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Patent Searching and Data


Title:
PNEUMATICALLY DRIVEN TORQUE SCREWDRIVER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2013/107665
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a pneumatically driven torque screwdriver (1), having a housing (3) in which a pneumatically driven drive unit (4) is arranged, a gear unit (27) used for transmitting the torque generated by the drive unit (4), and a polygonal drive mechanism (29) that is connected to the gear unit (27) and driven thereby, said pneumatically driven drive unit being an air turbine (9).

Inventors:
SENTUERK BUELENT (DE)
Application Number:
PCT/EP2013/050166
Publication Date:
July 25, 2013
Filing Date:
January 07, 2013
Export Citation:
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Assignee:
SENTUERK BUELENT (DE)
International Classes:
B25B21/02; B25B21/00; B25B23/14; B25B23/145
Domestic Patent References:
WO1995005924A11995-03-02
Foreign References:
EP0255433A11988-02-03
FR1236265A1960-07-15
US5954144A1999-09-21
FR2777216A11999-10-15
BE675561A
DE4338243A11994-05-19
DE202004005998U12004-06-09
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
STROBEL, WOLFGANG (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1 . Pneumatisch angetriebener Drehmomentschrauber (1 ,2), mit einem Gehäuse (3), in dem eine pneumatisch angetriebene Antriebseinheit (4) angeordnet ist,

einer Getriebeeinheit (27, 41 , 43), die zur Übertragung des von der Antriebseinheit (4) erzeugten Drehmoments dient,

einem Antriebsmehrkant (29), der mit der Getriebeeinheit (27,41 , 43) verbunden ist und von ihr angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass die pneumatisch angetriebene Antriebseinheit eine Luftturbine (9) ist.

2. Drehmomentschrauber nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsdrehmoment einstellbar ist.

3. Drehmomentschrauber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomenteinstellung durch Veränderung des zugeführten Luftvolumens und/oder Luftdrucks erfolgt.

4. Drehmomentschrauber nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung des Drehmoments durch Einstellung einer Rutschkupplung (23) am Ausgang der Luftturbine (9) erfolgt.

5. Drehmomentschrauber nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die am Ausgang der Turbine (9) gelieferte Drehzahl mittels eines einstellbaren Zwischen-Getriebes (21 ), insbesondere eines Planetengetriebes, einstellbar ist.

6. Drehmomentschrauber nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass am Turbinenausgang ein Winkelgetriebe (26) vorzugsweise von im Wesentlichen 90°vorgesehen ist.

7. Drehmomentschrauber nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeinheit (27, 41 , 43) lösbar mit der Antriebseinheit (4) verbunden ist.

8. Drehmomentschrauber nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeinheit eine Planetengetriebeeinheit (27), eine Impulsschraubergetriebeeinheit (41 ) oder eine Schlagschraubergetriebeein- heit (43) ist.

9. Drehmomentschrauber nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die lösbare Verbindung als eine Bajonett-Verbindungseinrichtung (25) ausgebildet ist.

10. Drehmomentschrauber nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass am Eingang der Luftturbine (9) eine EinStelleinrichtung des eintretenden Luftstroms (15) vorgesehen ist, welche eine Veränderung des eintretenden Luftstroms ermöglicht.

1 1. Drehmomentschrauber nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zum Umschalten der Drehrichtung (19) vorgesehen ist.

Description:
Pneumatisch angetriebener Drehmomentsc rauber

Die vorliegende Erfindung betrifft einen pneumatisch angetriebenen Drehmo- mentschrauber.

Aus dem Stand der Technik sind pneumatisch angetriebene Drehmomentschrauber bekannt, die einen Luftmotor mit Lamellen aufweisen. Derartige Drehmomentschrauber weisen ein Gehäuse auf, in dem eine Antriebseinrichtung in Form des Luftmotor mit Lamellen angeordnet ist, wobei zur Übertragung des von der Antriebseinheit erzeugten Drehmoments eine Getriebeeinheit vorgesehen ist, an deren Ausgang ein Antriebsmehrkant vorhanden ist, der ein von der Getriebeeinheit erzeugtes Drehmoment zur Verfügung stellt. Dieses Drehmoment dient zum Antrieb einer Axialan- triebsnuss zum seitenlastfreien bzw. querkraftfreien Anziehen einer entsprechenden Mutter.

