DE10308272A1 - Schraubendreher - Google Patents

Schraubendreher

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Abstract

Ein beispielhafter Schraubendreher umfaßt einen Motor, einen Körper, eine erste Spindel, ein erstes Kupplungselement, einen Werkzeugaufsatz, eine zweite Spindel, ein zweites Kupplungselement, ein Element, das den Kupplungseingriff verhindert. Der beispielhafte Schraubendreher kann selektiv in einem ersten Kraftübertragungsmodus und einem zweiten Kraftübertragungsmodus betrieben werden. In dem ersten Kraftübertragungsmodus sind das erste Kupplungselement und das zweite Kupplungselement getrennt. Wenn das Reaktionsdrehmoment, das von dem Werkstück auf den Werkzeugaufsatz übertragen wird, größer als ein vorbestimmtes Drehmoment ist. In dem zweiten Kraftübertragungsmodus sind das erste Kupplungselement und das zweite Kupplungselement getrennt, wenn sich der Werkzeugaufsatz in einem vorbestimmten Abstand weg von dem Körper in Richtung auf das Werkstück zu während des Anziehens der Schraube bewegt. Gemäß dem beispielhaften Schraubendreher können das Einkuppeln und das Auskuppeln der Kupplungselemente während des Anziehens der Schraube sicher in beiden Betriebsmodi durchgeführt werden.

Description

    HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Schraubendreher, der eine geräuscharme Kupplung umfaßt.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Ein Elektroschrauber ist in der nicht geprüften japanischen offengelegten Patentveröffentlichung Nr. 61-219581 beschrieben. Der bekannte Schraubendreher umfaßt einen geräuscharmen Kupplungsmechanismus, um einen Werkzeugaufsatz (Bit) mit einem Motor zum Übertragen des Drehmoments des Motors zum Werkzeugaufsatz zu verbinden. Die geräuscharme Kupplung umfaßt Kupplungselemente mit Kupplungszähnen, die miteinander in Eingriff gebracht werden können, um das Motordrehmoment an den Werkzeugaufsatz zu übertragen. Durch Verwendung des geräuscharmen Kupplungsmechanismus können die Kupplungselemente sofort gelöst werden, um die Übertragung des Drehmoments des Antriebsmotors zu unterbrechen, wenn die Schraube in einer vorbestimmten Tiefe in Bezug auf das Werkstück angezogen ist. Folglich können Geräusche und Vibrationen während des Anziehens einer Schraube vermieden werden.
  • Bei dem bekannten Schraubendreher ist es nötig, das Trennen der Kupplungselemente sicher durchzuführen, wenn das Anziehen der Schraube abgeschlossen ist, um zu verhindern, daß die Kupplungszähne der Kupplungselemente während des Vorgangs miteinander in Kontakt kommen. Ferner wird eine weitere Verbesserung der Technik gewünscht, um die Kupplungselemente sofort und gewiß zu lösen, um die Übertragung des Motordrehmoments in verschiedenen Betriebszuständen des Schraubendrehers zu unterbrechen.
  • DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Entsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Elektroschrauber mit einer geräuscharmen Kupplung vorzusehen, der mit Sicherheit das Einkuppeln und Auskuppeln der Kupplungselemente während des Anziehens von Schrauben durchführen kann.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Lehren umfaßt ein repräsentativer Schraubendreher einen Motor, einen Körper, eine erste Spindel, ein erstes Kupplungselement, einen Werkzeugaufsatz, eine zweite Spindel, ein zweites Kupplungselement, ein Element, das einen Kupplungseingriff verhindert. Der Körper nimmt den Motor auf. Die erste Spindel dreht sich und bewegt sich relativ zu dem Körper. Das erste Kupplungselement ist an einem Endbereich der ersten Spindel angebracht. Das erste Kupplungselement dreht sich zusammen mit der ersten Spindel und kann sich relativ zu der ersten Spindel in der Axialrichtung der ersten Spindel bewegen. Der Werkzeugaufsatz ist mit dem anderen Endbereich der ersten Spindel verbunden, um das Anziehen einer Schraube durchzuführen. Die zweite Spindel ist mit dem Motor verbunden und nimmt das Drehmoment des Motors auf. Das zweite Kupplungselement dreht sich zusammen mit der zweiten Spindel. Das zweite Kupplungselement kann sich relativ zu der zweiten Spindel in der Axialrichtung der zweiten Spindel drehen. Ferner ist das zweite Kupplungselement in Eingriff mit dem ersten Kupplungselement, wenn sich die erste Spindel in Richtung auf den Körper bewegt, um das Drehmoment des Motors an den Werkzeugaufsatz zu übertragen. Das Element, das einen Kupplungseingriff verhindert, drückt das erste Kupplungselement und das zweite Kupplungselement voneinander weg.
  • Der repräsentative Schraubendreher kann selektiv in entweder einem ersten Kraftübertragungsmodus oder einem zweiten Kraftübertragungsmodus betrieben werden. Wenn der Schraubendreher im ersten Kraftübertragungsmodus betrieben wird, sind das erste Kupplungselement und das zweite Kupplungselement miteinander in Eingriff, um das Drehmoment des Motors zum Werkzeugaufsatz zu übertragen. Andererseits sind das erste und das zweite Kupplungselement voneinander getrennt, wenn ein Reaktionsdrehmoment, das von dem Werkstück auf den Werkzeugaufsatz übertragen wird, über ein vorbestimmtes Drehmoment ansteigt.
  • Wenn der Schraubendreher in dem zweiten Kraftübertragungsmodus betrieben wird, sind ferner das erste Kupplungselement und das zweite Kupplungselement miteinander in Eingriff, um das Rotationsdrehmoment des Motors an den Werkzeugaufsatz zu übertragen. Andererseits sind die Kupplungselemente voneinander gelöst, wenn sich der Werkzeugaufsatz eine vorbestimmte Strecke weg von dem Körper in Richtung auf das Werkstück während des Anziehens der Schraube bewegt.
  • Bei dem repräsentativen Schraubendreher können das Einkoppeln und das Auskoppeln der Kupplungselemente während des Anziehens einer Schraube sicher in sowohl dem Betriebsmodus, in dem eine Schraube angezogen wird und dabei das Drehmoment zum Anziehen der Schraube kontrolliert wird, als auch in dem Betriebsmodus, in dem das Anziehen der Schraube in Abhängigkeit von der Tiefe des Anziehens der Schraube beendet wird, ausgeführt werden.
  • Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind nach dem Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen und den Ansprüchen direkt zu verstehen.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Fig. 1 zeigt wesentliche Teile eines Elektroschraubers gemäß der repräsentativen Ausführungsform der Erfindung.
  • Fig. 2 zeigt einen Anfangszustand beim Anziehen einer Schraube gemäß der repräsentativen Ausführungsform in einem Modus, der auf das Drehmoment ansprechend ist. In Fig. 2 ist der Vorgang des Anziehens der Schraube noch nicht begonnen.
  • Fig. 3 zeigt einen Zustand, in dem die erste Spindel sich in Richtung auf die zweite Spindel zuzubewegen beginnt, wenn der Benutzer des Schraubendrehers eine Druckkraft zum Anziehen der Schraube aufbringt.
  • Fig. 4 zeigt einen Zustand, in dem die Kupplungszähne des ersten Kupplungsnokkens miteinander in Eingriff zu gelangen beginnen, wenn sich die erste Spindel weiter in Richtung auf die zweite Spindel zubewegt.
  • Fig. 5 zeigt einen Zustand, in dem beide Kupplungszähne miteinander in Eingriff sind. In Fig. 5 wird das Drehmoment des Motors an den Werkzeugaufsatz übertragen, so daß das Anziehen der Schraube voranschreitet.
  • Fig. 6 zeigt einen Zustand, in dem das Anziehen der Schraube einen Endzustand erreicht. In Fig. 6 nimmt das Drehmoment beim Anziehen übermäßig zu, und somit beginnt sich der zweite Kupplungsnocken noch hinten zu bewegen.
  • Fig. 7 zeigt einen Zustand, in dem der erste Kupplungsnocken vom zweiten Kupplungsnocken getrennt ist. In Fig. 7 bewegt sich der zweite Kupplungsnocken weg von dem ersten Kupplungsnocken durch die Vorspannkraft der Feder, die einen Eingriff der Kupplung verhindert, und der Anschlag steht nach außen vor.
  • Fig. 8 zeigt einen Zustand, in dem ein Tiefenanschlag auf dem Schraubendreher montiert ist, um von dem Betriebsmodus, der auf das Drehmoment ansprechend ist, in den Betriebsmodus, der auf die Tiefe des Anziehens der Schraube ansprechend ist, zu schalten.
  • Fig. 9 zeigt einen Anfangszustand des Schraubendrehers in dem Modus, der ansprechend auf die Tiefe des Eindrehens der Schraube ist. In Fig. 9 wird der zweite Kupplungsnocken an einer Rückwärtsbewegung gehindert.
  • Fig. 10 zeigt einen Zustand, in dem sich die erste Spindel in Richtung auf die zweite Spindel zu bewegen beginnt, wenn der Benutzer des Schraubendrehers eine Drucklast zum Anziehen der Schraube aufbringt.
  • Fig. 11 zeigt einen Zustand, in dem beide Kupplungszähne miteinander in Eingriff sind. In Fig. 11 wird das Drehmoment des Motors an den Werkzeugaufsatz übertragen, so daß das Anziehen der Schraube voranschreitet.
  • Fig. 12 zeigt einen Zustand, in dem ein Ende des Tiefenanschlags gegen das Werkstück stößt.
  • Fig. 13 zeigt einen Zustand, in dem die Schraube weiter am Werkstück angezogen wird, nachdem der Tiefenanschlag auf dem Werkstück sitzt.
  • Fig. 14 zeigt einen Zustand, in dem der erste Kupplungsnocken von dem zweiten Kupplungsnocken getrennt ist, nachdem das Anziehen der Schraube fertiggestellt ist.
    • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER REPRÄSENTATIVEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Gemäß den vorliegenden Lehren umfaßt ein repräsentativer Elektroschrauber einen Körper, in dem ein Motor aufgenommen ist, eine erste Spindel, eine zweite Spindel, ein erstes Kupplungselement, ein zweites Kupplungselement und ein Element, das einen Eingriff der Kupplung verhindert.
  • Die erste Spindel kann relativ zu dem Körper gedreht und bewegt werden. Der Körper umfaßt typischerweise ein Motorgehäuse und/oder ein Getriebegehäuse. Das erste Kupplungselement ist an einem Endbereich der ersten Spindel angebracht. Das erste Kupplungselement dreht sich zusammen mit der ersten Spindel und kann sich relativ zu der ersten Spindel in der Axialrichtung der ersten Spindel bewegen. Der Werkzeugaufsatz ist mit dem anderen Endbereich der ersten Spindel verbunden, um ein Anziehen einer Schraube durchzuführen. Die zweite Spindel ist mit dem Motor verbunden und nimmt ein Drehmoment des Motors auf. Vorzugsweise kann die zweite Spindel mit dem Motor über einen Geschwindigkeitsverringerungsmechanismus verbunden sein, der Planetenräder verwendet, die um den Umfang eines Sonnenrads umlaufen.
  • Das zweite Kupplungselement kann sich relativ zu der zweiten Spindel in Axialrichtung der zweiten Spindel bewegen. Ferner ist das zweite Kupplungselement in Eingriff mit dem ersten Kupplungselement, wenn sich die erste Spindel in Richtung auf den Körper zubewegt, um das Drehmoment des Motors an den Werkzeugaufsatz zu übertragen. Die erste Spindel bewegt sich in Richtung auf den Körper zu zusammen mit dem Werkzeugaufsatz, typischerweise wenn die erste Spindel die Reaktionskraft gegen die Druckkraft aufnimmt, die der Benutzer des Schraubendrehers aufbringt, wenn der Körper gegen das Werkstück während des Anziehens der Schraube gedrückt wird. Ein Wechselstrommotor, ein bürstenloser Gleichstrommotor oder andere verschiedene Motoren können als Motor zum Übertragen eines Rotationsdrehmoments an dem Werkzeugaufsatz verwendet werden.
