WO2008043337A1

WO2008043337A1 - Schlagschraubergerät mit stiftschlagwerk und drehmomentbegrenzung

Info

Publication number: WO2008043337A1
Application number: PCT/DE2007/001769
Authority: WO
Inventors: Frank Kühnapfel; Magnus Ahles
Original assignee: Rodcraft Pneumatic Tools Gmbh & Co. Kg
Priority date: 2006-10-13
Filing date: 2007-10-02
Publication date: 2008-04-17
Also published as: US20100025063A1; TW200817141A; DE102006048563A1; DE102006048563B4

Abstract

Ein Schlagschraubergerät (1) mit einem Motor zur Übertragung einer Drehbewegung auf eine in einem Schlagwerkkäfig (11) angeordnete Spindel (2) und mit einer Nockensteuerhülse (9), an deren Stirnseite (12) sich eine Bahn (13) mit einer Erhebung (14) befindet, dient zur Übertragung auch von reibender Bewegung auf die zu fixierenden Schrauben. Die Nockensteuerhülse (9) ergibt im Zusammenspiel mit dem Schlagwerkkäfig (11) einen Kanal (15) für den Umlauf einer Kugel (16) und greift in axialverschiebliche Stifte (6, 7) ein, die durch eine den Schlagmechanismus auslösende Verschiebebewegung auf einen die Spindel (2) umgebenden Kragen (3) eine die Rückkehr in die Ausgangslage sicherstellende Feder (17) zusammendrücken. Zwischen den Stiften (6, 7) und dem Kragen (3) ist eine zur Übertragung von hauptsächlich reibender Bewegung zwischen den Stiften (6, 7) und der Spindel (2) dienende Kulisse (8) vorgesehen.

Description

B E S C H R E I B U N G

Schlagschraubergerät mit Stiftschlagwerk und Drehmomentbegrenzung

Die Erfindung betrifft ein Schlagschraubergerät mit einem Motor zur Übertragung einer Drehbewegung auf eine in einem Schlagwerkkäfig angeordnete Spindel und mit einer Nockensteuerhülse, an deren Stirnseite sich eine Bahn mit einer Erhebung befindet, wodurch die Nockensteuerhülse in Zusammenspiel mit dem Schlagwerkkäfig einen Kanal für den Umlauf einer in einer Kugelführungshülse geführten Kugel ergibt und wobei die Nockensteuerhülse in axial verschiebliche Stifte eingreift, die durch eine den Schlagmechanismus ausübende Verschiebebewegung auf einen die Spindel umgebenden Kragen eine die Rückkehr in die Ausgangslage sicherstellende Feder zusammendrücken.

Derartige Schlagschrauber finden Einsatz beim Anziehen und Lösen von Schraubverbindungen. Sie sind zum Beispiel für Betriebe unentbehrlich, die mit Radwechseln für Fahrzeuge zu tun haben. Die Geräte werden pneumatisch oder elektrisch angetrieben und sind geeignet, Dreh- und Schlagkräfte auf die Schrauben auszuüben, um auch gerade die beim Lösen der Schrauben notwendigen Schlagkräfte aufbringen zu können, wenn aufgrund der Verschmutzung und Alterung sowie Belastungen beim Betrieb des Fahrzeugs, insbesondere durch hohe Bremstemperaturen ungleich höhere Kräfte aufgebracht werden müssen. Es gibt diverse Vorschläge, das Drehmoment beim Anziehen der Schrauben zu regulieren bzw. begrenzen zu können. Ein solches Gerät ist beispielsweise aus der DE-PS 198 33 943 bekannt. Damit gilt es zu verhindern, dass infolge von zu hohen Momenten die Schrauben zu fest angezogen werden und sich dabei z. B. in den Konus oder Kugelbund einer Felge hineinfressen. Dies kann zu Zerstörungen der Schraubverbindung und der Klemmflächen, insbesondere des Gewindes führen. Die damit einhergehenden Schäden sind erheblich und zwar sowohl in Bezug auf Sicherheitskriterien als auch in wirtschaftlicher Hinsicht. Die vorgenannte Lösung hat sich dahingehend als nachteilig erwiesen, dass dieses Verfahren zu abhängig von äußeren Einflüssen wie Verschmutzung der Schraubverbindung, Geschicklichkeit des Personals oder der Druckluftversorgung war.

Der vorliegenden Erfindung stellt sich damit die Aufgabe, einen verbesserten Vorschlag für ein Schlagschraubergerät zu präsentieren, mit dem sich ein Überziehen der Schrauben und damit verbundene Zerstörungen ausschließen lassen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass zwischen den Stiften und dem Kragen eine zur Übertragung von reibender Bewegung zwischen den Stiften und der Spindel dienende Kulisse vorgesehen ist.

