DE1218370B

DE1218370B - Motor-driven, especially portable screwdriver

Info

Publication number: DE1218370B
Application number: DEB73666A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Karl Wanner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1963-09-27
Filing date: 1963-09-27
Publication date: 1966-06-02
Also published as: US3331452A; GB1041808A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. Cl.: Int. Cl .:

B 25b B 25b

Deutsche Kl.: 87 a - 191 German class: 87 a - 191

Nummer: 1218 370Number: 1218 370

Aktenzeichen: B 736661 c/§7 aFile number: B 736661 c / §7 a

Anmeldetag: 27. September 1963Filing date: September 27, 1963

Auslegetag: 2. Juni 1966Opening day: June 2, 1966

Die Erfindung bezieht sich auf ein motorisch angetriebenes, insbesondere tragbares Schraubgerät zum Festziehen von Schraubverbindungen, das eine Vorrichtung enthält, die beim Erreichen eines vorgegebenen Anzugmomentes die Schraubbewegung beendet.The invention relates to a motor-driven, in particular portable screwdriver for Tightening of screw connections, which includes a device that when reaching a predetermined The tightening torque ends the screwing movement.

Beim Betrieb derartiger Schraubgeräte wird gefordert, daß die mit diesen Geräten festgezogenen Schraubverbindungen ein gleiches vorgegebenes Anzugmoment aufweisen. Bei mit Preßluft angetriebenen bekannten Geräten ist das Anzugmoment auf denjenigen Wert begrenzt, den der bei Beendigung des Schraubvorgangs bis zum Stillstand abgebremste Motor hat. Derartige Geräte sind zwar in ihrem Aufbau sehr einfach, zeigen jedoch eine starke Abhängigkeit des Anzugmoments von dem jeweiligen Druck der Preßluft. Es sind außerdem Drehschlagschrauber bekannt, bei denen der Rückprall eines den Drehschlag ausübenden Hammers zur Ausschaltung des Antriebsmotors herangezogen wird oder die jeweilige Einschraubzeit durch einen selbsttätig ausschaltenden Zeitschalter begrenzt wird. In beiden Fällen hat die Elastizität der zu verschraubenden Bauteile einen erheblichen Einfluß auf die Höhe des erreichten Anzugmomentes.When operating such screwdrivers, it is required that those tightened with these devices Screw connections have the same specified tightening torque. When driven with compressed air known devices, the tightening torque is limited to the value at the end the motor has braked to a standstill during the tightening process. Such devices are in theirs Structure very simple, but show a strong dependency of the tightening torque on the respective Pressure of the compressed air. Impact wrenches are also known in which the rebound is a the rotary impact exerting hammer is used to switch off the drive motor or the the respective screw-in time is limited by a timer that switches off automatically. In both Cases, the elasticity of the components to be screwed has a significant influence on the height of the reached tightening torque.

Gegenüber diesen bekannten Anordnungen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein von der Elastizität der Schraubverbindung oder der jeweiligen unterschiedlichen Antriebskraft des Motors unabhängiges, auf ein vorgegebenes Anzugmoment begrenzendes Schraubgerät zu schaffen, das sowohl mit einem Elektromotor als auch mit einem Preßluftoder Hydraulikmotor betrieben werden kann. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß die beim Erreichen eines vorgegebenen Anzugmoments die Schraubbewegung beendende Vorrichtung aus einer Blockierkupplung besteht, die eine mit dem Motor verbundene Antriebswelle und ein auf dieser entgegen der Kraft einer vorgespannten Feder in begrenztem Umfang dreh- und längsverschiebbares Kupplungsteil hat, das über schräg zur Drehachse verlaufende Kupplungsflächen mitgenommen wird und beim Erreichen des vorgegebenen Anzugmomentes in vorzugsweise formschlüssigen Eingriff mit einem die weitere Drehbewegung verhindernden, feststehenden Maschinenteil kommt.Compared to these known arrangements, the invention is based on the object of one of the Elasticity of the screw connection or the respective different driving force of the motor independent, To create a screwdriver device that limits a predetermined torque and that can be used with both an electric motor as well as a compressed air or hydraulic motor. According to the invention it is proposed that the device which terminates the screwing movement when a predetermined tightening torque is reached consists of a There is a blocking clutch that opposes a drive shaft connected to the engine and one on this the force of a pretensioned spring rotatable and longitudinally displaceable to a limited extent Coupling part which is taken along via coupling surfaces which run obliquely to the axis of rotation and when the specified tightening torque is reached, preferably in positive engagement comes with a fixed machine part preventing further rotation.

