[0001] Die Erfindung betrifft ein Handgerät, wie Schraubgerät; mit einem Gehäuse, einem
im Gehäuse angeordneten Motor, einem vom Motor angetriebenen, axial festen Antriebsritzel
einer im Gehäuse gelagerten, gegen die Kraft einer Feder gegenüber dem Antriebsritzel
axial versetzbaren Spindel und einem Kupplungselement zwischen dem Antriebsritzel
und der Spindel.
[0002] Zum oberflächenbündigen Eindrehen von Schrauben werden elektrisch betriebene Schraubgeräte
mit einer Trennkupplung verwendet, die zwischen einer Spindel und einem Antriebsritzel
angeordnet ist. Die Trennkupplung ermöglicht nach dem Erreichen der gewünschten Eindrehtiefe
ein automatisches, geräusch- und verschleissfreies Abkuppeln der Spindel vom Antriebsritzel.
[0003] Aus der EU-PS 0 195 853 ist ein Schraubgerät mit einer Kupplung bekannt, die ein
von einem Motor angetriebenes erstes Kupplungsteil, ein im Gehäuse des Schraubgerätes
drehbar gelagertes, axial versetzbares zweites Kupplungsteil und ein in Umfangsrichtung
begrenzt verdrehbares und axial gegen die Kraft einer Feder versetzbares drittes Kupplungsteil
aufweist. Das erste Kupplungsteil wird gebildet von einem Antriebsritzel mit in Setzrichtung
vorstehenden Nockenkörpem. Das zweite Kupplungsteil wird gebildet von einer Spindel
mit entgegen der Setzrichtung vorstehenden Nockenkörpem und das dritte Kupplungsteil
wird gebildet von einem Kupplungselement, das auf beiden Stimseiten mit Nockenkörpem
versehen ist.
[0004] Beim Andrücken des Schraubgerätes wird die Spindel unter Zwischenlage des Kupplungselementes
gegen die Kraft der Feder axial versetzt, so dass alle Nockenkörper formschlüssig
ineinandergreifen. Beim Übertragen eines Drehmomentes von dem Antriebsritzel auf die
Spindel, wird das Kupplungselement gegenüber der Spindel verdreht und axial versetzt.
Diese Lage des Kupplungselementes gegenüber der Spindel bleibt erhalten, bis die Spindel
nach einem erfolgten Eindrehvorgang in Setzrichtung verschoben wird, bis die formschlüssige
Verbindung zwischen den Nockenkörpem des Antriebsritzels und des Kupplungselementes
aufgehoben wird.
[0005] Diese bekannte Kupplung ist nur mit grossem Aufwand herstellbar, wobei auch die grossen
Nockenkörper, sowie das hohe Eigengewicht sich negativ auf das Gesamtgewicht des Schraubgerätes
auswirken, so dass sich frühe Ermüdungserscheinungen beim Arbeiten mit diesem Schraubgerät
einstellen. Ausserdem unterliegt dieses bekannte Gerät einem grossen Verschleiss.
[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kupplung für ein Handgerät zu schaffen,
die wirtschaftlich herstellbar ist und sich durch ein geringes Gewicht sowie einen
geringen Verschleiss auszeichnet.
[0007] Erfindungsgemäss wird die Aufgabe gelöst, indem das Kupplungselement in einer radial
verlaufenden Durchtrittsöffnung des Antriebsritzels mittels eines Betätigungselementes
radial verschiebbar ist und in radial eingeschobener Stellung mit wenigstens einer
Anschlagfläche der Spindel zusammenwirkt und dass die Spindel zur axialen Verschiebung
des Betätigungelementes Anschläge aufweist.
[0008] Die erfindungsgemässe Kupplung ist wirtschaftlich herstellbar, da sämtliche Einzelteile
einfach sind in ihrem Aufbau, ein geringes Gewicht aufweisen, und sich dadurch positiv
auf das Gesamtgewicht des Handgerätes auswirken. Die auf der Spindel angeordneten
Anschläge ermöglichen eine Verschiebung des Betätigungselementes.
