Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem kraftangetriebenen Drehschlagwerkzeug zum Lösen und Anziehen von Schraubbolzen, Gewindemuttern oder dergleichen nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Derartige kraftangetriebene Drehschlagwerkzeuge sind bereits mehrfach bekannt und werden z.B . bei der Montage in Fabrikationsbetrieben, in Handwerksbetrieben wie auch im Heimwerkerbereich verwendet.

Die kraftangetriebenen Drehschlagwerkzeuge können elektrisch oder pneumati sc h be trieben werden . B ei den Dreh sc hlagwerkzeugen werde n au s kontinuierlichen Anlaufdrehbewegungen des Antriebmotors periodische Schläge, beispielsweise in der Weise abgeleitet, daß ein vom Motor drehbeschleunigter Hammerteil auf einen Ambossteil schlägt, wobei an der Spindel Kräfte bzw. Momente erzielt werden, die die Kräfte, bzw. Momente an der Antriebs-Motorwelle um ein vielfaches überschreiten können. Infolgedessen sind Drehschlagwerkzeuge sehr leistungsstarke Werkzeuge mit geringen Abmessungen und kleiner Masse. Überdies wirkt bei Drehschlagwerkzeugen kein Drehmoment auf die Hand des Benutzers, so daß sie eine sichere Handhabung garantieren.

Derartige Drehschlagwerkzeuge sind jedoch in ihrer Konstruktion aufwendig und in ihrer Herstellung kompliziert, so daß die Anschaffungskosten relativ hoch sind.

Vorteile der Erfindung e

Das erfindungsgemäße kraftangetriebene Drehschlagwerkzeug mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat dem gegenüber den Vorteil, daß durch die einfache Konstruktion eine kostengünstige Ausführungsform eines Drehschlagwerkzeugs geschaffen ist, das zudem einfach handhabbar ist. Dieses kraftangetriebene Drehschlagwerkzeug kann bevorzugt zum Lösen und Anziehen von Schraubbolzen oder Gewindemuttern eingesetzt werden. So erleichtert das Drehschlagwerkzeug z.B. das Wechseln eines Rads bei Kraftfahrzeugen erheblich und da es relativ klein ist, kann es auch in kleineren Fahrzeugen leicht untergebracht werden.

Das Drehschlagwerkzeug weist eine in axialer Richtung verschiebbare Abtriebswelle auf, die an eine schaltbare Kupplung angelenkt ist, welche durch ein Betätigungsglied die Abtriebswelle vom Schwungrad trennen oder mit diesem verbinden kann. Die Kupplung greift mittels eines Kupplungsmitnehmers an der Schwungscheibe an und überträgt so das Drehmoment der Schwungscheibe auf die Abtriebswelle. Durch das axiale Verschieben der Abtriebswelle wird die Drehmomentübertragung unterbrochen und die Abtriebswelle kommt zum Stillstand.

Greift die Kupplung erst dann an der Schwungscheibe an, wenn diese bereits eine bestimmte Drehzahl erreicht hat, so wird das Drehmoment der Schwung scheibe schlagartig auf die Abtriebs welle und den daran befestigten Schraubenschlüssel übertragen. Auf diese Weise können selbst festsitzende oder verkantete Schraubbolzen aus einem Gewinde gelöst werden. Somit können kleine und handliche, aber trotzdem leistungsstarke Drehschlagwerkzeuge hergestellt werden. Durch das Prinzip des schlagartigen Eingreifens genügt der Einsatz von kleinen Massen und Motoren , welche ein geringes Baumaß des Drehschlagwerkzeuges zur Folge haben.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Betätigungsglied mindestens eine quer zur Abtriebswelle angeordnete und im Gehäuse eingespannte Blattfeder. Die Blattfeder ist an derjenigen Stelle, die die größte Auslenkung erfährt, mit der Abtriebswelle verbunden. Sie kann für den Fall, daß die Abtriebswelle von der Schwungscheibe getrennt ist, entspannt sein. Wird das Drehschlag Werkzeug gegen einen Schraubbolzen gedrückt, so wird die am Gehäuse befestigte Blattfeder ausgelenkt und sorgt dafür, daß die Kupplung an der Schwungscheibe angreift. Das Drehmoment der bereits rotierenden Schwungscheibe wird auf den Schraubenschlüssel übertragen und die Schraubbolzen können

