WO2016000843A1 - Reiblager zwischen läufer und amboss in einem schlagschrauber - Google Patents

Reiblager zwischen läufer und amboss in einem schlagschrauber Download PDF

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WO2016000843A1
WO2016000843A1 PCT/EP2015/059098 EP2015059098W WO2016000843A1 WO 2016000843 A1 WO2016000843 A1 WO 2016000843A1 EP 2015059098 W EP2015059098 W EP 2015059098W WO 2016000843 A1 WO2016000843 A1 WO 2016000843A1
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bearing
mnm
output shaft
torque
impact
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PCT/EP2015/059098
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French (fr)
Inventor
Adrian Vogt
Anatoli Pankraz
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C. & E. Fein Gmbh
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    • 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
    • B25B21/02—Portable power-driven screw or nut setting or loosening tools; Attachments for drilling apparatus serving the same purpose with means for imparting impact to screwdriver blade or nut socket
    • 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
    • B25B21/02—Portable power-driven screw or nut setting or loosening tools; Attachments for drilling apparatus serving the same purpose with means for imparting impact to screwdriver blade or nut socket
    • B25B21/026—Impact clutches

Definitions

  • the present invention relates to an impact wrench, in particular a
  • Tangential impact wrench and further a method for releasing and / or securing a screw with a tangential impact driver.
  • tangential impact wrenches are suitable for inserting screws into a wide range of materials of varying hardness, such as cellular concrete, sand-lime brick, brick, stone or concrete. It is a percussion used for this purpose, in which two impactors, hammer and anvil, are accelerated against each other and impulsively transmit kinetic energy upon contact.
  • An object of the invention is to provide an impact wrench, which has a lower wear of the striking mechanism. Another task of
  • Invention is a method for the operation of a impact wrench
  • an impact wrench with a housing, a motor-driven drive shaft, an output shaft for mounting a tool, and a percussion gear, which couples the drive shaft to the output shaft for transmitting a torque, wherein a first bearing torque between the
  • Output shaft and the housing is present, which acts against the direction of rotation of the output shaft, wherein a second bearing torque between the output shaft and the drive shaft, in particular in non-coupling of the drive shaft to the output shaft by the hammer mechanism, is present, which acts against the direction of rotation of the drive shaft, characterized characterized in that the first bearing torque is smaller than the second bearing torque.
  • Time interval wherein the torque is in the range of 10 mNm to 500 mNm, preferably in the range of 50 mNm to 400 mNm, more preferably in the range of 250 mNm to 350 mNm.
  • Still further proposed is a method for operating a
  • Tangential impact wrench comprising the steps of: attaching a plug-in tool to an output shaft of a tangential impact driver; Producing an engagement of the plug-in tool with a corresponding to the plug-in tool fastening means; Performing impact cycles being within one
  • Time interval is disengaged and providing a damping means for
  • the output shaft can also between the individual
  • the torque transmission according to the invention between the drive shaft and the output shaft, and an anvil of the output shaft with higher bearing torque or higher storage torques higher torques of individual shocks as well as smaller torque fluctuations can be achieved from beat to beat. It is thus advantageous to provide a more effective impact use and less time required to achieve a certain screwing or to solve a screw, in particular a screw. This results in a lower wear of the impact mechanism by the aforementioned shortened
  • the torque transmitted during impact depends significantly on the angular position between the anvil, the tool, usually a nut, and the screw connection or the screw anchor.
  • the impact strength which ultimately acts on a screw, ie the impact of the hammer on the anvil further transmitted via a nut on the screw kinetic energy depends essentially on the rigidity and the backlash of
  • the bearing moment is defined here as the sum of all moments which exist between the elements mentioned in the claims in this connection. Common to these moments that they are directed opposite to the respective direction of rotation of the motor drive of the impact wrench, which is considered in the prior art as basically undesirable, the invention, however advantageously recognizes and exploits.
  • the bearing torque is not limited to the moments that have rolling bearings, but all moments should be included, which are caused by sliding friction, rolling friction or a frictional connection, as can be done by a slip clutch.
