DE69502035T2

DE69502035T2 - Kupplungsmechanismus in einem motorgetriebenen Schraubenzieher

Info

Publication number: DE69502035T2
Application number: DE69502035T
Authority: DE
Inventors: Katsuhiko C/O Makita Corporation Anjo-Shi Aichi-Ken Sasaki; Yoshinori C/O Makita Corporation Anjo-Shi Aichi-Ken Shibata
Original assignee: Makita Corp
Current assignee: Makita Corp
Priority date: 1994-02-03
Filing date: 1995-02-03
Publication date: 1998-12-17
Anticipated expiration: 2015-02-04
Also published as: DE69502035D1; JP2867107B2; EP0666145B1; JPH07214476A; EP0666145A1; US5568849A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Kupplungsmechanismus in einem motorbetriebenen Schraubendreher zum Einschrauben und Festziehen von Schrauben.
Die US-A4 655 103 offenbart einen Kupplungsmechanismus in einem motorbetriebenen Schraubendreher. Wenn eine Schraube um eine vorbestimmte Tiefe eingeschraubt worden ist, unterbricht der Kupplungsmechanismus nach diesem Patent eine Drehungsübertragung von einem Motor zu einer Spindel, um so eine Festziehbetätigung zu beenden und eine Leerdrehung des Motors ohne Erzeugen unerwünschter Kupplungsgeräusche zu ermöglichen.
Der Aufbau des Kupplungsmechanismus nach dem oben angegebenen Patent wird nun mit Bezug auf Fig. 12 erläutert, die der Fig. 2a der US-A-4 655 103 entspricht.
Ein Kupplungsmechanismus 50 umfaßt ein erstes Kupplungselement 51, ein zweites Kupplungselement 52 und ein Zwischenkupplungselement 53. Das erste Kupplungselement 51 ist relativ zu einer Spindel 54 drehbar, in einer axialen Richtung aber positionsfest. Die Spindel 54 ist relativ zu dem ersten Kupplungselement 51 in der axialen Richtung beweglich. Das Zwischenkupplungselement 53 ist drehbar und axial beweglich von der Spindel 54 gehalten. Das zweite Kupplungselement 52 ist an der Spindel 54 befestigt.
Ein Antriebsgetrieberad 51a ist an einer äußeren Umfangsoberfläche des ersten Kupplungselementes 51 gebildet und mit einem Ritzel eines (nicht gezeigten) Motors in Eingriff. Eine Nocke 51b ist an einem unteren Teil des ersten Kupplungselements 51 gebildet und wirkt als Kupplungszahn. Eine Nocke 53a ist an einem oberen Teil des Zwischenkupplungselements 53 für einen Eingriff mit der Nocke 51b gebildet. Ein Eingriffsabschnitt 53b ist an einem unteren Abschnitt des Zwischenküpplungselements 53 gebildet. Ein Eingriffsabschnitt 52a ist an einem oberen Teil des zweiten Kupplungselements 52 für einen Eingriff mit dem Eingriffsabschnitt 53b gebildet.
Eine (nicht gezeigte) Schraubendruckfeder ist zwischen dem ersten Kupplungselement 51 und dem Zwischenkupplungselement 53 so eingefügt, daß das Zwischenkupplungselement 53 in einer Richtung weg von dem ersten Kupplungselement 51 oder in einer Richtung hin zu dem zweiten Kupplungselement 52 vorgespannt ist.
Bei Betätigung sind das erste Kupplungselement 51 und das Zwischenkupplungselement 53 miteinander in Eingriff, und das Zwischenkupplungselement 53 und das zweite Kupplungselement 52 sind ebenfalls miteinander in Eingriff, bis ein Vorderende einer Anschlaghülse 55 an einem Werkstück W, in welches eine Schraube S eingeschraubt wird, anstößt. Die Drehung des Motors wird daher über den Kupplungsmechanismus 50 zu der Spindel 54 übertragen, so daß die Schraube S in das Werkstück W eingeschraubt wird. Selbst nach dem Anstoßen des Vorderendes der Anschlaghülse 55 an dem Werkstück, wird die Spindel 54 noch gedreht, um die Schraube S weiter festzuziehen, so daß das Zwischenküpplungselement 53 und das zweite Kupplungselement 52 zusammen mit der Spindel 54 nach unten bewegt werden und das Zwischenkupplungselement 53 von dem ersten Kupplungselement 51 weg bewegt wird, das in der axialen Richtung positionsfest ist. Wenn die Schraube S um eine vorbestimmte Tiefe eingeschraubt worden ist, wird das Zwischenkupplungselement 53 von dem ersten Kupplungselement 51 gelöst. Gleichzeitig damit wird die Drehungsübertragung zu dem Zwischenkupplungselement 53 unterbrochen, so daß die Drehung der Spindel 54 angehalten wird. Das auf das Zwischenkupplungselement 53 übertragene Drehmoment wird so unterbrochen und gleichzeitig damit wird das Zwischenkupplungselement 53 durch die Vorspannkraft der Kompressionsschraubenfeder in einer Richtung weg von dem ersten Kupplungselement 51 oder in einer Richtung hin zu dem zweiten Kupplungselement bewegt. Daher wird ein passender Abstand zwischen dem ersten Kupplungselement 51 und dem Zwischenkupplungselement 53 gebildet, so daß das erste Kupplungselement 51 sich leise leer dreht.
Jedoch ist bei diesem bekannten Kupplungsmechanismus 50 das Vorsehen des Zwischenkupplungselementes 53 wesentlich, um eine Leerdrehung des ersten Kupplungselements 51 zu erreichen. Deswegen verwendet der Kupplungsmechanismus 50 eine erhöhte Anzahl von Teilen und ist schwergewichtig. Zusätzlich ist, da ein Raum benötigt wird zum Einfügen des Zwischenkupplungsteils 53, der motorbetriebene Schraubendreher in seinen Ausmaßen lang. Weiter müssen die Nocke 53a und der Eingriffsabschnitt 53b, die als Kupplungszähne wirken, an dem oberen bzw. unteren Abschnitt des Zwischenkupplungselements 53 ausgebildet sein. Deswegen muß das Zwischenkupplungselement 53 eine beträchtliche Dauerhaftigkeit, eine Widerstandsfähigkeit gegenüber Verschleiß und eine Fertigungsgenauigkeit aufweisen. Die Herstellungskosten des Kupplungsmechanismus 50 mit dem Zwischenkupplungselement 53 sind deswegen erhöht.
Die DE-A-38 18 924 offenbart einen Kupplungsmechanismus in einem motorbetriebenen Schraubendreher mit einem Gehäuse, einer Spindel, die in dem Gehäuse drehbar und axial beweglich angeordnet ist, und einem Motor für den Antrieb der Spindel. Der Kupplungsmechanismus weist ein Antriebskupplungselement auf, das durch den Motor drehbar angetrieben wird, und ein Abtriebskupplungselement, das drehbar und mit der Spindel axial beweglich ist und von einer vorderen Position ausgehend in Richtung auf eine rückwärtige Position für einen Eingriff mit dem Antriebskupplungselement bewegt wird, wenn die Spindel auf ein Werkstück gedrückt wird. Eine Feder ist zwischen dem Antriebskupplungselement und dem Abtriebskupplungselement zum Vorspannen der Kupplungselemente normalerweise voneinander weg eingefügt. Weiter sind bewegliche Kupplungskugeln in in der Spindel und dem Abtriebskupplungselement vorgesehenen schrägen Nuten eingefügt, wodurch nach einem Lösen der Kupplungselemente voneinander als Folge eines Nachlassens der auf die Spindel angewandten Druckkraft ein Spiel zwischen den Kupplungselementen geschaffen wird.
Die US-A-2 167 749 ist auf eine Überlastkupplung gerichtet, die ein Antriebskupplungselement und ein Abtriebskupplungselement aufweist. Eines der Kupplungselemente weist einen kippbaren Stift auf. In einem Überlastzustand laufen schräge Kanten an dem Antriebskupplungselement und dem Abtriebskupplungselement aneinander und bewirken eine Bewegung eines der Teile in einer axialen Richtung. Ein Anschlag ist vorgesehen, der mit einem Flansch an dem axial bewegten Kupplungselement zusammenwirkt, um hierdurch dasselbe in einer entkuppelten Position zu halten. Während der axialen Bewegung dieses Kupplungselementteiles in dieser Überlastposition wird der vorstehende Stift gekippt, und er läuft mit seinem Vorderende auf der schrägen Kante des anderen Kupplungselementteiles. Wenn der Anschlag das axial bewegte Kupplungselementteil in seiner zurückgeworfenen Position hält, wird der gekippte Stift mittels einer Feder wieder in seine axial orientierte Position zurückgeführt. Der kippbare Stift ist nur in einem Überlastzustand aktiv.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Kupplungsmechanismus in einem motorbetriebenen Schraubendreher zu schaffen, der kein Zwischenkupplungselement benötigt.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Kupplungsmechanismus in einem motorbetriebenen Schraubendreher zu schaffen, der ein reduziertes Gewicht und eine kürzere Länge des motorbetriebenen Schraubendrehers ermöglicht.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Kupplungsmechanismus in einem motorbetriebenen Schraubendreher zu schaffen, der mit geringeren Kosten hergestellt werden kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Kupplungsmechanismus in einem motorbetriebenen Schraubendreher nach Anspruch 1 geschaffen.
Die Erfindung wird aus den Ansprüchen und der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen in vollständigerem Umfang deutlich werden.
Fig. 1 ist eine Ansicht eines motorbetriebenen Schraubendrehers nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei ein Teil weggebrochen ist;
Fig. 2 ist eine Vorderansicht eines Antriebsgetrieberades eines in Fig. 1 gezeigten Kupplungsmechanismus;
Fig. 3 ist eine Schnittansicht des Antriebsgetrieberades, die einen daran befestigten Stift zeigt;
Fig. 4(a) bis 4(d) sind Ansichten, die verschiedene Arbeitsvorgänge des motorbetriebenen Schraubendrehers in Folge zeigen;
Fig. 5(a) bis 5(e) sind Ansichten, die verschiedene Arbeitsvorgänge des Kupplungsmecha nismus in Folge zeigen;
Fig. 6(a) und 6(b) sind Ansichten, die Arbeitsvorgänge eines Kupplungsmechanismus nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen;
Fig. 7(a) bis 7(c) sind Ansichten, die in Folge verschiedene Arbeitsvorgänge eines Kupplungsmechanismus nach einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen;
Fig. 8 ist eine Schnittansicht der wesentlichen Teile eines motorbetriebenen Schraubendrehers, der einen Kupplungsmechanismus nach einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält;
Fig. 9 ist eine Vorderansicht eines Antriebsgetrieberades des in Fig. 8 gezeigten Kupplungsmechanismus;
Fig. 10 ist eine Schnittansicht des Antriebsgetrieberades, die einen daran befestigten Stift zeigt;
Fig. 11(a) bis 11(e) sind Ansichten, die in Folge verschiedene Arbeitsvorgänge des Kupplungsmechanismus der vierten Ausführungsform zeigen; und
Fig. 12 ist eine Ansicht, die einen konventionellen Kupplungsmechanismus eines motorbetriebenen Schraubendrehers zeigt.
Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.

ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM

In Fig. 1, auf die nun Bezug genommen wird, ist ein motorbetriebener Schraubendreher 1 gezeigt, der einen Kupplungsmechanismus 4 nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält. Der motorbetriebene Schraubendreher 1 hat einen zentral in einem Gehäuse 2 angeordneten Motor 3. Der Motor 3 wird gestartet, wenn ein Drücker 8 durch Finger einer Bedienperson gedrückt wird. Der Motor 3 wird gestoppt, wenn die Bedienperson mit ihren Fingern den Drücker 8 losläßt. Ein Ritzel 3a ist an einer Ausgangswelle des Motors 3 gebildet und ist in Eingriff mit einem Antriebsgetrieberad 11, das an einer Spindel 5 in einer Position nahe bei dem Hinterende (rechtes Seitenende in Fig. 1) der Spindel 5 befestigt ist.
Die Spindel 5 ist drehbar und axial beweglich innerhalb des Gehäuses 2 mittels Lager 9a und 9b gehalten. Das Antriebsgetrieberad 11 ist drehbar und axial beweglich durch die Spindel 5 so gehalten, daß das Antriebsgetrieberad 11 um die Spindel 5 gedreht wird, wenn der Motor 3 gestartet wird. Ein Gegenlager 10 ist drehbar an der Spindel 5 an einer Position hinter (in Fig. 1 rechts von) dem Antriebsgetrieberad 11 befestigt. Das Gegenlager 10 ist durch eine Schraubendruckfeder 19 über das Antriebsgetrieberad 11 derart vorgespannt, daß es normalerweise an einer Innenwand des Gehäuses 2 anstößt.
Erste Kupplungszähne 11b sind an einer vorderen Oberfläche (einer in Fig. 1 nach links gerichteten Oberfläche) des Antriebsgetrieberades 11 ausgebildet und ragen davon weg. In dieser Ausführungsform erstrecken sich, wie in Fig. 2 gezeigt, die ersten Kupplungszähne 11b radial an drei in einer Umfangsrichtung gleich voneinander beabstandeten Positionen.
Drei Lagerlöcher 13 sind in dem Antriebsgetrieberad 11 gebildet und jeweils zwischen zwei benachbarten ersten Kupplungszähnen 11b angeordnet. Ein Stift 12 ist in jedes der Lagerlöcher 13 eingefügt. Wie in Fig. 3 gezeigt, hat der Stift 12 einen zylindrischen Schaft 12b und einen scheibenähnlichen Flanschabschnitt 12a, der an einem Ende des zylindrischen Schaftes 12b gebildet ist. Der Flanschabschnitt 12a hat einen größeren Durchmesser als der Schaft 12b und hat dieselbe Zentralachse wie der zylindrische Schaft 12b.
Jedes der Lagerlöcher 13 weist einen zylindrischen Hauptabschnitt 13a, einen zusätzlichen Abschnitt 13b und eine kreisförmige Ausnehmung 13c auf. Der Hauptabschnitt 13a erstreckt sich von dem Antriebsgetrieberad 11 in einer axialen Richtung zum gleitbaren Aufnehmen des Schaftes 12b des Stiftes 12. Die kreisförmige Ausnehmung 13c ist an einer rückseitigen Oberfläche (obere Oberfläche in Fig. 3) des Antriebsgetrieberades 11 gebildet und koaxial mit dem Hauptabschnitt 13a angeordnet. Die kreisförmige Ausnehmung 13c hat einen größeren Durchmesser als der Hauptabschnitt 13a, um so den Flanschabschnitt 12a des Stiftes 12 aufzunehmen. Der zusätzliche Abschnitt 13b steht mit dem Hauptabschnitt 13a an einer zu einer normalen Drehrichtung (angezeigt durch einen Pfeil in Fig. 3) des Antriebsgetrieberades 11 entgegengesetzten Seite in Verbindung. Der zusätzliche Abschnitt 13b hat einen Wandteil 13e an der zu der normalen Drehrichtung entgegengesetzten Seite. Der Wandteil 13e hat eine einem Teil eines Zylinders des Hauptteiles 13a entsprechende Ausbildung und eine zentrale Achse, die sich relativ zu der zentralen Achse des Hauptteiles 13a mit einem Winkel θ2 schräg erstreckt, so daß der Stift 12 aus einer durch durchgezogene Linien in Fig. 3 angezeigten vertikalen Position in eine durch strichpunktierte Linien angezeigte Position geschwenkt werden kann. So ist das Lagerloch 13 fortschreitend in der zu der normalen Drehrichtung des Antriebsgetrieberades 11 entgegengesetzten Richtung und in einer Richtung ausgehend von dem Boden der kreisförmigen Ausdehnung 13c nach unten fortschreitend vergrößert, so daß das untere Ende des Hauptteiles 13a und das untere Ende des zusätzlichen Teiles 13b zusammen eine verlängerte Öffnung an der unteren Oberfläche (vorderen Oberfläche) des Antriebsgetrieberades 11 bilden.
Die kreisförmige Ausnehmung 13c ist genauso tief wie der Flanschabschnitt 12a des Stifts 12 dick ist, so daß die rückseitige Oberfläche (obere Oberfläche in Fig. 3) bündig mit der rückseitigen Oberfläche des Antriebsgetrieberades 11 angeordnet ist, wenn der Stift 12 in der vertikalen Position ist. Die kreisförmige Ausnehmung 13c hat eine konische Umfangswand 13d, die sich nach oben in Fig. 3 verbreitert und mit einem Winkel θ1 relativ zu der vertikalen Richtung geneigt ist, so daß der Flanschabschnitt 12a des Stiftes 12 mit dem Winkel θ1 um ein vorderes Ende 12c der Bodenkante der kreisförmigen Ausnehmung 13c in die normale Drehrichtung des Antriebsgetrieberades 11 verschwenkt werden kann. Hier ist der Winkel θ1 als gleich zu dem Winkel θ2 festgelegt. Deswegen kann der Stift 12 mit einem Winkel θ (θ = θ1 = θ2), der ein Maximalschwenkwinkel ist, verschwenkt werden. Weiter stößt, wenn der Stift 12 geschwenkt wird, um die verschwenkte Position zu erreichen, im wesentlichen die halbe Umfangsoberfläche des Flanschabschnittes 12a an die Umfangswand 13d der kreisförmigen Ausnehmung 13c an, während im wesentlichen die halbe Seitenfläche des Schaftes 12b an dem Wandteil 13e des zusätzlichen Abschnitts 13b anstößt. Der Stift 12 wirkt in der verschwenkten Position als ein Kupplungszahn für den Eingriff mit irgendeinem von zweiten Kupplungszähnen 14a, die später erläutert werden. So ist der Winkel θ derart festgelegt, daß er gleich einem Neigungswinkel von in der Drehrichtung gebildeten Eingreifoberflächen der ersten Kupplungszähne 11b und der zweiten Kupplungszähne 14 ist. In dieser Ausführungsform ist θ festgelegt als θ = θ1 = θ2 = 23º.
Wenn sich der Stift 12 in der vertikalen Position wie oben beschrieben befindet, ist die rückseitige Oberfläche des Flanschabschnittes 12a bündig mit der rückseitigen Oberfläche des Antriebsgetrieberades 11. Wenn sich andererseits der Stift 12 in der verschwenkten Position befindet, ist ein entgegengesetzt zu der normalen Drehrichtung gerichtetes oberes Eckende 12d des Flanschabschnitts 12a von der rückseitigen Oberfläche des Antriebsgetrieberades 11 weg, in einer rückwärtigen Richtung (nach oben in Fig. 3) um einen Abstand L1 von der rückseitigen Oberfläche des Getrieberades 11 beabstandet angeordnet. Hier wird L1 mit der folgenden Formel (1) berechnet:
L1 = d sino - t + t coso (1)
d: Durchmesser des Flanschabschnitts 12a
t: Dicke des Flanschabschnittes 12a
Wenn 0 = 23º ist, wird L1 nach der folgenden Formel (2) berechnet:
L1 = 0,39d - 0,08t (2)
Wenn in der Formel (2) d = 7(nun) und t = 2(mm) ist, ist L1 = 2,6(mm).
Wenn sich der Stift 12 in der vertikalen Position befindet, erstreckt sich der Schaft 12b von der vorderseitigen Oberfläche (untere Oberfläche in Fig. 3) ausgehend um einen Abstand L2 nach vorne. Der Abstand L2 wird als gleich der Höhe der ersten Kupplungszähne 11b (siehe Fig. 4(a), Fig. 5(a), 5(b) und 5(e)) festgelegt. Wenn sich der Stift 12 in der verschwenkten Position befindet, erstreckt sich der Schaft 12b von der vorderen Oberfläche des Antriebsgetrieberades 11 ausgehend um einen Abstand L3 nach vorne (nach unten in Fig. 3). Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist der Abstand L3 kleiner als der Abstand L2 (L2 > L3). So erstreckt sich in der verschwenkten Position der Schaft 12b nicht über die Kupplungszähne 11b hinaus (siehe Fig. 5(c) und 5(d)). Weiter ist, da der Durchmesser des Flanschabschnittes 12a größer als der Durchmesser des Schaftes 12b ist, L1 bestimmt als L1 > L2-L3.
Gemäß Fig. 1, auf die nun wieder Bezug genommen wird, ist an einer im wesentlichen in der axialen Richtung der Spindel 5 zentralen Position an der Spindel 5 ein Flansch 14 integral mit der Spindel 5 so ausgebildet, daß der Flansch 14 vor (in Fig. 1 links von) dem Antriebsgetrieberad 11 angeordnet ist. An der rückseitigen Oberfläche (nach rechts gerichtete Oberfläche in Fig. 1) des Flansches 14 sind die zweiten Kupplungszähne 14a zum Eingriff mit den ersten Kupplungszähnen 11b gebildet. Die Schraubendruckfeder 19 ist zwischen dem Flansch 14 und dem Antriebsgetrieberad 11 eingefügt.