gelöst oder festgeschraubt werden. Das Abnehmen des

Drehschlagwerkzeugs vom Schraubbolzen bewirkt, daß die Blattfeder in ihre Ausgangsposition zurückkehrt, die Kupplung von der Schwungfeder getrennt wird, und der Schraubenschlüssel zum Stillstand kommt. Anstelle der Blattfeder können auch andere Arten von Federn oder Gummiteile als Betätigungsglieder verwendet werden.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Blattfeder von an der Innenseite des Gehäuses angeordneten Halterungen aufgenommen. Die Blattfeder ist so gehaltert, daß sie tangential quer zur Abtriebswelle verläuft. Werden zwei Blattfedern verwendet, so sind diese parallel zueinander rechts und links der Abtriebswelle ebenfalls tangential zu dieser angeordnet.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist an dem Gehäuse ein Schalter angeordnet, an dem die Drehrichtung des Motors eingestellt wird. Je nachdem welche Drehrichtung gewählt wird, dient das Drehschlagwerkzeug zum Lösen oder Festschrauben von Schraubbolzen. Es kann außerdem eine dritte Schalterstellung vorgesehen sein, in der der Motor ausgeschaltet ist. Beim Andrücken des Drehschlagwerkzeugs wird die Abtriebswelle mit der nun stillstehenden Schwungscheibe verbunden, wobei der ausgeschaltete Motor verhindert, daß die Abtriebswelle durchdreht. Auf diese Weise kann das Drehschlagwerkzeug auch ohne Motor eingesetzt werden.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist an dem Gehäuse ein extern bedienbarer Hebel angebracht, der das Betätigungsglied zum Trennen oder Verbinden der treibenden oder getriebenen Teile aktiviert. So kann z.B. umgangen werden, daß die Kupplung erst greift, wenn das Drehschlagwerkzeug an den Schraubbolzen angedrückt wird.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Kupplung scheibenförmig ausgebildet und weist wenigstens einen in den Kupplungsmitnehmer eingreifenden Vorsprung auf. Der an der Schwungscheibe angeordnete Kupplungsmitnehmer ist vorteilhafterweise gleichartig ausgebildet wie der Vorsprung an der Kupplung und läuft auf derselben Kreisbahn wie dieser um. Wenn Kupplungsmitnehmer und Vorsprung ineinandergreifen, kann das Drehmoment übertragen werden.

Die Abtriebswelle ist in axialer Richtung um einen Hub verschiebbar, der mindestens der Höhe des Vorsprungs und des Kupplungsmitnehmers entspricht. Kupplungsmitnehmer und Vorsprung müssen im entkuppelten Zustand so weit voneinander entfernt sein, daß sie sich nicht gegenseitig berühren können. Auf diese Weise ist eine sichere Handhabung des Drehschlagwerkzeugs garantiert.

An der Kupplung können auch mehrere Vorsprünge und an der Schwungscheibe mehrere Kupplungsmitnehmer angebracht sein.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Kupplung drehzahlgesteuert und verbindet erst nach dem Erreichen einer Mindestdrehzahl der Schwungscheibe diese mit der Abtriebswelle. Auf diese Weise kann das Drehmoment der Schwungscheibe schlagartig auf die Abtriebswelle übertragen werden und so z.B. das Lösen von festsitzenden Schraubbolzen ermöglichen. Damit der Drehimpulsübertrag von der Schwungscheibe auf die Abtriebswelle möglichst hoch ist, wird die Masse der Schwungscheibe relativ groß gewählt.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfndung ist die zwischen Motor und Antriebswelle angeordnete Überlastkupplung eine drehmomentabhängige Kupplung. Die Überlastkupplung wirkt damit als Sicherheitskupplung für den Motor, die nach Überschreiten einer bestimmten Grenzbelastung

den Motor von der Antriebswelle trennt. Das ist zum einen beim Festschrauben von Schraubbolzen von großer Bedeutung zum anderen dann, wenn zum Lösen des Schraubbolzens ein Drehmoment notwendig ist, daß jenes, welches der Motor aufbringen kann, übersteigt. In beiden Fällen wird durch die Überlastkupplung die Überlastung des Motors und die Beschädigung der Mechanik des Drehschlagwerkzeugs verhindert.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der Motor durch wiederaufladbare Akkumulatoren oder Niedervoltquellen angetrieben . Die Verwendung v on Akkumulatoren garantiert eine kabellose und besonders flexible Handhabung des Drehschlagwerkzeugs. Außerdem kann das Werkzeug auch dort eingesetzt werden, wo kein Netzanschluß zur Verfügung steht.

