DE10161356B4

DE10161356B4 - Schraubgerät

Info

Publication number: DE10161356B4
Application number: DE10161356A
Authority: DE
Inventors: Thomas Bader; Gerd Daubinger
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 2001-12-13
Filing date: 2001-12-13
Publication date: 2013-03-07
Anticipated expiration: 2021-12-14
Also published as: US20030110910A1; DE10161356A1; JP4205417B2; JP2003200360A; US6739225B2

Abstract

Schraubgerät mit einem Gehäuse (1), einem Antrieb (2), einer Abtriebsspindel (3), einer Drehmomentkupplung (4) zwischen dem Antrieb (2) und der Abtriebsspindel (3), sowie einem zwischen dem freien Ende der Abtriebsspindel (3) und der Drehmomentkupplung (4) angeordneten Verstellmechanismus zum Einstellen des mit der Drehmomentkupplung (4) übertragbaren Drehmomentes, wobei der Verstellmechanismus wenigstens ein mit der Drehmomentkupplung zusammenwirkendes, vorspannbares Federelement (5), eine parallel zur Längsachse der Abtriebsspindel (3) versetzbare, mit dem Federelement (5) zusammenwirkende Druckhülse (6), eine koaxial zur Druckhülse (6) angeordnet, mit der Druckhülse (6) zusammenwirkende Steuerhülse (7), eine verdrehbare Einstellhülse (8), sowie mehrere formschlüssig mit der Steuerhülse (7) und einer Innenverzahnung (9) der Einstellhülse (8) zusammenwirkende, drehbar gelagerte Planetenräder (10) aufweist, die mit einer zahnförmigen Profilierung (11) versehen sind, um eine Drehbewegung der Einstellhülse (8) mittels der Planetenräder (10) in ein Verdrehen der Steuerhülse (7) zu übertragen dadurch gekennzeichnet, dass sich das Gehäuse (1) zwischen der Steuerhülse (7) und der...