Wie durch strichpunktierte Linien in Fig. 2 gezeigt, erstrecken sich die zweiten Kupplungszähne 14a radial an sechs in Umfangsrichtung gleich voneinander beabstandeten Positionen. Die Höhe der Kupplungszahne 14a mit Bezug auf den Flansch 14 ist als gleich der Höhe der ersten Kupplungszähne 11b oder gleich dem Abstand L2 festgelegt. Die Anordnung der zweiten Kupplungszähne 14a relativ zu den ersten Kupplungszähnen 11b und relativ zu den Stiften 12 wird im folgenden erläutert.
Wenn eine Schraube S an dem Schraubendreher 1 angebracht wird und an ein Werkstück W gedrückt wird, wird die Spindel 5 wie auch der Flansch 14 wie in den Fig. 4(a) und 4(b) gezeigt in Richtung auf das Antriebsgetrieberad 11 bewegt, und jeder der zweiten Kupplungszähne 14a tritt zwischen einen der ersten Kupplungszähne 11b und seinen benachbarten Stift 12 wie in den Fig. 5(a) und 5(b), die den Fig. 4(a) bzw. 4(b) entsprechen, gezeigt ein. In dem in den Fig. 4(b) und 5(b) gezeigten Zustand sind sowohl die Stifte 12 als auch die ersten Kupplungszähne 11b in Anlage an dem Flansch 14, und die Stifte 12 sind noch in der vertikalen Position. Sowohl die ersten Kupplungszahne 11b als auch die Stifte 12 sind in diesem Stadium nicht in Eingriff mit den zweiten Kupplungszähnen 14a.
Wenn das Antriebsgetrieberad 11 relativ zu dem Flansch 14 in der normalen Drehrichtung gedreht wird, werden die Stifte 12 geneigt, um durch Anstoßen an ihren entsprechenden zweiten Kupplungszähnen 14a die verschwenkte Position zu erreichen, und werden in Eingriff mit den zweiten Kupplungszähnen 14a, wie in den Fig. 4(c) und 5(c) gezeigt, gebracht. In diesem Stadium werden auch die ersten Kupplungszähne 11b in Eingriff mit ihren entsprechenden zweiten Kupplungszähnen 14a gebracht.
So ist die Anordnung der zweiten Kupplungszähne 14a relativ zu den ersten Kupplungszähnen 11b und den Stiften 12 derart festgelegt, daß die zweiten Kupplungszähne 14a zu derselben Zeit in Eingriff mit den ersten Kupplungszähnen 11b gebracht werden, wie die Stifte 12 durch Anstoßen an den zweiten Kupplungszähnen 14a geschwenkt werden und in Eingriff mit denselben gebracht werden.
Mit dem Aufbau wie oben beschrieben bilden die ersten Kupplungszähne 11b, die Stifte 12 und die zweiten Kupplungszähne 14 den Kupplungsmechanismus 4, der, wie später erläutert, als eine leise Kupplung wirkt.
Gemäß Fig. 1, auf die nun wieder Bezug genommen wird, ist ein axiales Loch 15 an einem vorderen Ende der Spindel 5 gebildet. Ein rückseitiges Ende eines Antriebsbitwerkzeuges 16 ist in das axiale Loch 15 so eingesetzt, daß das Antriebsbitwerkzeug 16 relativ zu der Spindel 5 axial beweglich, aber mit der Spindel 5 drehbar ist. Das Gehäuse 2 hat ein mit Gewinde versehenes vorderes Ende 2a, und eine Einstellhülse 7 ist in Eingriff mit dem mit Gewinde versehenen vorderen Ende 2a. Eine Anschlaghülse 6 ist abnehmbar an dem vorderen Ende der Einstellhülse 7 befestigt und nimmt das Antriebsbitwerkzeug 16 darin auf. Die axiale Position der Anschlaghülse 6 relativ zu dem Gehäuse 2 kann deswegen durch Drehen der Einstellhülse 7 eingestellt werden, um hierdurch die Einschraubtiefe der Schraube S festzulegen. Die Anschlaghülse 6 kann in einer passenden Position in der axialen Richtung befestigt werden. Eine Schraubendruckfeder 7a ist zwischen dem rückseitigen Abschnitt der Einstellhülse 7 und dem Gehäuse 2 angeordnet, so daß die Einstellung der Position der Anschlaghülse 6 bequem gleichmäßig durchgeführt werden kann, ohne durch Vibrationen beeinflußt zu werden. Ein Anschlagmechanismus 17 umfaßt Stahlkugeln 17a und Entlastungsfedern 17b und ist innerhalb des axialen Loches 15 der Spindel 5 angeordnet, um zu verhindern, daß das Antriebsbitwerkzeug 16 zufällig aus der Spindel 5 entfernt wird. Ein Staubschutzring 18 ist innerhalb der Einstellhülse 7 befestigt, um zu verhindern, daß Staub durch die Einstellhülse 7 in das Gehäuse 2 eintritt.
Die Funktion des Kupplungsmechanismus 4 wird im folgenden mit Bezug auf die Fig. 4(a) bis 4(d) und die Fig. 5(a) bis 5(d), die jeweils den Fig. 4(a) bis 4(d) entsprechen, erläutert.
Die Fig. 4(a) bis 4(d) zeigen nacheinander verschiedene Arbeitsvorgänge des Kupplungsmechanismus 4. In dem Zustand von Fig. 4(a) ist die an dem Antriebsbitwerkzeug 16 angebrachte Schraube S in Anlage an dem Werkstück W, aber es wird keine Druckkraft durch den Schraubendreher 1 auf das Werkstück W ausgeübt. Auf diese Weise ist der Flansch 14 der Spindel 5 von dem Antriebsgetrieberad 11 entfernt so angeordnet, daß die ersten Kupplungszähne 11b und die zweiten Kupplungszähne 14a nicht in Eingriff miteinander sind und daß die Stifte 12 in der vertikalen Position verbleiben. Deswegen ist der Kupplungsmechanismus 4, wie am besten in Fig. 5(a) gezeigt, unterbrochen.
Wenn der Schraubendreher 1 entgegen der Vorspannkraft der Kompressionsschraubenfeder 19 weiter in Richtung auf das Werkstück W gedrückt wird, wie in Fig. 4(0) gezeigt, wird die Anschlaghülse 6 zusammen mit dem Gehäuse 2 nach vorne bewegt. Jedoch wird sowohl das Antriebsbitwerkzeug 16 als auch die Spindel 5 in Position gehalten. Mit anderen Worten, die Spindel 5 wird relativ zu dem Gehäuse 2 und der Anschlaghülse 6 nach hinten bewegt, so daß der Flansch 14 an das Antriebsgetrieberad 11 gedrückt wird. In diesem Stadium tritt, wie oben beschrieben, jeder der zweiten Kupplungszäbne 14a zwischen einen der ersten Kupplungszähne 11b und dessen benachbarten Stift 12 ein, und sowohl die Stifte 12 als auch die ersten Kupplungszähne 11b sind in Anlage an dem Flansch 14. Jedoch sind die Stifte 12 noch in der vertikalen Position, und sowohl die ersten Kupplungszähne 11b als auch die Stifte 12 sind in der normalen Drehrichtung (Richtung nach links in Fig. 5(a)) nicht in Eingriff mit den zweiten Kupplungszähnen 14a. So ist der Kupplungsmechanismus 4 noch unterbrochen.
Der Startknopf 8 wird dann durch die Bedienperson gedrückt, um den Motor 3 zu starten, sodaß das Antriebsgetrieberad 11 gedreht wird und die Drehung des Antriebsgetrieberades 11 über den Kupplungsmechanismus 4 auf die Spindel 5 übertragen wird. In diesem wie in Fig. 5(c) gezeigten Stadium wird das Antriebsgetrieberad 11 relativ zu dem Flansch 14 aus der in Fig. 5(0) gezeigten Position heraus wie durch einen Pfeil in Fig. 5(c) angezeigt gedreht, so daß die zweiten Kupplungszälme 14a., die von ihren entsprechenden Stiften 12 aus in der normalen Drehrichtung (Richtung nach links in Fig. 5(c)) angeordnet sind, relativ zu dem Antriebsgetrieberad 11 in der zu der normalen Drehrichtung entgegengesetzten Richtung (Richtung nach rechts in Fig. 5(c)) bewegt werden. Die Vorderenden (unteren Enden in Fig. 5(c)) der Stifte 12 werden dann nach rechts in die zu der normalen Drehrichtung entgegengesetzte Richtung gedrückt, so daß jeder der Stifte 12 um sein unteres Eckende 12c gegen den Uhrzeigersinn in Fig. 5(c) in die verschwenkte Position geschwenkt wird. In der verschwenkten Position stößt, wie vorhin beschrieben, im wesentlichen die Hälfte der Umfangsoberfläche des Flanschabschnitts 12a an die Umfangswand 13d der kreisförmigen Ausnehmung 13c an, während im wesentlichen die Hälfte der seitlichen Oberfläche des Schaftes 12b gegen den Wandteil 13e des zusätzlichen Abschnitts 13b anstößt. Auf diese Weise werden die Stifte 12 in Eingriff mit den entsprechenden zweiten Kupplungszähnen 14a gebracht, so daß der Kupplungsmechanismus 4 verbunden wird und die Drehung des Antriebsgetrieberades 11 zu der Spindel 5 übertragen wird.
Zusätzlich erstreckt sich in der verschwenkten Position das obere Eckende 12d des Flanschabschnittes 12a des Stiftes 12 von dem Antriebsgetrieberades 11 aus um den Abstand L1 nach hinten, so daß eine Gegenkraft erzeugt wird, um sowohl das Antriebsgetrieberad 11 als auch den Flansch 14 und die Spindel 5 relativ zu dem Gegenlager 10 nach vorne zu drücken, welches in Anlage an die innere Wand des Gehäuses 2 ist. Tatsächlich wird der Schraubendreher 1 dann angehoben.
Weiter werden zu derselben Zeit, in der die Stifte 12 durch die Relativdrehung zwischen dem Antriebsgetrieberad 11 und dem Flansch 14 wie oben beschrieben in Eingriff mit den entsprechenden zweiten Kupplungszähnen 14a gebracht werden, die Kupplungszähne 11b in Eingriff mit ihren entsprechenden Kupplungszähnen 14a gebracht, welche rechts von den Stiften 12 in Fig. 5(b) angeordnet sind. So überträgt der Kupplungsmechanismus 4 die Drehung des Antriebsgetrieberades 11 durch Eingriff sowohl der Stifte 12 als auch der ersten Kupplungszähne 11b mit den zweiten Kupplungszähnen 14a auf die Spindel 5.