[0009] Vorteilhafterweise ist das Kupplungselement eine Kugel. Die erfindungsgemässe Ausgestaltung
des Kupplungselementes als Kugel ermöglicht eine wirtschaftliche Herstellung des Handgerätes,
da es sich bei der Kugel um einen handelsüblichen Artikel handelt, der zugekauft werden
kann, wobei die Kugel in der Durchtrittsöffnung des Antriebsritzels geführt ist und
die mit der Kugel zusammenwirkende Anschlagfläche direkt an der Spindel und dem Antriebsritzel
angebracht werden kann. Ein weiterer Vorteil ist die geringe Baugrösse des Kupplungselementes
und dessen geringes Gewicht, das sich auf das Gesamtgewicht des Handgerätes positiv
auswirkt.
[0010] Vorzugsweise ist der in Setzrichtung weisende Anschlag ein Federelement, dessen Federkraft
höchstens der Federkraft der Feder entspricht. Damit bietet sich eine einfache Bauweise
indem die Betätigungshülse in Setzrichtung axial vor dem Kupplungselement angeordnet
ist, so dass unter Überwindung der Federkraft des Federelementes das Kupplungselement
eingeschoben und bei Entspannung automatisch ausgerückt wird.
[0011] Eine axiale Festlegung des Betätigungselementes gegenüber dem Antriebsritzel wird
zweckrnässigerweise von einem entgegen der Setzrichtung weisenden Anschlag erreicht,
der von einem Rastelement gebildet wird.
[0012] Damit eine axiale Festlegung des Betätigungselementes gegenüber dem Antriebsritzel
erreicht werden kann, ist vozugsweise ein mit der Spindel zusammenwirkendes Halteelement
zur Halterung des Rastelementes in dessen verrasteter Stellung vorgesehen.
[0013] Eine automatische, axiale Festlegung des Betätigungselementes an dem Antriebsritzel
wird erreicht, indem vorteilhafterweise das Halteelement vom Federelement beaufschlagt
ist. Zu diesem Zweck stützt sich die Spindel am Federelement ab und setzt dies bei
deren Axialverschiebung unter Vorspannung.
[0014] Eine einfache, axiale Festlegung des Betätigungselementes an dem Antriebsritzel wird
vorzugsweise mit einem Rastelement erreicht, das von einer radial verschiebbaren,
mit einer Schulter der Betätigungshülse zusammenwirkenden Rastkugel gebildet wird.
[0015] Vorteilhafterweise wirkt das Halteelement mit einem auf der Spindel angeordneten
Entriegelungselement zusammen. Auf diese Weise wird eine Versetzung des Halteelementes
und eine Entriegelung des Rastelementes erreicht, wenn sich die Spindel gegenüber
dem Gehäuse bzw. gegenüber dem Tiefenanschlag in Setzrichtung verschiebt.
[0016] Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen, die ein Ausführungsbeispiel wiedergeben,
näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- ein erfindungsgemässes, schematisch dargestelltes Handgerät,
- Fig. 2
- ein Teil des Handgerätes gemäss Fig.1, in vergrösserter und geschnittener Darstellung,
voll ausgekuppelt,
- Fig. 3
- ein Teil des Handgerätes gemäss Fig. 1, in vergrösserter und geschnittener Darstellung,
voll eingekuppelt,
- Fig. 4
- ein Teil des Handgerätes gemäss Fig. 1, in vergrösserter und geschnittener Darstellung,
kurz vor dem Auskuppeln.
[0017] Das in Fig. 1 dargestellte Schraubgerät weist ein Gehäuse 1, einen Handgriff 16 mit
Betätigungsschaiter 17 für einen elektrischen Motor 2, einen verstellbaren Tiefenanschlag
18 und eine gegen die Kraft einer Feder 4 axial versetzbare Spindel 5 auf.
[0018] Wie die Fig. 2 bis 4 zeigen, ist in dem Gehäuse 1 ein Motor 2, ein vom Motor 2 angetriebenes
Antriebsritzel 3, ein Kupplungselement 6 in Form einer Kugel, ein Betätigungselement
8, ein Rastelement 15 in Form einer Kugel, ein Halteelement 14 mit einem Anschlag
11, ein Federelement 12 zwischen dem Halteelement 14 und dem Betätigungselement 8,
ein Federteller 19, eine Feder 4 zwischen dem Federteller 19 und dem Antriebsritzel
3,eine axial versetzbare Spindel 5 und ein entgegen der Setzrichtung weisender, mit
der Spindel 5 in Verbindung stehender Anschlag 10 angeordnet.