  • Das Element zum Verhindern eines Kupplungseingriffs drückt das erste Kupplungselement und das zweite Kupplungselement voneinander weg (spannt sich entsprechend vor). Typischerweise kann das Element zum Verhindern eines Kupplungseingriffs ein Vorspannelement, wie eine vorspannende Schraube, umfassen, die zwischen dem ersten Kupplungselement und dem zweiten Kupplungselement angebracht ist. Vorzugsweise kann die Vorspannkraft des Elements zum Verhindern eines Kupplungseingriffs passend so gewählt sein, daß sie sofort und zuverlässig das erste Kupplungselement und das zweite Kupplungselement beim Abschluß des Anziehens der Schrauben voreinander trennt, um zuverlässig die Funktion einer geräuscharmen Kupplung sicherzustellen.
  • Gemäß den vorliegenden Lehren kann der Schraubendreher selektiv in einem von zwei unterschiedlichen Kraftübertragungsmodi betrieben werden. Gemäß dem ersten Kraftübertragungsmodus sind das erste Kupplungselement und das zweite Kupplungselement miteinander in Eingriff und übertragen das Antriebsdrehmoment des Motors an den Werkzeugaufsatz. Wenn das von dem Werkstück auf den Werkzeugaufsatz übertragene Reaktionsdrehmoment ein vorbestimmtes Drehmoment übertrifft, werden die Kupplungselemente ferner voneinander gelöst.
  • Gemäß dem zweiten Kraftübertragungsmodus sind das erste Kupplungselement und das zweite Kupplungselement miteinander in Eingriff und übertragen das Rotationsdrehmoment des Motors an den Werkzeugaufsatz. Wenn sich der Werkzeugaufsatz ferner einen vorbestimmten Abstand weg von dem Körper in Richtung auf das Werkstück zu beim Anziehen der Schraube bewegt hat, werden die Kupplungselemente voneinander als Antwort auf die Tiefe des Anziehens der Schraube mit dem Werkzeugaufsatz getrennt. Somit können der erste und zweite Kraftübertragungsmodus selektiv vorgesehen werden, so daß die Kupplungselemente mit Sicherheit in zwei unterschiedlichen Auskupplungsmustern getrennt werden können.
  • In dem ersten Auskupplungsmodus werden das erste und das zweite Kupplungselement voneinander getrennt, wenn das Reaktionsdrehmoment von dem Werkstück (oder das Anzugsdrehmoment der Schraube) ein vorbestimmtes Drehmoment übersteigt. Typischerweise wird verhindert, daß sich das erste Kupplungselement auf dem Werkzeugaufsatz durch ein Anziehen der Schraube auf dem Werkstück dreht, während das zweite Kupplungselement weiter das Rotationsdrehmoment des Motors überträgt. Eine geräuscharme Kupplung wird vorgesehen, um die Kupplungselemente sofort voneinander wegzubewegen, sobald die Kupplungselemente ausgekuppelt sind, um Geräusche und Vibrationen zu verhindern, die durch die Verbindung der sich drehenden Kupplungselemente hervorgerufen werden.
  • In dem zweiten Auskupplungsmodus werden die Kupplungselemente voneinander getrennt, wenn sich der Werkzeugaufsatz einen vorbestimmten Abstand weg von dem Körper in Richtung auf das Werkstück zu während des Anziehens der Schraube bewegt. Typischerweise bewegen sich die erste Spindel und das erste Kupplungselement ebenfalls einen vorbestimmten Abstand weg von dem Körper, wenn sich der Werkzeugaufsatz einen vorbestimmten Abstand von dem Körper in Richtung auf das Werkstück bewegt. Somit bewegt sich das erste Kupplungselement weg von der zweiten Spindel, so daß die Kupplungselemente voneinander getrennt werden.
  • Gemäß den vorliegenden Lehren kann ein in hohem Maße praktischer elektrischer Schraubendreher vorgesehen werden, der in sowohl dem Betriebsmodus mit dem Anziehen einer Schraube durch das Kontrollieren des Drehmoments beim Anziehen der Schraube als auch dem Betriebsmodus, bei dem das Anziehen als Antwort auf die Tiefe des Anziehens der Schraube beendet wird, verwendet werden kann.
  • Vorzugsweise umfaßt der Schraubendreher einen Positionskontrollmechanismus für das zweite Kupplungselement. Vorzugsweise umfaßt der Positionskontrollmechanismus einen ersten Positionskontrollmechanismus und einen zweiten Positionskontrollmechanismus für das zweite Kupplungselement in dem ersten Kraftübertragungsmodus. Der ersten Positionskontrollmechanismus kann das zweite Kupplungselement so kontrollieren, daß das zweite Kupplungselement in einer Position, in der eine Drehmomentübertragung erlaubt ist, in der Nähe des ersten Kupplungselements gehalten wird, wenn das von dem Werkstück auf den Werkzeugaufsatz aufgebrachte Reaktionsdrehmoment innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt. In Bezug auf die Aussage, daß "das Reaktionsdrehmoment innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt" ist dies typischerweise der Fall, wenn das Anziehen der Schraube noch nicht abgeschlossen ist, und das auf den Werkzeugaufsatz aufgebrachte Reaktionsdrehmoment noch nicht in Übermaß angestiegen ist.
  • Vorzugsweise kann der zweite Positionskontrollmechanismus verhindern, daß sich das zweite Kupplungselement in die Position bewegt (zurückkehrt), in der eine Drehmomentübertragung erlaubt ist, wenn das Reaktionsdrehmoment einen vorbestimmten Bereich übersteigt, indem das zweite Kupplungselement in einer Position gehalten wird, in der eine Drehmomentübertragung verhindert wird. Die Position, in der eine Drehmomentübertragung verhindert wird, liegt entfernt von dem ersten Kupplungselement im Vergleich zu der Position, in der die Drehmomentübertragung erlaubt ist. In Bezug auf die Aussage, daß "das Reaktionsdrehmoment außerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt" ist dies typischerweise dann der Fall, wenn das auf den Werkzeugaufsatz aufgebrachte Reaktionsdrehmoment im Übermaß zunimmt, indem auf eine bereits angezogene Schraube beim Anziehen der Schraube ein weiteres Anzugsdrehmoment auf die Schraube aufgebracht wird, die nicht weiter angezogen werden kann.
  • Mit anderen Worten wird das zweite Kupplungselement in der Position, in der eine Drehmomentübertragung verhindert wird, gehalten und wird daran gehindert, in die Position zurückzukehren, in der eine Drehmomentübertragung erlaubt ist, wenn das Anziehen der Schraube im wesentlichen abgeschlossen ist und das Reaktionsdrehmoment von dem Werkstück auf den Werkzeugaufsatz außerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt (wenn das Reaktionsdrehmoment übermäßig zunimmt). Somit kann das zweite Kupplungselement in der Position, in der eine Drehmomentübertragung verhindert wird, daran gehindert werden, unbeabsichtigt in Eingriff mit dem ersten Kupplungselement zu gelangen. Folglich können Geräusche und Vibrationen vermieden werden, die durch den unbeabsichtigten Eingriff der beiden Kupplungselemente hervorgerufen werden.
  • Vorzugsweise ist der Schraubendreher so konstruiert, daß das zweite Kupplungselement sofort aus der Position, in der eine Drehmomentübertragung erlaubt ist, in die Position, in der die Drehmomentübertragung verhindert wird, durch die Vorspannkraft des Elements, das einen Kupplungseingriff verhindert, bewegt wird. Der erste Positionskontrollmechanismus und der zweite Positionskontrollmechanismus können getrennt als unabhängige Elemente oder einstückig vorgesehen werden.
  • Durch Konstruieren des Schraubendrehers wie es erwähnt wurde, wird, wenn das Anziehen der Schraube im wesentlichen beendet ist und das Reaktionsdrehmoment von dem Werkstück auf den Werkzeugaufsatz übermäßig zunimmt, das zweite Kupplungselement, das von dem ersten Kupplungselement getrennt ist und in der Position gehalten wird, in der eine Drehmomentübertragung verhindert wird, daran gehindert, sich in die Position zu bewegen, in der eine Drehmomentübertragung erlaubt ist. Somit kann bei dem Schraubendreher in dem ersten Kraftübertragungsmodus zum Durchführen des Anziehens der Schraube ein Trennen der Kupplung sofort und zuverlässig als Antwort auf das Drehmoment beim Anziehen der Schraube durchgeführt werden. Ferner können die getrennten Kupplungselemente daran gehindert werden, unbeabsichtigt in Eingriff zu gelangen, so daß Geräusche und Vibrationen effektiv vermieden werden können.
  • Vorzugsweise umfaßt der Schraubendreher ein Element, das eine Bewegung der zweiten Kupplung nach hinten verhindert, um zu vermeiden, daß sich das zweite Kupplungselement in dem zweiten Kraftübertragungsmodus nach hinten weg von dem ersten Kupplungselement in der Axialrichtung der zweiten Spindel bewegt. Das Element, das die Bewegung der zweiten Kupplung nach hinten verhindert, hält die Position des zweiten Kupplungselements unverändert in Bezug auf das erste Kupplungselement.
  • Ferner kann das Element, das verhindert, daß sich die zweite Kupplung nach hinten bewegt, so angeordnet und konfiguriert sein, daß es als erstes Positionskontrollelement in dem ersten Kraftübertragungsmodus dient. Als Folge einer solchen Konstruktion können einige Komponenten für beide Kraftübertragungsmodi gemeinsam verwendet werden und die Struktur des Schraubendrehers vereinfacht werden. Beispielsweise kann eine Feder zwischen dem zweiten Kupplungselement und dem Körper derart vorgesehen sein, daß das zweite Kupplungselement in Richtung auf das erste Kupplungselement durch die Vorspannkraft der Feder gedrückt werden kann.
  • Vorzugsweise umfaßt der Schraubendreher in dem zweiten Kraftübertragungsmodus weiter ein Element, das eine Körperposition definiert, um zu vermeiden, daß sich der Körper innerhalb eines vorbestimmten Abstands dem Werkstück annähert. Das Anziehen der Schraube in dem zweiten Kraftübemagungsmodus kann in dem Zustand durchgeführt werden, in dem das Element, das eine Körperposition definiert, verhindert, daß sich der Körper dem Werkstück innerhalb des vorbestimmten Abstands zum Werkstück annähert. Als Element zum Definieren der Körperposition kann ein Tiefenanschlag verwendet werden. In diesem Fall kann der Tiefenanschlag, der zwischen dem Werkstück und dem Körper angebracht ist, verhindern, daß der Körper sich innerhalb des vorbestimmten Abstands dem Werkstück nähert, wenn der Körper in Richtung auf das Werkstück beim Anziehen der Schraube gedrückt wird. Folglich kann die Position des Körpers in Bezug auf das Werkstück (mit anderen Worten der Abstand zwischen dem Körper und dem Werkstück) präzise durch den Tiefenanschlag definiert werden.
  • Durch das Durchführen des Anziehens der Schraube in dem Zustand, in dem sich der Körper nicht innerhalb des vorbestimmten Abstands zum Werkstück annähern kann, bewegt sich somit die erste Spindel relativ zu dem Körper zusammen mit dem ersten Kupplungselement in Richtung auf das Werkstück zu. Folglich wird das erste Kupplungselement von dem zweiten Kupplungselement getrennt. Somit kann das Anziehen der Schraube als Antwort auf die Tiefe des Anziehens der Schraube abgeschlossen werden.
