DE69609208T2

DE69609208T2 - Kraftangetriebener Schraubenzieher und Kupplungsmechanismus dafür

Info

Publication number: DE69609208T2
Application number: DE69609208T
Authority: DE
Inventors: Mitsuo Ogura; Yasuo Sasaki; Yuuichi Satou
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 1995-01-31
Filing date: 1996-01-31
Publication date: 2000-11-23
Anticipated expiration: 2016-02-01
Also published as: DE69609208D1; CN1054797C; TW299269B; CN1138511A; EP0724934A1; EP0724934B1; US5735183A

Description

1. Gebiet der Erfindung:

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen einen Motorschraubendreher von der Art, bei der die Aufbringung einer Drehkraft oder eines Drehmoments auf eine Schraube bei einer vorbestimmten Anzugstiefe unterbrochen wird, um einen zuverlässigen Stopp oder eine zuverlässige Beendigung des Schraubenanzugsvorgangs sicherzustellen, und insbesondere einen Motorschraubendreher von der Art, wie sie im Oberbegriff von Anspruch 1 und Anspruch 18 definiert ist und wie sie in der JP-B2-3- 5952 und der DE-U-85 08 735 offenbart ist. Die Erfindung betrifft ferner einen Kupplungsmechanismus, der zur Verwendung bei einem derartigen Schraubendreher geeignet ist, und von der Art, wie sie im Oberbegriff von Anspruch 29 definiert ist und wie sie in der US-A-2 700 442 offenbart ist.