Description

Die Erfindung betrifft ein Schraubgerät gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Zum Eindrehen von Schrauben in einen Untergrund werden Schraubgeräte verwendet, bei denen im Antriebsstrang zwischen dem Antriebsmotor und der Abtriebsspindel eine Drehmomentkupplung angeordnet ist. Die Höhe des mit der Drehmomentkupplung übertragbaren Drehmomentes ist mit Hilfe eines mechanischen Verstellmechanismus einstellbar. Ein derartiges Schraubgerät ist aus der DE 299 18 610 U1 bekannt. Der Verstellmechanismus dieses Schraubgerätes besitzt wenigstens ein mit der Drehmomentkupplung zusammenwirkendes, vorspannbares Federelement, eine koaxial zur Druckhülse angeordnet, mit der Druckhülse zusammenwirkende Steuerhülse, eine verdrehbare Einstellhülse, sowie mehrere formschlüssig mit einer Innenverzahnung der Einstellhülse zusammenwirkende, drehbar gelagerte Planetenräder. Diese Planetenräder weisen eine zahnförmige Profilierung auf und sind auf entsprechenden Lagerstiften, die in Bearbeitungsrichtung von der Steuerhülse abragen, drehbar gelagert.
Die in der DE 299 18 610 U1 offenbarte Druckhülse und die Steuerhülse, welche die Lagerstifte für die Planetenräder aufweist, sind nicht wirtschaftlich herstellbar. Ausserdem verfügt dieses Schraubgerät über keinen Aufnahmebereich, an dem beispielsweise eine Verlängerungsstange oder eine Schraubenzuführvorrichtung formschlüssig festlegbar ist.
DE 43 28 599 C2 offenbart ein Rotationsschlagwerkzeug mit einer Drehmomentkupplung. Ein mittels einer Spannvorrichtung axial vorgespanntes Antriebsritzel überträgt sein Drehmoment mittels Kugeln auf eine Scheibe an einer Zwischenwelle. Die Spannvorrichtung stellt eine Federkraft ein, welche die Last festlegt, ab welcher das Antriebsritzel axial ausgelenkt und die Drehmomentübertragung unterbrochen wird.
DE 197 05 378 C2 beschreibt ein weiteres Schraubgerät, das ein Planetengetriebe und eine auf ein Hohlrad des Planetengetriebes einwirkende Feder aufweist. Überschreitet ein angelegtes Drehmoment eine durch einen Wechselring einstellbare Last kann das Hohlrad sich drehen und das Sonnenrad des Planetengetriebes dreht leer.
EP 0 437 060 A2 beschreibt einen Elektroschrauber, dessen Futter axial beweglich ist. Beim Andrücken des Elektroschraubers an eine Wand wird eine Klauenkupplung gegen eine Federkraft geschlossen, wodurch der Motor mit dem Futter gekoppelt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schraubgerät zu schaffen, dass wirtschaftlich herstellbar ist und einen Aufnahmebereich aufweist, an dem ein Vorsatzgerät, beispielsweise in Form einer Verlängerungsstange oder einer Schraubenzuführvorrichtung, formschlüssig festlegbar ist.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch ein Schraubgerät, mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Das Gehäuse, sowie die Steuerhülse des erfindungsgemässen Setzgerätes sind aufgrund ihrer im Wesentlichen hülsenartig ausgebildeten Form wirtschaftlich herstellbar. Die Steuerhülse weist eine, auf einen Teil der Innenkontur des Gehäuses abgestimmte Aussenkontur, sowie ein auf ein Innengewinde des Gehäuses abgestimmtes Aussengewinde auf. Die in den Durchtrittsöffnungen drehbar gelagerten Planetenräder überragen die Wandung des Gehäuses auf beiden Seiten und wirken einerseits mit der auf der Aussenseite des Gehäuses angeordneten Einstellhülse sowie mit der Steuerhülse zusammen.
Damit an dem Gehäuse des Schraubgerätes ein Vorsatzgerät befestigt werden kann, weist das Gehäuse vorteilhafterweise einen das setzrichtungsseitige Ende der Einstellhülse in Setzrichtung überragenden Aufnahmebereich auf. Bei dem Vorsatzgerät kann es sich beispielsweise um eine Verlängerungsstange oder eine Schraubenzuführvorrichtung handeln.
Der Festlegung des Vorsatzgerätes gegenüber dem Gehäuse in axialer Richtung und/oder gegen Verdrehen dient zweckmässig erweise wenigstens eine, beispielsweise an der Aussenkontur des Aufnahmebereiches angeordnete Verriegelungskontur.
Diese Verriegelungskontur umgibt den Aufnahmebereich vorzugsweise teilweise oder vollständig in Form einer umlaufenden Nut.
Die zwischen der Einstellhülse und der Steuerhülse angeordneten Planetenräder weisen zweckmässigerweise eine zahnförmige Profilierung auf, damit diese mit einer Aussenverzahnung der Steuerhülse und einer Innenverzahnung der Einstellhülse formschlüssig zusammenwirken können. Bei einer Verdrehung der Einstellhülse wird die Steuerhülse in einer zur Einstellhülse gegenläufigen Drehrichtung verdreht.
Über die Gewindeverbindung zwischen dem Gehäuse und der Steuerhülse ist die Steuerhülse beim Verdrehen der Einstellhülse axial verstellbar. Die an der Steuerhülse angeordnete Aussenverzahnung verschiebt sich dabei gegenüber den am Gehäuse drehbar angeordneten Planetenrädern. Damit diese auch bei der grösstmöglichen Versetzung der Steuerhülse vollständig mit der Aussenverzahnung der Steuerhülse zusammenwirken können, ist vorzugsweise die parallel zur Längsachse der Abtriebsspindel gemessene Länge der Aussenverzahnung der Steuerhülse grösser, als die in der gleichen Richtung gemessene Erstreckung eines der Planetenräder.
Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen, die ein Ausführungsbeispiel wiedergeben, näher erläutert. Es zeigen:
1 ein bearbeitungsrichtungsseitiger Bereich eines erfindungsgemässen, geschnitten dargestellten Schraubgerätes;
2 ein Schnitt durch das Schraubgerät gemäss 1 entlang der Linie II-II;
3 eine dreidimensionale, geschnittene Darstellung des in 1 dargestellten Bereiches des Schraubgerätes
