Schraubwerkzeug

Die Erfindung betrifft ein Schraubwerkzeug mit einem in einem Gehäuse angeordneten Antrieb und einer mit dem Antrieb verbundenen Abtriebswelle an der stirnseitig ein Schraubendreher, angeordnet ist.

In elektrisch oder pneumatisch angetriebenen Schraubwerkzeugen werden üblicherweise kurze, austauschbare Schraubendreherspitzen (auch als Bits bezeichnet) verwendet. Die Schraubedreherspitzen sind an unterschiedliche Formen von Schraubenköpfen, insbesondere von Schlitzschrauben, Kreuz- Schlitz-Schrauben, Innensechskant-Schrauben sowie Torx- Schrauben angepasst. Derartige Schraubwerkzeuge kommen unter anderem in Form der stark verbreiteten Akku-Schrauber zum Einsatz, mit denen sich mit geringem Kraftaufwand und rasch Bauteile miteinander befestigen lassen, ohne den Schraubenkopf zu beschädigen.

Aufgrund der vorgenannten Vorzüge hat sich die Verwendung von motorisch angetriebenen Schraubwerkzeugen insbesondere auch in der Automobilproduktion durchgesetzt. Für bestimmte Montageaufgaben an Kraftfahrzeugen müssen so genannte Stell- Klemm-Elemente am Fahrzeug angebracht werden, die aus einer hohlzylindrischen Hülse sowie einer sich durch den Hohlzylinder erstreckenden Innen-Schraube bestehen. Diese Stell-Klemm-Elemente werden derzeit mit zwei unterschiedlichen Schraubwerkzeugen angebracht. Zum Einschrauben der Schraubhülse kommt ein ringförmiges Schraubwerkzeug zum Erfassen der Antriebsprofile an der Mantelfläche der Hülse zum Einsatz, während die Innen- Schraube mit einem Schraubwerkzeug eingedreht wird, dessen Schraubendreherspitze stirnseitig in den Schraubenkopf eingreift .

Vielfach müssen beim Einschrauben von Innen-Schraube und Hülse unterschiedliche Anzugsmomente berücksichtigt werden, so dass die vorzuhaltenden Schraubwerkzeuge Abschaltkupplungen mit unterschiedlichen Abschaltmomenten aufweisen müssen.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Schraubwerkzeug der eingangs erwähnten Art zu schaffen, mit dem sich unterschiedliche Verbindungselemente, insbesondere Stell-Klemm-Elemente bestehend aus einer einschraubbaren Hülse und einer Innen- Schraube mit nur einem Schraubwerkzeug anbringen lassen. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, die unterschiedlichen Verbindungselemente mit unterschiedlichen Anzugsmomenten anziehen zu können.

Diese Aufgabe wird bei einem Schraubwerkzeug der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, dass das Schraubwerkzeug ein die Abtriebswelle umgebendes Aufnahmeteil aufweist, das in Richtung der Achse der Abtriebswelle gegen die Kraft eines Rückstellelementes verschieblich geführt ist, an dem Aufnahmeteil ein die Abtriebswelle und die

Schraubendreherspitze umgebendes ringförmiges Schraubwerkzeug zum Erfassen der Antriebskonturen der Mantelfläche eines Verbindungselementes drehbar gelagert ist und das zwischen dem drehbar gelagerten ringförmigen Schraubwerkzeug und der Abtriebswelle zumindest eine schaltbare Kupplung angeordnet ist.

Die axiale Verschieblichkeit des Aufnahmeteils ermöglicht eine Relativbewegung zwischen dem an dem Aufnahmeteil drehbar gelagerten ringförmigen Schraubwerkzeug sowie der stirnseitig an der Abtriebswelle angeordneten Schraubendreherspitze, so dass entweder das ringförmige Schraubwerkzeug oder die Schraubendreherspitze zum Einsatz gelangt. Für den Einsatz der Schraubendreherspitze, muss mit einer in Achsrichtung der

Abtriebswelle wirkenden Kraft gegen den Schraubenkopf gedrückt werden. Hierdurch bewegt sich das Aufnahmeteil gegen die Kraft des Rückstellelementes in Richtung der Achse der Abtriebswelle von der Schraubendreherspitze weg, so dass diese den Schraubenkopf der Innen-Schraube erfassen kann.