2. Beschreibung des Standes der Technik.

Einige herkömmliche elektrische Schraubendreher umfassen einen Kupplungsmechanismus, der dazu dient, die Übertragung einer Kraft von einer Antriebswelle zu einer Ausgangswelle wegzunehmen, wenn das Drehmoment an einer Schraube, die angezogen wird, einen vorbestimmten Wert überschreitet. In dem Fall, daß ein Gegenstand, an dem Schrauben festgezogen werden (nachstehend als "festgezogenes Material" bezeichnet) aus einem sehr weichen Material, wie einer Gipsplatte, hergestellt ist, findet jedoch während des Schraubenanzugsvorgangs nur eine sanfte oder vernachlässigbare Drehmomentänderung statt. Deshalb ist es für die Schraubendreher von der Art mit einer Kupplung, die abhängig von einem auf eine Schraube, die angezogen wird, ausgeübten Drehmoment betätigbar ist, beinahe unmöglich, den Vorschub oder das Antreiben der Schrau be bei einer gewünschten Anzugstiefe zu stoppen. Um mit dieser Schwierigkeit zurechtzukommen, wird eine verschiedenartige Sorte eines elektrischen Schraubendrehers verwendet, die einen Anschlag umfaßt, der an einem Abschnitt des Körpers angebracht ist und dessen Lage in der Axialrichtung des Körpers einstellbar ist, um sicherzustellen, daß während des Schraubenanzugsvorgangs eine Kupplung automatisch außer Eingriff gelangt, wenn der Schraubendreherkörper in Richtung des festgezogenen Materials gedrückt wird, bis der Anschlag in Kontakt mit dem festgezogenen Material gelangt.
Ein Beispiel eines derartigen Schraubendrehers, d. h. einer, der eine Kupplung aufweist, die derart ausgebildet ist, daß sie außer Eingriff gelangt, nachdem ein Anschlag in Kontakt mit dem festgezogenen Material gelangt ist, ist in den oben genannten Schriften JP-B2-3-5952 und DE-U- 85 08 735 offenbart. Der offenbarte Schraubendreher ist mit einem verzahnten Zwischenkupplungselement oder -glied versehen, das zwischen einem verzahnten Kupplungselement eines Antriebsabschnitts oder einer Antriebseinheit und einem verzahnten Kupplungselement angeordnet ist, das an einer Ausgangswelle angebracht ist, auf der ein Schraubendreher- Bit gehalten ist. Nachdem der Anschlag in Kontakt mit dem festgezogenen Material gelangt ist, werden das Kupplungselement der Antriebseinheit und das Zwischenkupplungselement außer Eingriff gebracht, um die Übertragung eines Drehmoments dazwischen wegzunehmen. Jedoch hängt auch bei diesem bekannten Schraubendreher die tatsächliche Zeit des Auftritts der Wegnahme der Übertragung von Drehmoment ab. Nachdem die Drehmomentübertragung unterbrochen worden ist, werden das Zwischenkupplungselement und das Antriebseinheitskupplungselement durch eine Feder gegen ein erneutes Ineingrifftreten voneinander getrennt, um die Erzeugung eines schlagenden Geräusches zu vermeiden.
Bei dem in den oben genannten Schriften beschriebenen Motorschraubendreher sind alle drei Kupplungselemente mit Zähnen versehen. Da das verzahnte Zwischenkupplungselement im Zustand ohne Last in kämmenden Eingriff mit dem verzahnten Kupplungselement der Antriebswelle gebracht wird, während es mit einer hohen Drehzahl, wie 5000 U/min. rotiert, werden ein starkes schlagendes Geräusch und eine Stoß- oder Anprallkraft erzeugt, bis die Zähne an den beiden Kupplungselementen miteinander in Eingriff stehen. Außerdem weisen die Zähne an den Kupplungselementen im axialen Querschnitt eine Trapezform auf, und somit weist eine Anprallkraft, die auf die Zähne wirkt, eine Kraftkomponente auf, die dazu neigt, die Zähne an dem Zwischenkupplungselement von den Zähnen an den Kupplungselement auf der Antriebswelle zu trennen. Es ist deshalb notwendig, eine starke Druckkraft aufzubringen, um den Schraubenanzugsvorgang gegen den Widerstand einer derartigen Kraftkomponente einzuleiten. In dem Fall, daß das festgezogene Material eine Nachgiebigkeit aufweist, ist die Ausgangswelle außerdem dafür anfällig, in der Axialrichtung zu schwingen, was zu einem starken schlagenden Geräusch führt, das aufgrund des erneuten Ineingrifftretens zwischen den Zähnen an den Zwischenkupplungselement und den Zähnen an dem Antriebswellenkupplungselement erzeugt wird.
Bei dem Kupplungsmechanismus, wie er in der oben genannten US-A- 2 700 442 offenbart ist, der zur Verwendung bei Motorrasenmähern, Gartentraktoren und ähnlichen motorgetriebenen Maschinen für geringe Belastungen konstruiert ist, sind das Antriebswellenelement und das Ausgangswellenelement relativ zueinander in der Axialrichtung nicht bewegbar. Die Druckfeder ist zwischen das Ausgangswellenelement und das Verriegelungsmittel eingefügt, das einen axial bewegbaren Kupplungsfedererregungsring mit einer kegelstumpfförmigen Oberfläche umfaßt, die zu einer kegelstumpfförmigen Oberfläche paßt, die an einem Ende der Schraubenfeder vorgesehen ist. Das Schraubenfederende, das mit der kegelstumpfförmigen Oberfläche versehen ist, ist an der zweiten zylindrischen Hülse verriegelt, die zum Ausgangswellenelement gehört, wenn der Kupplungsfedererregungsring axial in Richtung auf dieses Schraubenfederende zu über einen Betätigungsknopf gegen die Kraft der Druckfeder bewegt wird und somit in Kontakt mit der kegelstumpfförmigen Oberfläche des Schraubenfederendes gebracht wird. Die Übertragung einer Drehkraft vom Antriebswellenelement zum Ausgangswellenelement wird gemäß einer axialen Verschiebung des Kupplungsfedererregungsrings von dem jeweiligen Schraubenfederende unterbrochen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Mit den vorstehenden Nachteilen des Standes der Technik im Blick ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Motorschraubendreher zu schaffen, der in der Lage ist, fließend und leise ohne einen Schlagstoß oder eine Erschütterung zu arbeiten, wenn eine Kupplung gemäß der Schraubenvorschubdistanz in Eingriff und außer Eingriff gebracht wird, und der leicht mit einer kleinen, von dem Bediener geforderten, axialen Druckkraft gehandhabt werden kann, um den Kupplungseingriffsvorgang einzuleiten, und auch einen Kupplungsmechanismus zu schaffen, der zur Verwendung bei einem derartigen Motorschraubendreher besonders geeignet ist.
Um das vorstehende Ziel zu erreichen, beruht ein Kupplungsmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung nicht auf der Verwendung von verzahnten Kupplungselementen für die Verbindung und Trennung zwischen einer Antriebswelle und einer Ausgangswelle, sondern umfaßt eine Schraubenfeder, die konzentrisch mit der Antriebswelle und der Ausgangswelle angeordnet ist und in einen verbindenden Eingriff mit diesen Wellen bewegbar ist, um eine Drehkraft oder ein Drehmoment von der Antriebswelle zur Ausgangswelle über die Schraubenfeder zu übertragen.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Motorschraubendreher vorgesehen, wie er in Anspruch 1 definiert ist.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Motorschraubendreher vorgesehen, wie er in Anspruch 18 definiert ist.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Kupplungsmechanismus vorgesehen, wie er in Anspruch 29 definiert ist.
Mit der oben beschriebenen Konstruktion ist der Motorschraubendreher in der Lage, leise ohne die Erzeugung eines schlagenden Geräusches und einer Erschütterung während der Vorgänge des Ineingriffbringens und Außereingriffbringens der Kupplung zu arbeiten, kann leicht mit einer kleinen von dem Bediener geforderten Druckkraft gehandhabt werden, um den Kupplungseingriffvorgang einzuleiten, und ist in der Lage, eine gleichförmige Schraubenanzugstiefe (Schraubenvorschubdistanz) zu schaffen.
Die obigen und andere Ziele, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden denjenigen, die auf dem Gebiet bewandert sind, deutlich werden, wenn sie sich auf die detaillierte Beschreibung und die begleitenden Zeichnungsblätter beziehen, in denen bevorzugte konstruktive Ausführungsformen, die die Prinzipien der vorliegenden Erfindung enthalten, anhand veranschaulichender Beispiele gezeigt sind.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Längsschnittansicht, bei der Teile zur Klarheit weggelassen sind, einer ersten Ausführungsform eines Motorschraubendrehers gemäß der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 ist ein Aufriß von vorne einer Kupplungsfeder, die bei der ersten Ausführungsform verwendet wird,
Fig. 3 ist eine Draufsicht, die ein oberes Ende der Kupplungsfeder zeigt, die bei der ersten Ausführungsform verwendet wird,
Fig. 4 ist eine unvollständige Schnittansicht, die den Zustand zeigt, bei dem die erste Ausführungsform sich im Schraubenanzugsbetriebsmodus befindet,
Fig. 5 ist eine unvollständige Schnittansicht, die eine zweite Ausführungsform des Motorschraubendrehers der vorliegenden Erfindung zeigt,
Fig. 6 ist eine Draufsicht, die das obere Ende einer Kupplungsfeder zeigt, die bei der zweiten Ausführungsform verwendet wird,
Fig. 7 ist eine unvollständige Schnittansicht, bei der Teile zur Klarheit weggelassen sind, einer dritten Ausführungsform des Motorschraubendrehers gemäß der vorliegenden Erfindung,
Fig. 8 ist eine vergrößerte unvollständige Schnittansicht eines Teils der dritten Ausführungsform,
Fig. 9 ist eine unvollständige Schnittansicht, die eine vierte Ausführungsform des Motorschraubendrehers gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,
Fig. 10 ist eine unvollständige Schnittansicht, die eine fünfte Ausführungsform des Motorschraubendrehers gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,
Fig. 11 ist eine unvollständige Schnittansicht, die eine sechste Ausführungsform des Motorschraubendrehers gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,
Fig. 12 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Teils der sechsten Ausführungsform,
Fig. 13(a) bis 13(d) sind schematische Schnittansichten, bei denen Teile zur Klarheit weggelassen sind und die eine Folge von Betriebsabläufen der sechsten Ausführungsform zeigen,
Fig. 14 ist eine unvollständige Schnittansicht, die eine siebte Ausführungsform des Motorschraubendrehers gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,
Fig. 15 ist eine unvollständige Schnittansicht, die eine achte Ausführungsform des Motorschraubendrehers gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,
Fig. 16 ist eine unvollständige Schnittansicht, die eine neunte Ausführungsform des Motorschraubendrehers gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,
Fig. 17 ist ein Aufriß von vorne einer links gewickelten Kupplungsfeder, die bei den sechsten bis neunten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, und
Fig. 18 ist ein Aufriß von vorne einer rechts gewickelten Kupplungsfeder, die bei den achten und neunten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet wird.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die vorliegende Erfindung wird unten ausführlicher anhand bestimmter bevorzugter Ausführungsformen beschrieben, die in den begleitenden Zeichnungsblättern gezeigt sind.
Fig. 1 zeigt im Querschnitt eine erste Ausführungsform eines Motorschraubendrehers gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Motorschraubendreher 1 umfaßt ein Gehäuse 2 und eine Anschlaghülse 3, die über ein vorderes Ende (unteres Ende in Fig. 1) des Gehäuses 2 geschraubt ist. Die Anschlaghülse 3 wird, wenn sie gedreht oder rotiert wird, axial relativ zum Gehäuse 2 verschoben, so daß eine Schraubenvorschubdistanz (Schraubenanzugstiefe) auf eine unten beschriebene Weise eingestellt werden kann. Das Gehäuse 2 enthält ein Ritzel 4, das an der Ausgangswelle eines Motors (nicht gezeigt) angebracht ist, und ein Antriebswellenelement 5, das drehbar in dem Gehäuse 2 getragen ist, und an dessen Außenumfang ein Zahnrad 6 gebildet ist, das in Kämmung mit dem Ritzel 4 gehalten ist.
Das Antriebswellenelement 5 umfaßt einen ringförmigen Schuh 8, der unter dem Zahnrad 6 angeordnet ist, d. h., an einem Abschnitt, der einem Ausgangswellenelement 7 zugewandt ist. Der Schuh 8 weist eine Innenwandfläche 8a auf, die als eine Verjüngungswand ansteigt, die sich in Richtung des Ausgangswellenelements 7 aufweitet. Insbesondere weist die ansteigende Innenwandfläche 8a eine komplementäre Kontur zur Form eines Abschnitts einer Außenumfangsfläche eines Konus auf, dessen Achse mit einer Mittelachse des Antriebswellenelements 5 ausgerichtet ist. Die Innenwandfläche 8a definiert zusammen mit der Mittelachse des Antriebswellenelements 5 einen Neigungswinkel oder Verjüngungswinkel A. Konzentrisch in dem Schuh 8 ist eine Hülse (Zylinder) S1 angeordnet, die sich in Richtung des Ausgangswellenelements 7 erstreckt. Das Antriebswellenelement 5, das Zahnrad 6, der Schuh 8 und die Hülse S1 sind integral miteinander als ein einziges Bauteil ausgebildet. Die Hülse S1 weist eine Außenumfangsfläche auf, die eine zylindrische Antriebswellenaußenfläche 10 bildet, und einen Innenumfangsfläche, die eine zylindrische Antriebswelleninnenfläche 11 bildet. In der zylindrischen Antriebswelleninnenfläche 11 ist ein zylindrischer Innenraum oder ein zylindrisches inneres Loch definiert, in dem eine Freilaufkupplung 12 von der Art einer Walze fest aufgenommen ist. Die zylindrische Antriebswellenaußenfläche 10 weist einen Endabschnitt auf, der dem Ausgangswellenelement 7 zugewandt ist und derart ausgestaltet ist, daß ein Verjüngungsabschnitt T1 gebildet ist, dessen Außendurchmesser allmählich in Richtung des spitzen Endes abnimmt.
Das Ausgangswellenelement 7 weist einen vorderen Endabschnitt 14 auf, der derart aufgebaut ist, das er ein Anbringen und Abnehmen eines Bits 15 in bezug auf den vorderen Endabschnitt 14 ermöglicht. Das Ausgangswellenelement 7 umfaßt einen ringförmigen Abschnitt oder eine ringförmige Hülse S3 mit einer Außenumfangsfläche, die eine zylindrische Ausgangswellenaußenfläche 19 bildet, eine Innenumfangsfläche, die eine zylindrische Ausgangswelleninnenfläche 20 bildet, und eine Innenfläche (nicht bezeichnet), die an die zylindrische Ausgangswelleninnenfläche 20 angrenzt. Das Ausgangswellenelement 7 weist in seinem Außenumfangsabschnitt, der dem Antriebswellenelement 5 zugewandt ist, d. h., in der zylindrischen Ausgangswellenaußenfläche 19 ausgebildet, eine axiale Nut 18 auf, in der ein Ende 16b einer Kupplungsfeder 16, die später anhand von Fig. 2 beschrieben wird, permanent verriegelt ist. Die zylindrische Ausgangswelleninnenfäche 20 weist einen ansteigenden Oberflächenabschnitt auf, nämlich einen Verjüngungsabschnitt T2, der einen Innendurchmesser aufweist, der allmählich von einem dem Antriebswellenelement 5 zugewandten Ende in Richtung des Bits 15 abnimmt. Der Verjüngungswinker oder Neigungswinkel des Verjüngungsabschnitts T2 ist gleich wie derjenige des Verjüngungsabschnitts T1.