  • the bearing moments are known to have in common that they vary depending on parameters such as the speed, the temperature, the surface roughness of LagerdicalzSystem, etc. In a sufficient approximation and without limitation, for example, a bearing moment, averaged over a
  • the first bearing moment is in the range from 5 mNm to 200 mNm, preferably in the range from 10 mNm to 100 mNm, more preferably in the range from 20 mNm to 70 mNm. Furthermore, it has proven to be favorable for an effective impact utilization that the second bearing moment is greater by at least 1, 1-fold, in particular at least 2-fold, preferably at least 5-fold greater than the first bearing moment.
  • an improvement in the impact utilization is to be expected if the second bearing moment by at least 10 mNm, better at least 50 mNm, preferably by at least 100 mNm, more preferably by at least 200 mNm greater than the first bearing moment.
  • the impact wrench can be further developed in one embodiment in that the first bearing moment of at least one bearing, in particular a rolling bearing is formed, wherein the rolling bearing between the output shaft and the housing of the impact wrench is arranged. Further bearings, in particular further rolling bearings, can likewise be arranged here between the output shaft and the housing and likewise make a contribution to the first bearing torque with their respective moments.
  • the bearing moments do not form a constant size but usually vary depending on, for example, the temperature, the rotational speed and furthermore the signs of wear. However, although the variance may be comparatively low and only a few 10 mNm may be, therefore, the bearing moment in each case with a range must be specified or otherwise be understood as an average.
  • the second bearing torque is formed by at least one O-ring.
  • the O-ring is preferably used braced in one of the waves or in both to achieve the relatively higher second bearing torque.
  • the second bearing torque can be formed by at least one friction bearing or a preloadable rolling bearing, in particular a needle bearing or a ball bearing.
  • the rolling bearing may in this case be designed as a friction bearing known per se, that generates a friction torque approximately over entangled rolling elements.
  • the bias voltage can be applied for example via a corrugated spring.
  • the second bearing torque can be applied by at least one slip clutch.
  • the second bearing torque may be formed in a further embodiment of a socket connection between the drive shaft and the output shaft.
  • a fit or press fit forms the socket connection Sliding torque, which can correspond to the bearing moment, or a part of the bearing torque applies.
  • a further development of the impact wrench can still consist in that the first and / or the second bearing moment is formed by a plurality of bearing elements.
  • Fig. 1 is a sectional view of the front part of a striking screwdriver
  • FIG. 2 of the striking screwdriver of Figure 1 in a sectional view.
  • Fig. 3 is a diagram of a torque measurement in an impact wrench according to the prior art
  • FIG. 1 shows a tangential impact driver 100 according to the invention, still completely shown in FIG. 2 with a motor 170, with a sectional view of its front part.
  • a housing 110 of the Tangentialtschschraubers 100 is an electric motor driven drive shaft 120 and further arranged thereon by means of a striking mechanism 140 output shaft 130 is arranged.
  • On the drive shaft 120 there are two helically running around scenes indicated by dashed lines 122 in each of which a ball 124 runs.
  • the two balls 124 are in contact with a rotor 142.
  • On the rotor 142 a hammer 126 is further formed.
  • the hammer 126 is here in contact with an anvil 132, which is connected to the
  • Output shaft 130 is integrally connected and ends. Furthermore, one attacks Return spring 150 in a recess 144 of the rotor 142 a.
  • Bearing moment is determined by a bearing torque of a rolling bearing 160, which is formed between the housing 110 and the output shaft 130 and another
  • Tangential impact wrench according to the invention, a mean value of about 0.03 Nm or 30 mNm detected by measurement. The difference between the recorded maximum and minimum values of the bearing moments was about 90 mNm.
  • the rotor 142 is by means of a hammer 126 in engagement with the anvil 132 and thus with the output shaft 130.
  • the rotor 142 is through the anvil 132 prevented to rotate in the direction of rotation of the drive shaft 120. Instead, the link 122 forces the rotor 142 to move in the direction of the axis of rotation out of engagement with the anvil 132. Out of engagement with the anvil, the rotor 142 may rotate relative to the anvil 132 and to the drive shaft 120.