Zwischen dem drehbar gelagerten ringförmigen Schraubwerkzeug und der Abtriebswelle ist zumindest eine schaltbare Kupplung angeordnet, die den Kraftfluss zwischen der Abtriebswelle und dem ringförmigen Schraubwerkzeug trennt oder verbindet. Die schaltbare Kupplung ist vorzugsweise kraftschlüssig und selbstschaltend, insbesondere als Rutschkupplung ausgeführt, die bei Erreichen des Anzugsmomentes den Kraftfluss zwischen Abtriebswelle und dem ringförmigen Schraubwerkzeug trennt. Durch die konstruktive Auslegung der Rutschkupplung kann das Anzugsmoment des ringförmigen Schraubwerkzeugs bestimmt werden. Die Rutschkupplung ist vorzugsweise als Lamellenkupplung ausgelegt. Grundsätzlich kommen jedoch auch andere Bauformen in Betracht.

In besonders bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist zusätzlich zu der kraftschlüssigen, selbstschaltend ausgeführten Rutschkupplung eine fremdgeschaltete und formschlüssig ausgeführte Kupplung zwischen dem drehbar gelagerten ringförmigen Schraubwerkzeug und der Abtriebswelle angeordnet. Die Schaltung dieser formschlüssig ausgeführten Kupplung wird vorzugsweise dadurch bewirkt, dass der Kraftfluss zwischen dem mit der Abtriebswelle verbundenen ersten Kupplungselement der Rutschkupplung und der Abtriebswelle durch eine Axialverschiebung des ersten

Kupplungselementes längs der Achse der Abtriebswelle getrennt wird. Diese Axialverschiebung des ersten Kupplungselementes wird dadurch unterstützt, dass das erste Kupplungselement von der Kraft einer Feder beaufschlagt wird, die zwischen dem ersten Kupplungselement und dem ringförmigen Schraubwerkzeug angeordnet ist. Die das Drehmoment der Rutschkupplung

bestimmende Federkraft wirkt in Richtung des zweiten Kupplungselementes. Die für den Einsatz der

Schraubendreherspitze ohnehin erforderliche Axialverschiebung des Aufnahmeteils bewirkt aufgrund dieser Konstruktion zugleich eine Axialverschiebung des ersten Kupplungselementes der Rutschkupplung längs der Achse der Abtriebswelle in einem Bereich der Abtriebswelle, in dem die Formschlusskonturen der zusätzlichen Kupplung außer Eingriff gelangen. Die zusätzliche Kupplung verhindert, dass während der Nutzung der Schraubendreherspitze des Schraubwerkzeugs ein Drehmoment auf das ringförmige Schraubwerkzeug von der entkoppelten Abtriebswelle ausgeübt wird. Diese Momentenfreiheit ist jedoch nicht zwingend erforderlich, da die Rutschkupplung bauartbedingt ein überschreiten des Anzugsmomentes des von dem ringförmigen Schraubwerkzeugs erfassten Verbindungselementes wirksam verhindert.

Das vorzugsweise hülsenförmige Aufnahmeteil zur drehbaren Lagerung des ringförmigen Schraubwerkzeuges ist insbesondere verdrehgesichert zu dem Gehäuse des Schraubwerkzeuges in

Achsrichtung der Abtriebswelle geführt. Die Verdrehsicherung erfolgt beispielsweise mittels einer Passfeder.

Um beim Eindrehen der Innen-Schraube mit der Schraubendreherspitze eine Verdrehung des ringförmigen

Schraubwerkzeuges zu verhindern, sind an dem Aufnahmeteil vorzugsweise Mittel zum zeitweiligen Arretieren des ringförmigen Schraubwerkzeuges angeordnet. Zum Arretieren kommen insbesondere Formschlusskonturen oder Reibmittel, beispielsweise in Form eines Reibbelages oder einer

Verzahnung in Betracht. Die Mittel zum Arretieren kommen vorzugsweise durch die Axialbewegung des Aufnahmeteils selbstständig zum Eingriff, wenn das Aufnahmeteil in Richtung des Gehäuses des Schraubwerkzeuges verschoben wird.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen

Figur 1 eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Schraubwerkzeuges sowie