Das Ausgangswellenelement 7 weist eine Führungswelle 21 auf, die konzentrisch in der Hülse S3 angeordnet ist und sich in Richtung des Antriebswellenelements 5 erstreckt. Die Führungswelle 21 weist auf ihrer Außenumfangsfläche eine Vielzahl von Kerbverzahnungen 22 auf. Die Freilaufkupplung 12 weist eine Innenumfangsfläche auf, die fest mit der Außenumfangsfläche eines hohlen zylindrischen Schiebers 23 verbunden ist, der in seiner Innenumfangsfläche eine Vielzahl von Kerbverzahnungen 17 aufweist, die mit den Kerbverzahnungen 22 an der Führungswelle 21 gekoppelt sind. Der Schieber 23 wird von einer Druckfeder 24 in Richtung der Antriebswelle 5 (nach oben in Fig. 1) gedrängt. Die Kupplungsfeder 16 weist insgesamt die Form einer Schraubenfeder auf, die aus einem Draht mit einem kreisförmigen Querschnitt gebildet ist.
Nach Fig. 2 ist die Kupplungsfeder 16 aus einer fest links gewickelten Schraubenfeder zusammengesetzt und deshalb zieht eine Drehung des Antriebswellenelements 5 in der Vorwärtsrichtung (Richtung nach rechts oder im Uhrzeigersinn) die Kupplungsfeder 16 an (oder verringert ihren Durchmesser). Das eine Ende (untere Ende in den Fig. 1 und 2) 16b der Kupplungsfeder 16 ragt in einer Richtung axial nach außen vor. Das untere Ende 16b der Kupplungsfeder 16 ist in die axiale Nut 18 in dem Ausgangswellenelement 7 eingesetzt und fest mit dem Ausgangswellenelement 7 verbunden. Die Kupplungsfeder 16 weist einen unteren Abschnitt auf, der um die zylindrische Ausgangswellenaußenfläche 19 herum mit einer geeigneten dazwischen vorgesehenen Passung befestigt ist. Andererseits ist ein oberer Abschnitt der Kupplungsfeder 16 locker um die zylindrische Antriebswellenaußenfläche 10 des Antriebswellenelements 5 herum eingepaßt, wobei zwischen diesen ein Zwischenraum definiert ist. Das obere Ende 16a der Kupplungsfeder 16 ist geringfügig in einer Richtung radial nach außen verformt oder angeschwollen und weist somit einen größeren Durchmesser als der Rest der Kupplungsfeder 16 auf, wie es in Fig. 3 gezeigt ist. Das obere Ende 16a der Kupplungsfeder 16 ist nicht wie das axial hervorragende untere Ende 16b, das in Fig. 2 gezeigt ist, sondern weist einen Außendurchmesser auf, der größer als der Rest der Kupplungsfeder 16 ist, wie es in Fig. 3 gezeigt ist.
Der Motorschraubendreher 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorstehenden Konstruktion wird wie folgt arbeiten.
Nachdem der Kopf einer Schraube 25 an dem spitzen Ende des Bits 15 angebracht worden ist, wird der nicht veranschaulichte Motor mit Energie beaufschlagt. Die Ausgangsleistung von dem Motor wird vom Ritzel 4 zum Zahnrad 6 übertragen und dreht das Antriebswellenelement 5 in der Vorwärtsrichtung oder nach rechts. In diesem Fall ist die Kupplungsfeder 16 geringfügig von der zylindrischen Antriebswellenaußenfläche 10 beabstandet, so daß eine Drehkraft oder ein Drehmoment nicht vom Antriebs wellenelement 5 zum Ausgangswellenelement 7 übertragen wird. Aus diesem Zustand beginnt ein Bediener des Schraubendrehers 1, den Körper des Schraubendrehers 1 in Richtung eines festgezogenen Materials (nicht gezeigt) zu drücken, wodurch die Schraube 25 gegen das festgezogene Material gezwungen wird. Infolge dieses Druckvorgangs wird das Ausgangswellenelement 7 in Richtung des Antriebswellenelements 5 gegen die Kraft der Druckfeder 24 verschoben. Wenn der Druck andauert, wird das Ausgangswellenelement 7 in die in Fig. 4 gezeigte Stellung gebracht. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich das vordere Ende 3a der Anschlaghülse 3 vor dem festgezogenen Material.
In diesem Fall gelangt das obere Ende 16a der Kupplungsfeder 16 in Kontakt mit der Innenwandfläche 8a des Schuhs 8, woraufhin das obere Ende 16a der Kupplungsfeder 16 dazu neigt, zusammen mit dem rotierenden Antriebswellenelement 5 aufgrund einer Reibwirkung zwischen dem oberen Ende 16a und der Innenwandfläche 8a des Schuhs 8 zu rotieren. Gleichzeitig wird wegen einer Kraftkomponente, die aufgrund dessen geschaffen wird, daß die Innenwandfläche 8a sich unter dem Winkel θ verjüngt, das obere Ende 16a der Kupplungsfeder 16 gegen die zylindrische Antriebswellenaußenfläche 10 gedrückt und dann zwischen der Innenwandfläche 8a des Schuhs 8 und der zylindrischen Antriebswellenaußenfläche 10 gegriffen, die beide rotieren. Der somit gegriffene obere Abschnitt der Kupplungsfeder 16 verringert seinen Innendurchmesser geringfügig, und ein oberer Abschnitt der Kupplungsfeder 16 wickelt sich fest um die zylindrische Antriebswellenaußenfläche 10 herum und greift diese dadurch, und beginnt sich zusammen mit dem Antriebswellenelement 5 zu drehen. Somit wird die Drehkraft oder das Drehmoment vom Antriebswellenelement 5 zum Ausgangswellenelement 7 übertragen. Während die Last auf die oben beschriebenen Weise übertragen wird, sind der Verjüngungsabschnitt T1 des Antriebswellenelements 5 und der Verjün gungsabschnitt T2 des Ausgangswellenelements 7 eng aneinander angepaßt.
Die Kupplungsfeder 16 neigt dazu, während sie bei einer gemeinschaftlichen Drehung mit dem Antriebswellenelement 5 angezogen wird, sich in die Grenzfläche zwischen der zylindrischen Antriebswellenaußenfläche 10 und der zylindrischen Ausgangswellenaußenfläche 19 hineinzubeißen. Da jedoch der Verjüngungsabschnitt T1 des Antriebswellenelements 5 und der Verjüngungsabschnitt T2 des Ausgangswellenelements 7 eng aneinander angepaßt sind, wie es in Fig. 4 gezeigt ist, findet das Hineinbeißen der Kupplungsfeder 16 nicht statt, mit dem Ergebnis, daß die Kupplungsfeder 16 vor einer plastischen Verformung geschützt ist. Während das Ausgangswellenelement 7 kontinuierlich rotiert, wird die Schraube 25 fortschreitend in das festgezogene Material vorgeschoben und hineingetrieben, und wenn eine vorbestimmte Vorschubdistanz (Anzugstiefe) erreicht ist, gelangt die Anschlaghülse 3 in Anlage an das festgezogene Material, woraufhin das Ausgangswellenelement 7 geringfügig nach unten in den Fig. 1 und 2 durch die Kraft der Druckfeder 24 verschoben wird. Deshalb wird die Druckkraft von der Kupplungsfeder 16 weggenommen und sie gelangt von der zylindrischen Antriebswellenaußenfläche 10 außer Eingriff, wodurch der Schraubenanzugsvorgang beendet wird. Selbst wenn die Kupplungsfeder 16 wieder einen Kontakt mit der Innenwandfläche 8a des Schuhs 8 herstellt, wird unter einer solchen Bedingung nur ein Rutschgeräusch erzeugt. Somit kann das Betriebsgeräusch des Schraubendrehers stark verringert werden.
Bei der ersten Ausführungsform beträgt der Neigungswinkel (Verjüngungswinkel) θ der Innenwandfläche 8a des Schuhs 8 30 Grad. Wenn der Neigungswinkel θ abnimmt, nimmt die erforderliche Anfangsdruckkraft ab, jedoch nimmt die Schwierigkeit beim Lösen des oberen Endes 16a der Kupplungsfeder 16 von der Innenwandfläche 8a des Schuhs 8 zu. Je größer der Neigungswinkel θ ist, desto leichter ist im Gegensatz dazu das Loslösen des oberen Kupplungsfederendes 16a von der Innenwandfläche 8a des Schuhs, aber um so mehr Anfangsdruckkraft ist erforderlich. Der Neigungswinkel θ liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 5 Grad und 70 Grad.
Zur Zeit einer Rückwärtsdrehung (Linksdrehung oder Drehung in Gegenuhrzeigerrichtung) aufgrund der Wirkung der Freilaufkupplung 12 wird eine Drehkraft des Antriebswellenelements 5, die durch die Drehung des Motors erzeugt wird, sofort über den Schieber 23 und die Führungswelle 21 zum Ausgangswellenelement 7 übertragen, so daß ein Schraubenlösevorgang sofort gestartet werden kann. Diese Anordnung liefert eine starke Verringerung des Arbeitsaufwandes im Vergleich mit einem Motorschraubendreher, der mit herkömmlichen verzahnten Kupplungselementen ausgestattet ist, bei dem, um die verzahnten Kupplungselemente in Eingriff zu bringen, die Anschlaghülse 3 angehoben werden muß, bevor die Spitze des Bits mit dem Kopf einer anzuziehenden Schraube in Eingriff gebracht wird. Die Kupplungsfeder 16 kann aus einem Draht mit einem rechteckigen oder einem ovalen Querschnitt gebildet sein. Das obere Ende 16a der Kupplungsfeder 16, das in Kontakt mit dem Schuh 8 gebracht wird, ist geringfügig radial nach außen verformt oder angeschwollen, so daß es einen größeren Durchmesser als der Rest aufweist. Jedoch sollte die Ausgestaltung des oberen Endes 16a keinesfalls auf eine wie bei der veranschaulichten Ausführungsform begrenzt sein, sondern kann jede andere Variante umfassen, so lange die angewandte Gestalt es ermöglicht, daß das obere Ende 16a auf die zylindrische Antriebswellenaußenfläche 10 mit einer darauf ausgeübten Kraft wirkt, die kleineren ist als die, die vom Rest der Kupplungsfeder 16 ausgeübt wird. Die Kerbverzahnungskupplung 17, 22 kann durch eine Keilkupplung oder eine Kugel-Kerbverzahnungskupplung ersetzt sein.
Fig. 5 zeigt im Querschnitt eine zweite Ausführungsform des Motorschraubendrehers gemäß der vorliegenden Erfindung. Die unten angegebene Beschreibung wird auf die Unterschiede gegenüber der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform begrenzt. Bei der zweiten Ausführungsform sind ein Rückwärtsdrehungsschuh 26 und eine Rückwärtsdrehungskupplungsfeder 27 anstelle der Freilaufkupplung 12 bei der ersten Ausführungsform vorgesehen. Zu diesem Zweck weisen ein Antriebswellenelement 5 und ein Ausgangswellenelement 7 jeweils einen konzentrischen, doppelten, hohlen Aufbau auf, und sie sind in einer koaxialen Beziehung mit einer Kupplungsfeder 16 auf die gleiche Weise wie die erste Ausführungsform, und auch mit der Rückwärtsdrehungskupplungsfeder 27 angeordnet. Hinsichtlich der Form und Ausgestaltung weisen das Antriebswellenelement 5 und das Ausgangswellenelement 7 bei der zweiten Ausführungsform viele Punkte auf, die sie mit denen bei der ersten Ausführungsform gemeinsam haben, die aber dennoch von diesen abweichen, wobei jedoch zu Zwecken der Veranschaulichung gleiche oder entsprechende Teile durchwegs in den mehreren Ansichten mit den identischen Bezugszeichen gekennzeichnet sind. Das gleiche kann von jeder der folgenden Ausführungsformen gesagt werden.
Das Antriebswellenelement 5 bei der zweiten Ausführungsform umfaßt einen Vorwärtsdrehungsschuh 8 und eine zylindrische Antriebswellenaußenfläche 10, die unter einem Zahnrad 5 angeordnet ist, auf die gleiche Weise wie die erste Ausführungsform. Eine zylindrische Antriebswelleninnenfläche 11 erstreckt sich konzentrisch mit der zylindrischen Antriebswellenaußenfläche 10 und ist innerhalb derselben angeordnet und definiert oder bildet gemeinsam mit der zylindrischen Antriebswellenaußen fläche 10 eine ringförmige Wand, die eine Außenhülse S1 bildet. Der Rückwärtsdrehungsschuh 26 ist an einem oberen Abschnitt (in Fig. 5) der zylindrischen Antriebswelleninnenfläche 11 angeordnet und in eine Richtung radial nach innen gewandt. Eine zylindrische Außenfläche 28 des Rückwärtsdrehungsantriebswellenelements (Außenumfangsfläche einer inneren Hülse S2) erstreckt sich konzentrisch mit dem Rückwärtsdrehungsschuh 26 und ist in diesem angeordnet, so daß sie von der Rückwärtsdrehungskupplungsfeder 27 gegriffen wird, während die Kupplungsfeder 27 im Rückwärtsdrehungsmodus wirksam ist. Das Ausgangswellenelement 7 weist eine axiale Nut 18 auf, die das untere Ende 16b einer Vorwärtsdrehungskupplungsfeder 16 darin permanent verriegelt, eine zylindrische Ausgangswellenaußenfläche 19 und eine zylindrische Ausgangswelleninnenfläche 20, auf die gleiche Weise wie die erste Ausführungsform. Das Ausgangswellenelement 7 umfaßt ferner eine zylindrische Außenfläche 29 der Rückwärtsdrehungsausgangswelle (Außenumfangsfläche einer inneren Hülse S4), die der zylindrischen Ausgangswelleninnenfläche 20 gegenübergestellt ist und derart ausgebildet ist, daß sie von der Rückwärtsdrehungskupplungsfeder 27 im Rückwärtsdrehungsmodus gegriffen wird, und eine zweite axiale Nut 30, in der ein unteres Ende 27b der Rückwärtsdrehungskupplungsfeder 27 permanent verriegelt ist.
Die Rückwärtsdrehungskupplungsfeder 27 weist eine Wicklungsrichtung auf, die entgegengesetzt zu derjenigen der Vorwärtsdrehungskupplungsfeder 16 ist, und ist folglich aus einer fest rechts gewickelten Schraubenfeder zusammengesetzt. Die Kupplungsfeder 27 weist ein oberes Ende 27a auf, das in einer Richtung radial nach außen hervorragt, wie es in Fig. 6 gezeigt ist.
Im Betrieb des Motorschraubendrehers mit der vorstehenden Konstruktion und im Vorwärtsdrehungsmodus im besonderen, wird eine Schraube an einem Bit (von denen keines gezeigt ist, die aber beide mit denjenigen identisch sind, die in Fig. 1 gezeigt sind) des Schraubendrehers angebracht, und nachdem ein nicht veranschaulichter Motor gedreht wird, wird die Schraube gegen ein festgezogenes Material gezwungen. Bei diesem Betriebsmodus wird durch den Schuh 8 bewirkt, daß die Kupplungsfeder 16 angezogen wird und dadurch die zylindrische Antriebswellenaußenfläche 10 greift, wodurch eine Drehkraft vom Antriebswellenelement 5 zum Ausgangswellenelement 7 übertragen wird. Während dieser Zeit wird das obere Ende 27a der Rückwärtsdrehungskupplungsfeder 27 in Kontakt mit der Oberfläche des Rückwärtsdrehungsschuhs 26 gebracht, und wegen einer Kraftkomponente, die aufgrund dessen geschaffen wird, das die Oberfläche des Rückwärtsdrehungsschuhs 26 sich unter einem Winkel β verjüngt, wird das obere Ende 27a der Rückwärtsdrehungskupplungsfeder 27 gegen die zylindrische Außenfläche 28 der Rückwärtsdrehungsantriebswelle gedrängt. Da jedoch der Draht, der die Rückwärtsdrehungskupplungsfeder 27 bildet, in der rechten Richtung gewickelt oder gewunden ist, wie es in Fig. 6 gezeigt ist, was die gleiche Richtung wie die Drehung der inneren Hülse S2 ist, ist die Rückwärtsdrehungskupplungsfeder 27 bei Kontakt mit der zylindrischen Außenfläche 28 der Rückwärtsdrehungsantriebswelle (Außenumfangsfläche) der Hülse S2, während sie in der Vorwärtsrichtung (Drehung nach rechts) rotiert, einer Kraft ausgesetzt, die dazu neigt, die Rückwärtsdrehungskupplungsfeder 27 radial auszudehnen und folglich zu lösen. Während das Antriebswellenelement 5 in der Vorwärtsrichtung rotiert, nimmt die Rückwärtsdrehungskupplungsfeder 27 nicht bei der Übertragung einer Drehkraft oder eines Drehmoments vom Antriebswellenelement 5 zum Ausgangswellenelement 7 teil und hat keine Wirkung auf den Schraubenanzugsvorgang.