  • the anvil 132 and the hammer 126 come back into a position in which they interlock.
  • the return spring 150 drives the rotor 142 back to the anvil 132.
  • the rotor is thereby accelerated in the direction of the longitudinal axis and receives by the forced operation of the gate 122 a
  • Rotational motion with a corresponding angular momentum The rotational movement of the rotor 142 is stopped by the lateral abutment of the hammers 126 of the rotor 142 on the anvil 132 and the angular momentum is almost completely transmitted to the anvil 132 and the tool, not shown here in the form of a nut and the screw connection, also not shown.
  • the system is back in the starting position and another beating cycle begins.
  • the first bearing torque which is present between the output shaft 130 and the housing 110, acts against the direction of rotation of the output shaft 130 and a second Bearing moment is especially in non-coupling of the drive shaft 120 with the output shaft 130 by the hammer 140 between the output shaft 130 and the drive shaft 120 and also acts against the direction of rotation of the drive shaft 120.
  • the second average bearing torque for example, about 50 mNm be greater than that first mean bearing moment. This will be the
  • FIG. 3 shows the torque of a tangential impact wrench known from the prior art over time.
  • the scaling is 20 Nm for the torque and 0.5 seconds for the time.
  • Figure 4 with identical
  • the torque in FIG. 4 is more uniform and at a considerably higher level with a plateau of peak amplitudes of more than 150 Nm.

Landscapes

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

Abstract

Vorgeschlagen wird ein Schlagschrauber (100) mit: - einem Gehäuse (110); - einer motorisch angetriebenen Antriebswelle (120); - einer Abtriebswelle (130) zur Befestigung eines Werkzeugs und - einem Schlagwerk (140), das die Antriebswelle (120) mit der Abtriebswelle (130) zum Übertragen eines Drehmoments koppelt, wobei ein erstes Lagermoment zwischen die Abtriebswelle (130) und dem Gehäuse (110) vorhanden ist, das gegen die Drehrichtung der Abtriebswelle (130) wirkt, wobei ein zweites Lagermoment bei Nichtkopplung der Antriebswelle (120) mit der Abtriebswelle (130) durch das Schlagwerk (140) zwischen der Abtriebswelle (130) und der Antriebswelle (120) vorhanden ist, das gegen die Drehrichtung der Antriebswelle (120) wirkt, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Lagermoment kleiner ist, als das zweite Lagermoment.

Description

Reiblager zwischen Läufer und Amboss in einem Schlag schrauber
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schlagschrauber, insbesondere einen
Tangentialschlagschrauber, und ferner ein Verfahren zum Lösen und/oder Befestigen einer Schraubverbindung mit einem Tangentialschlagschrauber.
Aus der EP 1 510 394 Bl ist ein Schlagschrauber bekannt, der periodisch und kurzzeitig ein großes Anzugsmoment zum Festziehen von Schraubverbindungen oder zum Setzen von Schraubankern bereitstellt.
Allgemein eignen sich Tangentialschlagschrauber dafür, Schrauben in verschiedenste Materialien mit unterschiedlicher Härte einzusetzen, etwa Porenbeton, Kalksandstein, Ziegel, Stein oder Beton. Es wird hierzu ein Schlagwerk verwendet, in dem zwei Schlagkörper, Hammer und Amboss, gegeneinander beschleunigt werden und bei Kontakt impulsartig kinetische Energie übertragen.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schlagschrauber bereitzustellen, der einen geringeren Verschleiß des Schlagwerkes aufweist. Eine weitere Aufgabe der
Erfindung ist es, ein Verfahren für den Betrieb eines Schlagschraubers
bereitzustellen, mit dem ein Schwellwert genauer und schneller erreichbar ist.