Wenn die Schraube S so in das Werkstück W durch Drehung der Spindel 5 eingeschraubt worden ist, stößt das vordere Ende der Anschlaghülse 6 an das Werkstück W an. Danach wird die Schraube S ein klein wenig weiter in das Werkstück W eingeschraubt, so daß der Einschraubvorgang der Schraube S wie in Fig. 4(d) gezeigt vervollständigt ist. Auf diese Weise wird, obwohl weder die Anschlaghülse 6 noch das Gehäuse 2 weiter bewegt werden können, nachdem die Anschlaghülse 6 an dem Werkstück W angestoßen ist, die Spindel durch das auf die Spindel 5 angewandte Drehmoment weiter nach vorne bewegt. Mehr im einzelnen wird aufgrund einer Kurvenfolgefunktion zwischen geneigten Erfassungsoberflächen der zweiten Kupplungszähne 14a und deren entsprechenden geneigten Erfassungsoberflächen der ersten Kupplungszähne 11b und den Stiften 12, eine Kraft erzeugt, um den Flansch 14 oder die Spindel 5 nach vorne weg von dem Antriebsgetrieberad 11 zu bewegen, wenn die Schraube S in das Werkstück W nach Anstoßen der Anlagehülse 6 an dem Werkstück W geschraubt wird. Dies kann dazu führen, daß die Tiefe des Eingriffs zwischen den zweiten Kupplungszähnen 14a und den Stiften 12 sowie den ersten Kupplungszähnen 11b flacher wird. Deswegen lösen sich, wenn die Schraube S, wie in Fig. 4(d) und 5(d) gezeigt, vollständig eingeschraubt worden ist, die zweiten Kupplungszähne 14a von den Stiften 12. Jedoch sind in diesem Stadium die ersten Kupplungszähne 11b noch in Eingriff mit ihren entsprechenden zweiten Kupplungszähnen 14a, wie am besten aus Fig. Sd ersichtlich ist. Wie vorhin beschrieben erstreckt sich, wenn der Stift 12 sich in der verschwenkten Position befindet, der Schaft 12b um einen Abstand L3, der kleiner ist als der Abstand L2 in der vertikalen Position, von der Vorderoberfläche des Antriebsgetrieberades 11, und der Abstand L2 ist gleich der Höhe der ersten Kupplungszähne 11b. Dies heißt, daß der Vorstehabstand L3 des Stiftes 12 in der verschwenkten Position kleiner ist als die Höhe der ersten Kupplungszähne 11b. Deswegen sind in dem Stadium der Fig. 4(d) und 5(d) die ersten Kupplungszähne 11b und die zweiten Kupplungszähne 11a mit der Tiefe (L2 - L3) in Eingriff miteinander.
Obwohl die ersten Kupplungszähne 11b und die zweiten Kupplungszähne 14a noch in Eingriff miteinander gehalten werden, nachdem die zweiten Kupplungszähne 14a von den Stiften 12 gelöst sind, wird dieser Eingriff zwischen den ersten Kupplungszähnen 11b und den zweiten Kupplungszähnen 14a augenblicklich gelöst. Nach Lösen der zweiten Kupplungszähne 14a von den Stiften 12 richten sich die Stifte 12 durch die Vorsparmkraft der Druckfeder 19, die das Antriebsgetrieberad 11 gegen das Gegenlager 10 vorspannt, augenblicklich in die vertikale Position derart auf, daß der Abstand L1 zwischen dem Antriebsgetrieberad 11 und dem Gegenlager 10 Null wird oder daß das obere Eckende 12d des Flanschabsclmitts 12a eines jeden der Stifte 12 zu der kreisförmigen Ausnehmung 13c zurückkehrt Die Stifte 12 kehren deswegen durch die Vorspannkraft der Feder 19 nach Entlasten der Druckkraft von den zweiten Kupplungszähnen 14a aus der verschwenkten Position in die vertikale Position zurück.
Zu derselben Zeit, zu der die Stifte 12 in die vertikale Position zurückkehren, wird das Antriebsgetrieberad 11 an das Kugellager 10 gedrückt oder um den Abstand L1 in einer Richtung weg von dem Flansch 14 gezogen, so daß die ersten Kupplungszähne 11b von den zweiten Kupplungszähnen 14a, wie in Fig. 5(e) gezeigt, gelöst werden. Hierbei vergrößert sich, wenn das Antriebsgetrieberad 11 derart um den Abstand L1 zurückgezogen wird, der Vorstehabstand des vorderen Endes von jedem der Stifte 12 um einen Abstand L2 - L3. Deswegen wird ein Zwischenraum, der einen Abstand L4 (L4 = L1 - (L2 - L3)) hat, zwischen dem vorderen Ende eines jeden der Stifte 12 und den zweiten Kupplungszähnen 14a erzeugt, da wie oben beschrieben L1 > L2 - L3 ist. Der gleiche Zwischenraum, der den Abstand L4 hat, wird auch zwischen den ersten Kupplungszähnen 11b und den zweiten Kupplungszähnen 14 erzeugt. So verursacht das Rückziehen des Antriebsgetrieberades 11 um den Abstand L1 nicht nur das Lösen zwischen den ersten Kupplungszähnen 11b und den zweiten Kupplungszähnen 14a, sondern verursacht auch die Bildung des Zwischenraumes durch den Abstand L4 zwischen den ersten Kupplungszähnen 11b und den zweiten Kupplungszähnen 14a und zwischen den Stiften 12 und den zweiten Kupplungszähnen 14a. Folglich wird, obwohl das Antriebsgetrieberad 11 sich noch dreht, keine gegenseitige Beeinflussung zwischen den ersten Kupplungszähnen 11b und den zweiten Kupplungszähnen 14a und zwischen den Stiften 12 und den zweiten Kupplungszähnen 14a verursacht, so daß der Kupplungsmechanismus 4 in einen leisen Leerlaufzustand gebracht wird.
Wie oben beschrieben kann mit dem Kupplungsmechanismus 4 dieser Ausführungsform der leise Leerlaufzustand erreicht werden, ohne irgendein dem Zwischenkupplungselement 53, das für den konventionellen Kupplungsmechanismus wesentlich gewesen ist, entsprechendes Zwischenteil einzufügen. Deswegen wird kein Raum für solch ein Zwischen teil benötigt, was dazu führt, daß der motorbetriebene Schraubendreher 1, der den leisen Kupplungsmechanismus 4 dieser Ausführungsform enthält, in seiner Gesamtlänge kurz ist. Weiter sind die ersten Kupplungszähne 11b und die zweiten Kupplungszähne 14a nur an einer Seite des Antriebsgetrieberades 11 bzw. nur an einer Seite des Flansches gebildet, und deswegen kann der Kupplüngsmechanismus 4 dieser Ausführungsform hergestellt werden, ohne ernsthaft die Dauerhaftigkeit, die Widerstandfähigkeit gegenüber Verschleiß und die Fertigungsgenauigkeit im Vergleich mit der konventionellen das Zwischenkupplungselement 53 aufweisenden Kupplung zu beeinträchtigen, so daß die Herstellungskosten reduziert werden können.
Zusätzlich ist es, wenn irgendeiner der Stifte 12 abgenutzt worden ist, nur notwendig, den abgenutzten Stift 12 durch einen neuen zu ersetzen, aber es ist nicht notwendig, das Antriebsgetrieberad zu ersetzen, so daß die Wartungskosten reduziert werden können. Im Falle des konventionellen Kupplungsmechanismuses muß das Zwischenkupplungsteil 53 selbst ersetzt werden, selbst dann, wenn nur die an einer Seite gebildeten Kupplungszähne abgenutzt worden sind, und deswegen sind die Wartungskosten erhöht.
Weiter kann, da sowohl die Stifte 12 als auch die ersten Kupplungszähne 11b die zweiten Kupplungszähne 14b zur Drehungsübertragung erfassen, eine zuverlässige Übertragung erreicht werden. Darüber hinaus können die auf die Stifte 12 auferlegten Belastungen während der Übertragung reduziert werden, so daß die Dauerhaftigkeit der Stifte 12 erhöht werden kann.
Obwohl drei Stifte 12 in dieser Ausführungsform enthalten sind, kann die Anzahl der Stifte 12 wahlweise festgelegt werden. Zum Beispiel können zwei Stifte 12 enthalten sein, oder mehr als drei Stifte 12 können enthalten sein, wenn genügend Räume für die Stifte 12 vorgesehen werden können. Andererseits muß die Anzahl der zweiten Kupplungszähne 14 in Abhängigkeit von der Anzahl der Stifte 12 derart festgelegt werden, daß alle Stifte 12 gleichzeitig verschwenkt werden, um für eine ausreichende Festigkeit oder eine ausreichende Übertragungswirksamkeit des Kupplungsmechanismus 4 zu sorgen.
Obwohl bei dem Kupplungsmechanismus 4 der ersten Ausführungsform sowohl die Stifte 12 als auch die ersten Kupplungszähne 11b die zweiten Kupplungszähne 14a zur Drehübertragung erfassen, können die ersten Kupplungszähne 11b weggelassen werden, wenn die Stifte 12 ausreichend sind, um das notwendige Drehmoment zum Einschrauben der Schraube S zu übertragen.
Im folgenden wird eine zweite bis vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Diese Ausführungsformen sind Modifikationen der ersten Ausführungsform und deswegen sind denjenigen Teilen, die die gleichen wie diejenigen in der ersten Ausführungsform sind, gleiche Bezugszeichen gegeben und ihre Beschreibung wird nicht wiederholt.

ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM

Die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf die Fig. 6(a) und 6(b) erläutert. Ein Kupplungsmechanismus 20 der zweiten Ausführungsform hat im wesentlichen den gleichen Aufbau wie die erste Ausführungsform, aber weist aus dem in dem letzten Absatz der Beschreibung der ersten Ausführungsform angegebenen Grund keine den ersten Kupplungszähnen 11b der ersten Ausfiihrungsform entsprechenden Kupplungszähne auf.
So weist ein Antriebsgetrieberad 21 in dem Kupplungsmechanismus 20 dieser Ausführungsform nur drei Stifte 12 als Kupplungszähne auf. Der Flansch 14 weist die gleichen zweiten Kupplungszähne 14a wie die erste Ausführungsform auf.
Wie in Fig. 6(a) gezeigt, ist, wenn die Spindel 5 oder der Flansch 14 nicht an das Antriebsgetrieberad 21 gedrückt wird, jeder der Stifte 12 in der vertikalen Position. Wenn der Schraubendreher 1 an das Werkstück W gedrückt wird, wird der Flansch 14 an das Antriebsgetrieberad 21 gedrückt, so daß jeweils zwei zweite Kupplungszähne 14a zwischen zwei benachbarten Stifte 12 eintreten. Wenn der Motor 3 gestartet wird, um das Antriebsgetrieberad 21 zu drehen, dreht sich, wie in Fig. 6(b) gezeigt, das Antriebsgetrieberad 21 relativ zu dem Flansch 14 in der normalen Drehrichtung (in der Richtung nach links in Fig. 6(b)), so daß das vordere Ende (untere Ende in Fig. 6(a)) des Schaftes 12b durch den entsprechenden zweiten Kuppltingszahn 14a geschoben und aus der vertikalen Position geschwenkt wird. Dann wird die Drehung des Antriebsgetrieberades 21 durch einen Eingriff zwischen drei Stiften 12 und deren entsprechenden drei zweiten Kupplungszähnen 14a auf die Spindel 5 übertragen.
Wenn die Schraube S vollständig eingeschraubt worden ist, werden die zweiten Kupplungs zähne 14a dazu gebracht, sich von den Stiften 12 zu lösen. Dann kehren die Stifte 12 durch die Vorspannkraft der Feder 19 augenblicklich in die vertikale Position zurück, während das Antriebsgetrieberad 21 durch die Vorspannkraft der Feder 19 um den Abstand L1 zurückgezogen wird, so daß es an das Gegenlager 10 gedrückt wird oder von dem Flansch 14 wegbewegt wird. Da die Stifte 12 derart gelöst werden und das Antriebsgetrieberad 21 derart um den Abstand L1 bewegt wird, wie dies in derselben Weise bei der ersten Ausführungsform geschieht, wird ein Zwischenraum mit dem Abstand L4 (siehe Fig. 5(e)) zwischen den Stiften 12 und den zweiten Kupplungszähnen 14 geschaffen. Folglich wird der Kupplungsmechanismus 20 in einen leisen Leerlaufzustand gebracht.
So kann mit der zweiten Ausführungsform ähnlich zu der ersten Ausführungsform der leise Leerlaufzustand des Kupplungsmechanismus 20 erreicht werden, ohne ein dem Zwischenkupplungselement des konventionellen Kupplungsmechanismus entsprechendes Zwischenteil einzufügen. Zusätzlich kann, da die zweite Erfindung die ersten Kupplungszähne 11b der ersten Ausführungsform nicht aufweist, der Kupplungsmechanismus 20 im Vergleich zu der ersten Ausführungsform mit geringeren Kosten hergestellt werden und ist einfacher im Aufbau.
Obwohl sechs zweite Kupplungszähne 14a in der zweiten Ausführungsform enthalten sind, sind drei zweite Kupplungszähne 14a, die in der Umfangsrichtung des Flansches gleich beabstandet sind, ausreichend, um eine geeignete Funktion zur Übertragung von Drehung auszuüben.