Während das Antriebswellenelement 5 in der Rückwärtsrichtung rotiert, wickelt sich andererseits das obere Ende 27a der Rückwärtsdrehungskupplungsfeder 27 fest um die zylindrische Außenfläche 28 der Rückwärtsdrehungsantriebswelle und greift folglich diese, wodurch die Drehkraft oder das Drehmoment vom Antriebswellenelement 5 zum Ausgangswellenelement 7 übertragen wird. In diesem Fall nehmen jedoch aus dem gleichen Grund, wie er oben diskutiert wurde, die Kupplungsfeder 16 und der Schuh 8, die ausschließlich für die Vorwärtsdrehung vorgesehen sind, nicht an der Drehmomentübertragungsarbeit teil. Deshalb haben sie keine Auswirkung auf den Schraubenlösevorgang, der im Rückwärtsdrehungsmodus erzielt wird. Der Neigungswinkel (Verjüngungswinkel) β des Rückwärtsdrehungsschuhs 26 liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 5 und 70 Grad, auf die gleiche Weise wie der Neigungswinkel (Verjüngungswinkel) θ des Schuhs 8. Ein Draht, aus dem die Rückwärtsdrehungskupplungsfeder 27 gebildet ist, kann einen rechteckigen oder einen ovalen Querschnitt aufweisen.
Fig. 7 zeigt im Querschnitt eine dritte Ausführungsform des Motorschraubendrehers gemäß der vorliegenden Erfindung. Ein Antriebswellenelement 5 umfaßt eine Hülse S1, die unter (wie in der gleichen Figur betrachtet) einem Zahnrad 6 angeordnet ist und sich nach unten in Richtung eines Ausgangswellenelements 7 erstreckt. Die Hülse S1 weist eine Außenumfangsfläche auf, die eine zylindrische Ausgangswellenaußenfläche 31 bildet, die einen Verjüngungsabschnitt T1 umfaßt, dessen Außendurchmesser allmählich in Richtung des Ausgangswellenelements 7 abnimmt. Die Innenumfangsfläche der Hülse S1 bildet eine zylindrische Antriebswelleninnenfläche 32 und ist an die Außenumfangsfläche einer Freilaufkupplung 12 angepaßt. Die zylindrische Antriebswellenaußenfläche 31 weist einen oberen Endabschnitt auf, der zu einer axialen Nut 18 ausgebildet ist, in der ein axial hervorragendes oberes Ende 33a einer Kupplungsfeder 33 permanent verriegelt ist. Das Ausgangswellenelement 7 weist einen kreisförmigen Flansch 34 und einen Vorsprung 35 auf, der auf einer dem Antriebswellenelement 5 zugewandten Fläche des Flansches 34 angeordnet ist. Das Ausgangswellenelement 7 umfaßt ferner eine Führungswelle 36, die koaxial mit der Hülse S1 des Antriebswellenelements 5 ist und sich in Richtung des Antriebswellenelements 5 erstreckt. Die Führungswelle 36 weist an ihrer Außenumfangswelle eine Vielzahl von Kerbverzahnungen 22 auf.
Ein Kraftübertragungselement 37 umfaßt eine innere zylindrische Hülse S5, die zwischen der Führungswelle 36 und der Freilaufkupplung 12 aufgenommen ist, und eine zweite oder äußere zylindrische Hülse S3, die konzentrisch mit der Hülse S5 ist und radial außerhalb der Hülse S5 angeordnet ist. Die innere Hülse S5 weist eine Innenumfangsfläche auf, die durch eine Kerbverzahnungskupplung mit der Führungswelle 36 verbunden ist, und eine Außenumfangsfläche, die mit einem zentralen Loch in der Freilaufkupplung 12 in Eingriff steht. Die äußere Hülse S3 des Kraftübertragungselements 37 weist einen Außendurchmesser auf, der geringfügig kleiner als der Außendurchmesser der Hülse S1 des Antriebswellenelements 5 ist, wie es in Fig. 8 gezeigt ist. Die Innenumfangsfläche der Hülse S3 weist einen Verjüngungsabschnitt T1 auf, der eine komplementäre Kontur zur Form eines Verjüngungsabschnitts T2 der Hülse S1 aufweist, und folglich weisen die Verjüngungsabschnitte T1 und T2 den gleichen Neigungswinkel (Verjüngungswinkel) auf.
Das Kraftübertragungselement 37 wird normal in Richtung des Antriebswellenelements 5 mittels einer Druckfeder 38 gedrängt. Die Druckfeder 38 weist eine kleine Federkonstante auf, so daß der Verjüngungsabschnitt T1 der zylindrischen Antriebswellenaußenfläche 31 und der Verjüngungsabschnitt T2 des Kraftübertragungselements 37 normal in koaxial angepaß tem Eingriff gehalten werden. Die zylindrische Antriebswellenaußenfläche 31 und eine Außenumfangsfläche 39 der Hülse S3 des Kraftübertragungselements 37 sind derart konstruiert, daß sie gemeinsam dazwischen einen Anschlag mit einer Höhe H oder einer Ausdehnung in einer diametralen Richtung und einer Länge L oder einer Ausdehnung in der Axialrichtung bilden, wie es in Fig. 8 gezeigt ist. Die axiale Länge L ist vorzugsweise größer als die Größe oder Abmessung J des Drahtes der Kupplungsfeder 33, wie entlang der Achse der Kupplungsfeder 33 gemessen. Die diametrale Höhe H sollte in einen Bereich fallen, in dem keine plastische Verformung der Kupplungsfeder 33 hervorgerufen wird, und ist vorzugsweise nicht kleiner als ein Drittel der Dicke K des Drahtes der Kupplungsfeder 33. Die Kupplungsfeder 33 ist aus einem Draht mit einem rechteckigen Querschnitt gebildet und zu einer fest links gewickelten Schraubenfeder gewickelt. Ein oberes Ende 33a der Kupplungsfeder 33 ist in der axialen Nut 18 verriegelt und ein oberer Abschnitt der Kupplungsfeder 33 ist fest mit der zylindrischen Antriebswellenaußenfläche 31 verbunden. Aufgrund der Differenz im Außendurchmesser zwischen der Hülse S3 und der Hülse S1 stellt andererseits ein unterer Abschnitt der Kupplungsfeder 33 einen Zwischenraum zwischen sich selbst und der Außenumfangsfläche 39 der Hülse S3 bereit. Das untere Ende 33b der Kupplungsfeder 33 ragt in der Richtung radial nach außen hervor und ist in enger Nachbarschaft mit einem Anschlag 40 angeordnet. Der Anschlag 40 ist aus einer kreisringartigen oder ringförmigen Platte zusammengesetzt, die an ihrem Außenumfang an der Innenfläche des Gehäuses 2 befestigt ist. Der ringartige Anschlag 40 ist konzentrisch mit der Kupplungsfeder 33 und weist einen Innenumfangsrand auf, der radial innen von der radial äußeren Endextremität oder Spitze des unteren Endes 33b der Kupplungsfeder 33 angeordnet ist. Eine Schraubendruckfeder 24 ist zwischen der Führungswelle 36 und dem Antriebswellenelement 5 angeordnet, um das Antriebswellenelement 5 und das Ausgangswellenelement 7 voneinander weg mit einem ge gebenen, zwischen diesen definierten Abstand zu halten, solange keine Druckkraft aufgebracht wird.
Der Motorschraubendreher mit der vorhergehenden Konstruktion wird wie folgt arbeiten. Nachdem eine Schraube 25 auf ein Bit 15 des Schraubendrehers gesetzt worden ist, wird ein nicht veranschaulichter Motor angetrieben, um das Antriebswellenelement 5 in der Vorwärtsrichtung (Drehung in der Richtung nach rechts oder im Uhrzeigersinn) zu drehen. Wenn das Gehäuse 2 des Schraubendrehers in Richtung eines festgezogenen Materials gedrückt wird, bewegt sich das Ausgangswellenelement 7 relativ zum Antriebswellenelement 5 in der Richtung nach oben in Fig. 7 gegen die Kraft der Druckfeder 24. Eine weitere Bewegung nach oben des Ausgangswellenelements 7 bewirkt, daß der Vorsprung 35 mit dem unteren Ende 33b der Kupplungsfeder 33 in Eingriff gelangt, während er zusammen mit dem Antriebswellenelement 5 umläuft, woraufhin die Kupplungsfeder 33 angezogen wird und dadurch die Außenumfangsfläche 39 der Hülse S3 greift, mit dem Ergebnis, daß die Drehkraft vom Antriebswellenelement 5 über die Hülse S5 und die Führungswelle 36 zur Schraube 25 übertragen wird. Wenn die Schraube 25 zu einer vorbestimmten Anzugstiefe vorgeschoben oder eingetrieben wird, gelangt die Anschlaghülse 3 in Anlage an das festgezogene Material. In Ansprechen auf diese Anlage wird das Ausgangswellenelement 7 durch die Kraft der Druckfeder 24 nach unten in Fig. 7 gedrückt. Aufgrund der Reibkraft, die zwischen dem Vorsprung 35 und der Kupplungsfeder 33 wirkt, neigen jedoch die Kupplungsfeder 33 und der Vorsprung 35 dazu, ihre Bewegung nach unten weiter fort zu setzen, während ein Verriegelungseingriff zwischen diesen beibehalten wird.
In diesem Fall wird aufgrund einer Stufe, die wegen des Durchmesserunterschiedes zwischen der zylindrischen Antriebswellenaußenfläche 31 und der Außenumfangsfläche 39 der Hülse S3 des Kraftübertragungselements 37 gebildet ist, die Kupplungsfeder 33 in einem schwimmenden Zustand über der Stufe gehalten. Unter einer solchen Bedingung zeigt die Kupplungsfeder 33 die Kennlinie einer schwachen Zugfeder. Eine weitere Bewegung nach unten der Kupplungsfeder 33 zusammen mit dem Vorsprung 35 bewirkt, daß das untere Ende 33b der Kupplungsfeder 33 mit dem Anschlag 40 in Eingriff gelangt. Mit diesem Eingriff wird eine weitere Bewegung nach unten des unteren Endes 33b der Kupplungsfeder 33 unterbunden, so daß ein Griff der Außenumfangsfläche 39 der Hülse S3 gelöst wird. Somit wird alleine das Ausgangswellenelement 7 weiter nach unten verschoben. Wenn die Kupplungsfeder 33 die Hülse S3 freigibt, ist der Schraubenanzugsvorgang abgeschlossen, woraufhin die gestreckte Kupplungsfeder 33 ihre ursprüngliche Länge wiederherstellt. Die vorhergehende Arbeitsweise der Kupplungsfeder 33 stellt sicher, daß der Kupplungseingriffsvorgang leise mit einer sehr gleichmäßigen Schraubenanzugsgenauigkeit erreicht werden kann. Um eine Reibkraft zu verringern, die zwischen dem Vorsprung 35 und der Kupplungsfeder 33 wirkt, kann der Vorsprung 35 verjüngt sein oder eine teilweise in diesem eingebettete Kugel umfassen.
Fig. 9 zeigt im Querschnitt eine vierte Ausführungsform des Motorschraubendrehers gemäß der vorliegenden Erfindung. Ein Antriebswellenelement 5 umfaßt innere und äußere Hülsen S1 und S2, die sich konzentrisch erstrecken, so daß zwischen diesen eine ringförmige Antriebswellennut 42 definiert ist, in der ein oberer Abschnitt einer Vorwärts/Rückwärts-Kupplungsfeder 41 aufgenommen ist. Die Antriebswellennut 42 ist zwischen einer ersten zylindrischen Antriebswelleninnenfläche 44, die durch eine Innenumfangsfläche der äußeren Hülse S2 gebildet ist, und einer zweiten zylindrischen Antriebswellenaußenfläche 43 definiert, die durch eine Außenumfangsfläche der inneren Hülse S1 gebildet ist. Die inneren und äu ßeren Hülsen S1 und S2 weisen einen Endabschnitt auf, der jeweils einem Ausgangswellenelement 7 zugewandt ist und zu Verjüngungsabschnitten T1 bzw. T2 geformt ist. Im Grund (oberes Ende in Fig. 9) der Antriebswellennut 42 ist eine axiale Nut 45 gebildet, in der ein oberes Ende 41a permanent verriegelt ist. Die Antriebswellennut 42 weist eine Breite auf, die geringfügig größer als die Dicke des Drahtes ist, der zum Bilden der Vorwärts/Rückwärts-Kupplungsfeder 41 verwendet wird. Der Draht der Vorwärts/Rückwärts-Kupplungsfeder 41 weist einen rechteckigen Querschnitt auf. Die Vorwärts/ Rückwärts-Kupplungsfeder 41 weist eine doppelte Funktion auf, und zwar als eine Kupplungsfeder zum Durchführen eines Drehantriebs in der Vorwärtsrichtung und auch als eine Kupplungsfeder zum Durchführen eines Drehantriebs in der Rückwärtsrichtung. Die Vorwärts/Rückwärts-Kupplungsfeder 41 weist die gleiche Konstruktion wie eine Kupplungsfeder auf, die später beschrieben wird und in Fig. 17 gezeigt ist.
In dem Ausgangswellenelement 7 ist auch eine ringförmige Ausgangswellennut 53 gebildet, die axial mit der Antriebswellennut 42 ausgerichtet und dieser zugewandt ist. Die Ausgangswellennut 53 nimmt einen unteren Abschnitt der Vorwärts/Rückwärts-Kupplungsfeder 41 mit einem geringfügigen, dazwischen vorgesehenen Spalt oder Zwischenraum auf. Insbesondere weist das Ausgangswellenelement 7 zwei konzentrisch angeordnete Hülsen S3 und S4 auf. Die Ausgangswellennut 53 ist zwischen einer ersten zylindrischen Ausgangswelleninnenfläche 47, die durch eine Innenumfangsfläche der äußeren Hülse S4 gebildet ist, und einer zweiten zylindrischen Ausgangswellenaußenfläche 46 definiert, die durch eine Außenumfangsfläche der inneren Hülse S3 gebildet ist. Die inneren und äußeren Hülsen S3, S4 weisen einen Endabschnitt auf, der jeweils der Antriebswelle 5 zugewandt ist und zu Verjüngungsabschnitten T3 bzw. T4 geformt ist. Im Grund der Ausgangswellennut 53 ist eine axiale Verrastungsnut 48 gebildet.
Das Ausgangswellenelement 7 weist eine zentrale Führungswelle 36 auf, die axial verschieblich in ein zentrales Loch 60 in dem Antriebswellenelement 5 eingepaßt ist. Eine Druckfeder 24 ist um die Führungswelle 36 herum angeordnet und wirkt zwischen dem Antriebswellenelement 5 und dem Ausgangswellenelement 7. Der derart gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung konstruierte Motorschraubendreher ist in der Lage, sowohl den Schraubenanzugsvorgang als auch den Schraubenlösevorgang über eine einzige Vorwärts/ Rückwärts-Kupplungsfeder 41 durchzuführen. Beim Anzugsvorgang drehen sich das Antriebswellenelement 5 und die Vorwärts/Rückwärts-Kupplungsfeder 41 gemeinsam miteinander, und eine Schraube ist an einem Bit (von denen keines gezeigt ist, die aber identisch mit denjenigen sind, die in Fig. 1 gezeigt sind) angebracht. Wenn die Schraube gegen ein festgezogenes Material gedrückt wird, werden dann die Verjüngungsabschnitte T1 und T2 des Antriebswellenelements 5 jeweils in einen Passungseingriff mit den Verjüngungsabschnitten T3 bzw. T4 des Ausgangswellenelements 7 gebracht. Zusätzlich wird das untere Ende 41b der Vorwärts/Rückwärts-Kupplungsfeder 41 in der Verrastungsnut 48 verrastet oder eingefangen, woraufhin die Vorwärts/Rückwärts-Kupplungsfeder 41 angezogen wird und dadurch die zweite zylindrische Antriebswellenaußenfläche 43 und die zweite zylindrische Ausgangswellenaußenfläche 46 greift. Somit wird eine Drehkraft vom Antriebswellenelement 5 über die Vorwärts/Rückwärts- Kupplungsfeder 41 zum Ausgangswellenelement 7 übertragen.
Wenn die angetriebene Schraube eine vorbestimmte Anzugstiefe erreicht, wird das Ausgangswellenelement 7 durch die Kraft der Druckfeder 24 nach unten in Fig. 9 gedrückt. In diesem Fall wirkt die Vorwärts/Rück wärts-Kupplungsfeder 41 als eine axiale Zugfeder, und wird anschließend geringfügig in Richtung des Ausgangswellenelements 7 aufgrund einer Reibkraft gezogen, die zwischen dem unteren Ende 41b und der Verrastungsnut 48 wirkt. Die derart gestreckte Vorwärts/Rückwärts-Kupplungsfeder 41 wird danach von der Verrastungsnut 48 freigegeben, woraufhin sie ihre ursprüngliche Länge wiederherstellt. Da das untere Ende 41b der Vorwärts/Rückwärts-Kupplungsfeder 41 normal von der Verrastungsnut 48 beabstandet ist, können der Betrieb des Ineingriffbringens und des Außereingriffbringens der Kupplung leise erreicht werden. Außerdem weist der Kupplungsmechanismus eine kompakte Größe auf und ist folglich relativ preisgünstig herzustellen. Der Draht der Vorwärts/- Rückwärts-Kupplungsfeder 41 kann einen rechteckigen oder ovalen Querschnitt aufweisen. Um ein fließendes Außereingriffbringen zwischen dem unteren Ende 41b der Vorwärts/ Rückwärts-Kupplungsfeder 41 und der Verrastungsnut 48 zu erleichtern, kann die Verrastungsnut 48 verjüngt sein oder ihr kann eine teilweise hervorragende Kugel zugeordnet sein.