Die Aufgaben werden gelöst durch einen Schlagschrauber bzw. ein Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen. Vorgeschlagen wird somit ein Schlagschrauber mit einem Gehäuse, einer motorisch angetriebene Antriebswelle, einer Abtriebswelle zur Befestigung eines Werkzeugs, und einem Schlagwerk, das die Antriebswelle mit der Abtriebswelle zum Übertragen eines Drehmoments koppelt, wobei ein erstes Lagermoment zwischen der
Abtriebswelle und dem Gehäuse vorhanden ist, das gegen die Drehrichtung der Abtriebswelle wirkt, wobei ein zweites Lagermoment zwischen der Abtriebswelle und der Antriebswelle, insbesondere bei Nichtkopplung der Antriebswelle mit der Abtriebswelle durch das Schlagwerk, vorhanden ist, das gegen die Drehrichtung der Antriebswelle wirkt, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Lagermoment kleiner ist, als das zweite Lagermoment.
Vorgeschlagen wird ferner ein Verfahren zum Lösen und oder Befestigen einer Schraubverbindung mit einem Tangentialschlagschrauber mit den Schritten:
Durchführung von Schlagzyklen wobei innerhalb eines Schlagzyklus ein Läufer eines Schlagwerks mit einem Amboss wechselnd in einem ersten Zeitintervall in Eingriff und in einem zweiten Zeitintervall außer Eingriff ist und Bereitstellen eines
Drehmoments auf die Schraubverbindung insbesondere während des zweiten
Zeitintervalls, wobei dass Drehmoment im Bereich von 10 mNm bis 500 mNm, bevorzugt im Bereich von 50 mNm bis 400 mNm , noch bevorzugt im Bereich von 250 mNm bis 350 mNm liegt.
Vorgeschlagen wird ferner noch ein Verfahren zum Betrieb eines
Tangentialschlagschraubers mit den Schritten: Anbringen eines Auf Steckwerkzeugs an einer Abtriebswelle eines Tangentialschlagschrauber; Herstellen eines Eingriffs des Auf Steckwerkzeugs mit einem zum Auf Steckwerkzeug korrespondierenden Befestigungsmittel; Durchführung von Schlagzyklen wobei innerhalb eines
Schlagzyklus ein Läufer eines Schlagwerks mit einem Amboss des Schlagwerks abwechselnd in einem ersten Zeitintervall in Eingriff und in einem zweiten
Zeitintervall außer Eingriff ist und Bereitstellen eines Dämpfungsmittels zur
Reduzierung eines Spiels gegen die Drehrichtung der Abtriebswelle zwischen dem Befestigungsmittel, dem Auf Steckwerkzeug und der Abtriebs welle. Mittels etwa eines Reiblagers zwischen der Abtriebswelle bzw. dem Amboss und der Antriebswelle, kann die Abtriebswelle auch zwischen den einzelnen
Tangentialschlägen in Drehrichtung mit einem geringen Drehmoment angetrieben werden. Ein Zurückdrehen der Abtriebswelle wird verhindert und somit
gewährleistet, dass der jeweils nächste Schlag möglichst vollständig in die Schraube eingeleitet wird.
Durch die erfindungsgemäße Momentübertragung zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle, bzw. einem Amboss der Abtriebswelle mit höherem Lagermoment bzw. höheren Lagermomenten, können höhere Drehmomente von einzelnen Schlägen als auch kleinere Drehmomentschwankungen von Schlag zu Schlag erreicht werden. Vorteilhaft ist somit die Bereitstellung einer effektiveren Schlagnutzung sowie weniger Zeit, die benötigt wird, ein gewisses Verschraubmoment zu erreichen bzw. eine Schraubverbindung, insbesondere eine Schraube zu lösen. Daraus ergibt sich ein geringerer Verschleiß des Schlagwerks durch die genannten verkürzten
Schraubzeiten.
Es wurde festgestellt, dass das beim Schlag übertragene Drehmoment erheblich von der Winkellage zwischen dem Amboss, dem Werkzeug, üblicherweise einer Nuss, und der Schraubverbindung oder dem Schraubanker abhängt. Insbesondere hängt die Schlagstärke, die letztlich auf eine Schraube einwirkt, also die beim Schlag des Hammers auf den Amboss ferner über eine Nuss auf die Schraube übertragene kinetische Energie, wesentlich von der Starrheit und dem Verdrehspiel der
Verbindung der drei letztgenannten Komponenten ab. Je weniger Verdrehspiel zwischen Schraube, Nuss und Abtriebswelle bzw. dem daran ausgebildeten Amboss vorhanden ist, desto höhere Spitzenmomente können übertragen werden.