Über die Nockensteuerhülse bzw. die Stifte wird die Spindel dabei nur in der Drehrichtung in Schlagbewegungen versetzt, die dem Lösen der Schraube entspricht, wenn also der zusätzliche Schlagmechanismus benötigt wird. Beim Drehen in die andere Richtung, zum Fixieren der Schraube, wird hingegen zwischen Nockensteuerhülse bzw. Stiften und Spindel eine reibende Bewegung übertragen, die eine Begrenzung des aufgebrachten Drehmomentes bewirkt. Konkret befindet sich diese Kulisse im Bereich der Stifte bzw. der Spindel, sodass von den Stiften auf die Spindel in einer Drehrichtung hauptsächlich Reibkraft übertragen wird.

Ergänzend hierzu ist vorgesehen, dass zwischen den Stiften und dem Kragen eine zur Übertragung von zunächst leicht schlagender und anschließend reibender Bewegung zwischen den Stiften und der Spindel dienende Kulisse vorgesehen ist. Bei der entsprechenden Drehung erfolgt im Rahmen dieser bevorzugten Variante also zunächst eine leichte Schlagbewegung, die dann in eine reibende Bewegung übergeht bzw. überschnappt. Eine bevorzugte Ausführungsform sieht dabei vor, dass die Kulisse kragenseitig vorgesehen ist. Vor allem ist dabei daran gedacht, dass der Kragen eine ungleichmäßige Stärke aufweist. Dies führt dazu, dass bei entsprechender Beaufschlagung durch die Stifte die Spindel in einer Drehrichtung statt in eine Schlag- nur in eine Drehbewegung versetzt wird, weil aufgrund der Ausbildung des Kragens hier nur eine verminderte Kraft auf die Nocken der Spindel ausgeübt werden kann. Dies führt vorteilhafterweise zu der Drehmomentbegrenzung in Bezug auf eine, mit dem Fixieren der Schrauben korrespondierende Drehrichtung, während in der anderen Drehrichtung wie bisher die komplette Schlagkraft aufgebracht werden kann.

Eine solche Ausführungsform ist z. B. erreicht, wenn der Kragen schräg verlaufende Abschnitte aufweist, dass sich also die Stärke des die Spindel umgebenden Kragens in vorgegebenen Abschnitten verjüngt. Somit werden bei der Längsverschiebung der Stifte, ausgelöst durch die Bewegung der

Nockensteuerhülse, reduzierte Kräfte auf die schräg verlaufenden Abschnitte des Kragens ausgeübt. Der Winkel dieser Schrägen gibt dabei gewissermaßen die Reibkraft vor, während ein Absatz an der Stirnseite des nockenartigen Vorsprungs als Schlagfläche dient, wenn eine leichte vorherige Schlagbewegung erreicht werden soll.

Der Kragen weist im Prinzip vier Abschnitte auf, nämlich zwei runde Bereiche geringerer Breite und zwei nockenartige Vorsprünge größerer Breite. Es ist vorgesehen, dass die Abschnitte den beiden kragenseitigen Vorsprüngen zugeordnet sind. Die Schrägen sind also im Bereich der kragenseitigen Vorsprünge angeordnet.

Mit der zuvor dargestellten Ausbildung des Kragens geht einher, dass die Vorsprünge um 180° versetzt sind. Sie befinden sich also an gegenüberliegenden Seiten der Spindel. Es ist als besonders zweckmäßig anzusehen, wenn die Vorsprünge eine Kurvenbahn aufweisen. Diese dreimensionale Kurvenbahn ist in ihrer Ausbildung und Anordnung abgestimmt auf das Drehmoment, das beim Fixieren der Schrauben aufgebracht werden können soll. Gleichzeitig ist diese Kurvenbahn so bemessen, dass ohne Beeinträchtigung des Schraubverhaltens bei Drehung der Spindel in die andere Richtung die Reibung hier in Material schonender Weise durch die Bahn übertragen werden kann.

Dies ist zum Beispiel der Fall, wenn die Kurvenbahn konkav oder konvex ausgebildet ist. Ein alternativer Vorschlag zu einer solchen Kurvenbahn sieht vor, dass die Vorsprünge eine Gerade aufweisen, an der die Reibungskräfte zwischen Stiften und Spindel übertragen werden.

Um die angesprochene Wirkung beim Festziehen der Schraube erreichen zu können, ist vorgesehen, dass die Anordnung der schräg verlaufenden Abschnitte auf die Drehrichtung des Schlagschraubers im Uhrzeigersinn abgestimmt ist. Diese Richtung entspricht dem Festziehen bei einem üblichen Rechtsgewinde. In der umgekehrten Richtung, gegen den Uhrzeigersinn, ist das Material im Bereich der Kragens belassen, um die volle Schlagwirkung zu entfalten.

Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass ein Schlagschraubergerät mit einem Stiftschlagwerk mit einer Drehmomentbegrenzung geschaffen ist, bei dem in vorteilhafter Weise eine Übertragung von in erster Linie reibender Bewegung zwischen den Stiften und der Spindel in eine mit dem Festziehen der Befestigungsmittel korrespondierenden Drehrichtung stattfindet, während bei der entgegengesetzten Drehung die volle Schlagwirkung von den Stiften auf die Spindel entfaltet werden kann. Eine Schlagbewegung wird hingegen, abgesehen von einer bevorzugten Ausführungsform mit einer vergleichsweise leichten Schlag- vor der Reibbewegung, vermieden, wenn sie weder erwünscht noch notwendig ist. Die Spindel weist hierzu einen Kragen mit zwei nockenartigen Vorsprüngen auf gegenüberliegenden Seiten der Spindel auf, dessen Stärke ungleichmäßig bemessen ist. Konkret befinden sich hier schräg verlaufende, bahnartig oder gerade verlaufende Abschnitte, an denen die Stifte entlang reiben. Damit ist eine denkbar einfache und sichere technische Lösung erreicht, die unabhängig von der vergleichsweise kompliziert bauenden und damit anfälligen Mechanik im Zusammenhang mit der Nockensteuerhülse und der Kurvenbahn zwischen dieser und dem Schlagwerkkäfig ist.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in denen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt ist. Es zeigen:

Figur 1 ein Schlagschraubergerät,

Figur 2 eine Spindel in Seitenansicht, Figur 3 eine Spindel in perspektivischer Ansicht und

Figur 4 eine Explosionsdarstellung der relevanten Bauteile.

Figur 1 zeigt ein Schlagschraubergerät 1 mit dem Gehäuse 23 und dem Griff 24. Zu erkennen sind ferner die Handhabe 25 zur Betätigung des Schlagschraubers 1 sowie der Druckluftanschluss 26. Über die mit dem Bezugszeichen 2 versehene Spindel mit dem Antriebsvierkant 27 werden die Drehmomente auf die Befestigungsmittel wie zum Beispiel Schrauben ausgeübt, wobei bei dem erfindungsgemäßen Schlagschrauber 1 in die Richtungen zum Lösen und Fixieren der Befestigungsmittel unterschiedliche Kräfte aufgebracht werden können, insbesondere kann eine Drehmomentbegrenzung dadurch erreicht werden, dass es vorwiegend zur Übertragung von Reibung zwischen den hier nicht erkennbaren Stiften und der Spindel 2 kommt.

Letztere ist in Figur 2 dargestellt. Neben dem Antriebsvierkant 27 und der mit Kerben 29 versehenen und im Betrieb von der Druckfeder umgebenden, korrespondierend zu der Nockensteuerhülse 9 ausgebildeten Fläche 28 in Form eines Keilwellenprofils ist etwa in der Mitte der Spindel 2 der Kragen 3 zu erkennen. Der Kragen 3 umfasst zwei Abschnitte 4 und 5 auf gegenüberliegenden Seiten des Kragens 3, versetzt um 180°, wobei hier im Bereich des Abschnittes 4 die Kurvenbahn 20 zu erkennen ist. Diese ist dem nockenartigen Vorsprung 18 zugeordnet, ähnlich wie der hier nicht erkennbare Abschnitt 5 dem gegenüberliegenden Vorsprung 19. Die Abschnitte 4, 5 bilden eine Kulisse 8 für die hier nicht dargestellten Schlagstifte, in dem letztere auf der Kurvenbahn 20 entlang reiben, wodurch nur verminderte, insbesondere keine Schlagkräfte auf die Spindel 2 im Rahmen der Fixierung der Schrauben aufgebracht werden können.

Dieselbe Spindel zeigt Figur 3 hier aus perspektivischer Ansicht, wobei der

Kragen 3 besonders gut zu erkennen ist. Dieser ist durch zwei Vorsprünge 18, 19 sowie den Kragenabschnitt 30 und den gegenüberliegenden Kragenabschnitt 31 gebildet. Während die Kragenabschnitte 30, 31 rund ausgebildet sind, sind die nockenartigen Vorsprünge 18, 19 deutlich verbreitert. Zu erkennen ist hier ferner die Kurvenbahn 20 im Bereich des hinsichtlich seiner Stärke deutlich verminderten Vorsprungs 18, bezogen auf die Kragenabschnitte 30, 31. Mit dem Bezugszeichen 10 auf dem Vorsprung 18 ist der als Schlagfläche dienende Absatz bezeichnet, gegen welchen die Schlagwerkstifte zunächst leicht schlagen, bevor dann der Übergang bzw. eine Überschnappen in eine reibende Bewegung erfolgt.

