Schraubvorqanqs mit einem Drehschrauber

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drehschrauber mit einer eine Antriebsvorrichtung aufweisenden Antriebsteil und mit einem Transmissionsteil, wobei das Transmissionsteil einen Drehmomentwandler und eine Ausgangswelle aufweist, die eine Bewegung der Antriebswelle übertragen und wobei das Antriebsteil über ein Drehgelenk mit dem Transmissionsteil verbunden ist, über das das Transmissionsteil frei drehbar gegenüber dem Antriebsteil ist.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Durchführen eines Schraubvorgangs mit einem derartigen Drehschrauber.

Bei derartigen Drehschraubern weist der Antriebsteil zumeist einen Handgriff und eine Schalteinrichtung auf. Während eines Schraubvorgangs wird der Drehschrauber von dem Bediener über den Haltegriff gehalten. Über das Drehgelenk sind das Antriebsteil und somit auch der Haltegriff gegenüber dem Transmissionsteil frei drehbar, so dass das Antriebsteil nach dem Aufsetzen des Drehschraubers auf eine Schraubverbindung frei gegenüber dem Transmissionsteil drehbar ist. Dadurch lässt sich das Antriebsteil nach dem Aufsetzen des Drehschraubers auf eine Schraubverbindung in eine Bedienposition verdrehen, in der die Position des Antriebsteils für den Bediener angenehm ist.

Ein derartiger Drehschrauber ist beispielsweise aus WO 02/085568 AI der Anmelderin bekannt. Aufgrund des Drehgelenkes zwischen Transmissionsteil und Antriebsteil muss der Bediener das in der Teilungsebene des Drehgelenks auftretende Drehmoment während des Schraubvorgangs als Haltemoment aufbringen. Das von dem Bediener aufzubringende Haltemoment entspricht dem von dem Antriebsteil auf den Transmissionsteil übertragenen Drehmoment. Bei häufig verwendeten Universalmotoren beträgt dieses Moment ca. 2 Nm. Ein derartiges Drehmoment ist ohne Probleme durch einen Bediener zu halten. Bei einem Antriebsteil, das eine Antriebsvorrichtung mit einem höheren Drehmoment aufweist, kann das Aufbringen des notwendigen Haltemoments zu erheblichen Belastungen des Bedieners führen und kann ein Sicherheitsrisiko darstellen.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Drehschrauber der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem das von dem Bediener aufzubringende Haltemoment unabhängig von dem Drehmoment des Antriebsteils gering gehalten wird, wobei die Drehbarkeit des Antriebsteils gegenüber dem Transmissionsteil möglich ist.

Es ist ferner die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Durchführung eines Schraubvorgangs zu schaffen, bei dem das vom Bediener aufzubringende Haltemoment gering gehalten wird .

Der erfindungsgemäße Drehschrauber ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 definiert. Das erfindungsgemäße Verfahren ist durch die Merkmale des Anspruchs 12 definiert.

Der erfindungsgemäße Drehschrauber besitzt einen Antriebsteil mit einer Antriebsvorrichtung und einen Transmissionsteil, wobei das Transmissionsteil einen Drehmomentwandler und eine Ausgangswelle aufweist, die eine Drehbewegung der Antriebsvorrichtung übertragen. Das Antriebsteil ist über ein Drehgelenk mit dem Transmissionsteil verbunden, über das Antriebsteil drehbar gegenüber dem Transmissionsteil ist. Der erfindungsgemäße Drehschrauber ist dadurch gekennzeichnet, dass das Drehgelenk eine Feststellvorrichtung aufweist, über die das Drehgelenk blockierbar ist.

