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, wobei das Kupplungselement durch das axiale Versetzen der Spindel in einer ersten axialen Richtung gegen die Kraft der Feder mit dem Antriebsritzel in Drehrichtung kuppelbar ist und gegenüber der Spindel derart begrenzt axial verschiebbar und begrenzt verdrehbar ist, dass bei einer Verdrehung des Antriebsritzels das mit dem Antriebsritzel gekuppelte Kupplungselement gegen die Wirkung einer Rückstellkraft relativ zur Spindel begrenzt verdreht wird, wobei die relative Drehung die begrenzte axiale Verschiebung des Kupplungselementes in der ersten axialen Richtung hervorruft.
Zum oberflächenbündigen Eindrehen von Schrauben werden elektrisch betriebene Schraubgeräte mit einer Trennkupplung verwendet, die zwischen einer Spindel und einem Antriebsritzel angeordnet ist. Die Überlastkupplung ermöglicht nach dem Erreichen der gewünschten Eindrehtiefe ein automatisches, geräusch- und verschleissfreies Abkuppeln der Spindel vom Antriebsritzel.
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 bzw. in einer zweiten Richtung vorstehenden Nockenkörpern. Das zweite Kupplungsteil wird gebildet von einer Spindel mit entgegen der Setzrichtung bzw. in einer ersten Richtung vorstehenden Nockenkörpern und das dritte Kupplungsteil wird gebildet von einem Kupplungselement, das auf beiden Stirnseiten mit Nockenkörpern versehen ist.
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 Nockenkörpern des Antriebsritzels und des Kupplungselementes aufgehoben wird.
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.
Die DE-A-3 818 924 offenbart ein kraftbetriebenes Schraubwerkzeug mit einem Gehäuse, einer in dem Gehäuse gelagerten, gegenüber dem Gehäuse entgegen der Setzrichtung gegen die Kraft einer Feder axial versetzbaren Spindel, einem mit einem Motor zusammenwirkenden Antriebsritzel und einem Kupplungselement zwischen dem Antriebsritzel und der Spindel, wobei das Kupplungselement durch das axiale Versetzen der Spindel entgegen der Setzrichtung mit dem Antriebsritzel in Drehrichtung kuppelbar ist und gegenüber der Spindel derart begrenzt axial verschiebbar und begrenzt verdrehbar ist, dass bei einer Verdrehung des Antriebsritzels das mit dem Antriebsritzel gekuppelte Kupplungselement gegen die Wirkung einer Rückstellkraft relativ zur Spindel begrenzt verdreht wird, wobei die relative Drehung die begrenzte axiale Verschiebung des Kupplungselementes entgegen der Setzrichtung hervorruft.
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.
Erfindungsgemäss wird die Aufgabe im eingangsgenannten Handgerät dadurch gelöst, dass das Kupplungselement eine Kugel ist, die mit Anschlagflächen der Spindel zusammenwirkt und durch die axiale Versetzung der Spindel in der ersten axialen Richtung mit Anschlagflächen des Antriebsritzels in Eingriff bringbar ist.
Die erfindungsgemässe Ausgestaltung des Kupplungselementes ermöglicht eine wirtschaftliche Herstellung des Handgerätes da es sich bei der Kugel um einen handelsüblichen Artikel handelt, der zugekauft werden kann und die mit der Kugel zusammenwirkenden Anschlagflächen direkt an der Spindel und dem Antriebsritzel angebracht werden können. Ein weiterer Vorteil ist die geringe Baugrösse des Kupplungselementes und dessen geringes Gewicht, das sich auf das Gesamtgewicht des Handgerätes positiv auswirkt.
Zweckmässigerweise wird die Anschlagfläche des Antriebsritzels von wenigstens einer parallel zur Längserstreckung der Spindel verlaufenden Vertiefung an einer inneren Umfangsfläche des Antriebsritzels gebildet. Aufgrund dieser besonderen Anordnung der Anschlagflächen im Innern des Antriebsritzels kann die axiale Baulänge des Antriebsritzels und somit die Baulänge des Handgerätes klein gehalten werden.
Vorzugsweise wird die Anschlagfläche der Spindel von einer an einer äusseren Umfangsfläche der Spindel angeordneten Nut gebildet, wobei zumindest die in Umfangsrichtung gemessene Erstreckung der Nut die entsprechende Erstreckung des als Kugel ausgebildeten Kupplungselementes übersteigt. Anschlagflächen in Form einer Nut haben den Vorteil, dass sie wirtschaftlich herstellbar sind und die Aussenkontur der Spindel nicht überragen. Aufgrund der besonderen Erstreckung der Nut ist die Spindel gegenüber dem Antriebsritzel im eingekuppelten Zustand begrenzt verdrehbar.
Damit eine axiale Versetzung der Spindel gegenüber dem Antriebsritzel erreicht werden kann, wenn beide Teile zueinander verdreht werden, wird vorzugsweise die entgegen der Setzrichtung weisende Anschlagfläche der Spindel von einer Kante gebildet, die geneigt zu einer senkrecht zur Spindelachse stehenden Ebene verläuft.
Um eine axiale Versetzung der Spindel gegenüber dem Antriebsritzel erreichen zu können, unabhängig davon in welchen Drehrichtungen diese beiden Teile gegeneinander verdreht werden, verläuft vorteilhafterweise die Kante zu den jeweiligen beiden umfangsseitigen Enden der Nut entgegen der Setzrichtung geneigt.