Eine besonders einfache Anordnung ergibt sich, wenn gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung der längsverschiebbare Kupplungsteil der Vorrichtung an seiner dem Antriebsmotor zugekehrten Stirnseite eine Rastverzahnung aufweist, der an einer Querwand des den Kupplungsteil aufnehmenden Gehäuses eine Gegenverzahnung zugeordnet ist. Wenn zwischen Motorisch angetriebenes, insbesondere tragbares
SchraubgerätA particularly simple arrangement results if, according to a further proposal of the invention, the longitudinally displaceable coupling part of the device has a locking toothing on its end face facing the drive motor, which is assigned a counter-toothing on a transverse wall of the housing receiving the coupling part. If between motor-driven, especially portable
Screwdriver

Anmelder:Applicant:

Robert Bosch G. m. b. H.,Robert Bosch G. m. B. H.,

Stuttgart 1, Breitscheidstr. 4Stuttgart 1, Breitscheidstr. 4th

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Dipl.-Ing. Karl Wanner, EchterdingenDipl.-Ing. Karl Wanner, Echterdingen

dem Antriebsmotor und der Antriebswelle der Blockierkupplung ein Getriebe vorgesehen ist, empfiehlt es sich, zwischen dem Antriebsmotor und der Blockierkupplung eine Rutsch- oder Überlastkupplung vorzusehen, welche auf ein Drehmoment eingestellt ist, das höher liegt als das vorgegebene Anzugmoment, bei welchem die Kupplung blockiert. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann zur Sicherheit gegen Überlastung des Antriebsmotors ein von dem dreh- und längsverschiebbaren Kupplungsteil betätigbarer Schalter vorgesehen werden, welcher den Antriebsmotor von seiner Energiezuführungsleitung abschaltet, sobald die Blockierkupplung die Schraubbewegung beendet. Bei einem elektrischen Antriebsmotor kann ein mechanisch betätigbarer Schalter oder ein elektromagnetischer oder thermischer, selbstauslösender Schalter verwendet werden, der auf die beim Blockiervorgang sich einstellende Erhöhung des Motorstromes anspricht.A gearbox is provided for the drive motor and the drive shaft of the blocking clutch there is a slip or overload clutch between the drive motor and the blocking clutch to provide, which is set to a torque that is higher than the specified tightening torque, in which the clutch blocks. In a further embodiment of the invention, for Safety against overloading the drive motor from the rotatable and longitudinally displaceable coupling part actuatable switch are provided, which switches off the drive motor from its power supply line as soon as the blocking clutch the Screw movement ended. In the case of an electric drive motor, a mechanically actuatable one can be used Switches or an electromagnetic or thermal, self-releasing switch are used, which responds to the increase in the motor current that occurs during the blocking process.

Weitere Einzelheiten und zweckmäßige Weiterbildungen sind nachstehend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Elektroschraubers näher beschrieben und erläutert. Es zeigtFurther details and useful developments are given below with reference to one in the drawing illustrated electric screwdriver described and explained in more detail. It shows

F i g. 1 den Schrauber teilweise in der Ansicht und teilweise im Längsschnitt,F i g. 1 the screwdriver partly in view and partly in longitudinal section,

F i g. 2 in einem Querschnitt nach der Linie II-II in F i g. 1 undF i g. 2 in a cross section along the line II-II in Fig. 1 and

F i g. 3 in einem Querschnitt nach der Linie III-III in Fig. 1.F i g. 3 in a cross section along the line III-III in Fig. 1.

Der Elektroschrauber enthält in seinem Motorgehäuse 10 einen zum Betrieb an Gleich- und Wechselstromnetzen geeigneten Motor 11, der nach Einlegen eines im Handgriff 12 angeordneten Schalters 13 über ein in einem Getriebegehäuse 14 untergebrachtes Untersetzungsgetriebe die Antriebswelle 15 der im folgenden näher beschriebenen Blockierkupplung über ein in die Antriebswelle eingesetztes Stirnrad 16 antreibt. Die Antriebswelle 15 ist an ihrerThe electric screwdriver contains in its motor housing 10 a motor 11 suitable for operation on direct and alternating current networks, which, after inserting a switch 13 arranged in the handle 12 via a reduction gear housed in a gear housing 14, connects the drive shaft 15 of the blocking clutch described in more detail below via a Drive shaft used spur gear 16 drives. The drive shaft 15 is on her