Der pneumatische Drehmomentschrauber des Standes der Technik, welcher mit einem Lamellenluftmtor angetrieben wird, weist aufgrund seiner Bauform Reibprobleme auf, wobei zur Reduzierung der Reibung eine Öl- bzw. Fettschmierung vorge- sehen ist. Aus diesen Gründen ist der pneumatische Drehmomentschrauber des Standes der Technik nicht wartungsfrei.

Ein weiterer Nachteil besteht in der Erzeugung eines relativ begrenzten Drehmoments und einer relativ begrenzten Drehzahl des Antriebsmehrkants aufgrund einer relativ begrenzten bauform bedingten Drehzahl.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen pneumatisch angetriebenen Drehmomentschrauber zu schaffen, der die oben genannten Nachteile des Standes der Technik überwindet, und mit dem ein gegenüber den Bauformen des Standes der Technik erhöhtes Drehmoment sowie eine erhöhte Drehzahl erzeugt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Dadurch, dass die pneumalisch angetriebene Antriebseinheit eine Luftturbine ist, wird eine besonders verschleißarme, ölfreie und damit auch wartungsfreie Antriebseinheit geschaffen, die zudem sowohl eine deutlich höhere Drehzahl als auch ein erhöhtes Drehmoment zu liefern vermag. Zusätzlich besteht der große Vorteil einer kompakten Bauform.

Vorteilhafterweise ist das Antriebsdrehmoment der Antriebseinheit einstellbar. Dies kann auf verschiedene Weise alternativ oder in Kombination erfolgen. Vorteilhafterweise kann die Drehmomenteinstellung durch Veränderung des zugeführten Luftvo- lumens erfolgen. Zusätzlich oder alternativ kann die Drehmomenteinstellung durch Veränderung des Luftdrucks erfolgen, wobei dies beispielsweise durch Druckänderung außerhalb des Werkzeugs erfolgen kann.

Alternativ oder zusätzlich kann die Einstellung des Drehmoments durch Einstellung einer Rutschkupplung am Ausgang der Luftturbine erfolgen. Derartige Rutschkupplungen sind im Stand der Technik, beispielsweise bei Bohrmaschinen, bekannt.

Weiterhin ist vorteilhaft, dass die am Ausgang der Turbine gelieferte Drehzahl mittels eines einstellbaren Getriebes, insbesondere eines Planetengetriebes, einstellbar ist, so dass eine einstellbare Ausgangsdrehzahl gegebenenfalls unabhängig von der Drehzahl der Luftturbine ermöglicht wird.

In einer alternativen Ausführungsform weist der erfindungsgemäße pneumatisch angetriebene Drehmomentschrauber eine Antriebsachse auf, die für alle Komponen- ten gleich ist. Diese Ausführungsform ist insbesondere vorteilhaft bei Anziehen von Muttern mit einer im Wesentlichen horizontalen Drehachse.

Für das Anziehen von Muttern mit einer im Wesentlichen vertikalen Drehachse bzw. bei vor Ort herrschenden geringen Platzmöglichkeiten, weist der erfindungsgemäße Drehmomentschrauber ein Winkelgetriebe auf, welches vorzugsweise eine um 90° versetzte Ausgangsantriebsantriebsachse aufweist.

Mit großem Vorteil ist die Getriebeeinheit lösbar mit der Antriebseinheit verbunden. Dies ermöglicht den Ansatz zu bzw. die Verbindung mit unterschiedlichen Getriebe- einheiten. Diese Getriebeeinheiten können eine Planetengetriebeeinheit, eine Im- pulsschraubergetriebeeinheit oder eine Schlagschraubergetriebeeinheit sein. Damit wird der große Vorteil erreicht, dass unterschiedliche Drehmomentschrauberwerk- zeuge, Impulsschrauberwerkzeuge und Schlagschrauberwerkzeuge für unterschied- liehe Schraubaufgaben, möglich sind.

Vorteilhafterweise ist die lösbare Verbindung zwischen Antriebseinheit und Getriebeeinheit als eine Bajonett-Verbindungseinrichtung ausgebildet. Die Vorteile einer solchen Bajonett-Verbindungseinrichtung sind dem Fachmann wohl bekannt.

Weiterhin ist vorteilhaft, dass am Eingang der Luftturbine eine Einsteileinrichtung des eintretenden Luftstroms vorgesehen ist, welche eine Veränderung des eintretenden Luftstroms ermöglicht. Mit anderen Worten, durch Volumenstromänderung kann eine entsprechende Drehzahl- und Drehmomentänderung der Luftturbine durchgeführt werden.