Das Lagermoment wird hier definiert als die Summe aller Momente, die zwischen den in den Ansprüchen in diesem Zusammenhang genannten Elementen vorhanden sind. Gemeinsam ist diesen Momenten, dass sie der jeweiligen Drehrichtung des motorischen Antriebs des Schlag schraubers entgegen gerichtet sind, was im Stand der Technik als grundsätzlich unerwünscht erachtet wird, die Erfindung jedoch vorteilhaft erkennt und ausnutzt. Insbesondere wird festgestellt, dass das Lagermoment dabei nicht auf die Momente beschränkt ist, die Wälzlager aufweisen, sondern alle Momente eingeschlossen sein sollen, die etwa durch Gleitreibung, Rollreibung oder auch einen Kraftschluss, wie er durch eine Rutschkupplung erfolgen kann, verursacht sind. Den Lagermomenten ist bekanntlich gemeinsam, dass sie variieren und zwar abhängig von Parametern wie der Drehzahl, der Temperatur, der Oberflächenrauigkeit der Lagerwälzkörper, etc. In ausreichender Näherung und ohne Einschränkung kann beispielsweise ein Lagermoment, gemittelt über einen
Zeitabschnitt von einer Sekunde, bei 20 Grad Celsius Raumtemperatur und einer Drehzahl von 2000 U/min der Antrieb sspindel als Lagermoment im Sinne der vorliegenden Erfindung angesehen werden.
Als besonders vorteilhaft für eine effektive Schlagnutzung hat sich herausgestellt, wenn das erste Lagermoment im Bereich von 5 mNm bis 200 mNm, bevorzugt im Bereich von 10 mNm bis 100 mNm, noch bevorzugt im Bereich von 20 mNm bis 70 mNm liegt. Ferner hat sich als günstig für eine effektive Schlagnutzung erwiesen, dass das zweite Lagermoment mindestens um das 1, 1 -fache, insbesondere mindestens um das 2-fache, bevorzugt mindestens um das 5-fache größer ist als das erste Lagermoment.
Generell ist eine Verbesserung der Schlagnutzung zu erwarten, wenn das zweite Lagermoment um mindestens 10 mNm, besser mindestens 50 mNm, bevorzugt um mindestens 100 mNm, noch bevorzugt um mindestens 200 mNm größer ist als das erste Lagermoment.
Der Schlagschrauber kann in einer Ausführung dadurch weitergebildet sein, dass das erste Lagermoment von zumindest einem Lager, insbesondere einem Wälzlager gebildet wird, wobei das Wälzlager zwischen der Abtriebswelle und dem Gehäuse des Schlagschraubers angeordnet ist. Weitere Lager, insbesondere auch weitere Wälzlager, können hier ebenfalls zwischen der Abtriebswelle und dem Gehäuse angeordnet sein und mit ihren jeweiligen Momenten ebenfalls einen Beitrag zum ersten Lagermoment bereitstellen. An dieser Stelle wird bemerkt, dass die Lagermomente keine konstante Größe bilden sondern in Abhängigkeit etwa von der Temperatur, der Drehzahl und ferner von Verschleißerscheinungen üblicherweise variieren. Gleichwohl die Varianz vergleichsweise gering sein kann und nur wenige 10 mNm betragen kann, muss darum das Lagermoment jeweils mit einem Bereich angegeben werden oder andernfalls als ein Mittelwert verstanden werden.