Unten wird die Arbeitsweise im Rückwärtsdrehungsmodus der vierten Ausführungsform, d. h., der Schraubenlösevorgang, beschrieben.
Das Antriebswellenelement 5 und die Vorwärts/Rückwärts-Kupplungsfeder 41 werden, während sie in der Rückwärtsrichtung (Richtung nach links oder in Gegenuhrzeigerrichtung) rotieren, in Richtung des Ausgangswellenelements 7 verschoben. Ein Fortsetzen dieser Bewegung bewirkt, daß das untere Ende 41b der Vorwärts/Rückwärts-Kupplungsfeder 41 sich in die Verrastungsnut 48 hinein bewegt und in dieser verrastet wird, woraufhin die Vorwärts/Rückwärts-Kupplungsfeder 41 einer Kraft ausgesetzt wird, die dazu neigt, die Vorwärts/ Rückwärts-Kupplungsfeder 41 zu lockern und somit diese radial auszudehnen. Die derart verformte Vorwärts/Rückwärts-Kupplungsfeder 41 wird dann in Druckkontakt mit der Innenumfangsfläche (erste zylindrische Antriebswelleninnenfläche 44) der äußeren Hülse S2 des Antriebswellenelements 5 und der Innenumfangsfläche (erste zylindrische Ausgangswelleninnenfläche 47) der Hülse S4 des Ausgangswellenelements 7 gedrückt. Deshalb wird die Drehkraft vom Antriebswellenelement 5 zum Ausgangswellenelement 7 über die Vorwärts/Rückwärts-Kupplungsfeder 41 übertragen.
Wenn die Schraube gelöst wird, bewegt sich das Ausgangswellenelement 7 nach oben und erreicht dann eine vorbestimmte Position, woraufhin die Vorwärts/Rückwärts-Kupplungsfeder 41 einem Zug ausgesetzt wird, und aufgrund dieses Zugs das untere Ende 41b der Vorwärts/Rückwärts- Kupplungsfeder 41 aus der Verriegelungsnut 48 losgelöst wird. Deshalb wird die Übertragung von Kraft vom Antriebswellenelement 5 zum Ausgangswellenelement 7 unterbrochen. Der Kupplungswegnahmevorgang kann auf eine leise Weise bewirkt werden.
Fig. 10 zeigt im Querschnitt eine fünfte Ausführungsform des Motorschraubendrehers gemäß der vorliegenden Erfindung. Die fünfte Ausführungsform ist eine Variante der vierten Ausführungsform und weist das gleiche Antriebswellenelement 5 wie die vierte Ausführungsform auf. Anstelle der integralen Hülse S3 bei der vierten Ausführungsform ist das Ausgangswellenelement 7 bei der fünften Ausführungsform mit einer Schiebehülse 49 versehen, die verschieblich relativ zum Ausgangswellenelement 7 in der Aalrichtung von dieser bewegbar ist. Das Ausgangswellenelement 7 weist eine Vielzahl von Kerbverzahnungen 51 auf, die in Kämmung mit passenden Kerbverzahnungen 52 in einer Innenumfangsfläche der Schiebehülse 49 gehalten sind. An einem oberen Endabschnitt der Schiebehülse 49 ist die Außenumfangsfläche der Schiebehülse 49 wie bei T3 verjüngt. Der Verjüngungsabschnitt T3 ist an den Verjüngungsabschnitt T1 des Antriebswellenelements 5 angepaßt. Die Hülse 49 weist ei ne schalenartige Form auf, die nach unten offen ist, und wird in Richtung des Antriebswellenelements 5 mittels einer Druckfeder 24, die um eine Führungswelle 36 des Ausgangswellenelements 7 herum angeordnet ist und zwischen dem Ausgangswellenelement 7 unter einer oberen Endwand (oder Bodenwand) 49B der schalenförmigen Hülse 49 wirkt, bis zu einem solchen Ausmaß gedrängt, daß der Verjüngungsabschnitt T3 der Hülse 49 in Passungseingriff mit dem Verjüngungsabschnitt T1 des Antriebswellenelements 5 gelangt.
Der gemäß der fünften Ausführungsform konstruierte Motorschraubendreher wird wie folgt arbeiten.
Bei dem Schraubenanzugsvorgang werden das Antriebswellenelement 5 und die Vorwärts/Rückwärts-Kupplungsfeder 41 während sie in der Vorwärtsrichtung (Richtung nach rechts oder im Uhrzeigersinn) rotieren, in Richtung des Ausgangswellenelements 7 vorgerückt. Wenn die Vorrückbewegung fortdauert, wird das untere Ende 41b der Vorwärts / Rückwärts- Kupplungsfeder 41 in der Verrastungsnut 48 gefangen oder verrastet, woraufhin die Vorwärts/Rückwärts-Kupplungsfeder 41 angezogen wird und dadurch die Außenumfangsfläche (zweite zylindrische Antriebswellenaußenfläche 43) der Hülse S1 des Antriebswellenelements 5 und die Außenumfangsfläche 50 der Hülse 49 greift, wodurch eine Drehkraft vom Antriebswellenelement 5 zum Ausgangswellenelement 7 übertragen wird. Da die Hülse 49 durch eine Kerbverzahnungskupplung 51, 52 mit dem Ausgangswellenelement 7 verbunden ist, wird das Ausgangswellenelement 7 bei Drehung der Hülse 49 sofort gedreht.
Wenn das Ausgangswellenelement 7 an einer vorbestimmten Position ankommt, während es in Richtung des festgezogenen Materials vorgerückt wird, wird die Vorwärts/Rückwärts-Kupplungsfeder 41 einem Zug ausge setzt, auf die gleiche Weise, wie es zuvor bei der vierten Ausführungsform beschrieben wurde. Aufgrund der Kerbverzahnungskupplung 51, 52 ist das Ausgangswellenelement 7 leicht in der Richtung nach unten in Fig. 10 durch die Kraft der Druckfeder 24 bewegbar, und folglich kann das untere Ende 41b der Vorwärts / Rückwärts-Kupplungsfeder 41 fließend von der Verrastungsnut 48 losgelöst werden. Die Kerbverzahnungskupplung kann durch eine Keilnutkupplung oder eine Kugel-Kerbverzahnungskupplung ersetzt werden. Es ist ferner möglich, eine Stufe an der Grenzfläche zwischen der zweiten zylindrischen Antriebswellenaußenfläche 43 und der Außenumfangsfläche 50 der Hülse 49 vorzusehen, auf die gleiche Weise wie es bei der in Fig. 8 gezeigten dritten Ausführungsform vorgenommen wurde, um eine weitere Verringerung des Betriebsgeräusches zu schaffen. Ein Betrieb im Rückwärtsdrehungsmodus d. h., der Schraubenlösevorgang, kann auf die gleiche Weise erreicht werden, wie es bei der zuvor beschriebenen vierten Ausführungsform vorgenommen wurde, und der gleiche Grad einer Geräuschverringerungswirkung kann während des Kupplungswegnahmevorganges erzielt werden.
Es wird eine Beschreibung von sechsten bis neunten Ausführungsformen des Motorschraubendrehers gemäß der vorliegenden Erfindung angegeben. Diese Ausführungsformen unterscheiden sich von den ersten bis fünften Ausführungsformen dadurch, daß ein Ende einer gewickelten Kupplungsfeder, das derart ausgebildet ist, daß es lösbar verriegelt wird, durch eine Kugel verriegelt und freigegeben wird, die an einer Hülse angebracht und in einer radialen Richtung bewegbar ist, wie es aus der folgenden Beschreibung ersichtlich werden wird.
Fig. 11 zeigt im Querschnitt eine sechste Ausführungsform des Motorschraubendrehers gemäß der vorliegenden Erfindung, und Fig. 12 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils von Fig. 11. Man kann sagen, daß die sechste Ausführungsform eine Variante der ersten, in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform ist, und folglich sind gleiche oder entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Obwohl die bei der ersten Ausführungsform verwendete Kupplungsfeder 16 an ihrem oberen Ende durch die Wirkung einer durch den Schuh 8 ausgeübten Reibkraft verriegelt wird, wird das obere Ende einer Kupplungsfeder 64, die bei der sechsten Ausführungsform verwendet wird, durch eine Stahlkugel (einfach als "Kugel" bezeichnet) 62 verriegelt, die einem Antriebswellenelement 5 zugeordnet ist. Das Antriebswellenelement 5 umfaßt eine Hülse S1, in der ein Innenraum definiert ist, in der eine Freilaufkupplung 12 angebracht ist. Ein Ausgangswellenelement 7 umfaßt eine Hülse S3. Die Hülsen S1 und S3 weisen jeweils komplementäre oder zueinander passende Verjüngungsabschnitte T1 bzw. T2 auf. Die bei dieser Ausführungsform verwendete Kupplungsfeder 64 ist aus einer fest links gewickelten Schraubenfeder zusammengesetzt, wobei entgegengesetzte Enden (obere und untere Enden) 64a und 64b axial nach außen in entgegengesetzte Richtungen hervorragen, wie es in Fig. 17 gezeigt ist. Diese Kupplungsfeder 64 wird bei allen später beschriebenen Ausführungsformen verwendet. Ein Gehäuse 2 des Schraubendrehers umfaßt ein Metallelement oder eine Metallbuchse 70, die um einen Teil des Ausgangswellenelements 7 herum eingepaßt ist.
In Fig. 11 ist eine Anschlaghülse 3 über einen Kopfabschnitt (unteren Abschnitt in der gleichen Figur) des Gehäuses 2 gefädelt, so daß durch Drehen oder Rotieren der Anschlaghülse 3 die Anschlaghülse 3 relativ zum Gehäuse 2 in dessen axialer Richtung bewegbar ist. Wie es in Fig. 12 gezeigt ist, ist ein Verriegelungselement 54 an dem Gehäuse 2 an einer Stellung unmittelbar über der Anschlaghülse 3 auf eine solche Weise angebracht, daß das Verriegelungselement 54 um das Gehäuse 2 herum nicht drehbar aber in der axialen Richtung verschiebbar ist. Das Verriegelungselement 54 wird nach unten in Richtung der Anschlaghülse 3 mittels einer Druckfeder 58 gedrängt. Die Anschlaghülse 3 und das Verriegelungselement 54 wird normal über einen kämmenden Eingriff zwischen Zähnen 56 an der Anschlaghülse 3 und Zähnen 56 an dem Verriegelungselement 54 miteinander in Eingriff gebracht. Wenn sie mit dem Verriegelungselement 54 in Eingriff gebracht ist, ist somit die Anschlaghülse 3 nicht drehbar und in eine vorbestimmte axiale Lage gesetzt. Wenn die Schraubenanzugstiefe (Schraubenvorschubdistanz) verändert werden soll, verschiebt der Bediener das Verriegelungselement 54 nach oben gegen die Kraft der Druckfeder 58, um die Zähne 56 an dem Verriegelungselement 54 von den Zähnen 56 an der Anschlaghülse 3 außer Eingriff zu bringen. Während dieser Zustand beibehalten wird, dreht dann der Bediener die Anschlaghülse 3 in einer gewünschten Richtung, um dieselbe in einer axialen Richtung zu bewegen, bis eine gewünschte Position der Anschlaghülse 3 erhalten wird.
Die Kugel 62 ist in einem Durchgangsloch 66 aufgenommen, das sich radial durch die Wand der Hülse S1 hindurch erstreckt, und ist in der radialen Richtung zwischen einer ersten Stellung, in der die Kugel 62 von der Außenumfangsfläche der Hülse S1 zurückgezogen ist, und einer zweiten Stellung bewegbar, in der die Kugel 62 teilweise von der Außenumfangsfläche der Hülse S1 hervorragt. Ein kegelstumpfartiges Schubelement 68 ist verschiebbar in der Hülse S1 aufgenommen und entlang der Achse der Hülse S1 verschiebbar. Das kegelstumpfartige Schubelement 68 weist eine Unterfläche auf (in Fig. 12), die dem Ausgangswellenelement 7 zugewandt ist und mit einem oberen Ende des Ausgangswellenelements 7 in Eingriff treten kann. In der Hülse S3 des Ausgangswellenelements 7 ist eine axiale Nut 18 gebildet, in der ein unteres Ende 64b der Kupplungsfeder 64 permanent auf die gleiche Weise verriegelt ist, wie es bei der ersten Ausführungsform beschrieben wurde.
Die Fig. 13(a) bis 13(d) veranschaulichen schematisch eine Abfolge von Betriebsabläufen des Schraubendrehers gemäß der sechsten Ausführungsform. Wenn eine Schraube 25 an einem festgezogenen Material 72 angezogen werden soll, wird das Antriebswellenelement 5, während es in der Vorwärtsrichtung rotiert, relativ in Richtung des Ausgangswellenelements 7 bewegt. Infolge dieser Relativbewegung drückt das kegelstumpfartige Schubelement 68 die Kugel 62 in einer Richtung radial nach außen, wie es in Fig. 13(a) gezeigt ist, durch die Wirkung eines Verjüngungsabschnitts oder einer konischen Fläche T5 (Fig. 12) des kegelstumpfartigen Schubelements 68. In diesem Fall (zu Beginn des Schraubenanzugsvorgangs) sind ein vorbestimmter Abschnitt des Ausgangswellenelements 7 und ein Ende des Metallelements 70, das dem Antriebswellenelement 5 zugewandt ist, mit einem Abstand M beabstandet. Wenn die Kugel 62 teilweise von der Außenumfangsfläche der Hülse S1 hervorragt, wird das obere Ende 64a der Kupplungsfeder 64 von der Kugel 62 gefangen, woraufhin die Kupplungsfeder 64 angezogen wird und dadurch die jeweiligen Außenumfangsflächen der Hülsen S1 und S3 greift, wodurch die Drehkraft vom Antriebswellenelement 5 zum Ausgangswellenelement 7 auf die gleiche Weise übertragen wird, wie dies bei der ersten Ausführungsform vorgenommen wurde. Da der Außendurchmesser der Hülse S3 geringfügig größer als der Außendurchmesser der Hülse S1 ist, nimmt ein zentraler Längsabschnitt der Kupplungsfeder 64 beim Greifen der Hülsen S1 und S3 nicht teil, wobei dieser Abschnitt (nicht greifender Abschnitt) eine Länge P aufweist (Fig. 13(b)). Wenn der Schraubenanzugsvorgang fortschreitet, gelangt die Anschlaghülse 3 in Kontakt mit dem festgezogenen Material 72, wie es in Fig. 13(b) gezeigt ist. In diesem Fall ist der Kopf der Schraube 25 von der Oberfläche des festgezogenen Materials 72 mit einem Abstand M beabstandet.
Eine Reaktionskraft von dem festgezogenen Material, die in Ansprechen auf einen auf den Schraubendreher ausgeübten Druck erzeugt wird, wird von der Anschlaghülse 3 gehalten, und danach, wie es in Fig. 13(c) gezeigt ist, rückt das Ausgangswellenelement 7 weiter in Richtung des festgezogenen Materials 72 vor, bis es an dem Ende des Metallelements 70 anliegt. In diesem Fall liegt der Kopf der Schraube 25 bündig mit der Oberfläche des festgezogenen Materials 72, wie es in Fig. 13(c) gezeigt ist. Wenn der Schraubenanzugsvorgang aus dem in Fig. 13(b) gezeigten Zustand zu dem in Fig. 13(c) gezeigten Zustand fortschreitet, rückt das Ausgangswellenelement 7 in Richtung des festgezogenen Materials 72 um den Abstand M vor, mit dem Ergebnis, daß der nicht greifende Abschnitt der Kupplungsfeder 64 eine axiale Länge P+M aufweist. Wenn die Schraube 25 fest an dem festgezogenen Material 72 befestigt ist, wird das kegelstumpfartige Schubelement 68 in Richtung des festgezogenen Materials 72 durch die Kraft einer Druckfeder 74 verschoben, die zwischen dem Antriebswellenelement 5 und dem Ausgangswellenelement 7 über das kegelstumpfartige Schubelement 68 wirkt. Diese Bewegung des kegelstumpfartigen Schubelements 68 läßt es zu, daß sich die Kugel 62 in die Hülse S1 hinein durch eine auf diese von dem oberen Ende 64a der Kupplungsfeder 64 ausgeübte Kraft radial nach innen zurückzieht. Gleichzeitig mit dieser Rückzugsbewegung der Kugel 62 wird das obere Ende 64a der Kupplungsfeder 64 aus dem verriegelnden Eingriff mit der Kugel 62 freigegeben, woraufhin die Kupplungsfeder 64 aufhört, die Hülsen S1 und S3 zu greifen. Die Kupplungsfeder 64 kehrt durch ihre eigene Nachgiebigkeit sofort in den Ausgangszustand (siehe Fig. 11 und 12), d. h., den Zustand vor dem Beginn des Schraubenanzugsvorgangs, zurück. In diesem Zustand sind das obere Ende 64a der Kupplungsfeder 64 und die Kugel 62 voneinander einen Abstand 84 beabstandet.