[0019] Das Antriebsritzel 3 ist axial fest angeordnet und frei drehbar auf der Spindel 5
angeordnet. Ein in Setzrichtung abragender, die Spindel 5 umgebender Bund 20 des Antriebsritzels
3 weist eine erste Durchtrittsöffnung 7 und eine zweite Durchtrittöffnung 21 auf.
In der, dem verzahnten Bereich des Antriebsritzels 3 näher liegenden, ersten Durchtrittsöffnung
7 ist das in Form einer Kugel ausgebildete Kupplungselement 6 angeordnet, und mittels
des Betätigungselementes 8 radial versetzbar. Das Kupplungselement 6 ist mit einer
Anschlagfläche 9 in Form einer sich in Längsrichtung der Spindel 5 erstreckenden Längsnut
22 der Spindel 5 in Verbindung bringbar. Auf diese Weise wird eine drehfeste Verbindung
zwischen der Spindel 5 und dem Antriebsritzel 3 erreicht.
[0020] Das Betätigungselement 8 umgibt den Bund 20 des Antriebsritzels 3 und ist gegenüber
diesem teleskopartig versetzbar. An der Innenkontur des Betatigungselementes 8 ist
eine Schulter 13 in Form einer umlaufend ausgebildeten Vertiefung angeordnet, die
mit dem Rastelement in Form einer Rastkugel 15 in Verbindung gebracht werden kann.
Das kugelförmige Rastelement ist in der zweiten Durchtrittsöffnung 21 des Bundes 20
des Antriebsritzels 3 angeordnet und mittels eines Halteelementes 14 radlal versetzbar.
[0021] Im Bereich der zweiten Durchtrittsöffnung 21 verjüngt sich die Wandstärke des Bundes
20 zur Aussenkontur des Bundes 20 hin konisch. Das, die Spindel 5 umgebende, gegenüber
der Spindel 5 axial versetzbare Halteelement 14 ist ringförmig ausgebildet und weist
eine schräge Kante 23 auf, die mit der konischen Verjüngung des Bundes 20 derart zusammen
wirkt, dass beim axialen Versetzen des Haltelementes 14 gegenüber dem Bund 20 die
Rastkugel 15 radial versetzt wird.
[0022] Der Federteller 19 umgibt das Betätigungselement 8 teilweise und ist gegenüber diesem
teleskopartig versetzbar. Die zwischen dem Federteller 19 und dem Antriebsritzel 3
angeordnete Feder 4 umgibt das Betätigungselement 8 das in Form einer Hülse mit einem
einseitig teilweise geschlossenen Boden ausgebildet ist.
[0023] Zwischen der als Längsnut 22 ausgebildeten Anschlagfläche 9 der Spindel 5 und dem
entgegen der Setzrichtung weisenden Anschlag 10 weist die Spindel 5 eine umlaufend
ausgebildete Vertiefung 24 auf, die der Aufnahme eines Entriegelungselementes 25 in
Form eines O-Ringes dient.
[0024] Im folgenden wird der Eindrehvorgang einer Schraube in einen Untergrund mit dem erfindungsgemässen
Schraubgerät beschrieben.
[0025] Zum Eindrehen einer Schraube ist die setzrichtungsseitige Stimseite der Spindel 5
mit einem Bit in Verbindung bringbar. Durch Andrücken des Schraubgerätes auf den Untergrund,
wird die Spindel 5 zusammen mit dem Federteller 19 und dem Betätigungselement 8 gegen
die Feder 4 axial verschoben. Die Schraube, der Untergrund und der Bit sind nicht
dargestellt. Das als Kugel ausgebildete Kupplungselement 6 wird dabei vom Betätigungselement
8 radial versetzt, so dass dieses in die an der Spindel 5 angeordnete Längsnut 22
eintaucht. Auf diese Weise sind die Spindel 5 und das Antriebsritzel 3 drehschlüssig
miteinander verbunden.