Bei dem höheren zweiten Lagermoment ergibt sich erfindungsgemäß eine verbesserte Schlagnutzung. Der Motor des Tangentialschlagschraubers wird bei höherem zweiten Lagermoment allerdings entsprechend belastet, wodurch sich eine obere Grenze für das zweite Lagermoment ergibt, die aus Gründen der Wirtschaftlichkeit nicht überschritten werden sollte. In einem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass das zweite Lagermoment von zumindest einem O-Ring gebildet wird. Der O-Ring wird zum Erreichen des relativ höheren zweiten Lagermoments bevorzugt verspannt in eine der Wellen oder in beide eingesetzt. Der Vorteil bei Verwendung eines O-Rings zum Erreichen des zweiten Lagermoments liegt in den geringen Herstellungskosten dieses Bauteils.
In einer weiteren Ausführung kann das zweite Lagermoment von zumindest einem Reiblager oder einem vorspannbaren Wälzlager, insbesondere einem Nadellager oder einem Kugellager gebildet sein. Insbesondere kann das Wälzlager hierbei als an sich bekanntes Reiblager ausgebildet sein, dass etwa über verschränkte Wälzkörper ein Reibmoment erzeugt. Die Vorspannung kann beispielsweise über eine Wellfeder aufgebracht werden.
In einer weiteren Ausführung kann das zweite Lagermoment durch zumindest eine Rutschkupplung aufgebracht sein.
Ferner kann das zweite Lagermoment in einer weiteren Ausführung von einer Buchsenverbindung zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle gebildet sein. Durch eine Passung oder Presspassung bildet die Buchsenverbindung ein Gleitmoment, welches dem Lagermoment entsprechen kann, bzw. einen Teil des Lagermoments aufbringt.
Eine Fortbildung des Schlagschraubers kann noch darin bestehen, dass das erste und/oder das zweite Lagermoment von einer Mehrzahl von Lagerelementen gebildet ist.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine Schnittansicht auf den vorderen Teil eines Schlagschraubers;
Fig. 2 der Schlag schrauber gemäß Fig. 1 in einer Schnittansicht;
Fig. 3 ein Diagramm einer Drehmomentmessung bei einem Schlagschrauber nach dem Stand der Technik;
Fig. 4 ein Diagramm einer Drehmomentmessung bei einem Schlagschrauber nach Fig. 1 und 2.
Die Figur 1 zeigt einen erfindungsgemäßen, in Fig. 2 noch vollständig mit Motor 170 gezeigten Tangentialschlagschrauber 100 mit einer Schnittansicht seines vorderen Teils.
In einem Gehäuse 110 des Tangentialschlagschraubers 100 ist eine elektromotorisch angetriebene Antriebswelle 120 und ferner eine daran mittels eines Schlagwerks 140 koppelbare Abtriebswelle 130 angeordnet. Auf der Antriebswelle 120 befinden sich zwei schraubenförmig umeinanderlaufende mit Strichlinien angedeutete Kulissen 122 in denen jeweils eine Kugel 124 läuft. Die beiden Kugeln 124 stehen mit einem Läufer 142 in Kontakt. An dem Läufer 142 ist ferner ein Hammer 126 ausgebildet. Der Hammer 126 ist hier in Kontakt mit einem Amboss 132, der mit der
Abtriebswelle 130 einstückig und endseitig verbunden ist. Ferner greift eine Rückstellfeder 150 in eine Ausnehmung 144 des Läufers 142 ein. Ein erstes
Lagermoment wird durch ein Lagermoment eines Wälzlagers 160, das zwischen dem Gehäuse 110 und der Abtriebswelle 130 ausgebildet ist und ein weiteres
Lagermoment einer Teflonscheibe 162, das zwischen dem Gehäuse 110 und dem Amboss 132 der Abtriebswelle 130 ausgebildet ist, gebildet. Ein zweites
Lagermoment wird durch ein Reiblager 164 gebildet. Für das genannte erste
Lagermoment wurde bei einer Drehzahl im Leerlaufbetrieb eines
Tangentialschlagschraubers gemäß der Erfindung ein Mittelwert von ca. 0,03 Nm bzw. 30 mNm messtechnisch erfasst. Die Differenz zwischen den erfassten Maximal- und Minimalwerten der Lagermomente betrug etwa 90 mNm.