  • Jedes der zusätzlichen Merkmale und jeder der Verfahrensschritte, die oben und unten beschrieben werden, können getrennt oder in Verbindung mit anderen Merkmalen und Verfahrensschritten eingesetzt werden, um verbesserte Schraubendreher und Verfahren zum Verwenden eines solchen Schraubendrehers und der darin verwendeten Einrichtungen vorzusehen. Repräsentative Beispiele der vorliegenden Erfindung werden nun im einzelnen unter Verweis auf die Zeichnungen beschrieben, wobei die verwendeten Beispiele viele dieser zusätzlichen Merkmale und Verfahrensschritte in Verbindung verwenden. Diese detaillierte Beschreibung soll lediglich einem Fachmann weitere Einzelheiten zum Ausführen von bevorzugten Aspekten der vorliegenden Lehren geben und soll den Rahmen der Erfindung nicht begrenzen. Lediglich die Ansprüche definieren den Rahmen der beanspruchten Erfindung. Daher ist es möglich, daß Kombinationen der Merkmale und Schritte, die in der folgenden detaillierten Beschreibung dargestellt sind, nicht erforderlich sind, um die Erfindung in ihrem weitesten Sinn auszuführen, und werden statt dessen lediglich dazu gelehrt, um praktisch einige repräsentative Beispiele der Erfindung zu beschreiben, wobei eine detaillierte Beschreibung nun unter Verweis auf die beigefügten Zeichnungen erfolgt.
  • Fig. 1 zeigt einen repräsentativen Elektroschrauber 100 gemäß einem Aspekt der vorliegenden technischen Lehren. In Fig. 1 ist jedoch lediglich ein wesentlicher Teil des Körpers 110 des Schraubendrehers 100 dargestellt, so daß ein Motorgehäuse und ein Getriebegehäuse gezeigt ist. Im Gegensatz dazu ist ein Griffbereich, der mit dem Körper 110 verbunden ist, nicht speziell dargestellt.
  • Der Schraubendreher 100 umfaßt einen Körper 110, eine erste Spindel 120, eine zweite Spindel 130, einen ersten Kupplungsnocken 140, einen zweiten Kupplungsnocken 150, eine Feder 160, die einen Kupplungseingriff verhindert, und einen Positionskontrollmechanismus 170 für den zweiten Kupplungsnocken.
  • Der erste Kupplungsnocken 140 ist ein Merkmal, das dem "ersten Kupplungselement" gemäß der vorliegenden Erfindung entspricht, der zweite Kupplungsnocken 150 entspricht einem "zweiten Kupplungselement", die Feder 160, die einen Kupplungseingriff verhindert, entspricht einem "Element, das einen Kupplungseingriff verhindert", und der Positionskontrollmechanismus 170 für den zweiten Kupplungsnocken entspricht einem "Positionskontrollmechanismus für das zweite Kupplungselement".
  • Ein Motor 113 ist innerhalb des Motorgehäuses 110 des Schraubendrehers 100 angebracht. Eine Ausgangswelle 113a des Motors 113 ist mit der zweiten Spindel 130 über einen Mechanismus 115 zum Verringern der Geschwindigkeit verbunden. Der Mechanismus 115 zum Verringern der Geschwindigkeit kann ein bekanntes Untersetzungsgetriebe umfassen.
  • Die erste Spindel 120 ist drehbar am vorderen Endbereich des Motorgehäuses 110 (betrachtet in Fig. 1 an seinem linken Endbereich) montiert und koaxial zur zweiten Spindel 130 angeordnet. Die erste Spindel 120 ist in einer Hülse 110a des Motorgehäuses 110 gelagert und kann relativ zu der zweiten Spindel 130 in der Axialrichtung der ersten Spindel 120 bewegt werden. Ein Montagefutter 121 für den Werkzeugaufsatz ist an dem vorderen Ende der ersten Spindel 120 montiert. Der erste Kupplungsnocken 140 ist an dem anderen Ende (dem rechten Ende in Fig. 1) der ersten Spindel 120 montiert. Ein Werkzeugaufsatz 123 ist so, daß er aufein Drehmoment ansprechend ist, mit dem Montagefutter 121 für den Werkzeugaufsatz verbunden.
  • Ein Tiefenanschlag 191 kann lösbar auf einer Hülse 110a montiert sein und bedeckt den Werkzeugaufsatz 123 bis in die Nähe von dessen spitzen Ende. Der Tiefenanschlag 191 weist eine hülsenförmige Gestalt auf und hält den Abstand zwischen dem Körper 110 und dem Werkstück 125, um zu verhindern, daß sich der Körper 110 zu nahe an das Werkstück 125 annähert, während der Werkzeugaufsatz 123 sich in Richtung auf das Werkstück 125 zu bewegen kann. Bei dieser repräsentativen Ausführungsform muß der Tiefenanschlag 191 von der Hülse 110a entfernt werden, wenn der Schraubendreher 100 in dem auf das Drehmoment ansprechenden Modus betrieben wird (erster Kraftübertragungsmodus), während der Tiefenanschlag 191 auf die Hülse 110a zu montieren ist, wenn der Schraubendreher 100 in dem auf die Schraubenanzugstiefe ansprechenden Modus (zweiter Kraftübertragungsmodus) betrieben wird.
  • Ein erster Kupplungsnocken 140 ist auf dem einen Endbereich der ersten Spindel 120 angebracht, der in Richtung auf die zweite Spindel 130 gerichtet ist. Eine erste Stahlkugel 143 befindet sich zwischen dem ersten Kupplungsnocken 140 und der ersten Spindel 120. Die erste Stahlkugel 143 ist innerhalb einer Vertiefung 120a angebracht, die in dem Endbereich der ersten Spindel 120 geformt ist. Wenn es auch nicht speziell in Fig. 1 gezeigt ist, erstreckt sich die Vertiefung 120a entlang der Umfangsoberfläche der ersten Spindel 120 und schräg in Bezug auf die Axialrichtung (oder Umfangsrichtung) der ersten Spindel 120. Die erste Stahlkugel 143 kann innerhalb der Vertiefung 120a auf der ersten Spindel 120 zwischen einem ersten Ende in der Nähe der zweiten Spindel 130 und einem zweiten Ende entfernt von der zweiten Spindel 130 bewegt werden. Der erste Kupplungsnocken 140 kann sich relativ zu der ersten Spindel 120 in der Axialrichtung der ersten Spindel 120 durch die Stahlkugel 143 bewegen. Ferner kann sich der erste Kupplungsnocken 140 relativ zu der Spindel 120 drehen, solange die Stahlkugel 143 sich zwischen den zwei Enden der Vertiefung 120a bewegen kann. Wenn die Stahlkugel 143 andererseits am ersten Ende der Vertiefung 120a positioniert ist, wird die Stahlkugel 143 in Berührung gegen die Wand des ersten Endes der Vertiefung 120a gehalten. Folglich ist der erste Kupplungsnocken 140 beschränkt, so daß er sich zusammen mit der ersten Spindel 120 dreht. Ferner sind Kupplungszähne 141 am Ende (betrachtet in Fig. 1 an dem rechten Ende) des ersten Kupplungsnockens 140 vorgesehen, das in Richtung auf die zweite Spindel 130 gerichtet ist.
  • Beim Anziehen einer Schraube bringt der Benutzer des Schraubendrehers 100 eine Last auf den Schraubendreher 100 auf, wobei eine Schraube 124 gegen das Werkstück 125 gedrückt wird, die an dem Ende des Werkzeugaufsatzes 123 angebracht ist (siehe Fig. 2). Dabei bewegt sich der erste Kupplungsnocken 140 in Richtung auf die zweite Spindel 130 (nach rechts in den Zeichnungen) zusammen mit der ersten Spindel 120, wobei er die Reaktionskraft gegen die Druckkraft von dem Werkstück 125 aufnimmt. Die Arbeitsweise des ersten Kupplungsnockens 140 wird unten genauer beschrieben.
  • Der zweite Kupplungsnocken 150 ist an dem Ende der zweiten Spindel 130 angebracht (dem linken Ende betrachtet in Fig. 1), das in Richtung auf die erste Spindel 120 gerichtet ist. Eine zweite Stahlkugel 153 ist zwischen dem zweiten Kupplungsnocken 150 und der zweiten Spindel 130 innerhalb einer Vertiefung 130a angebracht, die in dem Endbereich der zweiten Spindel 130 geformt ist. Kupplungszähne 151 sind am Ende (linkes Ende in Fig. 1) des zweiten Kupplungsnockens 150 angebracht, das in Richtung auf die erste Spindel 120 gerichtet ist. Die zweite Stahlkugel 153 kann in der Vertiefung 130a auf der zweiten Spindel 130 zwischen einem ersten Ende in der Nähe der ersten Spindel 120 und einem zweiten Ende entfernt von der ersten Spindel 120 bewegt werden, wobei sie als Positionierelement für den zweiten Kupplungsnocken 150 dient. Die zweite Stahlkugel 153 ermöglicht es dem zweiten Kupplungsnocken 150, sich gleichmäßig in der Axialrichtung der zweiten Spindel 130 zu bewegen und sich zusammen mit der zweiten Spindel 130 zu drehen. Die zweite Stahlkugel 153, die sich in der Axialrichtung zwischen den Enden der Vertiefung 130a bewegt, ist nicht unbedingt erforderlich, damit sich der zweite Kupplungsnocken 150 in der Axialrichtung der zweiten Spindel 130 bewegt. Der Schraubendreher gemäß dieser Ausführungsform ist jedoch so konstruiert, daß er dieses Merkmal aufweist, damit eine gleichmäßige Verschiebebewegung des zweiten Kupplungsnockens 150 in Bezug auf die zweite Spindel 130 sichergestellt ist.
  • Eine Feder 160, die einen Kupplungseingriff verhindert, ist zwischen dem ersten Kupplungsnocken 140 und dem zweiten Kupplungsnocken 150 angebracht. Die Feder 160, die den Kupplungseingriff verhindert, sieht eine Vorspannkraft vor, die den ersten Kupplungsnocken 140 und den zweiten Kupplungsnocken 150 voneinander weg drückt. Mit anderen Worten dient die Feder 160, die einen Kupplungseingriff verhindert, dazu, die Kupplungszähne 141 des ersten Kupplungsnockens 140 von den Kupplungszähnen 151 des zweiten Kupplungsnockens 150 durch die Vorspannkraft zu trennen. Ferner dient die Feder 160 dazu, die Kupplungszähne 141 und 151 voneinander entfernt zu halten, so daß verhindert wird, daß die Kupplungszähne 141 und 151 unbeabsichtigt miteinander nach dem Trennen in Kontakt kommen.
  • Die Struktur des Positionskontrollmechanismus 170 für den zweiten Kupplungsnocken wird nun im einzelnen beschrieben.
  • Der Positionskontrollmechanismus 170 für den zweiten Kupplungsnocken umfaßt eine Vorspannfeder 171, einen Anschlag 181, einen Anschlagbetätigungsstift 183, eine Eingriffsnut 185 für den Anschlag, eine Ringfeder 187 und eine Anschlagbetätigungsfeder 189.
  • Die Vorspannfeder 171 ist zwischen dem zweiten Kupplungsnocken 150 und der Stützunterlegscheibe 179 für die Vorspannfeder angebracht. Die Vorspannfeder 171 drückt den zweiten Kupplungsnocken 150 in Richtung auf den ersten Kupplungsnocken 140. Die Vorspannfeder 171 ist ein Merkmal, das dem "ersten Positionskontrollelement" in dem ersten Kraftübertragungsmodus und dem "Element zum Verhindern einer Rückwärtsbewegung der zweiten Kupplung" in dem zweiten Kraftübertragungsmodus entspricht. Die Vorspannfeder 171 erfüllt die Funktion beider Elemente.