Das in den 1 bis 3 nur teilweise dargestellte Schraubgerät weist ein Gehäuse 1, einen Antrieb 2, eine Abtriebsspindel 3, eine mechanische Drehmomentkupplung 4 zwischen dem Antrieb 2 und der Abtriebsspindel 3, sowie einen, zwischen dem freien Ende der Abtriebsspindel 3 und der Drehmomentkupplung 4 angeordneten Verstellmechanismus auf, mit dem das mit der Drehmomentkupplung 4 übertragbare Drehmoment einstellbar ist. Die Abtriebsspindel 3 setzt sich aus zwei Spindelhälften zusammen, die mit Hilfe einer Klauenkupplung 15, beim Andrücken des Schraubgerätes gegen einen nicht dargestellten Untergrund, formschlüssig zusammenwirken. Der Antrieb 2 steht mit einem nicht dargestellten Antriebsmotor in Verbindung. Die mechanische Drehmomentkupplung 4 setzt sich aus zwei koaxial zueinander angeordneten, gegenseitig verdrehbaren Kupplungshälften und mehreren zwischen den Kupplungshälften angeordneten, kugelförmigen Übertragungselementen zusammen. Die beiden Kupplungshälften weisen an ihren einander zugewandten Stirnseiten der Anzahl an Übertragungselementen entsprechende Vertiefungen auf, in welche die Übertragungselemente ragen.
Eine von der Bearbeitungsrichtung abgewandte, erste Kupplungshälfte ist axial fest und drehbar in dem Gehäuse 1 angeordnet. Vor dem Überschreiten eines Grenzdrehmomentes findet eine gegenseitige Verdrehung der beiden Kupplungshälften statt, dabei versuchen die Übertragungselemente aus den Vertiefungen auszurücken und drücken die zweite Kupplungshälfte gegen die Kraft eines Federelementes 5 in Bearbeitungsrichtung bis sie nicht mehr in die Vertiefungen ragen und eine Verdrehung der ersten Kupplungshälfte gegenüber der zweiten Kupplungshälfte stattfinden kann.
Das Federelement 5 ist Teil eines Verstellmechanismus, mit dem die Höhe des von der Drehmomentkupplung 4 übertragbaren Drehmoments einstellbar ist. Neben dem Federelement 5 gehören zum Verstellmechanismus eine Druckhülse 6, eine Steuerhülse 7, eine Einstellhülse 8 sowie mehrere Planetenräder 10. Die Druckhülse 6 ist parallel zur Längsachse der Abtriebsspindel 3 versetzbar und wirkt direkt mit dem Federelement 5 zusammen. Koaxial zur Druckhülse 6 ist eine Steuerhülse 7 angeordnet, die über ein Aussengewinde 14 formschlüssig mit einem Innengewinde 13 des Gehäuses 1 zusammenwirkt. Ein bearbeitungsseitiger Endbereich dieser Steuerhülse 7 weist auf der Aussenseite eine sich über den gesamten Umfang der Steuerhülse 7 erstreckende Aussenverzahnung 12 auf. Ein bearbeitungsrichtungsseitiger Teil des Gehäuses 1 ist umgeben von der gegenüber dem Gehäuse 1 verdrehbaren Einstellhülse 8, deren Innenwandung wenigstens teilweise mit einer Innenverzahnung 9 versehen ist. Die axiale Fixierung der Einstellhülse 8 auf dem Gehäuse erfolgt beispielsweise mittels einer lösbaren Schnappverbindung. Mittels nicht dargestellter Rastmittel, die beispielsweise zwischen der Einstellhülse 8 und dem Gehäuse 1 angeordnet sind, wird ein selbständiges Verdrehen der Einstellhülse 8 gegenüber dem Gehäuse 1 verhindert.
Im Bereich Innenverzahung 9 weist das Gehäuse 1 mehrere Durchtrittsöffnungen auf, in denen jeweils ein mit einer zahnförmigen Profilierung 11 versehenes Planetenrad 10 drehbar gelagert ist. Das erfingungsgemässe Schraubgerät weist beispielsweise drei gleichmässig über den Umfang des Gehäuses 1 verteilt angeordnete Planetenräder 10 auf, die formschlüssig mit der Innenverzahnung 9 der Einstellhülse 8 und mit der Aussenverzahnung 12 der Steuerhülse 7 zusammenwirken. In den 1 und 3 ist nur eines der drei Planetenräder dargestellt.
Das Einstellen des gewünschten, von der Drehmomentkupplung 4 zu übertragenden Drehmomentes erfolgt durch ein Verdrehen der Einstellhülse 8 gegenüber dem Gehäuse 1. Die Drehbewegung der Einstellhülse 8 wird über die Planetenräder 10 in der Weise auf die Steuerhülse 7 übertragen, dass sich diese gegenüber der Einstellhülse 8 in gegenläufiger Richtung verdreht. Die über eine Gewindeverbindung mit dem Gehäuse 1 in Verbindung stehende Steuerhülse 7 wird durch das Verdrehen gegenüber dem Gehäuse 1 axial versetzt. Damit die Planetenräder 10 in jeder Stellung der Steuerhülse 7 immer vollständig in die Aussenverzahnung 12 der Steuerhülse 7 ragen können, ist die parallel zur Längsachse der Abtriebsspindel 3 gemessen Länge L der Aussenverzahnung 12 der Steuerhülse 7 grösser, als die in der gleichen Richtung gemessene Erstreckung eines der Planetenräder 10.
Je nach Drehrichtung bewegt sich die Steuerhülse 7 entweder zur Drehmomentkupplung 4 hin oder von dieser weg. Bei dieser axialen Versetzung der Steuerhülse 7 erfolgt ebenfalls eine entsprechende, axiale Versetzung der mit dem Federelement 5 zusammenwirkenden Druckhülse 6. Ein höheres von der Drehmomentkupplung übertragbares Drehmoment wird beispielsweise dann erreicht, wenn die Steuerhülse 7 und die Druckhülse 6 näher zur Drehmomentkupplung 4 bewegt werden und dabei das Federelement 5 mehr vorspannen.
Wie insbesondere 1 entnehmbar ist, bildet der die Einstellhülse 8 in Bearbeitungsrichtung überragende Teil des Gehäuses 1 einen Aufnahmebereich 16 auf, welcher der Aufnahme und der Führung eines nicht dargestellten Vorsatzgerätes dient. Bei dem Vorsatzgerät kann es sich beispielsweise um eine Verlängerungsstange oder eine Schraubenzuführvorrichtung handeln. Der Aufnahmebereich 16 weist eine den Aufnahmebereich 16 umgebende Verriegelungskontur 17 auf, die in Form einer Nut ausgebildet ist.
Sowohl die Einstellhülse 8, als auch die Steuerhülse 7 und die Planetenräder 10 sind bezüglich zu übertragenden Kräften niedrig beansprucht und können daher kostengünstig in Kunststoff im Spritzgussverfahren hergestellt werden.