Über das Drehgelenk wird erreicht, dass das Antriebsteil gegenüber dem Transmissionsteil drehbar ist, so dass nach dem Aufsetzen des Drehschraubers auf eine Schraubverbindung das Antriebsteil in eine Bedienposition gegenüber dem Transmissionsteil verdreht werden kann. Die Bedienposition ist eine Position des Antriebsteils, die für den Bediener, der den Antriebsteil hält, angenehm und sicher ist, d.h. dass das Verletzungsrisiko in dieser Position minimiert ist. Durch das Vorsehen einer Feststellvorrichtung, über die das Drehgelenk blockierbar ist, kann das Drehgelenk nach dem Einstellen der Bedienposition blockiert werden. Beim anschließenden Durchführen eines Schraubvorgangs wird dadurch verhindert, dass in der Teilungsebene eines Drehgelenkes ein Drehmoment auftritt, das von dem Bediener während des Schraubvorgangs gehalten werden muss. Der Schraubvorgang kann somit ohne Belastungen des Bedieners durchgeführt werden. Insbesondere kann bei dem erfindungsgemäßen Drehschrauber eine Antriebsvorrichtung verwendet werden, die verglichen mit den üblicherweise verwendeten Universalmotoren, ein wesentlich höheres Drehmoment aufbringt. Beispielsweise ist es möglich, dass als Antriebsteil des erfindungsgemäßen Drehschraubers ein handelsüblicher akkubetriebener Bohrschrauber verwendet wird, der beispielsweise ein Drehmoment von bis zu 60 Nm erzeugt. Der erfindungsgemäße Drehschrauber ist somit für den Bediener auf angenehme Art und Weise verwendbar, wobei gleichzeitig eine hohe Sicherheit für den Bediener während des Schraubvorgangs mit dem erfindungsgemäßen Drehschrauber besteht.

Bei dem erfindungsgemäßen Drehschrauber kann vorgesehen sein, dass an dem Transmissionsteil ein Stützfuß vorgesehen ist, über den das Transmissionsteil und somit der Drehschrauber an einem ortsfesten Widerlager abgestützt werden kann. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Antriebsvorrichtung als Elektromotor ausgebildet ist. Alternativ kann die Antriebsvorrichtung als Druckmittel betriebener Motor, beispielsweise als Pneumatik- oder Hydraulikmotor, ausgebildet sein.

In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass der Elektromotor als ein Universalmotor oder als ein Gleichstrommotor ausgebildet ist.

Der Antriebsteil kann einen Energiespeicher für elektrische Energie zur Versorgung des Elektromotors aufweisen, beispielsweise einen Akkumulator. Auf diese Weise ist eine von einem Stromnetz unabhängige Verwendung des Drehschraubers möglich .

In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass die Feststellvorrichtung eine Betätigungsvorrichtung aufweist, über die die Feststellung zum Blockieren und Freigeben des Drehgelenks betätigbar ist. Die Betätigungsvorrichtung kann beispielsweise als Stellring ausgebildet sein. Durch das Vorsehen einer Betätigungsvorrichtung kann der Bediener in vorteilhafter Weise den Drehschrauber bedienen, indem beispielsweise der Drehschrauber zunächst mit freigegebenem Drehgelenk auf eine Schraubverbindung aufgesetzt wird und der Antriebsteil in eine Bedienposition gedreht wird. Anschließend wird über die Betätigungsvorrichtung die Feststellvorrichtung betätigt und das Drehgelenk somit blockiert. Daraufhin kann dann die Verschraubung durchgeführt werden.

In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass das Drehgelenk aus einem ersten Flansch besteht, der mit dem Antriebsteil verbunden ist und aus einem zweiten Flansch, der mit dem Transmissionsteil verbunden ist, wobei der erste und der zweite Flansch über ein Drehlager drehbar verbunden sind .

Ein derartiges Drehgelenk ist auf konstruktiv einfache Art und Weise realisierbar, wobei gleichzeitig eine Verbindung des Drehgelenks mit dem Antriebsteil und dem Transmissionsteil in vorteilhafter Weise möglich ist.