  • Der Anschlag 181 umfaßt eine Stahlkugel. Ein Anschlagbetätigungsstift 183 ist an der ersten Spindel 120 angebracht. Eine Ringfeder 187 ist zwischen dem Anschlagbetätigungsstift 183 und der ersten Spindel 120 angebracht. Eine Anschlagbetätigungsfeder 189 drückt den Anschlagbetätigungsstift 183 in Richtung auf die zweite Spindel 130 (spannt ihn vor). Eine Anschlageingriffsnut 185 ist in dem Anschlagbetätigungsstift 183 geformt und nimmt den Anschlag 181 auf.
  • Die Eingriffsnut für den Anschlag 185 weist eine gekrümmte oder kegelförmige Oberfläche auf, die mit dem Anschlag 181 in Kontakt ist. Wenn der Betätigungsstift 183 für den Anschlag sich axial durch die Vorspannkraft der Betätigungsfeder 189 des Anschlags bewegt, steht der Anschlag 181 von der Umfangsoberfläche der zweiten Spindel 130 einziehbar vor. In dem in Fig. 1 gezeigten Zustand ist jedoch ein Armbereich des zweiten Kupplungsnockens 150 auf dem Anschlag 181 positioniert. Daher blockiert der Armbereich des zweiten Kupplungsnockens 150 den Anschlag 181 so, daß der Anschlag 181 nicht von der Umfangsoberfläche der zweiten Spindel 130 vorstehen kann. Der Anschlag 181, der Betätigungsstift 183 für den Anschlag, die Eingriffsnut 185 für den Anschlag, die Ringfeder 187 und die Betätigungsfeder für den Anschlag 189 bilden ein Merkmal, das dem "zweiten Positionskontrollmechanismus" in dem ersten Kraftübertragungsmodus gemäß den vorliegenden Lehren entspricht.
  • Die Vorspannkraft der Vorspannfeder 171, die auf den zweiten Kupplungsnocken 150 ausgeübt wird, kann durch das Zusammenwirken eines Rings 173, der ein Drehmoment justiert, eines Stifts 175, der ein Drehmoment justiert, einer Hülse 177, die ein Drehmoment justiert, und einer Stützunterlegscheibe 179 für die Vorspannfeder justiert werden. Insbesondere wird der Ring 173, der das Drehmoment justiert, auf der Achse des Körpers 110 so gedreht, daß er sich leicht relativ zu dem Körper 110 und in Axialrichtung des Körpers 110 bewegt. Der das Drehmoment justierende Ring 173 ist mit der Hülse 177, die das Drehmoment justiert, über den das Drehmoment justierenden Stift 175 verbunden. Somit bewegt sich die das Drehmoment justierende Hülse 177 zusammen mit dem das Drehmoment justierenden Ring 173 relativ zu und in der Axialrichtung des Körpers 110.
  • Die Stützunterlegscheibe 179 für die Vorspannfeder ist in dem Endbereich der Hülse 177, die das Drehmoment justiert, montiert. Die Position der Stützunterlegscheibe 179 für die Vorspannfeder auf der zweiten Spindel 130 kann in Axialrichtung der zweiten Spindel 130 verändert werden. Somit kann die Länge der Vorspannfeder 171, die zwischen der Stützunterlegscheibe 179 für die Vorspannfeder und dem zweiten Kupplungsnocken 150 angebracht ist, nach Bedarf verändert werden, um die Vorspannkraft der Vorspannfeder 171 zu verändern. Bei dieser Ausführungsform kann das Drehmoment in dem auf das Drehmoment ansprechenden Modus, der unten genau beschrieben wird, durch Justieren der Vorspannkraft der Vorspannfeder 171 eingestellt werden. Ferner kann bei dieser Ausführungsform das Umschalten zwischen dem auf das Drehmoment ansprechenden Modus und dem auf die Schraubenanzugstiefe ansprechenden Modus erreicht werden, indem die Bewegung der das Drehmoment justierenden Hülse 177 verwendet wird.
  • Nun werden die Arbeitsweise und Verwendung des Schraubendrehers 100 gemäß der repräsentativen Ausführungsform erklärt. Der Schraubendreher 100 kann selektiv in zwei Modi verwendet werden, nämlich dem auf das Drehmoment ansprechenden Modus und dem auf die Schraubenanzugstiefe ansprechenden Modus. In dem auf das Drehmoment ansprechenden Modus endet die Drehmomentübertragung von dem Motor 113 an den Werkzeugaufsatz 123, wenn das Reaktionsdrehmoment der Schraube (Drehmoment des Anziehens der Schraube) ein vorbestimmtes Drehmoment erreicht. In dem auf die Schraubenanzugstiefe ansprechenden Modus endet die Drehmomentübertragung vom Motor 113 zum Werkzeugaufsatz 123 als Antwort auf die Anzugstiefe der Schraube im Werkstück. Der auf das Drehmoment ansprechende Modus und der auf die Schraubenanzugstiefe ansprechende Modus sind Merkmale, die jeweils dem "ersten Kraftübertragungsmodus" und dem "zweiten Kraftübertragungsmodus" gemäß den vorliegenden Lehren entsprechen.
    • Auf das Drehmoment ansprechender Modus
  • Der auf das Drehmoment ansprechende Modus (erster Kraftübertragungsmodus) wird nun beschrieben. Fig. 2 bis 7 zeigen einen wesentlichen Teil des Schraubendrehers 100, der hauptsächlich die erste Spindel 120, die zweite Spindel 130, den ersten Kupplungsnocken 140, den zweiten Kupplungsnocken 150, die Feder 160, die einen Kupplungseingriff verhindert, und den Positionskontrollmechanismus 170 für den zweiten Kupplungsnocken umfaßt. Fig. 2 zeigt einen Anfangszustand, in dem das Anziehen der Schraube 124 gerade am Werkstück 125 unter Verwendung des Schraubendrehers 100 begonnen wird. In den Zeichnungen ist lediglich der Hauptteil des Schraubendrehers 100 der Einfachheit halber für die Darstellung gezeigt, und die Komponenten wie die das Drehmoment justierende Hülse 177 sind aus Gründen der Einfachheit im Anfangszustand positioniert dargestellt. Es ist festzuhalten, daß der Tiefenanschlag 191, der in Fig. 1 gezeigt ist, nicht verwendet wird, und von der Hülse 110a in dem auf das Drehmoment ansprechenden Modus entfernt ist.
  • In diesem Zustand dreht sich die zweite Spindel 130, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, im Leerlauf, ohne daß das Rotationsdrehmoment des Motors 113 (siehe Fig. 1) zur ersten Spindel 120 und dem Kupplungsnocken 140 übertragen wird. Gleichzeitig dreht sich der zweite Kupplungsnocken 150 ebenfalls im Leerlauf. Die zweite Spindel 130 dreht sich im Uhrzeigersinn betrachtet von der Seite des Motors 113. In diesem Zustand werden gemäß Fig. 2 die Kupplungszähne 141 des ersten Kupplungsnockens 140 und die Kupplungszähne 151 des zweiten Kupplungsnockens 150 voneinander entfernt durch die Vorspannkraft der Feder 160, die den Kupplungseingriff verhindert, gehalten.
  • In dem in Fig. 2 gezeigten Zustand wird der zweite Kupplungsnocken 150 in Richtung auf den ersten Kupplungsnocken 140 durch die Vorspannkraft der vorspannenden Feder 171 gedrückt (vorgespannt). Der Benutzer des Schraubendrehers 100 hat jedoch noch keine Last zum Anziehen einer Schraube auf den Schraubendreher 100 aufgebracht. Folglich bewegen sich die erste Spindel 120 und der erste Kupplungsnocken 140 nicht in Richtung auf den zweiten Kupplungsnocken 150, so daß die Kupplungszähne 140 und 150 nicht miteinander in Eingriff sind und voneinander weggehalten werden.
  • Da der zweite Kupplungsnocken 150 in Richtung auf den ersten Kupplungsnocken 140 durch die Vorspannfeder 171 gedrückt wird, wird in diesem Zustand ferner die zweite Stahlkugel 153 innerhalb des Endbereichs der Vertiefung 130a gehalten, der in der Nähe des ersten Kupplungsnockens 140 liegt, so daß die Position des zweiten Kupplungsnockens 150 bestimmt ist. Insbesondere befindet sich in dem in Fig. 2 gezeigten Zustand die zweite Stahlkugel 153 innerhalb des Endbereichs der Vertiefung 130a, der in der Nähe der ersten Spindel 120 ist (und in der Nähe des ersten Kupplungsnockens 140). Somit ist die relative Position des zweiten Kupplungsnockens 150 in Bezug auf die zweite Spindel 130 bestimmt, so daß sie in Richtung auf den ersten Kupplungsnocken 140 gerichtet ist. Diese Position, in der der zweite Kupplungsnocken 150 in der Nähe des ersten Kupplungsnockens 140 gehalten wird, ist ein Merkmal, das der "Position, in der eine Drehmomentübertragung möglich ist" gemäß den vorliegenden Lehren entspricht.
  • Ferner befindet sich in dem in Fig. 2 gezeigten Zustand der Armbereich des zweiten Kupplungsnockens 150 auf dem Anschlag 181. Daher hält der Armbereich des zweiten Kupplungsnockens 150 den Anschlag 181 nach unten, wodurch verhindert wird, daß der Anschlag 181 aus der Umfangsoberfläche der zweiten Spindel 130 vorsteht.
  • Wenn das Anziehen der Schraube von dem in Fig. 2 gezeigten Anfangszustand aus begonnen wird, drückt der Benutzer den Schraubendreher 100 in Richtung auf das Werkstück 125 (betrachtet in der Zeichnung nach links), um die Schraube 124 in das Werkstück 125 zu treiben. Wenn der Benutzer eine Drucklast auf den Schraubendreher 100 aufbringt, werden die erste Spindel 120 und der erste Kupplungsnocken 140 zusammen mit dem Werkzeugaufsatz 123 in Richtung auf die zweite Spindel 130 gedrückt (nach rechts betrachtet in der Zeichnung), wobei sie die Reaktionskraft gegen die Drucklast von dem Werkstück 125 aufnehmen, und sich somit in Richtung auf den Körper 100 zubewegen. Dieser Zustand ist in Fig. 3 dargestellt.
  • In dem in Fig. 3 dargestellten Zustand bewegen sich der Werkzeugaufsatz 123, die erste Spindel 120 und der erste Kupplungsnocken 140 zusammen nach rechts durch die Reaktionskraft gegen die Drucklast. Somit bewegen sich die Kupplungszähne 141 des ersten Kupplungsnocken 140 in Richtung auf die Kupplungszähne 151 des zweiten Kupplungsnockens 150 entgegen der Vorspannkraft der Feder 160, die einen Kupplungseingriff verhindert. Dabei wird der zweite Kupplungsnocken 150 durch die Vorspannkraft der Feder 171 gedrückt. Somit befindet sich die Stahlkugel 153 innerhalb des Endbereichs der Vertiefung 130a, der in der Nähe der ersten Spindel 120 liegt. Der zweite Kupplungsnocken 150 befindet sich in einer Position in der Nähe des ersten Kupplungsnockens 140, d. h. in einer Position, in der eine Drehmomentübertragung möglich ist. Somit wird der Relativabstand zwischen dem ersten Kupplungsnocken 140 und dem zweiten Kupplungsnocken 150 durch die Bewegung des ersten Kupplungsnockens 140 nach rechts, wie es in den Zeichnungen gezeigt ist, kürzer.