DRITTE AUSFÜHRUNGSFORM

Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf die Fig. 7(a), 7(b) und 7(c) beschrieben.
Die dritte Ausführungsform ist eine Modifikation der zweiten Ausführungsform und entspricht der zweiten Ausführungsform, wenn die zweite Ausführungsform ein Paar von zusätzlichen Abschnitten 13b, die an beiden Seiten des Lagerloches 13 in Drehrichtung gebildet sind, enthält.
So weist ein Antriebsgetrieberad 31 dieser Ausführungsform Lagerlöcher 32 auf, die jeweils eine kreisförmige Ausnehmung 32a und ein Paar von zusätzlichen Abschnitten 32b haben. Die kreisförmigen Ausnehmungen 32a dienen dazu, den Flanschabschnitt 12a des Stiftes 12 aufzunehmen. Die zusätzlichen Abschnitte 32b sind an beiden Seiten jedes Lagerloches 32 in der normalen Drehrichtung (nach links in Fig. 7(a)) des Antriebsgetrieberades 31 bzw. in der zu der normalen Drehrichtung entgegengesetzten Richtung (nach rechts in Fig. 7(a)) gebildet. Die zusätzlichen Abschnitte 32b sind in dieser Weise in der Drehrichtung des Antriebsgetrieberades 31 symmetrisch mit Bezug auf die zentrale Achse der kreisförmigen Ausnehmung 32a so angeordnet, daß die zusätzlichen Abschnitte 32b mit den gleichen Winkeln wie ihre jeweils entsprechenden Erfassungsoberflächen der zweiten Kupplungszähne 14a geneigt sind und daß das Lagerloch 32 in einer Richtung nach vorne (einer Richtung nach unten in Fig. 7(a)) erweitert ist.
Im Gegensatz dazu hat jedes Lagerloch 13 der ersten und der zweiten Ausführungsform nur einen zusätzlichen Abschnitt 13b, der an der zu der normalen Drehrichtung des Antriebsgetrieberades 11 entgegengesetzten Seite gebildet ist.
Das Lagerloch 32 der dritten Ausführungsform ermöglicht eine Verschwenkbewegung des Stiftes 12 sowohl in der normalen Drehrichtung des Antriebsgetrieberades 31 als auch in der hierzu entgegengesetzten Richtung, so daß das Antriebsgetrieberad 31 Drehung sowohl in der normalen Drehrichtung als auch in der hierzu entgegengesetzten Richtung auf die Spindel 5 übertragen kann. Zu diesem Zweck ist in dieser Ausfürungsform ein umkehrbarer Motor als Motor 3 enthalten und ein (nicht gezeigter) Umwechselschalter ist zum Umschalten der Drehrichtung des Motors 3 zwischen einer normalen Drehrichtung und emer Rückwärsdrehrichtung vorgesehen.
Die Funktion der dritten Ausführungsform wird im folgenden erläutert.
Wenn die an dem Antriebsbitwerkzeug 16 befestigte Schraube S nicht an das Werkstück W gedrückt wird, wird der Flansch 14 nicht in Richtung auf das Antriebsgetrieberad 31 gedrückt, so daß die Stifte 12 in der vertikalen Position wie in Fig. 7(a) verbleiben.
Wenn die Schraube S an das Werkstück W durch Pressen des Schraubendrehers 1 in Richtung auf das Werkstück W an das Werkstück W gedrückt wird, wird der Flansch 14 an das Antriebsgetrieberad 31 gedrückt, so daß jeder der Stifte 12 zwischen zwei benachbarten zweiten Kupplungszähnen 14a (siehe Fig. 5(b) der ersten Ausführungsform) eintritt.
Wenn der Drücker 8 zum Starten des Motors 3 betätigt wird, während der Umwechselschalter auf die normale Drehrichtung des Motors 3 geschaltet ist, wird das Antriebsgetrieberad 31 in der normalen Drehrichtung (Richtung nach links in Fig. 7(a)) gedreht. Bei dieser Drehung des Antriebsgetrieberades 31 werden die zweiten Kupplungszähne 14a, die jeweils in Drehrichtung (Richtung nach links in Fig. 7(a)) von ihren entsprechenden Stiften 12 angeordnet sind, relativ zu diesen Stiften 12 in der Rückwärtsdrehrichtung bewegt, so daß jeder der Stifte 12 an einen der zusätzlichen Abschnitte 32b (demjenigen auf der rechten Seite in Fig. 7(a)) des entsprechenden Lagerloches 32 gedrückt. Folglich wird jeder der Stifte 12 in eine erste verschwenkte Position wie in Fig. 7(b) gezeigt geschwenkt.
Diese Funktionen sind im wesentlichen die gleichen wie bei der ersten und zweiten

Ausführungsform

Andererseits wird, um eine mit entgegengesetzten Gewinde versehene Schraube einzuschrauben, der Drücker 8 zum Starten des Motors 3 betätigt, während der Umwechselschalter für die Rückwärtsdrehung geschaltet ist, so daß das Antriebsgetrieberad 31 in der Rückwärtsdrehrichtung (Richtung nach rechts in Fig. 7(a)) gedreht wird. In diesem Fall werden deswegen die zweiten Kupplungszähne 14a, die jeweils von ihren entsprechenden Stiften 12 in der Rückwärtsdrehrichtung (Richtung nach rechts in Fig. 7(a)) angeordnet sind, relativ zu diesen Stiften 12 in die normale Drehrichtung bewegt, so daß jeder der Stifte 12 an den anderen der zusätzlichen Abschnitte 32b (demjenigen auf der linken Seite in Fig. 7(a)) des entsprechenden Lagerloches 32 gedrückt wird. Folglich wird, wie in Fig. 7(c) gezeigt, jeder der Stifte 12 in eine zweite verschwenkte Position, die entgegengesetzt zu der ersten verschwenkten Position ist, geschwenkt. Die mit umgekehrten Gewinde versehene Schraube wird deswegen in das Werkstück W eingeschraubt. Wenn die Schraube vollständig in das Werkstück W eingeschraubt ist, werden, nachdem die Anschlaghülse 6 an dem Werkstück W angestoßen ist, in derselben Weise wie bei dem Einschraubbetrieb der normalen Schraube S die Stifte 12 von den zweiten Kupplungszähnen 14a gelöst, und sie kehren aus der zweiten verschwenkten Position in die vertikale Position zurück. Weiter wird das Antriebsgetrieberad 31 zurückgezogen, um einen Zwischenraum zu schaffen, der den Abstand L4 hat, so daß der leise Leerlaufzustand des Kupplungsmechanismus 4 erhalten werden kann.
So ist der Kupplungsmechanismus 4 bei dieser Ausführungsform derart betriebsfähig, daß der leise Leerlaufzustand sowohl bei dem Einschraubbetrieb der normalen Schraube S als auch bei demjenigen der mit umgekehrten Gewinde versehenen Schraube geschaffen wird.