Die Erfindung kann in vorteilhafter Weise vorsehen, dass die Versteilvorrichtung ein Halteteil und ein Führungsteil aufweist, wobei das Führungsteil beim Blockieren des Drehgelenks formschlüssig in das Halteteil eingreift. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass die Feststellvorrichtung zum Blockieren eine reibschlüssige Verbindung herstellt. Das Vorsehen eines formschlüssigen Eingreifens von Führungsteil in das Halteteil hat den Vorteil, dass ein Blockieren des Drehgelenks auf einfache Art und Weise geschaffen werden kann, indem beispielsweise das Führungsteil oder Teile des Führungsteils gegenüber dem Halteteil verschoben wird bzw. werden. Darüber hinaus bietet die formschlüssige Verbindung den Vorteil, dass das Blockieren des Drehgelenkes sichergestellt werden kann, ohne dass durch eine Fehlbedienung es zu einem ungewollten Verdrehen von Halteteil gegenüber dem Führungsteil im Betrieb kommen kann, wie es beispielsweise bei einer reibschlüssigen Verbindung auftreten könnte.

Vorzugsweise ist vorgehen, dass das Führungsteil mehrere Kugeln aufweist, die an dem Führungsteil gelagert sind und dass das Halteteil mehrere an die Kugeln angepasste Vertiefungen aufweist. Über die Kugeln lässt sich in vorteilhafter Weise eine formschlüssige Verbindung zwischen Halteteil und Führungsteil erzeugen, indem die Kugeln in die Vertiefungen in dem Halteteil eingreifen. Ferner ermöglichen die in dem Führungsteil gelagerten Kugeln, dass in der Freigabestellung des Drehgelenkes das Führungsteil in vorteilhafter Weise über das Halteteil gleiten kann, indem die Kugeln auf dem Halteteil abrollen. Die Anzahl der Vertiefungen in dem Halteteil können wesentlich größer sein als die Anzahl der Kugeln des Führungsteils.

Das Halteteil kann beispielsweise fest mit dem ersten Flansch verbunden sein, wobei das Führungsteil fest mit dem zweiten Flansch verbunden ist. Über den Stellring können die Kugeln, die in dem Führungsteil gelagert sind, in das Halteteil gedrückt werden, so dass eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Führungsteil und dem Halteteil entsteht. Der Stellring kann dazu beispielsweise Rampen aufweisen, so dass eine Drehbewegung des Stellrings die Kugeln in die Vertiefung des Halterings drückt oder freigibt.

Es kann vorgesehen sein, dass die Betätigungsvorrichtung das Führungsteil oder Teile des Führungsteils, z. B. die Kugeln, und das Halteteil in axialer Richtung des Drehgelenks zueinander verstellt. Vorzugsweise werden in dem Führungsteil gelagerte Kugeln über die Betätigungsvorrichtung in Richtung des Halteteils zum Blockieren des Drehgelenks gedrückt, so dass die Kugeln formschlüssig in das Halteteil eingreifen.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Betätigungsvorrichtung über eine Arretiervorrichtung in der Freigabe- und/oder in der Blockierstellung arretierbar ist. Dadurch kann sichergestellt werden, dass während der Bedienung des Drehschraubers das Drehgelenk in der eingestellten Stellung verbleibt. Insbesondere bei einer Arretierung der Betätigungsvorrichtung in der Blockierstellung ist somit die Sicherheit gegeben, dass ein plötzliches Lösen des Drehgelenkes nicht erfolgen kann.

Die Erfindung sieht ferner ein Verfahren zum Durchführen eines Schraubvorgangs mit einem erfindungsgemäßen Drehschrauber mit folgenden Schritten vor: a) Aufsetzen des Drehschraubers auf eine Schraubverbindung b) Positionieren des Antriebsteils in eine Bedienposition c) Blockieren des Drehgelenkes über die Feststellvorrichtung d) Durchführung der Verschraubung

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann vorgesehen sein, dass vor Schritt d) vorzugsweise vor Schritt c) folgender Schritt durchgeführt wird :

Setzen eines an dem Transmissionsteil angeordneten Stützfußes gegen ein Widerlager.

Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die nachfolgenden Figuren die Erfindung näher erläutert. Es zeigen :

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen

Drehschraubers und

Fig. 2 eine schematische Schnittdarstellung des Drehgelenkes eines erfindungsgemäßen Drehschraubers.

Fig. 1 zeigt einen Drehschrauber schematisch in einer Seitenansicht. Der Drehschrauber 1 weist einen Antriebsteil 3 auf, der eine Antriebsvorrichtung, beispielsweise einen Elektromotor, besitzt. Der Antriebsteil 3 ist über ein Drehgelenk 5 mit einem Transmissionsteil 7 verbunden. Das Transmissionsteil 7 weist einen Drehmomentwandler, beispielsweise ein Planetengetriebe, und eine Ausgangswelle 9 auf. Auf die Ausgangswelle 9 kann beispielsweise eine Schlüsselnuss aufgesetzt werden. Das Antriebsteil 3 weist einen Energiespeicher 11 für elektrische Energie, beispielsweise einen Akkumulator, auf, der die als Elektromotor ausgebildete Antriebsvorrichtung mit elektrischer Energie versorgt. Dadurch ist der erfindungsgemäße Drehschrauber 1 unabhängig von einem Stromnetz betreibbar. Über einen Schalter 13 ist die Antriebsvorrichtung regelbar. Ferner weist das Antriebsteil 3 einen Haltegriff 15 auf, über den der Bediener den Drehschrauber 1 halten kann.

Der Drehmomentwandler des Transmissionsteils 7 wird durch das von der Antriebsvorrichtung des Antriebsteils 3 erzeugte Drehmoment verstärkt und anschließend auf die Ausgangswelle 9 übertragen. Ferner weist das Transmissionsteil 7 einen Stützfuß 17 auf, über den das Transmissionsteil 7 und somit der Drehschrauber 1 sich im Betrieb gegen ein nicht dargestelltes ortsfestes Widerlager abstützen kann.

Über das Drehgelenk 5 ist das Antriebsteil 3 drehbar mit dem Transmissionsteil 7 verbunden. Auf diese Weise lässt sich der Drehschrauber 1 in vorteilhafter Weise auf eine Schraubverbindung aufsetzen, wobei der Antriebsteil 3 anschließend in eine Bedienposition, die für den Bediener bequem und sicher ist, verdreht werden kann. Auch ist es möglich, den Drehschrauber 1 auf eine Schraubverbindung aufzusetzen und anschließend die Antriebsvorrichtung zu betätigen. Das Transmissionsteil 7 kann sich aufgrund des Drehgelenkes 5 gegenüber dem Antriebsteil 3 frei drehen. Beim Einschalten des Antriebsteils dreht sich der Transmissionsteil somit um seine Längsachse und schwenkt den Stützfuß 17 langsam, bis dieser gegen ein ortsfestes Widerlager trifft.

Bei einem nun anschließenden Schraubvorgang, bei dem die Schraubverbindung gedreht wird, kann in der Teilungsebene des Drehgelenkes 5 ein von der Antriebsvorrichtung des Antriebsteils 3 erzeugtes Drehmoment entstehen, das von dem Bediener an dem Antriebsteil zu halten ist. Um dies zu verhindern und somit die Belastung des Bedieners zu reduzieren, weist das Drehgelenk 5 eine Feststellvorrichtung 19 auf, über die das Drehgelenk 5 blockierbar ist. Dadurch kann verhindert werden, dass das Ausgangsdrehmoment in der Teilungsebene des Drehgelenks 5 auf den Bediener übertragen wird.