  • Da der Armbereich des zweiten Kupplungsnockens 150 den Anschlag 181 bezüglich des Vorspringens nach außen blockiert, stößt in dem in Fig. 3 gezeigten Zustand die Eingriffsnut 185 für den Anschlag ferner gegen den Anschlag 181 und verhindert dort somit, daß sich der Betätigungsstift 183 für den Anschlag in Richtung auf die zweite Spindel 130 zu (betrachtet in der Zeichnung nach rechts) bewegt, wenn sich die erste Spindel 120 nach rechts bewegt. Wenn sich die erste Spindel 120 durch die Reaktionskraft gegen die Drucklast nach rechts bewegt und der Betätigungsstift 183 für den Anschlag daran gehindert wird, sich in Richtung auf die zweite Spindel 130 zuzubewegen, wird daher die Betätigungsfeder 189 für den Anschlag, die zwischen der ersten Spindel 120 und dem Betätigungsstift für den Anschlag 183 angebracht ist, komprimiert.
  • Wenn die erste Spindel 120 und der erste Kupplungsnocken 140 sich weiter aus dem Zustand, der in Fig. 3 gezeigt ist, in Richtung auf den zweiten Kupplungsnocken 150 zu (betrachtet in der Zeichnung nach rechts) bewegen, gelangen die Kupplungszähne 141 des ersten Kupplungsnockens 140 und die Kupplungszähne 151 des zweiten Kupplungsnockens 150 miteinander, wie es in Fig. 4 gezeigt ist, in Eingriff.
  • Die erste Stahlkugel 143 kann innerhalb der Vertiefung 120a zwischen einem Ende in der Nähe der zweiten Spindel 130 und dem anderen Ende entfernt von der zweiten Spindel 130 bewegt werden. Wie es aus dem Vergleich zwischen Fig. 3 und 4 zu erkennen ist, wird das Rotationsdrehmoment an den ersten Kupplungsnocken 140 übertragen, wenn die Kupplungszähne 151 des zweiten Kupplungsnockens 150, der sich zusammen mit der zweiten Spindel 130 dreht, mit den Kupplungszähnen 141 des ersten Kupplungsnockens 140 in Eingriff sind. Folglich bewegt sich der erste Kupplungsnocken 140, wobei er sich relativ zu der ersten Spindel 120 dreht, innerhalb des Bewegungsbereichs der ersten Stahlkugel 143 zwischen den beiden Enden der Vertiefung 120a axial in Richtung auf den zweiten Kupplungsnocken 150. Somit erreicht die erste Stahlkugel 143 das Ende der Vertiefung 120a, das in der Nähe der zweiten Spindel 130 liegt. In diesem Zustand kann der erste Kupplungsnocken 140 sich nur zusammen mit der ersten Spindel 120 drehen.
  • In dem in Fig. 4 gezeigten Zustand haben die Kupplungszähne 141 des ersten Kupplungsnockens 140 und die Kupplungszähne 151 des zweiten Kupplungsnockens 150 begonnen, miteinander in Eingriff zu gelangen. Dann bewegt sich der erste Kupplungsnocken 140 auf der ersten Spindel 120 um den Abstand, der der Axiallänge der Vertiefung 120a entspricht, in Richtung auf den zweiten Kupplungsnocken 150 zu, wie es in Fig. 5 dargestellt ist. Somit gelangen die Kupplungszähne 141 des ersten Kupplungsnockens 140 und die Kupplungszähne 151 des zweiten Kupplungsnockens 150 vollständig miteinander in Eingriff, und die Schraube 124 wird in das Werkstück 125 getrieben. Die Position des zweiten Kupplungsnockens 150 ist, wie es in Fig. 4 und 5 dargestellt ist, ein Merkmal, das der "Position, in der eine Drehmomentübertragung möglich ist" in der vorliegenden Erfindung entspricht.
  • Gemäß der repräsentativen Ausführungsform stellt ein Eingriff zwischen den beiden Kupplungszähnen 141 und 151 eine Übertragung des Rotationsdrehmoments des Motors 113 (siehe Fig. 1) sicher. Wenn beide Kupplungszähne 141 und 151 miteinander in Eingriff sind, wird das Rotationsdrehmoment des Motors 113 bis zur Schraube 124 über die zweite Spindel 130, die zweite Stahlkugel 153, den zweiten Kupplungsnocken 150, die Kupplungszähne 151 des zweiten Kupplungsnockens 150, die Kupplungszähne 141 des ersten Kupplungsnockens 140, den ersten Kupplungsnocken 140, die erste Stahlkugel 143, die erste Spindel 120, das Montagefutter 121 für den Werkzeugaufsatz und den Werkzeugaufsatz 123 übertragen.
  • In dem in Fig. 5 gezeigten Zustand bewegt sich die erste Spindel 1 nach rechts, wobei sie die Reaktionskraft gegen die Drucklast aufnimmt, die der Benutzer auf den Schraubendreher 100 aufbringt. Der Anschlag 181 ist in der Eingriffsnut 185 für den Anschlag in Eingriff und verhindert somit, daß sich der Betätigungsstift 183 für den Anschlag bewegt. Daher ist die Betätigungsfeder 189 für den Anschlag, die zwischen der ersten Spindel 1 und dem Betätigungsstift 183 für den Anschlag angebracht ist, weiter von dem in Fig. 4 gezeigten Zustand eingeschränkt.
  • In dem in Fig. 5 gezeigten Zustand schreitet das Anziehen der Schraube 124 auf dem Werkstück 125 voran. Wenn die Sitzoberfläche 124a des Kopfs der Schraube 124 auf dem Werkstück 125 liegt, wie es in Fig. 6 gezeigt ist, erreicht das Anziehen der Schraube 124 eine letzte Stufe. Zu dieser Zeit übertragen die Kupplungszähne 151 des zweiten Kupplungsnockens 150 weiter das Rotationsdrehmoment des Motors 113 (siehe Fig. 1), während das Anzugsdrehmoment übermäßig zunimmt, und gelangen somit auf die Kupplungszähne 141 des ersten Kupplungsnockens 140. Folglich beginnt sich der zweite Kupplungsnocken 150 von der Position, in der eine Drehmomentübertragung möglich ist, und weg von dem ersten Kupplungsnocken 140 (nachts rechts betrachtet in der Zeichnung) gegen die Vorspannkraft der Vorspannfeder 171 zu bewegen.
  • In dem in Fig. 6 gezeigten Zustand bewegt sich die zweite Stahlkugel 153 innerhalb der Vertiefung 130a weg von dem Ende der Vertiefung 130a, das in der Nähe der ersten Spindel 120 liegt (dem ersten Kupplungsnocken 140), so daß eine gleichmäßige Bewegung des zweiten Kupplungsnockens 150 unterstützt wird.
  • Wenn der zweite Kupplungsnocken 150 beginnt, sich nach rechts aus der Position, in der die Drehmomentübertragung möglich ist, zu bewegen, bewegt sich der Armbereich des zweiten Kupplungsnockens 150, der auf dem Anschlag 181 positioniert war, ebenfalls nach rechts. Ferner wird der Betätigungsstift 183 für den Anschlag nach rechts durch die Vorspannkraft der komprimierten Betätigungsfeder 189 für den Anschlag gedrückt. Wenn sich der Betätigungsstift 183 für den Anschlag nach rechts bewegt, drückt daher die Eingriffsnut 185 für den Anschlag den Anschlag 181, wie es in Fig. 7 gezeigt ist, mit ihrer gekrümmten Kontaktoberfläche nach außen, so daß der Anschlag 181 aus der Umfangsoberfläche der zweiten Spindel 130 vorsteht.
  • Die Kupplungszähne 141 des ersten Kupplungsnockens 140 werden wie es in Fig. 7 gezeigt ist, aus den Kupplungszähnen 151 des zweiten Kupplungsnockens 150 ausgekuppelt. In Fig. 7 wird die Reaktionskraft gegen die Drucklast des Benutzers auf die erste Spindel 120 aufgebracht und somit wird die erste Spindel 120 in der zur zweiten Spindel 130 nächsten Position gehalten. In diesem Zustand bewegt sich die erste Stahlkugel 143 innerhalb der Vertiefung 120a zum Ende der Vertiefung 120a, das entfernt von dem zweiten Kupplungsnöcken 150 liegt. Dabei bewegt sich der erste Kupplungsnocken 140 auf der ersten Spindel 120 um den Abstand, der der Axiallänge der Vertiefung 120a entspricht, weg von dem zweiten Kupplungsnocken 150. Somit werden die Kupplungszähne 141 des ersten Kupplungsnockens 140 von den Kupplungszähnen 151 des zweiten Kupplungsnockens 150 getrennt.
  • Die erste Stahlkugel 143 kann innerhalb der Vertiefung 120a der ersten Spindel 120 zwischen einem Ende in der Nähe der zweiten Spindel 130 und dem anderen Ende entfernt von der zweiten Spindel 130 bewegt werden. Der axiale Abstand zwischen den Enden der Vertiefung 120a definiert den axialen Abstand, den sich der erste Kupplungsnocken 140 während des Entkuppelns zwischen den Kupplungszähnen 141 und 151 bewegt. Ferner definiert der axiale Abstand zwischen den Enden der Vertiefung 120a auch die Größe des Zwischenraums zwischen dem ersten Kupplungsnocken 140 und dem zweiten Kupplungsnocken 150 beim Trennen zwischen den Kupplungszähnen 141 und 151.
  • Wenn die erste Stahlkugel 143 sich innerhalb der Vertiefung 120a bewegt und auf den Endbereich der Vertiefung 120a stößt, der entfernt von dem zweiten Kupplungsnocken 150 liegt, hat sich der erste Kupplungsnocken 140 weg von dem zweiten Kupplungsnocken 150 bewegt und wird an einer weiteren Bewegung gehindert. Der zweite Kupplungsnocken 150 bewegt sich sofort weg von dem ersten Kupplungsnocken 140 durch die Vorspannkraft der Feder 160, die einen Kupplungseingriff verhindert, die auf den ersten Kupplungsnocken 140 und den zweiten Kupplungsnocken 150 wirkt. Das Entkuppeln zwischen den Kupplungszähnen 141 und 151 kann aufrechterhalten werden.
  • Wenn sich der zweite Kupplungsnocken 150 nach rechts betrachtet in der Zeichnung bewegt, wird der Anschlag 181 von der Begrenzung des Armbereichs des zweiten Kupplungsnockens 150 befreit und steht somit nach außen vor. Folglich bewegt sich der Anschlagbetätigungsstift 183 durch die Vorspannkraft der Betätigungsfeder 189 für den Anschlag nach rechts betrachtet in der Zeichnung. Dabei bewegt sich der Anschlag 181 in den inneren vertieften Bereich des zweiten Kupplungsnockens 150.
  • Obwohl die Vorspannkraft der Vorspannfeder 171 auf den zweiten Kupplungsnocken 150 ausgeübt wird, steht der Anschlag 181 in diesem Zustand von der Umfangsoberfläche der zweiten Spindel 130 vor und verhindert, daß sich der zweite Kupplungsnocken 150 in Richtung auf den ersten Kupplungsnocken 140 bewegt. Mit anderen Worten bewegt sich der zweite Kupplungsnocken 150 weg von dem ersten Kupplungsnocken 140 durch die Vorspannkraft der Feder 160, die den Kupplungseingriff verhindert, wenn die Kupplungszähne 151 von den Kupplungszähnen 141 aufgrund des übermäßig erhöht Anzugsdrehmoments der Schraube 124 getrennt werden. Dann gelangt der Anschlag 181 mit dem zweiten Kupplungsnocken 150 in der Position, die eine Drehmomentübertragung verhindert, in Eingriff und hält den zweiten Kupplungsnocken 150 dort. Selbst wenn unbeabsichtigterweise eine Drucklast aufgebracht wird, die bewirkt, daß sich der erste Kupplungsnocken 140 näher an den zweiten Kupplungsnocken 150 zusammen mit der ersten Spindel 120 bewegt, gelangt der Anschlag 181 mit dem zweiten Kupplungsnocken 150 in der Position, die eine Drehmomentübertragung verhindert, in Eingriff und verhindert, daß der zweite Kupplungsnocken 150 in die Position zurückkehrt, in der eine Drehmomentübertragung möglich ist. Daher kann ein unbeabsichtigter Eingriff zwischen den Kupplungszähnen 141 und 151 verhindert werden. Es ist festzuhalten, daß es der Anschlag 181 ermöglicht, daß sich der zweite Kupplungsnocken 150 weg von dem ersten Kupplungsnocken 140 (in der Zeichnung nach rechts) bewegt.