Das erfindungsgemäße Schraubwerkzeug umfasst einen herkömmlichen Schrauber (100) mit einem in einem in Figur 1 lediglich teilweise dargestellten Gehäuse (101) angeordneten elektrischen Antrieb, der mit einer Abtriebswelle (200) verbunden ist. Zwischen dem nicht dargestellten Elektroantrieb des Schraubers (100) und der Abtriebswelle (200) ist üblicherweise eine mechanische oder elektronische Drehmoment-Abschaltkupplung angeordnet, die bei Erreichen eines gewünschten Anzugmomentes den Kraftfluss zwischen Elektroantrieb und Abtriebswelle (200) trennt. Am stirnseitigen Ende der Abtriebswelle (200) befindet sich die Schraubendreherspitze (201), die im dargestellten Ausführungsbeispiel als Torx-Schraubendreherspitze in Form eines sechszahnigen Sterns ausgebildet ist.

Die Schraubendreherspitze (201) ist stirnseitig in den Kopf (300) einer Innen-Schraube (301) einsteckbar. Die Innen- Schraube (301) ist Bestandteil eines so genannten Stell- Klemm-Elementes (302), das zu Montagezwecken in der Automobilindustrie zum Einsatz gelangt. Wie aus der Figur 1 erkennbar wird die Innen-Schraube (301) von einer hohlzylindrischen Hülse (303) umgeben. Die Hülse (303) weist an ihrer Mantelfläche (304) Antriebskonturen (305) auf, die von einem ringförmigen Schraubwerkzeug (400) in Drehung versetzbar sind. Zwischen der Hülse (303) und der Innen- Schraube (301) des Stell-Klemm-Elementes (302) ist ein die Innen-Schraube (301) umgebender elastischer Ring (306) angeordnet.

Um mit dem Schrauber (100) sowohl die Innen-Schraube (301) des Stell-Klemm-Elementes (302) als auch die Hülse (303) anziehen zu können, weist der Schrauber (100) zusatzlich das ringförmige Schraubwerkzeug (400) auf, das drehbar an einem Aufnahmeteil (500) gelagert ist, das verdrehsicher jedoch in Richtung der Achse (202) der Abtriebswelle (200) verschiebbar gefuhrt ist.

Zwischen dem drehbar gelagerten ringförmigen Schraubwerkzeug (400) und der Abtriebswelle (200) befindet sich zur Drehmomentubertragung eine Kupplungsanordnung (600.

Stirnseitig weist das ringförmige Schraubwerkzeug (400) ein ringförmiges Profil (401) auf, das mit den Antriebskonturen (305) der Hülse (303) zusammenwirkt. In Richtung der Achse

(202) unterhalb des ringförmigen Profils (401) befindet sich eine Schulter (402), die einerseits als stirnseitiger Anschlag der Hülse (303) und andererseits als Widerlager für eine Feder (601) dient, die auf die Kupplungsanordnung (600) einwirkt. Die Feder (601) ist im dargestellten

Ausfuhrungsbeispiel als Spiralfeder ausgestaltet. An der dem Profil (401) gegenüberliegenden Stirnseite weist das ringförmige Schraubwerkzeug (400) eine Lagerschale (403) auf, die im gezeigten Ausfuhrungsbeispiel mit einer Schraubhulse (404) losbar verbunden ist. Die Lagerschale (403) und die Schraubhulse (404) können jedoch auch einteilig ausgeführt sein.

Mit dem ringförmigen Schraubwerkzeug (400) ist darüber hinaus eine Mitnehmerscheibe (602) der Kupplungsanordnung (600) drehfest verbunden. Die Wirkungs- und Funktionsweise dieses Kupplungselementes (604) wird weiter unten naher erläutert.

Das Aufnahmeteil (500) wird von einer Schiebehulse (501) gebildet, die einen hohlzylindrischen Klemmring (502) konzentrisch umgibt. Der Klemmring (502) ist an seiner dem

Gehäuse (101) des Schraubers (100) zugewandten Stirnseite mit einer Spannvorrichtung (503) verbunden, die eine drehfeste Klemmverbindung mit dem Gehäuse (101) ermöglicht. Diese einfache Klemmverbindung erlaubt die problemlose Nachrüstung herkömmlicher Schrauber (100) mit den erfindungswesentlichen Komponenten (400, 500, 600) .