Sofern ein ausreichendes Drehmoment vom Untergrund aufgebracht wird, schlägt das Schlagwerk 140 des Tangentialschlagschraubers 100. Ausgehend von der gezeigten Ausgangsstellung befindet sich der Läufer 142 mittels Hammer 126 in Eingriff mit dem Amboss 132 und damit mit der Abtriebswelle 130. Der Läufer 142 ist durch den Amboss 132 gehindert, sich in Drehrichtung der Antriebswelle 120 mitzudrehen. Stattdessen zwingt die Kulisse 122 den Läufer 142 zu einer Bewegung in Richtung der Drehachse aus dem Eingriff mit dem Amboss 132. Außer Eingriff mit dem Amboss kann sich der Läufer 142 relativ zum Amboss 132 und mit der Antriebswelle 120 mitdrehen. Der Amboss 132 und der Hammer 126 kommen dabei wieder in eine Stellung bei der sie ineinandergreifen. Die Rückstellfeder 150 treibt den Läufer 142 zu dem Amboss 132 zurück. Der Läufer wird hierbei in Richtung der Längsachse beschleunigt und erhält durch die Zwangsführung der Kulisse 122 eine
Drehbewegung mit einem entsprechenden Drehimpuls. Die Drehbewegung des Läufers 142 wird durch den seitlichen Anschlag der Hämmer 126 des Läufers 142 an dem Amboss 132 gestoppt und der Drehimpuls wird auf den Amboss 132 und das hier nicht gezeigte Werkzeug in Form einer Nuss und die ebenfalls nicht gezeigte Schraubverbindung nahezu vollständig übertragen. Das System befindet sich wieder in der Ausgangsstellung und ein weiterer Schlagzyklus beginnt.
Das erste Lagermoment, das zwischen die Abtriebswelle 130 und dem Gehäuse 110 vorhanden ist, wirkt gegen die Drehrichtung der Abtriebswelle 130 und ein zweites Lagermoment ist insbesondere auch bei Nichtkopplung der Antriebswelle 120 mit der Abtriebswelle 130 durch das Schlagwerk 140 zwischen der Abtriebswelle 130 und der Antriebswelle 120 vorhanden und wirkt ebenfalls gegen die Drehrichtung der Antriebswelle 120. Das zweite mittlere Lagermoment kann beispielsweise ca. 50 mNm größer sein als das erste mittlere Lagermoment. Dadurch wird die
Abtriebswelle 130 durch das Reiblager 164, welches das zweite Lagermoment ausbildet, noch mit einem geringen Antriebsdrehmoment von der Antriebswelle 120 zwischen den einzelnen oben beispielhaft beschriebenen Tangentialschlagzyklen angetrieben. Dadurch wird ein Zurückdrehen der Abtriebswelle 130 verhindert und erreicht, dass der nächste Schlag möglichst vollständig in die Schraube oder sonstige Verbindungselemente eingeleitet wird.
In Figur 3 ist das Drehmoment eines aus dem Stand der Technik an sich bekannten Tangentialschlagschraubers über der Zeit aufgetragen. Die Skalierung beträgt 20 Nm für das Drehmoment und 0,5 Sekunden für die Zeit. In Figur 4 mit identischer
Skalierung ist das Drehmoment dieses Tangentialschlagschraubers 100 über der Zeit aufgetragen, wobei ein übliches Lager durch ein Reiblager 164 ersetzt wurde.
Erkennbar ist das Drehmoment in Figur 4 gleichmäßiger und auf einem erheblich höheren Niveau mit einem Plateau von Spitzenamplituden bei über 150 Nm.