  • Wenn das Anziehen der Schraube 124 abgeschlossen ist, verringert der Benutzer die Drucklast auf den Schraubendreher 100. Folglich bewegt sich die erste Spindel 120 weg von der zweiten Spindel 130 und kehrt in den in Fig. 2 gezeigten Anfangszustand zurück, zusammen mit den ersten Kupplungsnocken 140. In der repräsentativen Ausführungsform kann die erste Spindel 120 in den Anfangszustand zurückkehren, wenn die Drucklast unter die Vorspannkraft der Feder 160, die den Kupplungseingriff verhindert, abfällt. Ferner kehrt auch der Betätigungsstift 183 für den Anschlag, der an der ersten Spindel 120 montiert ist, über die Ringfeder 187 (siehe Fig. 1) ebenfalls in den Anfangszustand zurück. Wenn sich der Betätigungsstift 183 für den Anschlag in Richtung auf das Ende des Werkzeugaufsatzes (oder Werkstück 125) zusammen mit der ersten Spindel 120 bewegt und in den Anfangszustand zurückkehrt, bewegt sich die Eingriffsnut 185 für den Anschlag unter den Anschlag 181. Dann wird der Anschlag 181 von der Umfangsoberfläche der zweiten Spindel 130 in die Eingriffsvertiefung 185 für den Anschlag gebracht, wobei er mit dem Armbereich des zweiten Kupplungsnockens 150 gedrückt wird. Somit kehrt der Anschlag 181 auch in den in Fig. 2 gezeigten Anfangszustand zurück.
  • Wenn der Anschlag 181 in den Anfangszustand zurückkehrt, kann sich der zweite Kupplungsnocken 150 auf der Umfangsoberfläche der zweiten Spindel 130 bewegen, ohne daß er mit dem Anschlag 181 in Eingriff ist. Der zweite Kupplungsnocken 150 bewegt sich in Richtung auf den ersten Kupplungsnocken 140 durch die Vorspannkraft der Feder 171, die größer ist als die Vorspannkraft der Feder 160, die den Kupplungseingriff verhindert. Dabei bewegt sich die zweite Stahlkugel 153 innerhalb der Vertiefung 130a zum Endbereich der Vertiefung 130a, der in der Nähe der ersten Spindel 120 ist (dem ersten Kupplungsnocken 140), wodurch eine Bewegung des zweiten Kupplungsnockens 150 ermöglicht wird. Ferner stößt die zweite Stahlkugel 153 gegen diesen Endbereich der Vertiefung 130a, wodurch sie den zweiten Kupplungsnocken 150 auf der zweiten Spindel 130 positioniert. Somit wird der Schraubendreher 100 in den Ausgangszustand (siehe Fig. 2) zurückgebracht, in dem der erste Kupplungsnocken 140 und der zweite Kupplungsnocken 150 voneinander beabstandet sind.
  • Gemäß der obenstehenden Beschreibung werden die Kupplungszähne 151 des zweiten Kupplungsnockens 150 von den Kupplungszähnen 141 des ersten Kupplungsnockens 140 durch die Vorspannkraft der Feder 160, die einen Kupplungseingriff verhindert, getrennt wenn bei dem Schraubendreher 100 in dem auf das Drehmoment ansprechenden Modus, wie oben beschrieben, das Anzugsdrehmoment übermäßig zunimmt und somit das Reaktionsdrehmoment, das der Werkzeugaufsatz 123 von der Seite des Werkstücks 125 aufnimmt, bis zu einem vorbestimmten Drehmoment ansteigt. Dabei gelangt der Anschlag 181 mit dem zweiten Kupplungsnocken 150 in der Position, in der eine Drehmomentübertragung verhindert wird, in Eingriff und hält den zweiten Kupplungsnocken 150 dort, und verhindert somit, daß sich der zweite Kupplungsnocken 150 in Richtung auf die Position, in der eine Drehmomentübertragung möglich ist, bewegt.
  • Die Eingriffsnut 185 für den Anschlag gemäß der repräsentativen Ausführungsform kann eine kegelförmige oder gekrümmte Oberfläche aufweisen oder verschiedene andere Gestalten haben, die es dem Anschlag 181 ermöglichen, aus der Umfangsoberfläche der zweiten Spindel 130 vorzustehen. Obwohl bei der oben beschriebenen repräsentativen Ausführungsform die Feder 160, die den Kupplungseingriff verhindert, zwischen dem ersten Kupplungsnocken 140 und dem zweiten Kupplungsnocken 150 angebracht ist, kann sie ferner getrennt für jeden der Kupplungsnocken 140 und 150 vorgesehen werden und unabhängig eine Vorspannkraft auf den zugehörigen Kupplungsnocken ausüben.
    • Auf die Schraubenanzugstiefe ansprechender Modus
  • Der auf die Schraubenanzugstiefe ansprechende Modus (zweiter Kraftübertragungsmodus) des Schraubendrehers 100 gemäß der repräsentativen Ausführungsform wird nun unter Verweis auf Fig. 8 bis 14 erklärt. Merkmale, die im wesentlichen die gleichen Strukturen wie in dem auf das Drehmoment ansprechenden Modus haben, werden nicht im einzelnen beschrieben. Um den Schraubendreher 100 von dem auf das Drehmoment ansprechenden Modus auf den auf die Schraubenanzugstiefe ansprechenden Modus zu schalten, wird, wie es in Fig. 8 gezeigt ist, der Tiefenanschlag 191 an der Hülse 110a angebracht. Der Tiefenanschlag 191, der an der Hülse 110a angebracht ist, weist eine effektive Länge "L" auf, die sich von dem Ende der Hülse 110a (oder dem Ende des Körpers 110) zum Endbereich 192 des Tiefenanschlags 191 erstreckt.
  • Ein ein Drehmoment justierender Ring 173 ist ferner, wie es in Fig. 9 gezeigt ist, so vorgesehen, daß er die das Drehmoment justierende Hülse 177 über den das Drehmoment justierenden Stift 175 in Kontakt mit dem zweiten Kupplungsnocken 150 bringt, der sich in der Position, in der eine Drehmomentübertragung möglich ist, befindet. Folglich wird der zweite Kupplungsnocken 150 daran gehindert, sich aus der eine Drehmomentübertragung erlaubenden Position zurück in die Position zu bewegen, in der eine Drehmomentübertragung verhindert wird. Mit anderen Worten verhindert die Hülse 177 für die Drehmomentjustierung, daß sich der zweite Kupplungsnocken 150 in der Position, in der eine Drehmomentübertragung möglich ist, auf der zweiten Spindel 130 weg von der ersten Spindel 120 und dem ersten Kupplungsnocken 140 bewegt.
  • Obwohl bei dem oben beschriebenen auf das Drehmoment ansprechenden Modus die Hülse 177 zur Justierung des Drehmoments verwendet wird, um das Drehmoment zum Trennen der Kupplung zu justieren, indem die Vorspannkraft der vorspannenden Feder 171 verändert wird, wird sie in dem auf die Schraubenanzugstiefe ansprechenden Modus verwendet, um zu verhindern, daß sich der zweite Kupplungsnocken 150 rückwärts bewegt. Die das Drehmoment justierende Hülse 177 ist ein Merkmal, das dem "Element, das verhindert, daß sich die zweite Kupplung rückwärts bewegt" gemäß der vorliegenden Erfindung entspricht. Daher ist die Hülse 177 zur Justierung des Drehmoments ein Merkmal, das dem "zweiten Positionskontrollmechanismus" für den zweiten Kupplungsnocken 150 in dem auf das Drehmoment ansprechenden Modus entspricht, und dem "Element, das eine Rückwärtsbewegung der zweiten Kupplung verhindert" für den zweiten Kupplungsnocken 150 in dem Modus, der auf die Schraubenanzugstiefe anspricht, entspricht. Somit übt die Hülse 177 zur Drehmomentjustierung beide Funktionen aus. In dem Modus, der auf die Schraubenanzugstiefe anspricht, beeinflußt die Vorspannkraft der Vorspannfeder 171 das Ein- und Auskuppeln der Kupplung nicht.
  • Die Vorbereitung für das Schalten in den auf die Schraubenanzugstiefe ansprechenden Modus ist abgeschlossen, wenn der Tiefenanschlag 191 an der Hülse 110a angebracht ist und die das Drehmoment justierende Hülse 177 in Kontakt mit dem zweiten Kupplungsnocken 150 ist. Wenn das Anziehen der Schraube vom Anfangszustand des auf die Schraubenanzugstiefe ansprechenden Modus begonnen wird, der in Fig. 9 gezeigt ist, drückt der Benutzer den Schraubendreher 100 in Richtung auf das Werkstück 125 (nach links in der Zeichnung), wie es in Fig. 10 gezeigt ist, um die Schraube 124 in das Werkstück 125 zu treiben. Wenn der Benutzer eine Druckkraft auf den Schraubendreher 100 aufbringt, werden die erste Spindel 120 und der erste Kupplungsnocken 140 zusammen mit dem Werkzeugaufsatz 123 in Richtung auf die zweite Spindel 130 gedruckt (nach rechts gemäß der Zeichnung), wobei sie die Reaktionskraft gegen die Drucklast von der Seite des Werkstücks 125 aufnehmen, und bewegen sich somit in Richtung auf den Körper 100 zu. Fig. 10 zeigt den Zustand kurz vor dem Eingriff zwischen den Kupplungszähnen 141 des ersten Kupplungsnockens 140 und den Kupplungszähnen 151 des zweiten Kupplungsnockens 150.
  • Wenn der Schraubendreher 100 weiter in Richtung auf das Werkstück 125 aus dem in Fig. 10 gezeigten Zustand gedrückt wird, gelangen die Kupplungszähne 141 des ersten Kupplungsnockens 140 und die Kupplungszähne 151 des zweiten Kupplungsnockens 150 miteinander in Eingriff. Dann bewegt sich der ersten Kupplungsnocken 140 in Richtung auf den zweiten Kupplungsnocken 150 um den Abstand, der der Axiallänge der Vertiefung 120a entspricht, wobei sich die erste Stahlkugel 143 zum Ende der Vertiefung 120a bewegt, das in der Nähe des zweiten Kupplungsnockens 150 liegt. Folglich gelangen die Kupplungszähne 141 des ersten Kupplungsnockens 140 und die Kupplungszähne 151 des zweiten Kupplungsnockens 150 vollständig miteinander in Eingriff. Somit wird das Rotationsdrehmoment des Motors 113, das in Fig. 1 gezeigt ist, bis zur Schraube 124 über die zweite Spindel 130, den zweiten Kupplungsnocken 150, die zweiten Kupplungszähne 151, die ersten Kupplungszähne 141, den ersten Kupplungsnocken 140, die erste Spindel 120 und den Werkzeugaufsatz 123 übertragen. In diesem Zustand wird die Schraube 124 in das Werkstück 125 getrieben.