Die insbesondere für die Erfindung relevanten Bauteile sind in Figur 4 dargestellt. Dabei handelt es sich neben der Spindel 2 um die Druckfeder 17, die beiden Stifte 6 und 7, die Nockensteuerhülse 9, die Kugelführungshülse 21 und den Schlagwerkkäfig 11. An der Stirnseite 12 der Nockensteuerhülse 9 befindet sich eine Bahn 13 mit einer Erhebung 14. Zwischen der Stirnseite 12 der Nockensteuerhülse 9 und der in den Schlagwerkkäfig 11 integrierten Kugelführungshülse 21 befindet sich ein Kanal 15 für den Umlauf der Kugel 16. Bei der Rotation der Nockensteuerhülse 9 kommt es infolge der Ausbildung der Erhebung 14 und der Kugel 16 im Bereich des Kanals 15 zu einer Längsverschiebung der Nockensteuerhülse 9, die ihrerseits einen Kragen 32 aufweist, der in den den Stiften 6, 7 zugeordneten Zwischenraum 35 zwischen den beiden stiftseitigen Kragen 36, 37 eingreift. Auf diese Weise wird die Bewegung auf die Stifte 6, 7 übertragen, die sich in Richtung ihrer Längsachsen 33, 34 bewegen und damit bei einer Drehung der Spindel 2 im entsprechenden Drehsinn über den Stiftkopf 38 hauptsächlich eine Reibkraft auf den spindelseitigen Kragen 3 und damit die Spindel 2 ausüben. Die Feder 17 stellt dann die Rückkehr in die Ausgangslage sicher. Bei der Rotation in die andere Richtung hingegen kommt es zu den beabsichtigten Schlagbewegungen von dem Stiftkopf 38 auf den Kragen 3, die benötigt werden, um insbesondere Schrauben lösen zu können, die sich nach langer Benutzung in das Material hineingefressen haben.

Claims

PATENTANSP RÜCHE

1. Schlagschraubergerät (1) mit einem Motor zur Übertragung einer Drehbewegung auf eine in einem Schlagwerkkäfig (11 ) angeordnete Spindel (2) und mit einer Nockensteuerhülse (9), an deren Stirnseite (12) sich eine Bahn (13) mit einer Erhebung (14) befindet, wodurch die Nockensteuerhülse (9) in Zusammenspiel mit dem Schlagwerkkäfig (11) einen Kanal (15) für den Umlauf einer in einer Kugelführungshülse (21) geführten Kugel (16) ergibt und wobei die Nockensteuerhülse (9) in axial verschiebliche Stifte (6, 7) eingreift, die durch eine den Schlagwerkmechanismus ausübende Verschiebebewegung auf einen die Spindel (2) umgebenden Kragen (3) eine die Rückkehr in die Ausgangslage sicherstellende Feder (17) zusammendrücken, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Stiften (6, 7) und dem Kragen (3) eine zur Übertragung von reibender Bewegung zwischen den Stiften (6, 7) und der Spindel (2) dienende Kulisse (8) vorgesehen ist.

2. Schlagschraubergerät 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Stiften (6, 7) und dem Kragen (3) eine zur Übertragung von zunächst leicht schlagender und anschließend reibender Bewegung zwischen den Stiften (6, 7) und der Spindel (2) dienende Kulisse (8) vorgesehen ist.

3. Schlagschraubergerät 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kulisse (8) kragenseitig vorgesehen ist.

4. Schlagschraubergerät 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kragen (3) eine ungleichmäßige Stärke aufweist.

5. Schlagschraubergerät 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kragen (3) schräg verlaufende Abschnitte (4, 5) aufweist.

6. Schlagschraubergerät 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschnitte (4, 5) zwei kragenseitigen Vorsprüngen (18, 19) zugeordnet sind.

7. Schlagschraubergerät 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (18, 19) um 180° versetzt sind.

8. Schlagschraubergerät 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (18, 19) eine Kurvenbahn (20) aufweisen.

9. Schlagschraubergerät 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenbahn (18, 19) konkav oder konvex ausgebildet ist.

10. Schlagschraubergerät 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (18, 19) eine Gerade aufweisen.

11. Schlagschraubergerät 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung der schräg verlaufenden Abschnitte (4, 5) auf die Drehrichtung des Schlagschraubers im Uhrzeigersinn abgestimmt ist.