Claims

Schraubgerät mit einem Gehäuse (1), einem Antrieb (2), einer Abtriebsspindel (3), einer Drehmomentkupplung (4) zwischen dem Antrieb (2) und der Abtriebsspindel (3), sowie einem zwischen dem freien Ende der Abtriebsspindel (3) und der Drehmomentkupplung (4) angeordneten Verstellmechanismus zum Einstellen des mit der Drehmomentkupplung (4) übertragbaren Drehmomentes, wobei der Verstellmechanismus wenigstens ein mit der Drehmomentkupplung zusammenwirkendes, vorspannbares Federelement (5), eine parallel zur Längsachse der Abtriebsspindel (3) versetzbare, mit dem Federelement (5) zusammenwirkende Druckhülse (6), eine koaxial zur Druckhülse (6) angeordnet, mit der Druckhülse (6) zusammenwirkende Steuerhülse (7), eine verdrehbare Einstellhülse (8), sowie mehrere formschlüssig mit der Steuerhülse (7) und einer Innenverzahnung (9) der Einstellhülse (8) zusammenwirkende, drehbar gelagerte Planetenräder (10) aufweist, die mit einer zahnförmigen Profilierung (11) versehen sind, um eine Drehbewegung der Einstellhülse (8) mittels der Planetenräder (10) in ein Verdrehen der Steuerhülse (7) zu übertragen dadurch gekennzeichnet, dass sich das Gehäuse (1) zwischen der Steuerhülse (7) und der Einstellhülse (8) hindurch erstreckt, die Steuerhülse (7) und das Gehäuse (1) über eine Gewindeverbindung (13, 14) formschlüssig miteinander in Verbindung stehen, um die Steuerhülse (7) beim Verdrehen zum Einstellen des übertragbaren Drehmoments axial zu versetzten, und die Planetenräder (10) in seitlichen Durchtrittsöffnungen des Gehäuses (1) drehbar gelagert sind.
Schraubgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) einen die Einstellhülse (8) in Setzrichtung überragenden Aufnahmebereich (16) aufweist.
Schraubgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmebereich (16) wenigstens eine Verriegelungskontur (17) aufweist.
Schraubgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungskontur (17) den Aufnahmebereich (16) wenigstens teilweise umgibt.
Schraubgerät nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungskontur (17) als umlaufende Nut ausgebildet ist.
Schraubgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Planetenräder (10) mit einer Aussenverzahnung (12) der Steuerhülse (7) formschlüssig zusammenwirken.
Schraubgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die parallel zur Längsachse der Abtriebsspindel (3) gemessene Länge (L) der Aussenverzahnung (12) der Steuerhülse (7) grösser ist, als die in der gleichen Richtung gemessene Erstreckung eines der Planetenräder (10).