  • In diesem Zustand ist das Ende 192 des Tiefenanschlags 191 noch nicht in Kontakt mit dem Werkstück 125. Ferner bewegt sich der Werkzeugaufsatz 123 leicht nach innen von dem Ende des Tiefenanschlags 129 in Richtung auf den Körper 110 durch die Drucklast auf den Schraubendreher 100. Folglich wird ein Dämpfer "C" zwischen dem Tiefenanschlagsende 192 und der Sitzoberfläche 124a des Kopfs der Schraube 124 definiert, die auf dem Werkstück 125 sitzt.
  • Wenn die Schraube 124 in das Werkstück 125, wie es in Fig. 12 gezeigt ist, getrieben ist, stößt das Ende 192 des Tiefenanschlags 191 gegen das Werkstück 125, wodurch verhindert wird, daß der Körper 110 sich weiter in Richtung auf das Werkstück 125 zubewegt. Mit anderen Worten verhindert der Tiefenanschlag 191, daß der Körper 110 sich innerhalb eines vorbestimmten Abstands L dem Werkstück 125 annähert. In dem in Fig. 12 gezeigten Zustand wird die Schraube 124 weiter in dem Zustand angezogen, in dem der Tiefenanschlag 191 den Körper 110 daran hindert, sich weiter in Richtung auf das Werkstück 125 zuzubewegen. Folglich können sich der Werkzeugaufsatz 123, die erste Spindel 120 und der erste Kupplungsnocken 140 in Richtung auf das Werkstück 125 zu um den Abstand des Dämpfers "C", wie es in Fig. 11 gezeigt ist, in Bezug auf den zweiten Kupplungsnocken 150, die zweite Spindel 130 und andere Komponenten des Körpers 110 bewegen. Dann sitzt die Sitzoberfläche 124a des Kopfs der Schraube 124 auf dem Werkstück 125. Dabei bewegen sich die Kupplungszähne 141 weg von den Kupplungszähnen 151 um den Abstand des Dämpfers C und werden in Eingriff mit den Kupplungszähnen 151 gehalten, da sich der erste Kupplungsnocken 140 in Richtung auf das Werkstück 125 zu um den Abstand des Dämpfers "C" in Bezug auf den zweiten Kupplungsnocken 150 bewegt.
  • Da die Kupplungszähne 141 und 151 in Eingriff miteinander gehalten werden, wird die Schraube 124 weiter auf dem Werkstück 125 mit dem Werkzeugaufsatz 123 in dem Zustand angezogen, indem das Tiefenanschlagsende 192 gegen das Werkstück 125 stößt, wie es in Fig. 12 gezeigt ist. Gemäß der repräsentativen Ausführungsform kann somit ein zusätzliches Anziehen der Schraube 124 erreicht werden. Als Folge bewegen sich der Werkzeugaufsatz 123, die erste Spindel 120 und der erste Kupplungsnocken 140 weiter in Richtung auf das Werkstück 125 zu in Bezug auf den zweiten Kupplungsnocken 150, die zweite Spindel 130 und andere Komponenten des Körpers 110. Wenn die Schraube 124 auf eine vorbestimmte Tiefe in Bezug auf das Werkstück 125 angezogen ist, bewegt sich dann der erste Kupplungsnocken 140 einen vorbestimmten Abstand weg von dem zweiten Kupplungsnocken 150, wie es in Fig. 13 gezeigt ist. Dies entspricht einem Zustand kurz vor dem Trennen der Kupplungszähne 141 und 151.
  • Dann bewegt sich der erste Kupplungsnocken 140 wie es in Fig. 14 gezeigt ist um den Abstand entsprechend der Axiallänge der Vertiefung 120a weg von dem zweiten Kupplungsnocken 150, wobei sich die erste Stahlkugel 143 zum Ende der Vertiefung 120a bewegt, das entfernt von dem zweiten Kupplungsnocken 150 liegt. Folglich werden die Kupplungszähne 141 von den Kupplungszähnen 151 getrennt. Die Kupplungszähne 141 und 151 können sofort und zuverlässig voneinander durch die Vorspannkraft der Feder 160, die den Kupplungseingriff verhindert, getrennt werden. Folglich können Geräusche und Vibrationen, die durch einen Kontakt zwischen den Kupplungszähnen 141 und 151 bewirkt werden, effektiv verhindert werden. Die Effektivität einer geräuscharmen Kupplung kann somit sichergestellt werden.
  • Beim Lösen der Kupplung kann eine Drehmomentübertragung von der Seite des zweiten Kupplungsnockens 150 zur Seite des ersten Kupplungsnockens 140 abgeschaltet werden. Dann ist im Modus, der auf die Schraubenanzugstiefe anspricht, das Anziehen der Schraube 124 auf dem Werkstück 125 abgeschlossen. Wenn danach der Benutzer die Drucklast auf den Schraubendreher 100 unter die Vorspannkraft der Feder 160, die den Kupplungseingriff verhindert, verringert, kehren der Werkzeugaufsatz 123, die erste Spindel 120 und der erste Kupplungsnocken 140 in den in Fig. 9 gezeigten Anfangszustand zurück. In diesem Zustand ist der Schraubendreher 100 bereit für ein nachfolgendes Anziehen einer Schraube.
  • Gemäß der repräsentativen Ausführungsform ist der Schraubendreher 100 so angeordnet, daß die das Drehmoment justierende Hülse 177 auf den zweiten Kupplungsnocken 150 stößt, um dabei zu verhindern, daß sich der zweite Kupplungsnocken 150 zurückbewegt, und hält den zweiten Kupplungsnocken 150 in der Position, in der eine Drehmomentübertragung möglich ist. Daher kann der Schraubendreher 100 direkt in den auf die Schraubenanzugstiefe ansprechenden Modus geschaltet werden, indem einfach zusätzlich der Tiefenanschlag 191 an dem Schraubendreher 100 angebracht wird. Die in dem ansprechenden Modus verwendeten Komponenten werden auch in dem auf die Anzugstiefe ansprechenden Modus verwendet.
  • Ferner wird in dem auf das Drehmoment ansprechenden Modus der das Drehmoment justierende Ring 173 der repräsentativen Ausführungsform passend gedreht, um die Vorspannkraft der Vorspannfeder 171 zu verändern, so daß das Drehmoment für das Trennen der Kupplung variiert werden kann. Zusätzlich stößt in dem auf die Schraubenanzugstiefe ansprechenden Modus die das Drehmoment justierende Hülse 177 auf den zweiten Kupplungsnocken 150, um dadurch zu verhindern, daß der zweite Kupplungsnocken 150 sich aus der Position, in der eine Drehmomentübertragung möglich ist, rückwärts bewegt. Bei dieser Struktur kann ein Kupplungseingriff in Abhängigkeit von der Schraubenanzugstiefe erreicht werden. Somit sehen die vorliegenden Lehren einen praktischen Schraubendreher 100 vor, der direkt zwischen dem auf das Drehmoment ansprechenden Modus und dem auf die Schraubenanzugstiefe ansprechenden Modus mit dem das Drehmoment justierenden Ring 173 geschaltet werden kann. Bezugszeichenliste 100 Schraubendreher
    110 Körper (Motorgehäuse)
    110a Hülse
    113 Motor
    113a Ausgangswelle
    115 Geschwindigkeitsverringerungsmechanismus
    120 erste Spindel
    120a Vertiefung
    121 Futter für das Montieren des Werkzeugaufsatzes
    123 Werkzeugaufsatz
    124 Schraube
    124a Sitzoberfläche des Kopfes
    125 Werkstück
    130 zweite Spindel
    130a Vertiefung
    140 erster Kupplungsnocken (erstes Kupplungselement)
    141 Kupplungszähne
    143 erste Stahlkugel
    150 zweiter Kupplungsnocken (zweites Kupplungselement)
    151 Kupplungszähne
    153 zweite Stahlkugel
    160 Feder, die den Kupplungseingriff verhindert (Element, das den Kupplungseingriff verhindert)
    170 Positionskontrollmechanismus für den zweiten Kupplungsnocken
    171 Vorspannfeder
    173 Drehmomentjustierung
    175 Drehmomentjustierstift
    177 Drehmomentjustierhülse
    179 Stützunterlegscheibe für die Vorspannfeder
    181 Anschlag
    183 Betätigungsstift für den Anschlag
    185 Eingriffsnut für den Anschlag
    187 Ringfeder
    189 Betätigungsfeder für den Anschlag

Claims (14)

1. Schraubendreher, umfassend:
einen Motor,
einen Körper, der den Motor aufnimmt,
eine erste Spindel, die sich relativ zu dem Körper drehen und bewegen kann,
ein erstes Kupplungselement, das an einem Endbereich der ersten Spindel angebracht ist, wobei sich das erste Kupplungselement zusammen mit der ersten Spindel dreht, wobei es sich relativ zu der ersten Spindel in Axialrichtung der ersten Spindel bewegen kann,
einen Werkzeugaufsatz, der mit dem anderen Endbereich der ersten Spindel verbunden ist, um ein Anziehen einer Schraube durchzuführen,
eine zweite Spindel, die mit dem Motor verbunden ist, um das Rotationsdrehmoment des Motors aufzunehmen,
ein zweites Kupplungselement, das sich zusammen mit der zweiten Spindel dreht, wobei es sich relativ zu der zweiten Spindel in der Axialrichtung der zweiten Spindel bewegen kann, wobei das zweite Kupplungselement mit dem ersten Kupplungselement in Eingriff ist, wenn sich die erste Spindel in Richtung auf den Körper zu bewegt, um ein Rotationsdrehmoment des Motors auf den Werkzeugaufsatz zu übertragen,
ein Element, das den Kupplungseingriff verhindert, das das erste Kupplungselement und das zweite Kupplungselement voneinander wegdrückt,
dadurch gekennzeichnet, daß der Schraubendreher selektiv in entweder einem ersten Kraftübertragungsmodus oder einem zweiten Kraftübertragungsmodus betrieben wird, wobei in dem ersten Kraftübertragungsmodus das erste Kupplungselement und das zweite Kupplungselement miteinander in Eingriff sind, um das Rotationsdrehmoment des Motors an den Werkzeugaufsatz zu übertragen, wobei das erste und das zweite Kupplungselement voneinander getrennt werden, wenn das von dem Werkstück auf den Werkzeugaufsatz aufgebrachte Reaktionsdrehmoment ein vorbestimmtes Drehmoment übersteigt, und wobei in dem zweiten Kraftübertragungsmodus das erste Kupplungselement und das zweite Kupplungselement miteinander in Eingriff sind, um das Rotationsdrehmoment des Motors an dem Werkzeugaufsatz zu übertragen, wobei die Kupplungselemente voneinander getrennt werden, wenn sich der Werkzeugaufsatz einen vorbestimmten Abstand weg von dem Körper in Richtung auf das Werkstück zu während des Anziehens der Schraube bewegt.
2. Schraubendreher nach Anspruch 1, weiter umfassend einen Positionskontrollmechanismus für das zweite Kupplungselement während des Betriebs in dem ersten Kraftübertragungsmodus, wobei der Positionskontrollmechanismus einen ersten Positionskontrollmechanismus und einen zweiten Positionskontrollmechanismus umfaßt,
der erste Positionskontrollmechanismus so angeordnet ist, daß er das zweite Kupplungselement in einer Position, in der eine Drehmomentübertragung möglich ist, in der Nähe des ersten Kupplungselements hält, wenn das Reaktionsdrehmoment, das von dem Werkstück auf den Werkzeugaufsatz aufgebracht wird, innerhalb eines vorbestimmten Bereichs ist, und
der zweite Positionskontrollmechanismus so angeordnet ist, daß er verhindert, daß sich das zweite Kupplungselement in die Position, in der eine Drehmomentübertragung möglich ist, bewegt, wenn das Reaktionsdrehmoment größer ist als der vorbestimmte Bereich, und sich das zweite Kupplungselement durch das Element, das einen Kupplungseingriff verhindert, von der Position, in der eine Drehmomentübertragung möglich ist, in eine Position bewegt, in der eine Drehmomentübertragung verhindert wird, die entfernt von dem ersten Kupplungselement liegt in Bezug auf die Position, in der eine Drehmomentübertragung möglich ist.