LISTE DER BEZUGSZEICHEN
100 Tangentialschlagschrauber
110 Gehäuse
120 Antriebswelle
122 Kulisse
124 Kugel
126 Hammer
130 Abtriebswelle
132 Amboss
140 Schlagwerk
142 Läufer
144 Ausnehmung
150 Rückstellfeder
160 Wälzlager
162 Teflonscheibe
164 Reiblager
170 Motor

Claims

PATENTANSPRÜCHE
Schlag schrauber (100) mit:
einem Gehäuse (110);
einer motorisch angetriebenen Antriebswelle (120);
einer Abtriebswelle (130) zur Befestigung eines Werkzeugs und einem Schlagwerk (140), das die Antriebswelle (120) mit der
Abtriebswelle (130) zum Übertragen eines Drehmoments koppelt, wobei ein erstes Lagermoment zwischen der Abtriebswelle (130) und dem Gehäuse (110) vorhanden ist, das gegen die Drehrichtung der Abtriebswelle (130) wirkt,
wobei ein zweites Lagermoment bei Nichtkopplung der Antriebswelle (120) mit der Abtriebswelle (130) durch das Schlagwerk (140) zwischen der Abtriebswelle (130) und der Antriebswelle (120) vorhanden ist, das gegen die Drehrichtung der Antriebswelle (120) wirkt, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Lagermoment kleiner ist, als das zweite Lagermoment.
Schlag schrauber (100) nach Anspruch 1, wobei das erste Lagermoment im Bereich von 5 mNm bis 200 mNm, bevorzugt im Bereich von 10 mNm bis 100 mNm, noch bevorzugt im Bereich von 20 mNm bis 70 mNm liegt.
Schlag schrauber (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das zweite
Lagermoment im mindestens um das 1,1 -fache, insbesondere mindestens um das 2-fache, bevorzugt mindestens um das 5-fache größer ist als das erste Lagermoment.
Schlag schrauber (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das zweite
Lagermoment um mindestens 50 mNm, bevorzugt um mindestens 100 mNm, noch bevorzugt um mindestens 200 mNm größer ist als das erste
Lagermoment.
Schlag schrauber (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das erste Lagermoment von zumindest einem Lager (160), insbesondere einem Wälzlager gebildet wird, wobei das Wälzlager zwischen der
Abtriebswelle und dem Gehäuse angeordnet ist.
6. Schlag schrauber (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das zweite Lagermoment von zumindest einem Reiblager (164), zumindest einem O-Ring, zumindest einem vorspannbaren Wälzlager, insbesondere einem Nadellager oder einem Kugellager, von einer Buchsenverbindung zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle, und/oder durch zumindest eine Rutschkupplung gebildet ist.
7. Schlag schrauber (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das erste und/oder das zweite Lagermoment von einer Mehrzahl von
Lagerelementen gebildet ist
8. Verfahren zum Lösen und oder Befestigen einer Schraubverbindung mit einem Tangentialschlagschrauber (100) mit den Schritten:
Durchführung von Schlagzyklen, wobei innerhalb eines Schlagzyklus ein Läufer (142) eines Schlagwerks (140) mit einem Amboss (132) wechselnd in einem ersten Zeitintervall in Eingriff und in einem zweiten Zeitintervall außer Eingriff ist,
Bereitstellen eines Drehmoments auf die Schraubverbindung insbesondere während des zweiten Zeitintervalls, wobei dass Drehmoment im Bereich von 10 mNm bis 500 mNm, bevorzugt im Bereich von 50 mNm bis 400 mNm , noch bevorzugt im Bereich von 250 mNm bis 350 mNm liegt.
9. Verfahren zum Betrieb eines Tangentialschlagschraubers (100) mit den
Schritten:
- Anbringen eines Aufsteckwerkzeugs an einer Abtriebswelle (120) eines Tangentialschlagschrauber;
- Herstellen eines Eingriffs des Aufsteckwerkzeugs mit einem zum
Aufsteckwerzeug korrespondierenden Befestigungsmittel;
- Durchführung von Schlagzyklen wobei innerhalb eines Schlagzyklus ein Läufer (142) eines Schlagwerks (140) mit einem Amboss (132) des Schlagwerks (140) abwechselnd in einem ersten Zeitintervall in Eingriff und in einem zweiten Zeitintervall außer Eingriff ist,
- Bereitstellen eines Dämpfungsmittels (164) zur Reduzierung eines Spiels gegen die Drehrichtung der Abtriebswelle (130) zwischen dem
Befestigungsmittel, dem Auf Steckwerkzeug und der Abtriebswelle (120).
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