Wird das Drehschlagwerkzeug zum Wechseln eines Rads bei

Kraftfahrzeugen benutzt, so kann es mit Hilfe eines geeigneten

Kabels und Steckers an den Zigarettenanzünder des Fahrzeugs angeschlossen werden.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Abtriebswelle durch ein Gestänge axial verschoben, welches durch einen an der Schwungscheibe befestigten drehzahlabhängigen Auslösemechanismus betätigt wird. Sobald eine Mindestdrehzahl der Schwungscheibe erreicht ist, wirkt der Mechanismus auf das Gestänge, welches die Abtriebswelle zum Schwungrad hin verschiebt und mit diesem verbindet. Die Verkupplung von Abtriebswelle und Schwungscheibe erfolgt damit selbsttätig und drehzahlgesteuert.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Schwungscheibe eine in radiale Richtung von außen nach innen verlaufende Bohrung auf, deren Tiefe kleiner ist, als der Radius der Schwungscheibe und in der über eine Feder ein Bolzen

so befestigt ist, daß er sich bei Rotation der Schwungscheibe radial nach außen bewegt und bei Stillstand der Schwungscheibe vollständig in die Bohrung eintaucht. Diese Vorrichtung entspricht einem drehzahlgesteuerten Auslösemechanismus. Bei Rotationen der Scheibe wirkt auf den Bolzen zum einen die Federkraft in Richtung des S cheibenmittelpunkts, zum anderen die Zentrifugalkraft, die von der Winkelgeschwindigkeit der Scheibe abhängt, nach außen. Wenn die Scheibe beginnt sich zu drehen, bewegt sich der Bolzen radial nach außen und kommt erst dann zum Stillstand, wenn die Kraft der an dem Bolzen befestigten und ausgelenkten Feder genau so groß ist, wie die Zentrifugalkraft. Sobald der Bolzen bei seiner radial nach außen gerichteten Bewegung aus der Bohrung herausragt, kann er das mit der Abtriebswelle verbundene Gestänge betätigen und dadurch die Abtriebswelle mit dem Schwungrad verkuppeln. Wird die Drehzahl wieder reduziert, so übersteigt die Federkraft die Zentrifugalkraft und der Bolzen bewegt sich wieder radial nach innen, in Richtung des Scheibenmittelpunkts. Die Verbindung zwischen Bolzen und Gestänge wird unterbrochen und damit das Drehschlagwerkzeug entkuppelt.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Mindestdrehzahl der Schwungscheibe, ab der der Bolzen aus der Bohrung herausragt durch eine Einstellrichtung einstellbar. Auf diese Weise kann die Mindestdrehzahl der Schwungscheibe ab der die mit der Abtriebswelle verbundene Kupplung an der Schwungscheibe angreift, innerhalb durch den Aufbau des Auslösemechanismus vorgegebenen Grenzen frei gewählt werden.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht die Kupplung aus einer Scheibe, entlang deren Umfang ein Mantel angeordnet ist, der die Schwungscheibe umgreift, aber nicht berührt und an dessen Innenseite ein radial in Richtung der Drehachse ragender Vorsprung angebracht ist, der an dem Kupplungsmitnehmer der Schwungscheibe angreift. Diese Kupplung

kann ebenfalls als selbsttätig drehzahlgesteuerte Kupplung eingesetzt werden, wobei in diesem Fall der drehzahlabhängige Auslösemechanismus vorteilhafterweise an der Schwungscheibe angebracht ist und in den Vorsprung an der Innenseite des Mantels der Kupplung eingreifen kann.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist vereinfacht in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig.l einen S chni tt durch ein erfindung sgemäße s