3. Schraubendreher nach Anspruch 1 oder 2, weiter umfassend ein Element, das eine Rückwärtsbewegung der zweiten Kupplung verhindert, um zu verhindern, daß sich das zweite Kupplungselement in dem zweiten Kraftübertragungsmodus weg von dem ersten Kupplungselement in der Axialrichtung der zweiten Spindel bewegt.
4. Schraubendreher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, weiter umfassend ein Element, das eine Rückwärtsbewegung der zweiten Kupplung verhindert, das verhindert, daß sich das zweite Kupplungselement in dem zweiten Kraftübertragungsmodus weg von dem ersten Kupplungselement in der Axialrichtung der zweiten Spindel bewegt, wobei das Element, das eine Rückwärtsbewegung der zweiten Kupplung verhindert, auch als erster Positionskontrollmechanismus in dem ersten Kraftübertragungsmodus dient.
5. Schraubendreher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, weiter umfassend ein Element, das eine Körperposition definiert, das verhindert, daß sich der Körper in dem zweiten Kraftübertragungsmodus dem Werkstück innerhalb eines vorbestimmten Abstands annähert, wobei das Anziehen der Schraube in dem zweiten Kraftübertragungsmodus so durchgeführt wird, daß das Element, das ein Annähern an den Körper verhindert, verhindert, daß sich der Körper innerhalb des vorbestimmten Abstands dem Werkstück annähert, sich die erste Spindel relativ zu dem Körper in Richtung auf das Werkstück zusammen mit dem ersten Kupplungselement bewegt und das erste Kupplungselement von dem zweiten Kupplungselement getrennt ist.
6. Schraubendreher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das erste Kupplungselement und das zweite Kupplungselement jeweils Kupplungszähne umfassen, die aufeinander gerichtet sind.
7. Schraubendreher, umfassend:
einen Motor,
einen Körper, der den Motor aufnimmt,
eine erste Spindel, die sich relativ zu dem Körper drehen und bewegen kann,
ein erstes Kupplungselement, das an einem Endbereich der ersten Spindel angebracht ist, wobei sich das erste Kupplungselement zusammen mit der ersten Spindel dreht, wobei es sich relativ zu der ersten Spindel in Axialrichtung der ersten Spindel bewegen kann,
einen Werkzeugaufsatz, der mit dem anderen Endbereich der ersten Spindel verbunden ist, um ein Anziehen einer Schraube durchzuführen,
eine zweite Spindel, die mit dem Motor verbunden ist, um das Rotationsdrehmoment des Motors aufzunehmen,
ein zweites Kupplungselement, das sich zusammen mit der zweiten Spindel dreht, wobei es sich relativ zu der zweiten Spindel in der Axialrichtung der zweiten Spindel bewegen kann, wobei das zweite Kupplungselement mit dem ersten Kupplungselement in Eingriff ist, wenn sich die erste Spindel in Richtung auf den Körper zubewegt, um ein Rotationsdrehmoment des Motors auf den Werkzeugaufsatz zu übertragen,
ein Element, das den Kupplungseingriff verhindert, das das erste Kupplungselement und das zweite Kupplungselement voneinander wegdrückt,
dadurch gekennzeichnet, daß sich das zweite Kupplungselement in einer Position, die eine Drehmomentübertragung erlaubt, befindet, um das Rotationsdrehmoment des Motors an den Werkzeugaufsatz zu übertragen, wenn das von dem Werkstück auf den Werkzeugaufsatz übertragenen Reaktionsdrehmoment innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt, während sich das zweite Kupplungselement in einer Position befindet, in der eine Drehmomentübertragung durch das Element, das einen Kupplungseingriff verhindert, verhindert wird und daran gehindert wird, sich in die Position, in der eine Drehmomentübertragung möglich ist, zu bewegen, um das Auskuppeln des ersten und zweiten Kupplungselements sicherzustellen, wenn das Reaktionsdrehmoment größer als ein vorbestimmtes Drehmoment ist.
8. Schraubendreher nach Anspruch 7, wobei das erste Kupplungselement und das zweite Kupplungselement Kupplungszähne umfassen, so daß sie aufeinander gerichtet sind.
9. Schraubendreher nach Anspruch 7 oder 8, weiter umfassend einen Positionskontrollmechanismus für das zweite Kupplungselement, wobei der Positionskontrollmechanismus einen ersten Positionskontrollmechanismus und einen zweiten Positionskontrollmechanismus umfaßt,
der erste Positionskontrollmechanismus so angeordnet ist, daß er das zweite Kupplungselement in einer Position, in der eine Drehmomentübertragung möglich ist, in der Nähe des ersten Kupplungselements hält, wenn das Reaktionsdrehmoment, das von dem Werkstück auf den Werkzeugaufsatz aufgebracht wird, innerhalb eines vorbestimmten Bereichs ist, und
der zweite Positionskontrollmechanismus so angeordnet ist, daß er verhindert, daß sich das zweite Kupplungselement in die Position, in der eine Drehmomentübertragung möglich ist, bewegt, wenn das Reaktionsdrehmoment größer ist als der vorbestimmte Bereich, und wenn sich das zweite Kupplungselement durch das Element, das einen Kupplungseingriff verhindert, von der Position, in der eine Drehmomentübertragung möglich ist, in die Position, in der eine Drehmomentübertragung verhindert wird, bewegt.
10. Schraubendreher nach einem der Ansprüche 7 bis 9, weiter umfassend einen Anschlag, der das zweite Kupplungselement in der Position, die eine Drehmomentübertragung verhindert, hält, wenn das Reaktionsdrehmoment größer als ein vorbestimmter Bereich ist, und wenn sich das zweite Kupplungselement durch das Element, das den Kupplungseingriff verhindert, von der Position, in der eine Drehmomentübertragung möglich ist, in die Position, in der eine Drehmomentübertragung verhindert wird, bewegt.
11. Schraubendreher nach Anspruch 10, wobei der Anschlag von der Umfangsoberfläche der zweiten Spindel vorsteht, um das zweite Kupplungselement in der Position zu halten, in der eine Drehmomentübertragung verhindert wird, wenn das Reaktionsdrehmoment größer als der vorbestimmte Bereich ist, und wenn sich das zweite Kupplungselement durch das Element, das den Kupplungseingriff verhindert, von der Position, in der eine Drehmomentübertragung möglich ist, in die Position, in der eine Drehmomentübertragung verhindert wird, bewegt.
12. Schraubendreher nach einem der Ansprüche 7 bis 11, weiter umfassend eine Feder, die das zweite Kupplungselement in Richtung auf das erste Kupplungselement vorspannt.
13. Verfahren zum Verwenden eines Schraubendrehers, wobei der Schraubendreher umfaßt:
einen Motor,
einen Körper, der den Motor aufnimmt,
eine erste Spindel, die sich relativ zu dem Körper drehen und bewegen kann,
ein erstes Kupplungselement, das an einem Endbereich der ersten Spindel angebracht ist, wobei sich das erste Kupplungselement zusammen mit der ersten Spindel dreht, wobei es sich relativ zu der ersten Spindel in Axialrichtung der ersten Spindel zu bewegen kann,
einen Werkzeugaufsatz, der mit dem anderen Endbereich der ersten Spindel verbunden ist, um ein Anziehen einer Schraube durchzuführen,
eine zweite Spindel, die mit dem Motor verbunden ist, um das Rotationsdrehmoment des Motors aufzunehmen,
ein zweites Kupplungselement, das sich zusammen mit der zweiten Spindel dreht, während es sich relativ zu der zweiten Spindel in der Axialrichtung der zweiten Spindel bewegen kann, wobei das zweite Kupplungselement mit dem ersten Kupplungselement in Eingriff ist, wenn sich die Spindel in Richtung auf den Körper zubewegt, um das Rotationsdrehmoment des Motors an den Werkzeugaufsatz zu übertragen,
ein Element, das den Kupplungseingriff verhindert, das das erste Kupplungselement und das zweite Kupplungselement voneinander wegdrückt,
dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren einen Schritt des selektiven Betätigens des Schraubendrehers in einem ersten Kraftübertragungsmodus und einem zweiten Kraftübertragungsmodus umfaßt, wobei das erste Kupplungselement und das zweite Kupplungselement in dem ersten Kraftübertragungsmodus miteinander in Eingriff sind, um das Rotationsdrehmoment des Motors an den Werkzeugaufsatz zu übertragen, während das erste und zweite Kupplungselement voneinander getrennt sind, wenn das Reaktionsdrehmoment, das von dem Werkstück auf den Werkzeugaufsatz aufgebracht wird, ein vorbestimmtes Drehmoment übersteigt, und in dem zweiten Kraftübertragungsmodus das erste Kupplungselement und das zweite Kupplungselement miteinander in Eingriff sind, um das Rotationsdrehmoment des Motors an den Werkzeugaufsatz zu übertragen, während die Kupplungselemente voneinander getrennt sind, wenn der Werkzeugaufsatz sich einen vorbestimmten Abstand weg von dem Körper in Richtung auf das Werkstück während des Anziehens der Schraube bewegt.
14. Verfahren zum Verwenden eines Schraubendrehers, wobei der Schraubendreher umfaßt:
einen Motor,
einen Körper, der den Motor aufnimmt,
eine erste Spindel, die sich relativ zu dem Körper drehen und bewegen kann,
ein erstes Kupplungselement, das an einem Endbereich der ersten Spindel angebracht ist, wobei sich das erste Kupplungselement zusammen mit der ersten Spindel dreht, wobei es sich relativ zu der ersten Spindel in Axialrichtung der ersten Spindel bewegen kann,
einen Werkzeugaufsatz, der mit dem anderen Endbereich der ersten Spindel verbunden ist, um ein Anziehen einer Schraube durchzuführen,
eine zweite Spindel, die mit dem Motor verbunden ist, um das Drehmoment des Motors aufzunehmen,
ein zweites Kupplungselement, das sich zusammen mit der zweiten Spindel dreht, während es sich relativ zu der zweiten Spindel in Axialrichtung der zweiten Spindel bewegen kann, wobei das zweite Kupplungselement mit dem ersten Kupplungselement in Eingriff ist, wenn sich die Spindel in Richtung auf den Körper zu bewegt, um das Rotationsdrehmoment des Motors an den Werkzeugaufsatz zu übertragen,
ein Element, das den Kupplungseingriff verhindert, das das erste Kupplungselement und das zweite Kupplungselement voneinander wegdrückt,
dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren Schritte zum Positionieren des zweiten Kupplungselements in einer Position umfaßt, in der eine Drehmomentübertragung zum Übertragen des Rotationsdrehmoments des Motors an den Werkzeugaufsatz möglich ist, wenn das Reaktionsdrehmoment, das von dem Werkstück auf den Werkzeugaufsatz übertragen wird, innerhalb eines vorbestimmten Bereichs ist, und zum Positionieren des zweiten Kupplungselements in einer Position umfaßt, in der eine Drehmomentübertragung durch das Element, das einen Kupplungseingriff verhindert, verhindert wird, so daß das zweite Kupplungselement sich nicht in die Position, in der eine Drehmomentübertragung möglich ist, bewegen kann, um die Auskupplung des ersten und zweiten Kupplungselements sicherzustellen, wenn das Reaktionsdrehmoment größer als ein vorbestimmtes Drehmoment ist.
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