[0026] Beim axialen Verschieben der Spindel 5 wird femer das ringförmige Halteelement 14
mitbewegt bis es an der Rastkugel 15 anliegt, welches unverlierbar in einer zweiten
Durchtrittsöffnung 21 des in Setzrichtung vom Antriebsritzel 3 abragenden Bundes 20
angeordnet ist. Durch die schräge Kante 23 des Halteelementes 14 wird die Rastkugel
15 mit einer radialen Kraftkomponente beaufschlagt. Sobald die axiale Bewegung des
Betätigungselementes 8 die Endstellung erreicht hat, kommt die auf der Innenkontur
des Betätigungselementes 8 angeordnete Schulter 13 in Form einer umlaufend ausgebildeten
Nut über der Rastkugel 15 zu liegen und das Federelement 12 kann das Haltelement 14
weiter nach rechts und damit die Rastkugel 15 radial nach aussen in die Nut drücken.
Damit ist das Betätigungselement 8 selbsthaltend gegenüber dem Antriebsritzel 3 verriegelt.
[0027] Kurz bevor die Schraube die gewünschte Eindrehtiefe erreicht, kommt der Tiefenanschlag
18 mit dem Untergrund in Berührung und stützt sich an diesem ab. Die Spindel 5 dreht
sich weiter und bewegt sich durch die Kraft der Feder 4 in Setzrichtung. Dabei erfolgt
auch eine Versetzung des Federtellers 19 in Setzrichtung.
[0028] Sobald die Spindel 5 jene Lage erreicht hat, bei der die gewünschte Eindrehtiefe
der Schraube erreicht ist, wird das Entriegelungselement 25 in Form eines O-Ringes
in Setzrichtung gegen das Halteelement 14 verschoben, so dass sich dieses in Setzrichtung
bewegt und die Rastkugel 15 freigibt. Das Entriegelungselement 25 sitzt in einer umlaufend
ausgebildeten Vertiefung 24 der Spindel 5. Das Federelement 12 verschiebt anschliessend
das Betätigungselement 8 in Setzrichtung. Dadurch wird die Kugel 6, die das Antriebsritzel
3 und die Spindel 5 drehfest verbindet, radial versetzt, so dass die drehfeste Verbindung
aufgehoben wird.
1. Handgerät, wie Schraubgerät, mit einem Gehäuse (1), einem im Gehäuse (1) angeordneten
Motor (2), einem vom Motor (2) angetriebenen, axial festen Antriebsritzel (3) einer
im Gehäuse (1) gelagerten, gegen die Kraft einer Feder (4) gegenüber dem Antriebsritzel
(3) axial versetzbaren Spindel (5) und einem Kupplungselement (6) zwischen dem Antriebsritzel
(3) und der Spindel (5), dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungselement (6) in einer radial verlaufenden Durchtrittsöffnung (7)
des Antriebsritzels (3) mittels eines Betätigungselementes (8) radial verschiebbar
ist und in radial eingeschobener Stellung mit wenigstens einer Anschlagfläche (9)
der Spindel (5) zusammenwirkt und dass die Spindel (5) zur axialen Verschiebung des
Betätigungselementes (8) Anschläge (10, 11) aufweist.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungselement (6) eine
Kugel ist.
3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (5) zwei in
axialem Abstand voneinander angeordnete Anschläge (10, 11) aufweist.
4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der in Setzrichtung
weisende Anschlag (11) von einem Federelement (12) gebildet wird, dessen Federkraft
höchstens der Federkraft der Feder (4) entspricht
5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der entgegen
der Setzrichtung weisende Anschlag (10) von einem Rastelement gebildet wird.
6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit der Spindel (5) zusammenwirkendes
Halteelement (14) zur Halterung des Rastelementes in dessen verrasteter Stellung vorgesehen
ist.
7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (14) vom Federelement
(12) beaufschlagt ist.
8. Gerät nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastelement von einer
radial verschiebbaren, mit einer Schulter (13) des Betätigungselementes (8) zusammenwirkenden
Rastkugel (15) gebildet wird.
9. Gerät nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement
(14) mit einem auf der Spindel (5) angeordneten Entriegelungselement (25) zusammenwirkt.