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dem Motor abgekehrten Ende mit einem gleichachsigen Zapfen 17 in der Längsbohrung 18 einer Nabe 19 gelagert, die an ihrem über das Schraubwerkgehäuse 20 vorstehenden Ende einen Vierkant 21" aufweist, auf den ein in der Zeichnung nicht dargestellter Steckschlüssel aufgesetzt werden kann, mit welchem Muttern oder Schrauben von nicht dargestellten Schraubverbindungen auf ein vorher festgelegtes, für alle Schraubverbindungen gleichbleibendes Anzugmoment festgezogen werden können. Die Nabe 19 hat an ihrer dem Antriebsmotor zugekehrten Stirnfläche zwei Kupplungsklauen 23 und 24. In ständigem Eingriff mit diesen werden die Gegenklauen 25 und 26 eines Kupplungsteils 27 gehalten, der auf der Antriebswelle 15 entgegen der Kraft einer vorgespannten Druckfeder 28 in begrenztem Umfang dreh- und längsverschiebbar ist.the end facing away from the engine with an equiaxed pin 17 in the longitudinal bore 18 of a Hub 19 mounted, which at its end protruding over the screw mechanism housing 20 has a square 21 ", on which a socket wrench, not shown in the drawing, can be placed, with which nuts or bolts of screw connections not shown on a previously determined, the same tightening torque can be tightened for all screw connections. the Hub 19 has two coupling claws 23 and 24 on its end face facing the drive motor constant engagement with these, the mating claws 25 and 26 of a coupling part 27 are held, on the drive shaft 15 against the force of a pretensioned compression spring 28 to a limited extent is rotatable and longitudinally displaceable.

Zwischen diesem Kupplungsteil 27 und der Antriebswelle 15 besteht eine formschlüssige Verbindung mit Hilfe zweier diametral zueinander angeordneter Mitnehmerkugeln 30 und 31, die sich zur Hälfte in jeweils einer von zwei schräg zur Drehachse der Antriebswelle 15 verlaufenden Schrägnuten 32 befinden und mit ihrer über den Umfang der Antriebswelle 15 vorstehenden anderen Hälfte in je eine in die Bohrungswand des Kupplungsteils 27 eingeschnittene Längsnut 33 eingreifen.There is a positive connection between this coupling part 27 and the drive shaft 15 with the help of two diametrically arranged driving balls 30 and 31, which are half in in each case one of two inclined grooves 32 running obliquely to the axis of rotation of the drive shaft 15 are located and with its other half protruding over the circumference of the drive shaft 15 in one each in the bore wall of the coupling part 27 engage longitudinal groove 33 cut.

Wenn beim Festziehen einer rechtsgängigen Schraubverbindung die Antriebswelle 15 in Richtung auf die Schraubverbindung gesehen im Uhrzeigersinn umläuft, nimmt sie über die Kupplungskugeln 30 und 31 den Kupplungsteil 27 mit, der dann den Vierkant 21 mit gleicher Drehgeschwindigkeit antreibt. Bei wachsendem Widerstandsmoment an der Schraubverbindung entsteht infolge der schräg zur Antriebswelle verlaufenden Nuten 32 eine axiale, von der Größe des Steigungswinkels dieser Schrägflächen abhängige axiale Kraftkomponente, die bestrebt ist, den Kupplungsteil 27 gegen das Getriebe 14 hin zu verschieben, wobei der Kupplungsteil 27 hinter der sich weiterdrehenden Antriebswelle 15 zurückbleibt und bei seiner axialen Verschiebebewegung die vorgespannte Feder 28 stärker zusammendrückt. Das bei Weiterdrehung des Vierkants 21 sich steigernde Widerstandsmoment an der anzuziehenden Schraubverbindung führt schließlich dazu, daß der Kupplungsteil 27 mit dem an seiner dem Antriebsmotor und dem Getriebe zugekehrten Stirnseite sitzenden Zahnkranz 40 in eine Gegenverzahnung 41 eingreift, die an einer feststehenden Querwand 42 im Getriebegehäuse sitzt. Der mit den Klauen 25 und 26 mit der Nabe 19 und dem Vierkant 21 in formschlüssiger Verbindung bleibende Kupplungsteil 27 wird dabei durch die beiden Zahnkränze 40 und 41 an einer weiteren Drehbewegung gehindert. Durch geeignete Wahl der Vorspannung und der Härte der Feder 28 kann hierbei die Höhe des zur Blockierung führenden Drehmoments eingestellt werden. Da nach dem Erreichen des eingestellten Drehmoments die weitere Anzugbewegung unterbrochen wird, ergibt sich auch bei elastischen Schraubverbindungenn ein mit hoher Genauigkeit eingehaltenes gleiches Anzugmoment.If, when tightening a right-hand screw connection, the drive shaft 15 in the direction revolves clockwise on the screw connection, takes it over the coupling balls 30 and 31 with the coupling part 27, which then drives the square 21 at the same rotational speed. at The increasing moment of resistance at the screw connection arises as a result of the oblique to the drive shaft extending grooves 32 an axial, dependent on the size of the pitch angle of these inclined surfaces axial force component which tries to move the coupling part 27 against the gear 14 move, whereby the coupling part 27 remains behind the further rotating drive shaft 15 and during its axial displacement movement, the pretensioned spring 28 compresses more strongly. That at Further rotation of the square 21 increases the moment of resistance at the screw connection to be tightened finally leads to the fact that the coupling part 27 with the one on its the drive motor and the gear rim 40 facing the gearbox engages in a counter-toothing 41, which sits on a fixed transverse wall 42 in the gear housing. The one with claws 25 and 26 with the Hub 19 and the square 21 in a form-fitting connection remaining coupling part 27 is thereby prevented by the two ring gears 40 and 41 from further rotary movement. Through suitable Choice of the preload and the hardness of the spring 28 can be the level of the leading to the blocking Torque can be adjusted. Since after reaching the set torque the further If the tightening movement is interrupted, the result is a high one, even with elastic screw connections Accuracy the same tightening torque.

