliste
1 Drehmomentschrauber
2 Gehäuse
3 Handgriff
4 Aufnahmebox 5 Schraubgetriebe
6 Sonnenrad
7 Drehmoment-Stützfuß
8 Außenverzahnung
9 Abtriebvierkant 10 Stecknuss
11 Gehäuseinnenteil
12 Schalenteile
13 Elektromotor
14 Drehwelle 15 Wellenabschnitt
16 Zwischengetriebe
17 Abtriebritzel
18 Zwischengetriebe-Gehäusebereich
19 Adapterring 20 Kugellager
21 Mitnehmerring
22 Zahnscheibe
23 Innenverzahnung
24 Hohlrad 25 Aufnahme-Ringteil 26 Planeten radträger
27 Planetenrad
28 Linie
29 Dreh pfeil 30 Dreh pfeil

Claims

Patentansprüche
1. Drehmomentschrauber (1 ) als Kraftschrauber, mit einem Antriebsmotor (13) mit vorgegebener, bevorzugt hoher, Drehzahl und vorgegebenem Motor-Abtriebdrehmoment, mit einem dem Antriebsmotor (13) nachgeschalteten Zwischengetriebe (16), das die Abtrieb-Drehzahl des Antriebsmotors (13) mit einem vorgegebenen Untersetzungsverhältnis reduziert, vorzugsweise bei einem entsprechend erhöhten Zwischengetriebe-Abtriebdrehmoment, mit einem dem Zwischengetriebe (16) nachgeschalteten Schraubgetriebe (5) mit einem abtriebseitigen Schraubwerkzeugteil (10), wobei das Schraubgetriebe (5) die Abtrieb-Drehzahl des Zwischengetriebes (16) mit einem vorgegebenen Untersetzungs- Verhältnis reduziert, vorzugsweise bei einem entsprechend erhöhten
Schraubgetriebe-Abtriebsdrehmoment, welches für einen bestimmten Schraubvorgang erforderlich ist, mit einem Gehäuse (2) mit wenigstens einem Handgriff (3), in dem der Reihe nach der Antriebsmotor (13) und das Zwischengetriebe (16) angeordnet sind, wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass von einer Bedienperson das Gehäuse (2) am wenigstens einen Handgriff (3) während eines Schraubvorgangs zu halten ist und am Gehäuse (2) auftretende Reaktionskräfte als Drehkräfte abzustützen sind, und das Schraubgetriebe (5) ein Planetengetriebe mit einem äußeren Hohlrad (24) mit einer Innenverzahnung (23) ist, wobei das Hohlrad (24) am Gehäuse (2) verdrehbar gelagert ist und einen radial abstehenden Drehmoment-Stützfuß (7) aufweist, der bei einem Schraubvorgang gegen einen erforderlichen festen Stützpunkt schwenkt und dort die am Planetengetriebe (5) auftretenden Reaktionskräfte abstützt, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (13) verdrehfest im Gehäuse (2) angeordnet und fixiert ist und das Zwischengetriebe (16) im Gehäuse (2) verdrehbar gelagert und mit dem Hohlrad (24) drehfest verbunden ist, vorzugsweise dergestalt dass bei einem Schraubvorgang von einer Bedienperson nur die am Gehäuse (2) durch den Antriebsmotor (13) auftretenden Reaktionskräfte abzustützen sind und/oder die durch das Zwischengetriebe (16) auftretenden Reaktionskräfte zusätzlich mit dem Drehmoment-Stützfuß (7) abgestützt werden.
2. Drehmomentschrauber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor ein gegenüber der Schraubgetriebe- Abtriebdrehzahl schnell drehender Motor als Pneumatik-Motor oder als Hydraulik-Motor oder als Elektromotor (13) ist.
3. Drehmomentschrauber nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass am Gehäuse (2) als Handgriff (3) ein Pistolengriff angeordnet ist und bei einer Ausführungsform mit einem Elektromotor (13) am Pistolengriff (3) eine Aufnahmebox (4) für einen Energiespeicher, vorzugsweise für einen Akku als Energiespeicher, zur Energieversorgung des Elektromotors (13) angebracht ist.
4. Drehmomentschrauber nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass am Sonnenrad (24) in einem Teilbereich eine Außenverzahnung (8) angebracht ist, auf die ein Anschlussring eines Drehmoment-Stützfußes (7) mit zugeordneter Innenverzahnung aufsteckbar und fixierbar ist.
5. Drehmomentschrauber nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang des Planetengetriebes (5) ein Abtriebmehrkant, vorzugsweise ein Abtriebvierkant (9), ist und das Schraubwerkzeugteil eine wechselbare, aufsteckbare Stecknuss (10) ist.