Die Kugel 62 wird, wenn sie in dem Antriebswellenelement 5 aufgenommen ist, einer Fliehkraft ausgesetzt, die mit ihrem Eigengewicht in Beziehung steht, während das Antriebswellenelement 5 rotiert. Während das Antriebswellenelement 5 rotiert, wird dementsprechend die Kugel 62 normalerweise durch die Fliehkraft in einen Zustand versetzt, in dem ein Teil der Kugel 62 von der Außenumfangsfläche der Hülse S1 hervorragt. In einem derartigen Zustand, d. h., in dem Zustand, in dem die Kugel 62 teilweise radial von der Hülse S1 nach außen hervorragt, solange das Ausgangswellenelement 7 nicht in Richtung des festgezogenen Materials 72 gedrückt wird, wirkt die Kupplungsfeder 7 niemals derart, daß das Antriebswellenelement 5 gegriffen wird, aufgrund des Abstandes 84, der zwischen dem oberen Ende 64a der Kupplungsfeder 64 und Kugel 62 vorgesehen ist. Somit findet keine Übertragung der Drehkraft vom Antriebswellenelement 5 zum Ausgangswellenelement 7 statt. Wenn das Ausgangswellenelement 7 in Richtung des festgezogenen Materials 72 gedrückt wird, bewegen sich das Ausgangswellenelement 7 und das Antriebswellenelement 5 relativ aufeinander zu. Wenn die axiale Verschiebung des Ausgangswellenelements 7 relativ zum Antriebswellenelement 5 eine axiale Ausdehnung des Abstandes 84 übersteigt, gelangt das obere Ende 64a der Kupplungsfeder 64 mit der Kugel 62 in Eingriff oder wird von dieser gefangen, woraufhin die Kupplungsfeder 64 angezogen wird und dadurch das Antriebswellenelement 5 greift, wodurch eine Übertragung der Drehkraft vom Antriebswellenelement 5 zum Ausgangswellenelement 7 ermöglicht wird.
Während die vorhergehende Übertragung von Drehkraft andauert, findet der Eingriff zwischen der Kugel 62 und dem oberen Ende 64a der Kupplungsfeder 64 auf eine solche Weise statt, daß die zentrale Achse des axial hervorragenden oberen Endes 64a der Kupplungsfeder 64 in einer Richtung radial nach außen von einer Mittellinie der Kugel 62 versetzt ist, die sich parallel zur Achse des Antriebswellenelements 5 erstreckt. Mit diesem Eingriff ist die Kugel 62 in der Lage, von dem oberen Ende der Kupplungsfeder 64a kontinuierlich eine Kraftkomponente zu empfangen, die an einem Kontaktpunkt in einer Richtung radial nach innen wirkt und somit dazu neigt, die Kugel 62 in die Hülse S1 hinein zu bewegen. In dem Fall, daß das Antriebswellenelement 5 mit einer höheren Drehzahl rotiert, wird die Kugel 62 einer größeren Fliehkraft ausgesetzt, die derart in einer Richtung wirken wird, daß der Eingriff zwischen der Kugel 62 und dem oberen Ende der Kupplungsfeder 64a verstärkt oder angezogen wird. Selbst bei einer solchen Drehung mit höher Geschwindigkeit kann jedoch ein Vorgang eines Lösens oder Außereingriffbringens der Kupplung fließend und zuverlässig erreicht werden weil aufgrund einer runden Oberfläche der Kugel 62 das obere Ende 64a der Kupplungsfeder 64 leicht entlang der runden Oberfläche der Kugel 62 nach unten rutscht und sich von der Kugel 62 trennt, sobald die Kugel 62 geringfügig in der Richtung radial nach innen durch das obere Ende der Kupplungsfeder 64a zu Beginn des Kupplungslösevorganges verschoben wird.
Die in Fig. 12 gezeigte sechste Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform von Fig. 1 dadurch, daß die Freilaufkupplung 12 mit dem Ausgangswellenelement 7 als eine Einbaukomponente der letzteren zusammengesetzt ist, da die Innenumfangsfläche der Freilaufkupplung 12 direkt und verschiebbar um einen zylindrischen Abschnitt des Ausgangswellenelements 7 herum eingepaßt ist. Im Gegensatz zu dieser Anordnung ist die Freilaufkupplung 12 bei der in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsform am Ausgangswellenelement 7 über den hohlen zylindrischen Schieber 23 angebracht, der in ein zentrales Loch eingepaßt ist, das durch die Innenumfangsfläche der Freilaufkupplung 12 definiert ist, und weist in seiner Innenumfangsfläche ausgebildet Kerbverzahnungen 17 auf, die in Kämmung mit Kerbverzahnungen 22 an der Führungs welle 21 des Ausgangswellenelements 7 gehalten sind. Die in Fig. 1 gezeigte Anordnung weist einen komplizierteren Aufbau als die in Fig. 12 gezeigte Anordnung auf, jedoch trägt sie zur Verlängerung der Standzeit des Schraubendrehers bei, weil die Verschiebebewegung zwischen dem Ausgangswellenelement 7 und dem Antriebswellenelement 5 fließend mit geringstem Reibungswiderstand vorgenommen werden kann. Eine derart stark fließende Verschiebebewegung verursacht eine entsprechende Verringerung der Kraft oder des Druckes, die von dem Bediener gefordert werden, um das Gehäuse 2 in Richtung des festgezogenen Materials zu drücken. Von diesem Standpunkt aus kann eine bevorzugte Modifikation der in Fig. 12 gezeigten Anordnung einen Schieber, wie den in Fig. 1 gezeigten Schieber 23, umfassen.
Unten wird eine siebte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand von Fig. 14 beschrieben. Mann kann sagen, daß die siebte Ausführungsform dadurch eine Variante der in Fig. 9 gezeigten vierten Ausführungsform ist, daß eine Kupplungsfeder 64 für den Drehantrieb in sowohl der Vorwärts- als auch der Rückwärtsrichtung verwendet wird. Durch die Verwendung der Kupplungsfeder 64 kann die bei der in Fig. 12 gezeigten sechsten Ausführungsform verwendete Freilaufkupplung 12 weggelassen werden. Infolge dieser Weglassung kann ebenfalls das kegelstumpfartige Schubelement 68, das bei der sechsten Ausführungsform von Fig. 12 verwendet wird, weggelassen werden, und ein Ende einer Schraubendruckfeder 74 wirkt direkt auf das obere Ende eines Ausgangswellenelements 7. Als Ersatz für den Verjüngungsabschnitt T3 des weggelassenen kegelstumpfartigen Schubelements 68 ist ein oberer Endabschnitt des Ausgangswellenelements 7 derart mit einem Profil versehen, daß ein Verjüngungsabschnitt T6 bereitgestellt ist. Der Verjüngungsabschnitt T6 kann mit einer Kugel 62 in Eingriff treten, um dieselbe in einer Richtung radial nach außen zu verschieben. Bei der in Fig. 14 gezeigten siebten Ausfüh rungsform sind diejenigen Teile, die gleich denjenigen sind, die bei den jeweils in Fig. 9 und Fig. 12 gezeigten vierten bis sechsten Ausführungsformen angewandt werden oder diesen entsprechen, mit den gleichen oder entsprechenden Bezugszeichen gekennzeichnet.
In Fig. 15 ist eine achte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt, die auch dadurch als eine Variante der zweiten Ausführungsform von Fig. 5 angesehen werden kann, daß eine Vorwärtsdrehungskupplungsfeder 64 und eine Rückwärtsdrehungskupplungsfeder 78 in konzentrischer Beziehung angeordnet sind. Die Vorwärtsdrehungskupplungsfeder 64 ist derart ausgebildet, daß sie angezogen werden kann und dadurch ein Paar gegenübergestellte Hülsen S1 und S3 auf die gleiche Weise wie bei der zuvor beschriebenen sechsten Ausführungsform zum Zweck eines Übertragens von Drehmoment in der Vorwärtsrichtung greifen kann. Die Rückwärtsdrehungskupplungsfeder 78 ist aus einer fest rechts gewickelten Schraubenfeder gebildet, wie es in Fig. 18 gezeigt ist. Die Rückwärtsdrehungskupplungsfeder 78 wird deshalb angezogen und greift dadurch ein weiteres Paar gegenübergestellte Hülsen S2 und S4, während sie in der Rückwärtsrichtung rotiert. Somit wird die Rückwärtsdrehungskupplungsfeder 78 ausschließlich für die Übertragung von Drehmoment in der Rückwärtsrichtung verwendet. Entgegengesetzte Enden der Rückwärtsdrehungskupplungsfeder 78 ragen jeweils in einer Richtung axial nach außen vor. Das untere Ende 78b der Rückwärtsdrehungskupplungsfeder 78 ist permanent in einer axialen Nut 30 in der Hülse S4 des Ausgangswellenelements 7 verriegelt, während das obere Ende 78a durch eine radial bewegbare Kugel 76 verrastet oder gefangen ist, wenn die Kugel 78 teilweise von der Außenumfangsfläche der Hülse S2 des Antriebswellenelements 5 hervorragt.
Das Ausgangswellenelement 7 weist einen Verjüngungsabschnitt T7 auf, der mit der Kugel 76 in Eingriff treten kann, um dieselbe in einer Richtung radial nach außen zu verschieben, und einen Verjüngungsabschnitt T6, der konzentrisch mit dem Verjüngungsabschnitt T7 ist und mit einer Kugel 62 in Eingriff treten kann, um dieselbe in einer Richtung radial nach außen zu verschieben. Obwohl bei der in Fig. 5 gezeigten zweiten Ausführungsform die Vorwärtsdrehungskupplungsfeder 16 außen in bezug auf die Rückwärtsdrehungskupplungsfeder 27 angeordnet ist, ist diese Lagebeziehung zwischen den Vorwärts- und Rückwärtsdrehungskupplungsfedern bei der in Fig. 15 gezeigten achten Ausführungsform umgekehrt. Bei der achten Ausführungsform sind diejenigen Teile, die mit denjenigen bei der zweiten Ausführungsform von Fig. 5 oder bei der sechsten Ausführungsform von Fig. 12 identisch sind oder diesen entsprechen, mit den gleichen oder entsprechenden Bezugszeichen gekennzeichnet, und es ist keine weitere Beschreibung derselben notwendig.
Fig. 16 zeigt im Querschnitt eine neunte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Man kann sagen, daß diese Ausführungsform dadurch eine Variante der in Fig. 15 gezeigten achten Ausführungsform ist, daß eine Vorwärtsdrehungskupplungsfeder 64 und eine Rückwärtsdrehungskupplungsfeder 78 in konzentrischer Beziehung zueinander angeordnet sind. Ein Unterschied gegenüber der achten Ausführungsform ist, daß die Lage eines verriegelten Endes der Rückwärtsdrehungskupplungsfeder 78 in der axialen Richtung der Kupplungsfeder 78 umgekehrt ist. Genauer ist ein oberes Ende 78a der Rückwärtsdrehungskupplungsfeder 78 permanent in einer axialen Nut 80 verriegelt, die in einem Antriebswellenelement 5 gebildet ist, während eine Kugel 82 zum zeitweiligen Verriegeln eines unteren Endes 78b der Rückwärtsdrehungskupplungsfeder 78 radial bewegbar an einer Hülse S4 eines Ausgangswellenelements 7 angebracht ist.
Die Form und Größe der Hülsen S2 und S4 bei der in Fig. 16 gezeigten neunten Ausführungsform stehen in umgekehrter Beziehung mit denjenigen der Hülsen S2 und S4 bei der achten Ausführungsform von Fig. 15. Außerdem gibt es auf der Seite des festgezogenen Materials der Hülse S4 eine zusätzliche Hülse S6, die durch ein geeignetes Mittel mit dem Antriebswellenelement 5 gekoppelt ist und einen Verjüngungsabschnitt T8 aufweist, der mit der Kugel 82 in Eingriff treten kann. Wenn das Antriebswellenelement 5 relativ in Richtung des Ausgangswellenelements 7 verschoben wird, gelangt der Verjüngungsabschnitt T8 in Kontakt mit der Kugel 82 und drückt anschließend die Kugel 82 in die Richtung radial nach außen. In Fig. 16 sind diejenigen Teile, die gleich denjenigen bei der achten Ausführungsform von Fig. 15 sind oder diesen entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, und eine weitere Beschreibung von diesen wird weggelassen. Es ist aus den oben beschriebenen achten und neunten Ausführungsformen zu verstehen, daß das verriegelte oder gesicherte Ende jeder Kupplungsfeder 64, 78 sich entweder auf der Seite des Antriebswellenelements 5 oder alternativ auf der Seite des Ausgangswellenelements 7 befinden kann.
Bei den sechsten bis neunten Ausführungsformen wird eine Kugel dazu verwendet, zeitweilig ein Ende jeder Kupplungsfeder zu verriegeln. Ein derartiges zeitweiliges Verriegelungsmittel, wie es durch die Kugel dargestellt wird, sollte in keinem Fall auf ein kugelförmiges Element begrenzt sein, sondern kann ein im allgemeinen stabähnliches Element umfassen, das in der axialen Richtung bewegbar ist, mit der radialen Richtung der Hülse ausgerichtet ist und einen runden Endabschnitt aufweist, der derart ausgebildet ist, daß er von der Hülse zum verriegelnden Eingriff mit dem einen Kupplungsfederende hervortreten kann. Bei jeder der vorhergehenden Ausführungsformen wird die Übertragung eines Drehmoments erzielt, indem entweder eine gewickelte Kupplungsfeder um die jeweiligen Außenumfangsflächen eines Paares gegenübergestellter Hülsen angezogen wird, oder indem eine gewickelte Kupplungsfeder gelöst wird, und dadurch die Kupplungsfeder gegen die jeweiligen Innenumfangsflächen eines Paares gegenübergestellter Hülsen gedrückt wird. In dem Fall, daß sich die Kupplungsfeder stabil auf die Außenumfangsflächen der Hülsen wickelt und diese greift, sollten die Hülsen keinesfalls auf eine hohle Konstruktion begrenzt sein, sondern können aus einem massiven Zylinder gebildet sein. Dementsprechend wird der Ausdruck "Hülse" hierin in einem übertragenen Sinn verwendet, d. h. um sich allgemein auf zylindrische Elemente zu beziehen, die einen massiven Zylinder umfassen, mit der Ausnahme, wenn das zylindrische Element in Kombination mit einer Kupplungsfeder verwendet wird, die aktiv ist, wenn sie radial ausgedehnt und gegen die Innenumfangsfläche gedrückt wird.
Wie es oben beschrieben ist, umfaßt ein Motorschraubendreher gemäß der vorliegenden Erfindung einen Kupplungsmechanismus, der aus einer Schraubenfeder zusammengesetzt ist, die in der Lage ist, ein Antriebswellenelement und ein Ausgangswellenelement zu verbinden und zu trennen. Wenn die Kupplung in Eingriff steht, greift die Schraubenfeder das Antriebswellenelement und das Ausgangswellenelement, um ein Drehmoment von der Ersteren zur Letzeren zu übertragen. Bei dieser Anordnung kann die Kupplung ohne Anprallstoß oder Erschütterung in Eingriff gebracht werden, und das Betriebsgeräusch und die Anfangsdruckkraft, die von dem Bediener gefordert werden, um den Kupplungseingriffsvorgang einzuleiten, können stark verringert werden. Wenn die Kupplung außer Eingriff gebracht wird, hört die Schraubenfeder auf, die beiden Wellenelemente zu greifen. Deshalb kann der Vorgang des Außereingriffbringens der Kupplung auch fließend und leise ohne begleitenden Anprallstoß oder Erschütterung erzielt werden. Beim Schraubenlösevorgang, nämlich im Rückwärtsdrehungsmodus, kann eine Drehmomentübertragung erzielt werden, indem entweder die Schraubenfeder radial zusammengezogen wird, um die jeweiligen zylindrischen Außenflächen der Antriebs- und Ausgangswellenelemente zu greifen, oder indem die Schraubenfeder radial ausgedehnt wird, um die jeweiligen zylindrischen Innenflächen der Antriebs- und Ausgangswellenelemente zu fangen. Deshalb können die gleichen vorteilhaften Wirkungen, wie sie im Vorwärtsdrehungsmodus erzielt werden, auch im Rückwärtsdrehungsmodus erhalten werden.
Offensichtlich sind verschiedene Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung im Lichte der obigen Lehre möglich. Es ist deshalb einzusehen, daß die Erfindung innerhalb des Schutzbereiches der Erfindung, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, auf andere Weise als speziell beschrieben in die Praxis umgesetzt werden kann.