Drehschlagwerkzeug, Fig.2 einen Schnitt durch ein Drehschlagwerkzeug mit einem in einer Schwungscheibe angeordneten Auslösemechanismus

(in einem gegenüber Fig. 1 vergrößerten Maßstab), Fig.3 eine alternative Ausführungsform einer Kupplung und einer

Schwungsc heibe mit einer drehzahlabhängigen

Mitnahme Vorrichtung.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Drehschlagwerkzeug 1. Dieses weist ein Gehäuse, z.B. aus Kunststoff auf, in dem ein Motor 3 angeordnet ist. Es handelt sich dabei vorzugsweise um einen Elektromotor. Der Motor 3 treibt über eine Antriebswelle 4 eine Schwungscheibe 5 an, die eine möglichst große

Masse aufweist. Zwischen Motor 3 und Schwungscheibe 4 ist eine drehmomentabhängige Überlastkupplung 6 angebracht, die sobald das Drehmoment an dieser Stelle einen am Schalter 29 einstellbaren Grenzwert übersteigt, den Motor von der Schwungscheibe trennt.

Koaxial zu der gemeinsamen Drehachse 7 von Schwungscheibe 5, Antriebswelle 4 und Motor 3, sind die Kupplung 8 und die Abtriebswelle 9 so angeordnet, daß sie axial verschoben werden können. An dem der Kupplung 8 gegenüberliegenden Ende der Abtriebswelle 9 ist eine Aufnahme 11 vorgesehen, auf die unterschiedliche Schraubenschlüssel 12, wie beispielsweise eine Stecknuß zum Lösen von Radmuttern oder Schraubbolzen aufsteckbar sind.

Am Gehäuse 2 ist mit Halterungen 14 eine Blattfeder 13 befestigt, die an der die größte Auslenkung erfahrende Stelle mit der Abtriebs welle 9 verbunden ist. Die Auslenkung der Blattfeder 13 erfolgt in axialer Richtung - bezogen auf die Drehachse 7 - auf die Schwungscheibe 5 zu oder von dieser weg. Bei Auslenkung der Feder 13 in die eine oder andere Richtung wird die mit der Feder verbundene Abtriebswelle 9 auf die Schwungscheibe 5 zu oder von dieser weg bewegt, wodurch sie in einem Fall über die Kupplung 8 mit der Schwungscheibe 5 verbunden und die Rotation der Scheibe auf die Welle übertragen wird und im anderen Fall von der Schwungscheibe 5 getrennt wird und zum Stillstand kommt.

Die scheibenförmige Kupplung 8 greift über den Vorsprung 17 an dem Kupplungsmitnehmer 18 an, der an der Schwungscheibe 5 befestigt ist. Der Weg den die Abtriebswelle 9 und die Kupplung 8 bei Auslenkung der Blattfeder 13 zurücklegen, muß größer als die Ausdehnung von Vorsprung 17 und Kupplungsmitnehmer 18 in axialer Richtung sein, damit sich die beiden Teile im entkuppelten Zustand nicht berühren oder beeinflußen können. Wenn die Kupplung 8 an der Schwungscheibe 5 angreift, wird das

Drehmoment der Schwungscheibe 5 auf die Abtriebswelle 9 und den daran befestigten Schraubenschlüssel 12 übertragen.

Die Auslenkung 16 der Blattfeder 13 erfolgt durch das Andrücken des Drehschlagwerkzeugs 1 an einen Schraubbolzen. Als Folge davon greift die durch Feder 13 und Abtriebswelle 9 bewegte Kupplung 8 an der Schwungscheibe 5 an, die sich bereits, angetrieben durch den Motor 3, in Rotation befindet. Das Drehmoment der Schwungscheibe 5 wird auf den Schraubenschlüssel 12 übertragen und der Schraubbolzen festgeschraubt oder gelöst. Dies hängt von der am Schalter 21 eingestellten Drehrichtung des Motors 3 ab. Beim Abnehmen des Drehschlagwerkzeugs 1 vom Schraubbolzen kehrt die Blattfeder 13 automatisch in ihre Ausgangsposition 15 zurück und die Kupplung 8 wird von der Schwungscheibe 5 getrennt.