6. Drehmomentschrauber nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebdrehwellen des Antriebsmotors (13), des Zwischengetriebes (16) und des Planetengetriebes (5) konzentrisch ausgerichtet sind und der Innenbereich des Gehäuses (2) in seiner
Grundform zylindrisch ist.
7. Drehmomentschrauber nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass für eine verdrehbare Lagerung des Zwischengetriebes (16) im Gehäuse (2) und eine drehfeste Verbindung mit dem Hohlrad (24) einerseits auf einem Wellenabschnitt (15) zwischen dem Antriebsmotor (13) und dem Zwischengetriebe (16) ein Adapterring (19) drehbar gelagert ist, mit dem das Zwischengetriebe (16), insbesondere ein Zwischengetriebe-Gehäusebereich (18), verdrehfest verbunden ist und andererseits an einem gegenüberliegenden Bereich des
Zwischengetriebes (16), insbesondere an einem Zwischengetriebe- Gehäusebereich (18), gegebenenfalls über einen Mitnehmerring (21), eine konzentrische Zahnscheibe (22) angeordnet und verdrehfest verbunden ist, die mit ihrer äußeren Verzahnung in die Innenverzahnung (23) des Hohlrads (24) eingreift, wobei durch eine zentrale Öffnung der Zahnscheibe (22) ein Abtriebritzel (17) des Zwischengetriebes (16) geführt ist, das in das Planetengetriebe (5) eingreift.
8. Drehmomentschrauber nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Untersetzungsverhältnis des Zwischengetriebes (16) in der Größenordnung von 1:10 liegt, und/oder dass das Motor-Abtriebdrehmoment in der Größenordnung von 1 Nm und das Zwischengetriebe-Abtriebdrehmoment bei 10 Nm liegt.
9. Drehmomentschrauber nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmomentschrauber (1) als
Abschaltschrauber ausgebildet ist, der bei Erreichen eines voreinstellbaren Schraubdrehmoments selbsttätig abschaltet.
10. Verfahren zum Betreiben eines Drehmomentschraubers (1), insbesondere eines Drehmomentschrauber (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Antriebsmotor (13) mit vorgegebener, bevorzugt hoher, Drehzahl und vorgegebenem Motor-Abtriebdrehmoment, mit einem dem Antriebsmotor (13) nachgeschalteten Zwischengetriebe (16), das die Abtrieb-Drehzahl des Antriebsmotors (13) mit einem vorgegebenen Untersetzungsverhältnis reduziert, vorzugsweise bei einem entsprechend erhöhten Zwischengetriebe-Abtriebdrehmoment, mit einem dem Zwischengetriebe (16) nachgeschalteten Schraubgetriebe (5) mit einem abtriebseitigen Schraubwerkzeugteil (10), wobei das Schraubgetriebe (5) die Abtrieb-Drehzahl des Zwischengetriebes (16) mit einem vorgegebenen Untersetzungs verhältnis reduziert, vorzugsweise bei einem entsprechend erhöhten Schraubgetriebe-Abtriebsdrehmoment, welches für einen bestimmten Schraubvorgang erforderlich ist, mit einem Gehäuse (2) mit wenigstens einem Handgriff (3), in dem der Reihe nach der Antriebsmotor (13) und das Zwischengetriebe (16) angeordnet sind, wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass von einer Bedienperson das Gehäuse (2) am wenigstens einen Handgriff (3) während eines Schraubvorgangs zu halten ist und am Gehäuse (2) auftretende Reaktionskräfte als Drehkräfte abzustützen sind, und das Schraubgetriebe (5) ein Planetengetriebe mit einem äußeren Hohlrad (24) mit einer Innenverzahnung (23) ist, wobei das Hohlrad (24) am Gehäuse (2) verdrehbar gelagert ist und einen radial abstehenden Drehmoment-Stützfuß (7) aufweist, der bei einem Schraubvorgang gegen einen erforderlichen festen Stützpunkt schwenkt und dort die am Planetengetriebe (5) auftretenden Reaktionskräfte abstützt, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (13) verdrehfest im Gehäuse (2) angeordnet und fixiert ist und das Zwischengetriebe (16) im Gehäuse (2) verdrehbar gelagert und mit dem Hohlrad (24) drehfest verbunden ist, so dass bei einem Schraubvorgang von einer Bedienperson nur die am Gehäuse (2) durch den Antriebsmotor (13) auftretenden Reaktionskräfte abzustützen sind und/oder die durch das Zwischengetriebe (16) auftretenden Reaktionskräfte zusätzlich mit dem Drehmoment-Stützfuß (7) abgestützt werden.
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