Claims

1. Motorschraubendreher von der Art mit einem Antriebswellenelement (5), um eine Kraft von einer Antriebseinheit (4) zu übertragen; einem axial beweglich gestützten Ausgangswellenelement (7), das ein Bit (15) hält; und einer Druckfeder (24; 74), die das Ausgangswellenelement (7) und das Antriebswellenelement (5) voneinander weg drängt; gekennzeichnet durch eine gewickelte Kupplungsfeder (16; 33; 41; 64), die koaxial mit dem Antriebswellenelement (5) und dem Ausgangswellenelement (7) ist und sich spiralförmig über und entlang jeweiliger zylindrischer Oberflächen (10, 19; 31, 39; 43, 46; 43, 50) des Antriebswellenelements (5) und des Ausgangswellenelements (7) erstreckt, wobei die Kupplungsfeder (16; 33; 41; 64) einen Teil (16b; 33a; 41a; 64a) aufweist, der fest an einem (7 oder 5) von dem Ausgangswellenelement (7) und dem Antriebswellenelement (5) befestigt ist; durch ein Mittel (8; 35; 48; 62), das auf dem anderen (5 oder 7) von dem Ausgangswellenelement (7) und dem Antriebswellenelement (5) vorgesehen ist, um einen zweiten Teil (16a; 33b; 41b; 64b) der Kupplungsfeder (16; 33; 41; 64) in Ansprechen auf die axiale Verschiebung des Ausgangswellenelements (7) zu verriegeln; und ein Mittel (3, 24), um die Übertragung einer Rotationskraft von dem Antriebswellenelement (5) zu dem Ausgangswellenelement (7) gemäß einer vorbestimmten axialen Verschiebung des Ausgangswellenelements (7) relativ zu dem Antriebswellenelement (5) zu unterbrechen.

2. Motorschraubendreher nach Anspruch 1, wobei das Antriebswellenelement (5) und das Ausgangswellenelement (7) jeweilige Teile (S1, S3) aufweisen, die mindestens dann koaxial miteinander und aneinander befestigt sind, wenn die Rotationskraft von dem Antriebswellenelement (5) zu dem Ausgangswellenelement (7) übertragen wird.

3. Motorschraubendreher nach Anspruch 1 oder 2, wobei mindestens eine (10; 39) von den jeweiligen zylindrischen Oberflächen (10, 19; 31, 39) des Antriebswellenelements (5) und des Ausgangswellenelements (7) einen Außendurchmesser aufweist, der kleiner als der Innendurchmesser der gewickelten Kupplungsfeder (16; 33) ist.

4. Motorschraubendreher nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, wobei das Mittel (8), um den zweiten Teil (16a) der Kupplungsfeder (16) in Ansprechen auf die axiale Verschiebung des Ausgangswellenelements (7) zu verriegeln, einen Schuh (8) umfaßt, der auf dem anderen Wellenelement (5 oder 7) vorgesehen ist und eine Innenfläche (8a) mit einer komplementären Kontur zur Form eines Teils einer Außenumfangsfläche eines Konus aufweist.

5. Motorschraubendreher nach Anspruch 4, wobei die Innenfläche (8a) des Schuhs (8) sich in bezug auf eine zentrale Achse des Antriebswellenelements (5) unter einem Winkel im Bereich von 5 bis 70 Grad neigt.

6. Motorschraubendreher nach Anspruch 5, wobei eines von dem Antriebswellenelement (5) und dem Ausgangswellenelement (7) mit einer Freilaufkupplung (12) versehen ist, die wirkt, während die Antriebswelle (5) in die Rückwärtsrichtung rotiert, um das Bit (15) in der gleichen Richtung zu drehen, und das andere von dem An triebswellenelement (5) und dem Ausgangswellenelement (7) eine Führungswelle (21; 36) aufweist, die an einem Teil der Innenumfangsfläche der Freilaufkupplung (12) gestützt ist.

7. Motorschraubendreher nach Anspruch 6, der ferner einen Schlitten (23) umfaßt, der den Teil der Innenumfangsfläche der Freilaufkupplung (12) und die Führungswelle (21) miteinander verbindet, wobei die Führungswelle (21) und der Schlitten (23) gemeinsam drehbar und relativ zueinander in der axialen Richtung derselben verschiebbar sind.

8. Motorschraubendreher nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 7, der ferner eine gewickelte Rückwärtsdrehungskupplungsfeder (27) umfaßt, die in der entgegengesetzten Richtung der gewickelten Kupplungsfeder (16) gewickelt ist und aktiv ist, während das Antriebswellenelement (5) in die Rückwärtsrichtung rotiert, um das Bit (15) in der gleichen Richtung zu drehen, wobei das Antriebswellenelement (5) und das Ausgangswellenelement (7) ferner jeweilige zylindrische Rückwärtsdrehungflächen (28, 29) umfassen, wobei die Rückwärtsdrehungskupplungsfeder (27) sich spiralförmig über und entlang der jeweiligen zylindrischen Rückwärtsdrehungsflächen (28, 29) erstreckt und koaxial mit diesen ist.

9. Motorschraubendreher nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, wobei eines (7) von dem Antriebswellenelement (5) und dem Ausgangswellenelement (7) umfaßt: eine Führungswelle (36), und ein Kraftübertragungselement (37), das gemeinsam mit der Führungswelle (36) drehbar und relativ zu der Führungswelle (36) in der axialen Richtung derselben verschiebbar ist, um die Rotationskraft zu dem Ausgangswellenelement (7) über die Kupplungsfeder (33) zu übertragen, wobei das Kraftübertragungselement (37) eine zylindrische Oberfläche (39) aufweist, die die zylindrische Oberfläche des einen Wellenelements (7 oder 5) bildet, und wobei die Kupplungsfeder (33) sich über und entlang der zylindrischen Oberfläche (39) des Kraftübertragungselements (37) und der zylindrischen Oberfläche (31) des anderen Wellenelements (5 oder 7) erstreckt und koaxial mit diesen ist.

10. Motorschraubendreher nach Anspruch 9, wobei das Mittel (35), um den zweiten Teil (33b) der Kupplungsfeder (33) zu verriegeln, auf dem Ausgangswellenelement (7) angeordnet ist, und wobei der Schraubendreher ferner ein Gehäuse (2) umfaßt, in dem das Antriebswellenelement (5), das Ausgangswellenelement (7), die Druckfeder (24) und die Kupplungsfeder (33) aufgenommen sind, wobei das Gehäuse (2) einen Anschlag (40) umfaßt, um den Verriegelungseingriff zwischen der Kupplungsfeder (33) und dem Verriegelungsmittel (35) freizugeben.

11. Motorschraubendreher nach Anspruch 9 oder 10, wobei das Kraftübertragungselement (37) von einer Feder (38) in Richtung des anderen Wellenelements (5) oder des Antriebswellenelements (5) gedrängt wird.

12. Motorschraubendreher nach Anspruch 11, wobei eines (5) von dem Antriebswellenelement (5) und dem Ausgangswellenelement (7) mit einer Freilaufkupplung (12) versehen ist, der fest in einer Position angeordnet ist, die sich radial innen in bezug auf die zylindrische Oberfläche (31) des einen Wellenelements (5) befindet, und wobei das Kraftübertragungselement (37) eine Hülse (S5) aufweist, die an einem Teil der Innenumfangsfläche der Freilaufkupplung (12) gestützt ist.

13. Motorschraubendreher nach Anspruch 12, wobei die zylindrische Oberfläche (39) des Kraftübertragungselements (37) und die zylindrische Oberfläche (31) des anderen Wellenelements (5) unterschiedliche Außendurchmesser aufweisen und gemeinsam an ihrer Schnittstelle eine Stufe bilden, wenn sie in der axialen Richtung derselben zusammengebracht werden.

14. Motorschraubendreher nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, wobei das Antriebswellenelement (5) ferner eine zylindrische Innenfläche (44) aufweist, die sich konzentrisch um die zylindrische Oberfläche (43) erstreckt, so daß dazwischen eine ringförmige Nut (42) definiert ist, um darin einen Endteil der gewickelten Kupplungsfeder (41) mit einem geringfügigen Zwischenraum zwischen diesen aufzunehmen, und wobei das Ausgangswellenelement (7) ferner eine zylindrische Innenfläche (47) aufweist, die sich um die zylindrische Oberfläche (46; 50) herum erstreckt, so daß dazwischen eine ringförmige Nut (53) definiert ist, um den anderen Endteil der gewickelten Kupplungsfeder (41) mit einem geringfügigen Zwischenraum zwischen diesen aufzunehmen, wodurch, während das Antriebswellenelement (5) in eine Richtung rotiert, bewirkt wird, daß sich die gewickelte Kupplungsfeder (41) radial zusammenzieht und dadurch die zylindrischen Oberflächen (43, 46; 43, 50) des Antriebswellenelements (5) und des Ausgangswellenelements (7) greift, um die Übertragung der Rotationskraft vorzunehmen, und, während das Antriebswellenelement (5) in die entgegengesetzte Richtung rotiert, bewirkt wird, daß die gewickelte Kupplungsfeder (41) sich radial erweitert und dadurch die zylindrischen Innenflächen (44, 47) des Antriebswellenelements (5) und des Ausgangswellenelements (7) fängt, um die Übertragung der Rotationskraft vorzunehmen.

15. Motorschraubendreher nach Anspruch 14, wobei eines (7 oder 5) von dem Antriebswellenelement (5) und dem Ausgangswellenelement (7) eine Führungswelle (36) umfaßt, und eine Hülse (49) gemeinsam mit der Führungswelle (36) drehbar und relativ zu der Führungswelle (36) in der axialen Richtung derselben verschiebbar ist, wobei die Hülse (49) eine Außenumfangsfläche aufweist, die die zylindrische Oberfläche (50) des einen Wellenelements (5 oder 7) bildet.

16. Motorschraubendreher nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, wobei das andere Wellenelement (5 oder 7) eine zylindrische Hülse (S1) umfaßt, die eine Außenumfangsfläche aufweist, die die zylindrische Oberfläche des anderen Wellenelements (10 oder 19) bildet, und ein radiales Durchgangsloch (66), das sich an einem Ende zu der Außenumfangsfläche der Hülse (S1) öffnet, und wobei das Mittel, um den zweiten Teil (64a) der gewickelten Kupplungsfeder (64) gemäß der axialen Verschiebung des Ausgangswellenelements (7) zu verriegeln, besteht aus einer Kugel (62), die beweglich in dem radialen Durchgangsloch (66) aufgenommen ist und teilweise von der Außenumfangsfläche der Hülse (S1) hervortreten kann, und einem Mittel (T5; T6), um die Kugel (62) dazu zu zwingen, von der Außenumfangsfläche der Hülse (51) gemäß der axialen Verschiebung des Ausgangswellenelements (7) hervorzutreten.