Weiterhin ist vorteilhaft, dass eine Einrichtung zum Umschalten der Drehrichtung vorgesehen ist, so dass Muttern nicht nur angezogen werden können, sondern auch wieder gelöst werden können durch Umkehrung der Drehrichtung, bzw. sowohl linksgängige als auch rechtsgängige Muttern entsprechend verschraubt bzw. gelöst werden können.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Darin zeigt:

Figur 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen pneumatisch angetriebenen Drehmo- mentschraubers mit einer Planetengetriebeeinheit;

Figur 1.1 eine ähnliche Darstellung der erfindungsgemäßen Ausführungsform von Figur 1 ; Figur 1.2 in teilweiser Schnittansicht eine Impulsschraubergetriebeeinheit zur Verwendung bei dem erfindungsgemäßen Drehmomentschrauber anstelle der Planetengetriebeeinheit; Figur 1.3 in teilweiser Schnittansicht eine Schlagschraubergetriebeeinheit, zur

Verwendung bei dem erfindungsgemäßen Drehmomentschrauber anstelle der Planetengetriebeeinheit; eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer zweiten Ausführungs form des erfindungsgemäßen Drehmomentschraubers mit einem Win kelgetriebe; eine ähnliche Darstellung der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehmomentschraubers wie jene von Figur 2, jedoch um 180°gedreht;

Figur 2.2 eine Impulsschraubergetriebeeinheit zur Verwendung anstelle der Planetengetriebeeinheit von Figur 2.1 ; und Figur 2.3 eine Schlagschraubergetriebeeinheit zur Verwendung bei dem erfindungsgemäßen Drehmomentschrauber anstelle der Planetengetriebeeinheit von Figur 2.1.

In den Figuren sind gleiche Elemente mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet.

In Figur 1 ist in teilweise geschnittener Seitenansicht eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen pneumatisch angetriebenen Drehmomentschraubers 1 dargestellt. Der Drehmomentschrauber weist ein Gehäuse 3 auf, das einen Handgriffabschnitt 5 aufweist. Der Handgriffabschnitt ist, wie aus Figur 1 ersichtlich, zur Mitte hin verjüngt ausgebildet und weist am Außenumfang Rippen 7 auf. Diese Rippen 7 dienen zum besseren Ergreifen des Handgriffabschnitts 5. In dem Gehäuse 3 befindet sich eine Antriebseinrichtung 4. Die Antriebseinheit 4 umfasst eine Luftturbine 9, die mittels zugeführter Luft in Bewegung versetzt werden kann. Die Luftturbine 9 kann von handelsüblicher Art sein. Sie liefert gegenüber herkömmlichen Luftmotoren ein erheblich höheres Ausgangsdrehmoment und eine erheblich höhere Ausgangsdrehzahl.

Über einen Luftanschluss, der entweder als Axialluftanschluss 1 1 oder als Seiten- luftanschluss 12 ausgebildet sein kann, kann über eine angeschlossene Leitung (nicht dargestellt) der Antriebseinrichtung 4 Luft zugeführt werden. Der Luftanschluss kann auch so ausgebildet sein, dass er um 90° schwenkbar ist und somit von der Axialstellung des Axialluftanschlusses 1 1 in die Stellung des Seitenluftan- schlusses 12 und wieder zurück geschwenkt werden kann.

Der Luftanschluss 1 1 und/oder 12 ist in einer Kappe 13 aufgenommen. Die Kappe 13 bildet einen Endabschnitt des Drehmomentschraubers 1 . Zwischen Kappe 13 und Luftturbine 9 ist eine EinStelleinrichtung 15 zur Einstellung von Luftdruck und/oder Luftvolumen vorgesehen, wodurch die Drehzahl und Drehmoment der Luftturbine 9 eingestellt werden kann.

Zum Betätigen des Drehmomentschraubers 1 ist ein Schalter 17 vorgesehen. Dieser befindet sich im Mittenbereich des Handgriffabschnitts 5.

Am Ausgang der Luftturbine 9 befindet sich eine Einrichtung zur Änderung der Drehrichtung 19 der Ausgangswelle der Luftturbine 9. Dadurch kann eine Drehrichtungsänderung der sich anschließenden Getriebeeinheit und damit der Anziehbewegung des Drehmomentschraubers bewerkstelligt werden.