VIERTE AUSFÜHRUNGSFORM

Die vierte Ausführungsform wird nun mit Bezug auf Fig. 8 bis Fig. 11(e) beschrieben.,
Ein Kupplungsmechanismus 40 dieser Ausführungsform ist in Fig. 8 in einer in den motorbetriebenen Schraubendreher 1 eingefügten Ansicht gezeigt. Der Kupplungsmechanismus 40 unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in dem Aufbau der Stifte und der Traglöcher.
Wie in Fig. 10 und Fig. 11(a) gezeigt, hat der Kupplungsmechanismus 40 dieser Ausführungsform Stifte 41, die jeweils einen Kopfabschnitt 41a und einen Schaft 41b haben. Der Kopfabschnitt 41a hat eine haibkugelförmige Gestalt, die eine flache obere Oberfläche und eine gekrümmte seitliche Oberfläche aufweist. Der Schaft 41 hat eine zylindrische Gestalt und erstreckt sich von dem Boden des Kopfabschnittes 41a, wo der Scheitelpunkt der Halbkugel angeordnet ist, nach unten. Die Größe des Schaftes 41 ist dieselbe wie die des Schaftes 12b des Stiftes 12 der ersten bis dritten Ausführungsform.
Wie in Fig. 10 gezeigt, hat ein Antriebsgetrieberad 43 des Kupplungsmechanismus 40 Lagerlöcher 42 zum Aufnehmen der Stifte 41. Jedes der Lagerlöcher 42 weist eine halbkugelförmige Ausnehmung 42a, ein Hauptloch 42c und ein mit dem Hauptloch 42c verbundenes zusätzliches Loch 42b auf. Die halbkugelförmige Ausnehmung 42a hat denselben Durchmesser wie der Kopfabschnitt 41a des Stiftes 41, um denselben aufzunehmen. Das Hauptloch 42c erstreckt sich von der halbkugelförmigen Ausnehmung 42a nach unten, um den Schaft 41b des Stiftes 41 aufzunehmen. Das zusätzliche Loch 42b ist an einer Seite (der rechten Seite in Fig. 10) des Hauptloches 42c in der zu der normalen Drehrichtung des Antriebsgetrieberades 43 entgegengesetzten Richtung gebildet. Das zusätzliche Loch 42b hat eine einem Teil eines Zylinders entsprechende Gestalt und ist an emer Vorderoberfläche des Ahtriebsgetrieberades 43 offen, so daß der Stift 41 entgegen dem Uhrzeigersinn in Fig. 10 aus einer vertikalen Position in eine verschwenkte Position geschwenkt werden kann. In der vertikalen Position ist der Schaft 41, wie durch durchgezogene Linien in Fig. 10 angedeutet, vertikal angeordnet. In der verschwenkten Position stößt der Schaft 41b an der Umfangskante des an der Vorderoberfläche des Antriebsgetrieberades 43 offenen zusätzlichen Loches 42b an. Während der Verschwenkbewegung des Stiftes 41 ist der Kopfteil 41a gleitend mit einer kugelförmig gekrümmten Wand der halbkugelförmigen Ausnehmung 42 derart in Kontakt, daß im wesentlichen die gesamte seitliche Oberfläche des Kopfabschnitts 41a in Kontakt mit der kugelförmig gekrümmten Wand der halbkugelförmigen Ausnehmung 42a gehalten wird. So ist der Kopfabschnitt 41a durch die halbkugelförmige Ausnehmung in einer Oberfläche-an-Oberfläche-Kontaktbeziehung aufgenommen und deswegen kann die Dauerhaftigkeit des Stiftes 41 sowie der kugelförmig gekrümmten Wand der halbkugelförmigen Ausnehmung 42a verbessert werden, so daß ein größeres Drehmoment übertragen werden kann. Im Gegensatz hierzu wird der Stift 12 der ersten und dritten Ausführungsform um das untere Eckende 12c des Flanschabschnitts 12a geschwenkt, und der Flanschabschnitt 12a wird durch die innere Wand der kreisförmigen Ausnehmung 13c in einer Punkt-zu-Punkt-Kontakt- oder Linien- zu-Linien-Kontaktbeziehung während der Verschwenkbewegung gelagert.
Wie in Fig. 11(a) gezeigt, hat das Antriebsgetrieberad 43 erste Kupplungszähne 43a, die die gleichen sind wie die Kupplungszähne 11b der ersten Ausführungsform.
Die Funktionsweise des Kupplungsmechanismus 40 dieser Ausführungsform ist im wesentlichen die gleiche wie die der ersten Ausführungsform und wird nun mit Bezug auf die Fig. 11(a) bis 11(e) erläutert.
In dem in Fig. 11(a) gezeigten Zustand, ist der Schraubendreher 1 nicht in Richtung auf das Werkstück W gedrückt, und das Antriebsgetrieberad 43 und der Flansch 14 der Spindel 5 werden durch die Kompressionsschraubenfeder 19 voneinander getrennt, so daß jeder der Stifte 41 in der vertikalen Position verbleibt.
Wenn der Schraubendreher 1 in Richtung auf das Werkstück W gedrückt wird, wird der Flansch 14 an das Antriebsgetrieberad 43 gedrückt, so daß jeder der Stifte 41 zwischen zwei benachbarte zweite Kupplungszähne 14a wie in Fig. 11(b) gezeigt eintritt.
Dann wird der Drücker 8 betätigt, um den Motor 3 zum Drehen des Antriebsgetrieberades 43 zu starten. Sofort nach Starten des Motors 3 wird das Antriebsgetrieberad 43 relativ zu dem Flansch 14 in der normalen Drehrichtung, wie in Fig. 11(c) gezeigt, bewegt. Die zweiten Kupplungszähne 14a werden deswegen relativ zu dem Antriebsgetrieberad 43 in der zu der normalen Drehrichtung entgegengesetzten Richtung (der Richtung nach rechts in Fig. 11(c)) bewegt, so daß das Vorderende des Schaftes 41b von jedem der Stifte 41 durch ihre entsprechenden zweiten Kupplungszähne 14a geschoben werden. Folglich werden die Stifte 41 in die verschwenkte Position geschwenkt und zu der gleichen Zeit damit werden die ersten Kupplungszähne 43a sowie die Stifte 41 in Eingriff mit den zweiten Kupplungszähnen 14a gebracht, so daß die Drehung des Antriebsgetrieberades 43 über den Flansch 14 zum Antreiben der Schraube S auf die Spindel 5 übertragen wird.
Wenn die Schraube S so eingeschraubt wird, stößt die Anschlaghülse 6 an das Werkstück W an. Hiernach wird die Spindel 6 weiter nach vorne bewegt, um weiter die Schraube S weiter einzuschrauben, und die Eingriffstiefe zwischen den zweiten Kupplungszähnen 14a und den Stiften 41 sowie den ersten Kupplungszähnen 43a wird flacher. Wenn die Schraube S vollständig eingeschraubt worden ist, werden die zweiten Kupplungszähne 14a von den Stiften 41 wie in Fig. 11(d) gezeigt gelöst.
Wenn die Stifte 41 derart von den zweiten Kupplungszähnen 14a gelöst sind, kehren, wie in Fig. 11(e) gezeigt, die Stifte 41 augenblicklich durch die Vorspannkraft der Schraubendruckfeder 19 in die vertikale Position zurück. Zu derselben Zeit damit wird das Antriebsgetrieberad 43 um den Abstand L1 zurückgezogen, um an dem Gegenlager 10 anzustoßen. So wird ein Raum, der den Abstand M hat, zwischen den zweiten Kupplungszähnen 14a und den Stiften 41 sowie den ersten Kupplungszähnen 43a geschaffen, so daß der Kupplungsmechanismus 40 in einen leisen Leerlaufzustand gebracht wird. Bei dieser Ausführungsforin werden die zweiten Kupplungszähne 14a zu derselben Zeit von den Stiften 41 gelöst, wie sie von den ersten Kupplungszähnen 43a gelöst werden.
Hier können ähniich wie bei der zweiten Ausführungsform die ersten Kupplungszähne 43a weggelassen werden, so daß die Drehübertragung nur durch Eingriff zwischen den Stiften 41 und den zweiten Kupplungszähnen 14a ausgeubt wird. Weiter kann ähnlich wie bei der dritten Ausführungsform ein Paar von zusätzlichen Abschnitten 42b an beiden Seiten in der Drehrichtung vorgesehen sein, so daß der Schraubendreher 1 benutzt werden kann, um sowohl die normale Schraube S als auch die mit umgekehrten Gewinde versehene Schraube einschrauben.
In den obigen Ausführungsformen erstrecken sich in der vertikalen Position der Schaft 12b des Stiftes 12 und der Schaft 41b des Stiftes 41 von dem Antriebsgetrieberad 11 bzw. dem Antriebsgetrieberad 43 um einen Abstand L2 nach vorne, der gleich ist der Höhe ihrer entsprechenden ersten Kupplungszähne 11b und 43a. Der Abstand L2 kann jedoch auch als um einen kleinen Abstand größer als die Höhe der ersten Kupplungszähne 11b festgelegt werden, in der Praxis um etwa 0,1 bis 0,3 mm. Mit einer solchen Festlegung berührt, wenn der Flansch 14 der Spindel 5 in Richtung auf das Antriebsgetrieberad 11 oder 43 bewegt wird, während das Antriebsgetrieberad 11 oder 43 gedreht wird, der Schaft 12b oder 41b einen der zweiten Kupplungszähne 14a, bevor die ersten Kupplungszähne 11b oder 43a dieselben berühren, so daß ein sanfter Eingriff der Kupplung erreicht werden kann.
Zusätzlich kann die Umfangskante des Vorderendes des Schaftes 12b oder des Schaftes 41b abgeschrägt werden, so daß die Umfangskante die Erfassungsoberfläche der zweiten Kupplungszähne 14a in einer Linie-zu-Linie-Kontaktbeziehung kontaktieren kann. Dies kann die Dauerhaftigkeit des Stiftes 12 oder 41 verbessern.
Obwohl die Erfindung mit Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen davon beschrieben worden ist, sollte verstanden werden, daß Modifikationen oder Variationen leicht gemacht werden können, ohne den Umfang dieser Erfindung zu verlassen, der durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.

Claims

1. Motorbetriebener Schraubendreher mit einem Gehäuse (2), einer Spindel (5), die in dem Gehäuse (2) drehbar und axial beweglich angeordnet ist, einem Motor (3) für den Antrieb der Spindel und einem Kupplungsmechanismus (4), der zwischen den Motor und die Spindel eingefügt ist und aufweist:

ein Antriebskupplungselement (11), das durch den Motor (3) drehbar angetrieben wird und in der axialen Richtung der Spindel zwischen einer ersten Position und einer zweiten, gegenüber der ersten Position nach vorne verlagerten Position bewegbar ist,

einem Abtriebskupplungselement (14), das drehbar und mit der Spindel axial beweglich ist, wobei das Abtriebskupplungselement normalerweise in einer vorderen Position positioniert ist, die vor dem in der zweiten Position befindlichen Antriebskupplungselement liegt, und das Abtriebskupplungselement von der vorderen Position ausgehend nach hinten in Richtung auf eine rückwärtige Position für einen Eingriff mit dem Antriebskupplungselement bewegt wird, wenn die Spindel auf ein Werkstück gedrückt wird,

ein Anlageelement (10) für die Anlage des Antriebskupplungselements, wenn das Antriebskupplungselement in der ersten Position positioniert ist,

eine Vorspanneinrichtung (19) zum Vorspannen des Antriebskupplungselements normalerweise nach hinten, so daß das Antriebskupplungselement in der ersten Position in Anlage an dem Anlageelement gehalten wird, und

mindestens ein Verschiebeelement (12; 41), das an dem Antriebskupplungselement (11) montiert und zusammen mit dem Antriebskupplungselement drehbar ist, wobei das Verschiebeelement (12; 41) relativ zu dem Antriebskupplungselement zwischen emer Betätigungsposition, in der es das Antriebskupplungselement (14) in dessen zweiter Position hält, und einer betätigungslosen Position verschiebbar ist und normalerweise in der betätigungslosen Position gehalten wird;

wobei das Verschiebeelement (12; 41) in Eingriff mit dem Abtriebskupplungselement in einer Drehrichtung des Abtriebskupplungselements gebracht wird, wenn das Abtriebskupplungselement von der vorderen Position in Richtung zu dem in der ersten Position befindlichen Antriebskupplungselement aufgrund des Andrückens der Spindel auf das Werkstück für das Einschrauben einer Schraube in das Werkstück bewegt wird, wobei das Verschiebeelement (12; 41) hierdurch aus der betätigungslosen Position in die Betätigungsposition bewegt wird, um hierdurch das Antriebskupplungselement von der ersten Position in die zweite Position zu bewegen, wenn das Antriebskupplungselement drehend angetrieben wird, und

wobei das Verschiebeelement (12) aus der Betätigungsposition in die betätigungslose Position zurückgebracht wird, wenn die auf die Spindel ausgeübte Druckkraft nach dem Einschrauben der Schraube freigegeben worden ist, wobei das Antriebskupplungselement dann aus der zweiten Position in die erste Position unter der Wirkung der Vorspanneinrichtung (19) zurückkehren kann.