17. Motorschraubendreher nach Anspruch 16, wobei, während die Rotationskraft von dem Antriebswellenelement (5) nicht zu dem Ausgangswellenelement (7) übertragen wird, der zweite Teil (64a) der gewickelten Kupplungsfeder (64) von der Kugel (62) in der axialen Richtung mit einem Abstand (84) getrennt wird, der zwischen diesen vorgesehen ist.

18. Motorschraubendreher von der Art mit einer Antriebseinheit (4); einem Antriebswellenelement (5), das derart ausgebildet ist, daß es durch die Antriebseinheit (4) gedreht wird; einem Ausgangswellenelement (7), das ein Bit halten kann und um seine eigene Achse herum drehbar und in der axialen Richtung gemäß einer Schraubenanzugstiefe bewegbar ist; einer Druckfeder (24; 74), die das Ausgangswellenelement (7) und das Antriebswellenelement (5) voneinander weg drängt; einem Kupplungsmittel (16; 33; 41; 64), um die Übertragung einer Rotationskraft von dem Antriebswellenelement (5) zu dem Ausgangswellenelement (7) freizugeben und zu unterbrechen; und einem Gehäuse (2), das die Antriebseinheit (4), das Antriebswellenelement (5), das Ausgangswellenelement (7), die Druckfeder (24; 74) und das Kupplungsmittel (16; 33; 41; 64) enthält, wobei das Antriebswellenelement (5) und das Ausgangswellenelement (7) miteinander koaxial sind; dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebswellenelement (5) und das Ausgangswellenelement (7) jeweilige Hülsen (S1, S3; 49) aufweisen; daß das Kupplungsmittel (16; 33; 41; 64) umfaßt: eine Schraubenfeder (16; 33; 41; 64), die mit jeweiligen Außenumfangsflächen (10, 19; 31, 39; 43, 46; 43, 50) der Hülsen (S1, S3; 49) des Antriebswellenelements (5) und des Ausgangswellenelements (7) in Eingriff treten kann, ein Mittel (18; 45), um ein Ende (16b; 33a; 41a; 64b) der Schraubenfeder (16; 33; 41; 64) fest an einem (7 oder 5) von dem Antriebswellenelement (5) und dem Ausgangswellenelement (7) zu befestigen, und ein Verriegelungsmittel (8; 35; 48; 62), um das andere Ende (16a; 33b; 41b; 64a) der Schraubenfeder (16; 33; 41; 64) an dem anderen (5 oder 7) von dem Antriebswellenelement (5) und dem Ausgangswellenelement (7) zu verriegeln, wenn sich das Antriebswellenelement (5) dem Ausgangswellenelement (7) gegen die Kraft der Druckfeder (24; 74) nähert, während das Gehäuse (2) in Richtung eines Materials (72) geschoben wird, in dem eine Schraube (25) festgezogen wird; und daß Mittel (3, 24) vorgesehen sind, um die Übertragung einer Rotationskraft von dem Antriebswellenelement (5) zu dem Ausgangswellenelement (7) gemäß einer vorbestimmten axialen Verschiebung des Ausgangswellenelements (7) relativ zu dem Antriebswellenelement (5) zu unterbrechen.

19. Motorschraubendreher nach Anspruch 18, wobei das Antriebswellenelement (5) und das Ausgangswellenelement (7) je eine zweite Hülse (S2, S4) umfassen, die sich um eine entsprechende (S1 oder S3) der Hülsen (S1, S3) erstreckt und konzentrisch mit diesen ist, und wobei die Schraubenfeder (64) jeweilige Außenumfangsflächen der Hülsen (S1, S3) des Antriebswellenelements (5) und des Ausgangswellenelements (7) greift, während die Antriebswelle (5) in der Vorwärtsrichtung rotiert, und in Druckkontakt mit jeweiligen Innenumfangsflächen der zweiten Hülsen (S2, S4) des Antriebswellenelements (5) und des Ausgangswellenelements (7) gezwungen wird, während das Antriebswellenelement (5) in der Rückwärtsrichtung rotiert.

20. Motorschraubendreher nach Anspruch 19, wobei das Verriegelungsmittel (66, 62, 68) umfaßt: ein radiales Durchgangsloch (66), das in der Hülse (S1 oder S3) des anderen Wellenelements (5 oder 7) gebildet ist, eine Kugel (62), die beweglich in dem radialen Durchgangsloch (66) aufgenommen ist und teilweise von der Außenumfangsfläche der Hülse (S1 oder S3) hervortreten kann, und ein Mittel (T5; T6), um die Kugel (62) dazu zu zwingen, von der Außenumfangsfläche der Hülse (S1 oder S3) in Ansprechen auf die aale Bewegung des Ausgangswellenelements (7) hervorzutreten.

21. Motorschraubendreher nach Anspruch 20, wobei, während die Rotationskraft nicht von dem Antriebswellenelement (5) zu dem Ausgangswellenelement (7) übertragen wird, das andere Ende (64a) der Schraubenfeder (64) von der Kugel (62) in der axialen Richtung mit einem Abstand (84) getrennt ist, der zwischen diesen vorgesehen ist.

22. Motorschraubendreher nach Anspruch 20 oder 21, wobei das Mittel (T5), um die Kugel (62) dazu zu zwingen, von der Außenumfangsfläche der Hülse hervorzutreten (S1 oder S3) ein Schubelement (68) mit einem verjüngten Teil (T5) umfaßt, der mit der Kugel (62) in Eingriff treten kann, um dieselbe aus der Hülse (S1 oder S3) herauszudrücken, während sich das Ausgangswellenelement (7) in Richtung des Antriebswellenelements (5) bewegt.

23. Motorschraubendreher nach Anspruch 22, der ferner ein Anschlagmittel (3) umfaßt, das relativ zu dem Gehäuse (2) in der axialen Richtung bewegbar ist und mit dem Material (72) in Eingriff treten kann, an dem die Schraube (25) festgezogen wird, wobei das Schubelement (68) derart angeordnet ist, daß, wenn das Anschlagmittel (3) an dem Material (72) anschlägt, an dem die Schraube (25) festgezogen wird, das Schubelement (68) in einer Richtung von dem Antriebswellenelement (5) weg durch die Kraft der Druckfeder (74) verschoben wird.

24. Motorschraubendreher nach Anspruch 18, wobei das Antriebswellenelement (5) und das Ausgangswellenelement (7) je umfassen: eine zweite Hülse (S2, S4), die konzentrisch mit einer entsprechenden (S1 oder S3) der Hülsen (S1, S3) ist, und wobei das Kupplungsmittel (27, 30, 26; 78, 30, 76) eine zweite Schraubenfeder (27; 78) umfaßt, die in der entgegengesetzten Richtung der Schraubenfeder (16; 64) gewickelt ist und mit jeweiligen Außenumfangsflächen der zweiten Hülsen (S2, S4) des Antriebswellenelements (5) und des Ausgangswellenelements (7) in Eingriff treten kann, ein zweites Mittel (30; 30; 80), um ein Ende (27b; 78b; 78a) der zweiten Schraubenfeder (27; 78) fest an einem (5 oder 7) von dem Antriebswellenelement (5) und dem Ausgangswellenelement (7) zu befestigen, und ein zweites Verriegelungsmittel (26; 76; 82), um das andere Ende (27a; 78a; 78b) der zweiten Schraubenfeder (27; 78) an dem anderen (7 oder 5) von dem Antriebswellenelement (5) und dem Ausgangswellenelement (7) zu befestigen, wenn das Antriebswellenelement (5) sich dem Ausgangswellenelement (7) gegen die Kraft der Druckfeder (24; 74) relativ nähert, während das Gehäuse (2) in Richtung einem Material (72) gedrückt wird, an dem eine Schraube (25) festgezogen wird.

25. Motorschraubendreher nach Anspruch 18 oder 24, wobei jedes von dem Verriegelungsmittel (62) und dem zweiten Verriegelungsmittel (76; 82) umfaßt: ein radiales Durchgangsloch (66), das in einer entsprechenden der Hülse (S1 oder S3) und der zweiten Hülse (52 oder 54) des anderen Wellenelements (5 oder 7) gebildet ist, eine Kugel (62; 76; 82), die beweglich in dem radialen Durchgangsloch (66) aufgenommen ist und teilweise von der Außenumfangsfläche der entsprechenden Hülse (S1-S4) hervortreten kann, und ein Mittel (T5- T8), um die Kugel (62; 76; 82) dazu zu zwingen, von der Außenumfangsfläche der entsprechenden Hülse (S1-S4) in Ansprechen auf die axiale Bewegung des Ausgangswellenelements (7) hervorzutreten.

26. Motorschraubendreher nach Anspruch 25, wobei, während die Rotationskraft von dem Antriebswellenelement (5) nicht zum dem Ausgangswellenelement (7) übertragen wird, das andere Ende (64a; 78a; 78b) einer jeden von der Schraubenfeder (64) und der zweiten Schraubenfeder (78) von der Kugel (62; 76; 82) in der axialen Richtung mit einem Abstand (84) getrennt wird, der zwischen diesen vorgesehen ist.

27. Motorschraubendreher nach Anspruch 25 oder 26, wobei das Mittel (T5), um die Kugel (62) dazu zu zwingen, von der Außenumfangsfläche der entsprechenden Hülse (S1) hervorzutreten, ein Schubelement (68) mit einem verjüngten Teil (T5) umfaßt, der mit der Kugel (62) in Eingriff treten kann, um dieselbe aus der entsprechenden Hülse (S1) herauszudrücken, wenn das Ausgangswellenelement (7) sich in Richtung des Antriebswellenelements (5) bewegt.

28. Motorschraubendreher nach Anspruch 27, der ferner ein Anschlagmittel (3) umfaßt, das relativ zu dem Gehäuse (2) in der axialen Richtung bewegbar ist und mit dem Material (72) in Eingriff treten kann, an dem die Schraube (25) festgezogen wird, wobei das Schub element (68) derart geordnet ist, daß, wenn Anschlagmittel (3) an dem Material (72) anschlägt, an dem die Schraube (25) festgezogen wird, das Schubelement (68) in einer Richtung von dem Antriebswellenelement (5) weg durch die Kraft der Druckfeder (74) verschoben wird.

29. Kupplungsmechanismus mit:

einem Antriebswellenelement (5), das durch eine Antriebseinheit (4) drehbar ist und eine erste zylindrische Hülse (S1; S2) aufweist;

einem Ausgangswellenelement (7), das koaxial mit dem Antriebswellenelement (5) ist, um seine eigene Achse herum drehbar ist und eine zweite zylindrische Hülse (S3; S4) aufweist, die im wesentlichen mit der ersten Hülse (S1; S2) ausgerichtet ist;

einer Druckfeder (24; 74);

einer Schraubenfeder (16; 33; 64; 41), die entlang jeweiliger Außenumfangsflächen oder jeweiliger Innenumfangsflächen der ersten und zweiten Hülsen (S1, S3; S2, S4) angeordnet ist und ein Ende (16b; 33a; 64b; 41a) aufweist, das an einem von dem Antriebswellenelement (5) und dem Ausgangswellenelement (7) befestigt ist; und einem Verriegelungsmittel (8; 35; 48; 62), um das andere Ende (16a; 33b; 41b; 64a) der Schraubenfeder (16; 33; 41; 62) an der anderen der ersten und zweiten Hülsen (S1, S3; S2, S4) zeitweilig zu verriegeln, wodurch bewirkt wird, daß die Schraubenfeder (16; 33; 64; 41) sich gemäß der Drehrichtung des Antriebswellenelements (5) radial zusammenzieht oder erweitert, um die Außenumfangsfläche der Innenumfangsflächen der ersten und zweiten Hülsen (S1, S3; S2, S4) des Antriebswellenelements (5) und des Ausgangswellenelements (7) zu fangen und somit eine Rotationskraft von dem Antriebswellenelement (5) zu dem Ausgangswellenelement (7) zu übertragen, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangswellenelement (7) in der axialen Richtung in Richtung zu und weg von dem Antriebswellenelement (5) bewegbar ist; die Druckfeder (24; 74) das Antriebswellenelement (5) und das Ausgangswellenelement (7) voneinander weg drängt; der Verriegelungsvorgang von dem Verriegelungsmittel (8; 35; 48; 62) bewirkt wird, wenn der Abstand zwischen dem Antriebswellenelement (5) und dem Ausgangswellenelement (7) unter einen vorbestimmten Wert abfällt, wenn das Ausgangselement (7) in Richtung dem Antriebswellenelement (5) gegen die Kraft der Druckfeder (24; 74) verschoben wird; und daß Mittel (3, 24) vorgesehen sind, um die Übertragung einer Rotationskraft von dem Antriebswellenelement (5) zu dem Ausgangswellenelement (7) gemäß einer vorbestimmten axialen Verschiebung des Ausgangswellenelements (7) relativ zu dem Antriebswellenelement (5) zu unterbrechen.

30. Kupplungsmechanismus nach Anspruch 29, der ferner ein Mittel (40) umfaßt, um den Verriegelungseingriff zwischen dem anderen Ende (33b) der Schraubenfeder (33) und dem Verriegelungsmittel (48) freizugeben, wenn das Ausgangswellenelement (7) von dem Antriebswellenelement (5) weg um einen vorbestimmten Abstand verschoben wird.