Soll der Schraubenschlüssel 12 nicht erst durch das Andrücken des Drehschlagwerkzeugs 1 an einen Schraubbolzen in Rotation versetzt werden, so kann durch Betätigung des Hebels 22 die Verbindung zwischen Kupplung 8 und Schwungrad 5 hergestellt oder gelöst werden.

In dem In Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel eines Drehschlagwerkzeugs 1 ist der Elektromotor 3 durch den Anschluß 19 mit einer Niedervoltquelle verbunden. Es besteht außerdem die Möglichkeit, in das Gehäuse 2 Akkumulatoren einzubauen.

Das in Fig. 2 dargestellte Drehschlag Werkzeug 1 ist mit einem drehzahlgesteuerten Auslösemechanismus 23 ausgestattet. Zu diesem Zweck weist die Schwungscheibe 5 eine in radiale Richtung von außen nach innen verlaufende Bohrung 25 auf, deren Tiefe kleiner ist, als der Radius der Schwungscheibe 5. An dem der Scheibenachse zugewandten Ende der Bohrung 25 ist über eine Schraubenfeder ein Bolzen 24 befestigt. Bei Rotation der Schwungscheibe 5 bewegt sich der Bolzen 24 aufgrund der an ihm

angreifenden Zentrifugalkraft, die in Abhängigkeit von der Drehzahl der Schwungscheibe 5 die Federkraft übersteigt, radial nach außen. Sobald der Bolzen 24 aus der Bohrung herausragt, kann er gegen das Gestänge 27 drücken, welches an der Abtriebswelle 9 angreift und dafür sorgt, daß die Kupplungsscheibe 8 mit dem Schwungrad 5 verbunden wird. An der Schwungscheibe 5 ist in der zusätzlichen, parallel zur Drehachse 7 verlaufenden Bohrung ein Einstellmechanismus 26 untergebracht, mit Hilfe dessen sich einstellen läßt, ab welcher Mindestdrehzahl der Schwungscheibe 5 die Kupplung an dieser angreifen soll. Der Einstellmechanismus 26 besteht aus einem federgelagerten Rastelement, welches gegen den Bolzen 24 drückt.

In Fig. 3 ist als Alternative zu den in Fig. 1 und 2 dargestellten Drehschlagwerkzeugen eine andere Ausführungsform einer Kupplung und einer Schwungscheibe gezeigt. Die Kupplung 8 besteht aus einer Scheibe entlang deren Umfang ein Mantel 28 angeordnet ist, der die Schwungscheibe 5 zumindest teilweise umgreift, aber nicht berührt. An der Innenseite des Mantels 28 ist ein radial in Richtung der Drehachse 7 ragender Vorsprung 17 angebracht, der an dem Kupplungsmitnehmer 18 der Schwungscheibe 5 angreift. Der Kupplungsmitnehmer ist mit einem drehzahlgesteuerten Auslösemechanismus 23 ausgestattet. Ein federgelagerter Bolzen 24 bewegt sich bei Rotation der Schwungscheibe 5 radial nach außen und greift an dem Vorsprung 17 an. Wird die Drehzahl der Schwungscheibe 5 reduziert, so wird der Bolzen 24 durch die Feder wieder zurückgezogen. Bei dieser alternativen Ausführungsform ist es nicht unbedingt erforderlich, daß die Abtriebswelle 9 und die Kupplung 8 axial verschiebbar sind.

Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und den

Zeichnungen dargestellten Merkmale können sowohl einzeln, als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

Bezugszahlenliste

1 Drehschlag Werkzeug

2 Gehäuse

3 Motor

4 Antriebswelle

5 Schwungscheibe

6 Überlastkupplung

7 Drehachse

8 Kupplung

9 Abtriebswelle

10

11 Aufnahme

12 Schraubenschlüssel

13 Blattfeder

14 Halterung

15 Ausgangsposition der Blattfeder

16 ausgelenkte Position der Blattfeder

17 Vorsprung

18 Kupplungsmitnehmer

19 Anschlußleitung

20

21 Schalter

22 Hebel

23 Auslösemechanismus

24 Bolzen

25 Bohrung

26 Einsteilvorrichtung

27 Gestänge

28 Mantel

29 Stellelement

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