2. Schraubendreher nach Anspruch 1, bei dem das Verschiebeelement (12; 41) mindestens einen Stift (12; 41) enthält, der eine Längsachse besitzt,

wobei der Stift (12; 41) an dem Antriebskupplungselement (11) montiert ist und zwischen einer vertikalen Position und einer geneigten Position beweglich ist, wobei die Längsachse des Stifts dann, wenn er sich in der vertikalen Position befindet, im wesentlichen parallel zu einer Achse der Spindel (5) verläuft, und wobei die Längsachse des Stifts dann, wenn er sich in der geneigten Position befindet, relativ zu der Achse der Spindel (5) in der Drehrichtung des Antriebskupplungselements (11) geneigt ist,

wobei die Vorspanneinrichtung (19) den Stift normalerweise in der vertikalen Position hält und das Antriebskupplungselement (11) in der ersten Position hält,

wobei der Stift (12; 41) aus der vertikalen Position in die geneigte Position entgegen der durch die Vorspanneinrichtung (19) ausgeübten Vorspannkraft beweglich ist, wenn der Stift (12; 41) an dem Abtriebskupplungselement (14) in der Drehrichtung des Antriebskupplungselements anliegt, um hierdurch das Antriebskupplungselement (11) aus der ersten Position in die zweite Position zu bewegen.

3. Schraubendreher nach Anspruch 1, bei dem das Abtriebskupplungselement (14) eine rückseitige Oberfläche aufweist, die dem Antriebskupplungselement (11) zu gewandt ist und eine Mehrzahl von an ihr ausgebildeten Kupplungszähnen (14a) aufweist, und bei dem der Stift (12; 41) in der geneigten Position als ein Kupplungszahn dient, der mit dem Kupplungszahn (14a) des Abtriebskupplungselements (14) in Eingriff bringbar ist, um hierdurch die Drehung des Antriebskupplungselements (11) auf das Abtriebskupplungselement (14) zu übertragen.

4. Schraubendreher nach Anspruch 2 oder 3, bei dem das Antriebskupplungselement (11) mindestens ein Lagerloch (13) zum schwenkbaren Aufnehmen des Stifts (12; 41) aufweist.

5. Schraubendreher nach Anspruch 4, bei dem

der Stift (12) einen Kopfabschnitt (12a) und einen Schaft (12b), der einen kleineren Durchmesser als der Kopfabschnitt (12a) besitzt, aufweist,

wobei das Lagerloch (13) ein Hauptloch (13a), das sich parallel zu der Achse des Stifts (12) erstreckt, und zum Aufnehmen des Schafts des Stifts dient, eine Ausnehmung (13c) für die Aufnahme des Kopfabschnitts (12a) des Stifts, und ein zusätzliches Loch (13b) aufweist, das sich kontinuierlich an das Hauptloch (13a) auf mindestens einer Seite desselben in der Drehrichtung des Antriebskupplungselements (11) anschließt, um durch eine Schwenkbewegung des Stifts (12) zu ermöglichen,

wobei das Hauptloch (13a) und das zusätzliche Loch (13b) sich an einer vorderen Oberfläche des Antriebskupplungselements (11) öffnen, und die Ausnehmung (13c) an einer rückseitigen Oberfläche des Antriebskupplungselements (11) offen ist, wobei sich der Schaft (12b) in der vertikalen Position des Stifts (12) von der vorderen Oberfläche des Antriebskupplungselements (11) um eine Strecke L2 für den Eingriff mit dem Abtriebskupplungselement in der Drehrichtung erstreckt, und wobei der Kopfabschnitt (12a) bei der vertikalen Position des Stifts im wesentlichen fluchtend mit der rückseitigen Oberfläche positioniert ist,

wobei sich der Schaft (12b) in der verschwenkten Position des Stifts (12) von der vorderen Oberfläche des Antriebskupplungselements (11) um eine Strecke L3 erstreckt, die kleiner ist als die Strecke L2, und wobei sich der Kopfabschnitt (12a) in der verschwenkten Position des Stifts (12) von der rückseitigen Oberfläche um eine Strecke L1 heraus erstreckt und an das Anlageelement (10) gedrückt wird, so daß eine Reaktionskraft erzeugt wird, die zum Bewegen des Antriebskupplungselements (11) aus der ersten Position in die zweite Position, entgegen der durch die Vorspanneinrichtung (19) ausgeübten Vorspannkraft, dient.

6. Schraubendreher nach Anspruch 5, bei dem die Beziehung zwischen den Strecken L1, L2 und L3 wie folgt festgelegt ist: L1 > L2 - L3.

7. Schraubendreher nach Anspruch 5, bei dem der Kopfabschnitt (12a) des Stifts (12) und auch die Ausnehmung (13c) des Lagerlochs (13) zum Aufnehmen des Kopfabschnitts eine kreisförmige Gestalt besitzen, und bei dem die Ausnehmung (13c) eine konische Umfangswand besitzt, die sich in Richtung zu der rückseitigen Oberfläche verbreitert, so daß der Kopfabschnitt relativ zu der Ausnehmung verschwenkt werden kann.

8. Schraubendreher nach Anspruch 5 oder 6, bei dem der Kopfabschnitt (41a) des Stifts (41) und auch die Ausnehmung (42a) des Lagerlochs (42) zum Aufnehmen des Kopfabschnitts eine halbkugelförmige Gestalt besitzen, derart, daß der Kopfabschnitt eine Innenwand der Ausnehmung (42a) während der Schwenkbewegung gleitend berührt.

9. Schraubendreher nach Anspruch 5 oder 6, bei dem das zusätzliche Loch (13b) auf beiden Seiten des Lagerlochs (13) in der Drehrichtung des Antriebskupplungselements (11) ausgebildet ist.

10. Schraubendreher nach Anspruchs oder 6, bei dem das Antriebskupplungselement (11) einen ersten Kupplungszahn (11b) aufweist, der an einer vorderen Oberfläche des Antriebskupplungselements ausgebildet ist, und bei dem das Abtriebskupplungselement (14) einen zweiten Kupplungszahn (14a) aufweist, der an einer rückseitigen Oberfläche des Abtriebskupplungselements ausgebildet ist und mit dem ersten Kupplungszalin (11b) in Eingriff bringbar ist, und bei dem die Strecke L1 des Schafts (12b) in der vertikalen Position des Stifts so festgelegt ist, daß sie geringfügig größer ist äls die Höhe des ersten Kupplungszahns (11b).

11. Schraubendreher nach Anspruch 10, bei dem die Mehrzahl von Stiften (12; 41) in einer Umfangsrichtung des Antriebskupplungselements (11) angeordnet ist, und bei dem die Stifte und die ersten Kupplungszähne (11b) jeweils einer nach dem anderen angeordnet sind.

12. Schraubendreher nach einem der Anspi;iche 1 bis 9, bei dem das Antriebskupplungselement (11) einen ersten Kupplungszahn (11b) aufweist, der an einer vorderen Oberfläche des Antriebskupplungselements ausgebildet ist, und bei dem das Abtriebskupplungselement (14) einen zweiten Kupplungszahn (14a) aufweist, der an einer rückseitigen Oberfläche des Abtriebskupplungselements ausgebildet ist und mit dem ersten Kupplungszahn in Eingriff bringbar ist.

13. Schraubendreher nach Anspruch 6, der weiterhin eine Anschlaghülse (6) enthält, die an dem Gehäuse (2) angebracht ist und zur Anlage an einem Werkstück dient, um hierdurch die Einschraubtiefe beim Eintreiben einer Schraube in das Werkstück festzulegen, wobei das Abtriebskupplungselement (14) Kupplungszähne (14a) aufweist, die an einer rückseitigen Oberfläche des Abtriebskupplungselements ausgebildet sind, und für den Eingriff mit dem Stift (12) ausgelegt sind, und bei dem ein Raum, der einen Abstand L4 = L1 - (L2 - L3) aufweist, zwischen dem Stift (12) und den Kupplungszähnen (14a) gebildet ist, wenn das Antriebskupplungselement (11) aus der zweiten Position in die erste Position bewegt wird, nachdem die Spindel (5) eine Position erreicht hat, bei der sich die Spindel (5) nicht weiter in Richtung zu dem Werkstück bewegen kann und bei der die Schraube vollständig in das Werkstück eingeschraubt ist.