In Fig. 2 ist das Drehgelenk 5 schematisch in der Schnittdarstellung dargestellt. Das Drehgelenk 5 besteht aus einem ersten Flansch 21, der mit dem Antriebsteil 3 drehfest verbunden ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Antriebsteil 3 als handelsüblicher akkubetriebener Bohrschrauber ausgeführt. In dem ersten Flansch 21 ist eine Durchgangsöffnung 23 vorgesehen, in die das Antriebsteil 3 eingeführt werden kann. Über ein Drehlager 25 ist der erste Flansch 21 mit einem zweiten Flansch 27 verbunden. Der zweite Flansch 27 ist drehfest mit dem Transmissionsteil 7 verbunden. Ferner weist der zweite Flansch 27 einen Eingangswellenstutzen 29 auf, der mit dem Abtrieb des Antriebsteils 3 verbindbar ist. Das Drehgelenk 5 weist ferner abtriebsseitig eine Abtriebswelle 31 auf, die ein Ritzel 33 zur Anbindung an den Drehmomentwandler des Transmissionsteils 7 trägt.

Zwischen dem ersten Flansch 21 und dem zweiten Flansch 27 ist die Feststellvorrichtung 19 angeordnet. Diese besteht aus einem Halteteil 35, das drehfest mit dem ersten Flansch 21 verbunden ist, einem Führungsteil 37, das mehrere Kugeln 39 führt und drehfest mit dem zweiten Flansch 27 verbunden ist sowie eine Betätigungsvorrichtung 41. Die Betätigungsvorrichtung 41 kann beispielsweise als Stellring ausgebildet sein. Die Haltevorrichtung 35 weist mehrere Vertiefungen 43 auf, die an die Form der Kugeln 39 angepasst sind. Über die Betätigungsvorrichtung 41 werden zum Erreichen des Blockieren des Drehgelenks 5 die Kugeln 39 in die Vertiefungen 43 gedrückt, so dass eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Führungsteil 37 und dem Halteteil 35 entsteht. Dazu kann die Betätigungsvorrichtung 41 beispielsweise nicht dargestellte Rampen aufweisen, über die die Kugeln in axialer Richtung des Drehgelenkes 5 bewegbar sind. Zum Lösen des Drehgelenkes wird der Stellring in eine Freigabestellung verdreht, so dass die Kugeln aus dem Halteteil 35 herausrutschen können.

Das Halteteil 35 kann eine Vielzahl von Vertiefungen 43 aufweisen, beispielsweise 40 bis 60, vorzugsweise 48. Die Führungsvorrichtung 37 kann beispielsweise vier Kugeln aufweisen. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass in nahezu jeder Winkelstellung des Drehgelenkes 5 eine Verriegelung des Drehgelenkes 5 möglich ist.

Über eine nicht dargestellte Arretiervorrichtung kann die Betätigungsvorrichtung 41 in der in Fig . 2 dargestellten Blockierstellung oder in der Freigabestellung des Drehgelenkes 5 arretiert werden.

Der erfindungsgemäße Drehschrauber 1 kann auf folgende Art und Weise verwendet werden. Zunächst wird der Drehschrauber 1 mittels einer an der Ausgangswelle 9 befestigten Schlüsselnuss auf eine Schraubverbindung aufgesetzt. Anschließend wird das Antriebsteil 3 in eine Bedienposition durch Drehen gegenüber dem Transmissionsteil 7 positioniert. Über die Betätigungsvorrichtung 41 wird die Feststellvorrichtung 19 des Drehgelenkes 5 blockiert. Anschließend kann die Verschraubung durchgeführt werden.

Vor oder nach dem Blockieren des Drehgelenkes 5 kann das Transmissionsteil 7 mit dem Stützfuß 17 gegen ein Widerlager gesetzt werden, so dass eine Abstützung des Drehschraubers 1 erfolgen kann.

Der erfindungsgemäße Drehschrauber 1 kann anstelle eines akkubetriebenen Antriebsteils selbstverständlich auch mit einem netzgebundenen Antriebsteil betrieben werden. Selbstverständlich können auch anstelle von elektrisch betriebenen Antriebsteilen druckmittelbetriebene Antriebsteile, wie beispielsweise pneumatisch oder hydraulisch betriebene Antriebsteile, verwendet werden.