Vorteilhafterweise schließt sich an die Einrichtung zur Änderung der Drehrichtung 19 eine Einrichtung zur Drehzahländerung 21 an. Dadurch wird eine weitere Anpassung der Drehzahl an den spezifischen Anwendungsfall ermöglicht.

Weiterhin weist der erfindungsgemäße Drehmomentschrauber 1 eine Einrichtung zur Drehmomenteinstellung 23 auf. Diese Einrichtung kann vorteilhafterweise in Form einer Rutschkupplung ausgebildet sein. Mit Hilfe einer Verbindungseinheit 25, beispielsweise in Form einer Bajonett- Verbindungseinheit, kann eine schnelle Verbindung zu einer Getriebeeinheit 27 erfolgen, durch die eine entsprechende Drehzahlreduzierung von der Ausgangswelle der Luftturbine 9 zu einem Antriebsvierkant 29 erfolgt.

Die Getriebeeinheit 27 von Figur 1 ist als Planetengetriebeeinheit ausgebildet und weist Planetengetriebestufen 31 und 32 auf.

Zur Übertragung des vom Drehmomentschrauber 1 erzeugten Drehmoments zum Anziehen einer Mutter oder Lösen mittels einer Axialantriebsnuss (nicht dargestellt) wird ein Reaktionsarm 35 benötigt. Dieser Reaktionsarm steht über eine Innenverzahnung mit einer Außenverzahnung, schematisch mit Bezugsziffer 37 bezeichnet, an der Antriebswelle der Getriebeeinheit 27, in Verbindung. Es wird nunmehr Bezug genommen auf die Figuren 1 .1 bis 1.3. Die Figur 1.1 zeigt im Wesentlichen die gleiche Ansicht wie Figur 1 mit der Planetengetriebeeinheit 27 und dem Reaktionsarm 35. Vorteilhafterweise lässt sich die Getriebeeinheit 27 aufgrund der Schnellverbindungseinheit 25 leicht von der Luftturbine 9 trennen und kann die Getriebeeinheit leicht ausgewechselt werden. Dies schafft vorteilhafterwei- se die Möglichkeit, auch andere Verschraubungsvorgänge, wie beispielsweise Schlagschrauben, Impulsschrauben und verschiedene Drehmomentbereiche vorzunehmen.

Die Figur 1.2 zeigt schematisch eine Impulsschraubergetriebeeinheit und Figur 1.3 zeigt schematisch eine Schlagschraubergetriebeeinheit. Drehschrauber mit Getrieben nach dem Impulsschrauberprinzp bzw. nach dem Schlagschrauberprinzip sind aus dem Stand der Technik bekannt.

Es wird nunmehr Bezug genommen auf die Figur 2. Diese Figur zeigt eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Drehmomentschraubers 2, der sich von der Ausführungsform des Drehmomentschraubers 1 von Figur 1 nur dadurch unterscheidet, dass zwischen Luftturbine 9 bzw. Antriebseinheit 4 und Getriebeeinheit 27 ein Winkelgetriebe 26 zwischengesetzt ist. Das Winkelgetriebe 26 schafft eine Um- lenkung der Drehmomentachse von der Luftturbine 9 zu der Getriebeeinheit 27 um

90°.

Die Figur 2.1 zeigt eine ähnliche Ansicht des Drehmomentschraubers 2 wie Figur 2, jedoch um 180° gedreht. Die Figuren 2.2 und 2.3 ent sprechen den Figuren 1.2 und 1 .3 und zeigen die Impulsschraubergetriebeeinheit 41 bzw. die Schlagschrauber- getriebeeinheit 43.

Mit der vorliegenden Erfindung wird somit vorteilhafterweise ein universell einsetzba- rer Drehmomentschrauber geschaffen, der aufgrund der Luftturbine eine erheblich höhere Leistung zur Verfügung stellen kann und zudem, weil ölfrei, auch wartungsfrei ist. weiterhin wird der große Vorteil erreicht, dass ein genau einstellbares, höheres Drehmoment gegenüber den herkömmlichen Luftdrehmomentschraubern und eine höhere Drehzahl des Antriebsmehrkants 29 sowohl im Leerlauf als auch im Lastfall erzeugt werden kann. Zudem wird eine direkt am Werkzeug vornehmbare Einstellung geschaffen.