Die Schiebehülse (501) ist um den Verschiebeweg (504) in Richtung der Achse (202) axial gegenüber dem Klemmring (502) aus der in Figur 1 dargestellten Ausgangslage verschieblich geführt. Die Verschiebung aus der Ausgangslage erfolgt gegen die Kraft einer als Rückstellelement wirkenden Feder (505), die als Spiralfeder ausgebildet ist. An ihrem oberen Ende liegt die Feder (505) an einem stirnseitigen Rand (506) der Schiebehülse (501) an, während die untere Stirnseite der Feder (505) auf einer umlaufenden Schulter (507) des Klemmrings (502) aufliegt.

Die Kupplungsanordnung (600) zwischen dem drehbar gelagerten ringförmigen Schraubwerkzeugs (400) und der Abtriebswelle (200) besteht zum Einen aus einer Rutschkupplung mit einem ersten Kupplungselement (603) und einem zweiten Kupplungselement (604) sowie einer fremdgeschalteten und formschlüssig ausgeführten zusätzlichen Kupplung.

Das erste Kupplungselement (603) der Rutschkupplung ist als Mitnehmerscheibe (605) ausgeführt. In der in Figur 1 dargestellten Ausgangslage des Schraubwerkzeuges steht eine Innenverzahnung des ersten Kupplungselementes (603) in Form der Mitnehmerscheibe (605) mit einem außenverzahnten

Abschnitt (203) der Abtriebswelle (200) in Umfangsrichtung der Abtriebswelle in formschlüssiger Verbindung. Die erforderliche Reibkraft zwischen der ersten und zweiten Mitnehmerscheibe (602, 605) wird maßgeblich durch die Feder (601) hervorgerufen.

Wird nun die Schiebehülse (501) aus der in Figur 1 dargestellten Ausgangslage um den Verschiebeweg (504) in Pfeilrichtung (508) verschoben, bewegt sich das an der Aufnahmehülse (501) mittels des Kugellagers (405) drehbar gelagerte Schraubwerkzeug (400) zusammen mit den beiden

Mitnehmerscheiben (602, 605) der Rutschkupplung relativ zu der Abtriebswelle (200) , wobei der innenverzahnte Durchgang der Mitnehmerscheibe (605) in einen gegenüber dem außenverzahnten Abschnitt (203) eingezogenen Abschnitt (204) der Abtriebswelle (200) gelangt, so dass der Kraftfluss zwischen der Abtriebswelle (200) und dem ersten Kupplungselement (603) in Form von der Mitnehmerscheibe (605) getrennt wird. Der Durchgang der Mitnehmerscheibe (602) befindet sich ständig in dem eingezogenen Abschnitt (204), so dass auf den Durchgang zu keinem Zeitpunkt unmittelbar

Drehmomente von der Abtriebswelle (200) ausgeübt werden.

Die Schaltung dieser formschlüssig ausgeführten Kupplung (203/204) erfolgt durch die Ausübung einer Druckkraft auf den Schrauber (100) entgegen der Kraft der Feder (505), die ohnehin ausgeübt werden muss, wenn die Schraubendreherspitze (201) in dem Kopf (300) der Innen-Schraube (301) eingreifen soll. Die dabei automatisch eintretende Entkopplung des ringförmigen Schraubwerkzeuges (400) von der Abtriebswelle (200) hat zur Folge, dass auf die Hülse (303) keine

Drehmomente mehr übertragen werden, während die Innen- Schraube (301) gedreht wird. Das Anzugsmoment für die Innen- Schraube (301) wird ausschließlich von dem durch die Abschaltkupplung des Schraubers (100) vorgegebenen Drehmoment bestimmt, das abweichend zu dem durch die Rutschkupplung vorgegebenen Moment für die Hülse (303) sein kann.

Im Ergebnis lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Schraubwerkzeug unterschiedliche Verbindungselemente, insbesondere die Hülse (303) sowie die Innen-Schraube (301) mit einem einzigen Schraubwerkzeug mit unterschiedlichen

Anzugsmomenten eindrehen. Die Notwendigkeit eines zweimaligen Ansetzens eines Schraubwerkzeugs sowie das Bereithalten unterschiedlicher Schraubwerkzeuge entfällt, wodurch insbesondere in industriellen Produktionsprozessen, beispielsweise der Automobilindustrie, erhebliche Kostenersparnisse durch reduzierte Montagezeiten und Werkzeugkosten erzielbar sind.

Bezugs zeichenliste