Um die im Blockieraugenblick wirksam werdenden Massenkräfte des Motors 11 und des Getriebes 14 aufzufangen, ist zwischen dem Antriebszahnrad 16 der Antriebswelle 15 und dem Ankerritzel 43 des Antriebsmotors 11 eine Rutschkupplung 45 vorgesehen, die derart eingestellt ist, daß sie bis zum Eingriff der beiden Blockierzahnkränze 40 und 41 nicht durchrutschen kann. Sie weist ein Überlastmoment auf, das größer als das vorgegebene Anzugmoment ist.To the inertia forces of the motor 11 and the transmission 14 that become effective at the moment of blocking to catch is between the drive gear 16 of the drive shaft 15 and the anchor pinion 43 of the Drive motor 11 a slip clutch 45 is provided which is set such that it is up to Engagement of the two locking ring gears 40 and 41 cannot slip. She has an overload moment that is greater than the specified tightening torque.

An Stelle einer Rutschkupplung kann auch eine Überrastkupplung vorgesehen werden. Derartige Kupplungen haben den Vorteil, daß sie den Antriebsmotor mit Sicherheit vor Überlastungen schützen können, obwohl sie eine geringe Ansprechgenauigkeit aufweisen. An Stelle einer Rutsch- oder Überrastkupplung kann zur Sicherheit gegen Überlastung des Antriebsmotors ein von dem dreh- und längsverschiebbaren Kupplungsteil betätigbarer Schalter vorgesehen werden, welcher den Antriebsmotor von seiner Energiezufübxungsleitung abschaltet, sobald die Blockierkupplung die Schraubbewegung beendet. Bei einem elektrischen Antriebsmotor kann ein mechanisch betätigbarer Schalter oder ein elektromagnetischer oder thermischer, selbstauslösender Schalter verwendet werden, der auf die beim Blockiervorgang sich einstellende Erhöhung des Motorstromes anspricht.Instead of a slipping clutch, a locking clutch can also be provided. Such Couplings have the advantage that they reliably protect the drive motor from overloads although they have poor responsiveness. Instead of a slip or lock clutch can be one of the rotatable and longitudinally displaceable to protect against overloading of the drive motor Coupling part operable switch are provided, which the drive motor of its Energiezufübxungsleitung switches off as soon as the locking clutch ends the screwing movement. In the case of an electric drive motor, a mechanically operated switch or an electromagnetic switch can be used or thermal, self-releasing switch can be used, which reacts to the increase in the Motor current responds.

Claims

Patent claims:

1. Motor-driven, especially portable screwdriver for tightening screw connections, which contains a device that when a predetermined tightening torque is reached the screw connection terminates the screwing movement, characterized in that the device consists of a blocking coupling consists of a drive shaft connected to the motor (15) and one on this counter to the force of a pretensioned spring (28) rotatable and longitudinally displaceable to a limited extent Coupling part (27) which is carried along via coupling surfaces (32) running obliquely to the axis of rotation and when it is reached the predetermined tightening torque in preferably positive engagement with a die Fixed machine part preventing further rotation.

2. Screwing device according to claim 1, characterized in that the longitudinally displaceable coupling part (27) a locking toothing (40) on its end face facing the drive motor which on a transverse wall (42) of the housing (20) receiving the coupling part a counter toothing (41) is assigned.

3. Screwing device according to claim 1 and 2, characterized in that between the drive motor (11) and the blocking clutch (27, 40, 41) a slip or overload clutch (45) it is provided that the torque is higher than the tightening torque that leads to the blocking is set.

4. Screwing device according to claim 1 and 2, characterized in that one of the rotary and longitudinally displaceable coupling part (27) actuatable switch is provided, which is in a Energy supply line of the drive motor (1) is arranged.

1 sheet of drawings