Klucze udarowe (część II b). Konstrukcja kluczy udarowych

Klucze udarowe wyposaża się w kołkowy mechanizm udarowy, zwany także mechanizmem ze sprzęgłem kołkowym.

Służy on do wytwarzania udarów o wektorze prostopadłym do osi wkręcania, czyli poprzecznych, a nie liniowych, jak to ma miejsce w mechanizmach udarowych (pneumatycznych i mechanicznych) służących do wiercenia w materiałach kruchych, np. w betonie czy cegle. Nie ma więc żadnego podobieństwa między mechanizmami udarowymi stosowanymi w kluczach a tzw. udarem mechanicznym czy pneumatycznym używanym w elektronarzędziach przeznaczonych do wiercenia czy kucia.

Głównymi elementami udarowego mechanizmu kołkowego są: bijak o stosunkowo dużej masie w kształcie tulei z wewnętrznym wyżłobieniem „V”, wałek

napędowy przekładni z odpowiadającym mu wyżłobieniem „V”, kulka poruszająca się w tych wyżłobieniach, wrzeciono z dwoma kołkami (kowadełkami) zakończone uchwytem narzędziowym, sprężyna zamocowana jednym końcem na wałku przekładni, a drugim na tulei bijaka. Uchwyty narzędziowe to wspomniane tu zabieraki 3/8”, 1/2”, 3/4” i 1”.

Zasada działania tego mechanizmu jest bardzo prosta i polega na cyklicznych uderzeniach bijaka w kowadełka (kołki). Jeżeli nastąpi opór przy wkręcaniu śruby lub wkrętu, dochodzi do wysprzęglenia (rozłączenia) bijaka i kołków (kowadełek). Jest ono skutkiem ruchu bijaka do góry, którego przyczynami są skręcanie się sprężyny wywołane obrotami wału napędowego przekładni i ruch kulki w wyżłobieniu. W pewnym momencie sprężyna akumuluje maksimum energii kinetycznej i dzięki swojej sprężystości inicjuje proces odwrotny, czyli rozwijania się jej. Wprawia tym w ruch bijak, który prowadzony kulką obniża się i w pewnym momencie uderza w kowadełka (kołki), wytwarzając udar. Następnie cały proces powtarza się od początku.

Istotną cechą tak działającego mechanizmu jest uderzanie bijaka jednocześnie w dwa kowadełka. Dzięki temu obciążenie udarami wrzeciona jest symetryczne. Ma to pozytywny wpływ na trwałość łożyska mocującego wrzeciono. Dlatego wkręcanie kluczem jest płynne i szybkie. Ważną jego zaletą tego mechanizmu jest duża powtarzalność wartości momentu obrotowego. To zaś predestynuje klucze z udarowym mechanizmem kołkowym do stosowania w odpowiedzialnych operacjach montażowych (stosuje się do tego specjalne wykonania tych narzędzi o największej precyzji działania, tzw. klucze klasy przemysłowe).

Opisany tu mechanizm ma jeszcze jedną ważną zaletę, a mianowicie posiada fazę szybkiej pracy bezudarowej. Występuje ona wtedy, kiedy opór śruby lub wkrętu jest mały i nie dochodzi do spadku obrotów wrzeciona. Dzięki temu uzyskuje się wysoką szybkość i dynamikę procesu wkręcania. Ponadto mechanizm udarowy wtedy nie działa, a więc nie zużywa się. Dlatego takie rozwiązanie jest jednocześnie bardzo trwałe i efektywne.
Tzw. wsteczny moment obrotowy, będący reakcją na udary bijaka i przejawiający się w poprzecznym biciu klucza, które odczuwa operator, jest w wypadku mechanizmu kołkowego niewielki. Stąd siła tego bicia jest bardzo mała i odczuwalna tylko w nieco większym stopniu przy wkręcaniu bardzo twardym. Jej mała wartość to następna zaleta kołkowego mechanizmu udarowego w porównaniu z udarowymi mechanizmami młotkowymi kluczy pneumatycznych.

Klucze udarowe dysponują wysokimi momentami obrotowymi. Wynika to z właściwości ich mechanizmu udarowego. Kumuluje on bowiem energię kinetyczną silnika i uwalnia w postaci poprzecznych udarów. Klucze więc generują moment impulsowy, nie jest on stały podczas całych obrotów, waha się on w czasie od 0 do maksymalnej swojej wartości charakterystycznej dla danego urządzenia. Kołkowy mechanizm udarowy dzięki kumulowaniu energii kinetycznej pozwala uzyskać o wiele większe momenty niż to wynika z przełożenia przekładni. Wielkość generowanego momentu bezpośrednio zależy od masy bijaka. Stąd klucze generujące duże momenty mają sporych rozmiarów mechanizmy udarowe, co determinuje ich masę i gabaryty.

Z zasady pracy kołkowego mechanizmu udarowego wynikają pewne ograniczenia stosowania kluczy. Nie powinno się ich stosować tam, gdzie niejednorodność materiału jest przyczyną różnej głębokości wkręcania wkrętów. Do wyżej wspomnianych operacji najbardziej stosowne są wkrętarki przewodowe i bezprzewodowe dysponujące małym momentem do 40 Nm i ogranicznikiem głębokości wkręcania ze sprzęgłem kłowym odłączającym obroty

silnika.