Damit die Funktion der Feder nicht beeinträchtigt wird, ist zweckmässigerweise die Feder zwischen dem als Kugel ausgebildeten Kupplungselement und dem Antriebsritzel angeordnet. Auf diese Weise ist die Feder zwischen Drehteilen angeordnet. Eine Funktionsstörung der Feder ist dann gegeben, wenn sich die Feder zwischen einem Drehteil und einem gegenüber dem Gehäuse drehfest angeordneten Teil befindet. Sobald eine Verdrehung des Drehteiles stattfindet, erfolgt eine Reibung zwischen der Feder und einem der Teile. Durch die Reibkraft entstehen Torsionsbelastungen, die an der Feder angreifen und sich negativ auf die Funktion auswirken.
Damit die Kraft der Feder senkrecht zur Spindelachse auf die Kugel abgegeben und die gesamte Kraft der Feder auf die Kugel übertragen werden kann, ist zweckmässigerweise zwischen der Kugel und der Feder ein auf der Spindel angeordneter, in Längsrichtung der Spindel begrenzt versetzbarer Ring angeordnet. Mit Hilfe dieses Ringes ist es möglich, auch mehrere Kugeln auszurichten, so dass diese gleichzeitig in mehrere Vertiefungen des Antriebsritzels einkuppeln und nach dem erfolgten Einschraubvorgang, beim Abheben des Handgerätes gleichzeitig in ihre Ausgangsstellung versetzt werden.
Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen, die ein Ausführungsbeispiel wiedergeben, näher erläutert. Es zeigen:
Das in Fig. 1 und 2 dargestellte Schraubgerät weist ein Gehäuse 1, einen Handgriff 11 mit Betätigungsschalter 12, einen verstellbaren Tiefenanschlag 13 und eine gegen die Kraft einer Feder 4 axial versetzbare Spindel 5 auf.
Wie die Fig. 2 zeigt, ist in dem Gehäuse 1 ein Motor 2, ein vom Motor 2 angetriebenes Antriebsritzel 3, ein Kupplungselement 6 in Form einer Kugel und die axial versetzbare Spindel 5 angeordnet. Zwischen der Kugel und dem Antriebsritzel 3 ist die Feder 4 und ein an der Kugel anliegender, auf der Spindel 5 angeordneter, in Längsrichtung der Spindel 5 begrenzt versetzbarer Ring 10 angeordnet .
An einer äusseren Umfangsfläche der Spindel 5 befindet sich eine Nut 8, deren in Umfangsrichtung gemessene Erstreckung die entsprechende Erstreckung der Kugel übersteigt. Die Nut 8 weist eine entgegen der Setzrichtung weisende Anschlagfläche in Form einer Kante 9 auf, die geneigt zu einer senkrecht zur Spindelachse stehenden Ebene verläuft. Die Kante 9 verlauft geneigt zu den jeweiligen beiden umfangsseitigen Enden der Nut 8.
An einer inneren Umfangsfläche des Antriebsritzels 3 ist eine der Nut 8 im wesentlichen gegenüberliegende Vertiefung 7 angeordnet, die geneigt zur Längserstreckung der Spindel 5 verläuft. Die Vertiefung 7 weist zwei sich entgegen der Setzrichtung einander nähemde Anschlagkanten 16 auf. Die Nut 8 und die Vertiefung 7 nehmen die Kugel auf und die Nut 8 und/oder die Vertiefung 7 des Antriebsritzels 3 sind derart ausgeführt, dass eine axiale und eine umfängliche Bewegung der Spindel 5 gegenüber dem Antriebsritzel 3 um eine vorgegebene axiale Strecke (S) möglich ist. In radialer Richtung weist die Vertiefung 7 eine konstante Tiefe auf.
Zum Eindrehen einer Schraube 15 ist die setzrichtungsseitige Stimseite der Spindel 5 mit einem Bit 14 in Verbindung bringbar. Über die auf dem Bit 14 aufgesteckte Schraube 15 wird die Spindel 5 durch Andrücken des Schraubgerätes gegen den Untergrund U zusammen mit der Kugel gegen die Feder 4 verschoben. Dabei gelangt die Kugel in die Vertiefung 7 des Antriebsritzels 3, so dass eine drehfeste, formschlüssige Verbindung zwischen der Spindel 5 und dem Antriebsritzel 3 entsteht. Die Feder 4 steht jetzt unter Vorspannung. Beim Betätigen des Schraubgerätes wird die Spindel 5 in Drehung versetzt.
Durch die Versetzung der Kugel in der Nut 8 der Spindel 5 erfolgt eine Versetzung der Spindel 5 gegenüber dem Anstriebsritzel in Umfangsrichtung und in Setzrichtung.
Die Schraube 15 wird unter Nachführen des Schraubgerätes eingedreht, bis der Tiefenanschlag 13 auf dem Untergrund U aufliegt. Anschliessend führt die Feder 4 die Spindel 5 solange nach, bis die über den Tiefenanschlag 13 eingestellte Eindrehtiefe erreicht ist und die Kugel nicht mehr in die Vertiefung 7 eingreift, so dass die drehfeste, formschlüssige Verbindung zwischen der Spindel 5 und dem Antriebsritzel 3 unterbrochen ist. Anschliessend versetzt die Feder 4 einen zwischen der Kugel und der Feder 4 angeordneten, auf der Spindel 5 axial versetzbaren Ring 10 in die Ausgangsstellung. Dabei wird auch die axiale Versetzung und Verdrehung zwischen der Spindel 5 und dem Antriebsritzel 3, die zu Beginn des Eindrehvorganges, beim Zusammenwirken der Kugel mit der Nut 8 der Spindel 5 stattgefunden hat, aufgehoben.
Nach dem Ausschalten und Abheben des Schraubgerätes von dem Untergrund U anschliessend die Spindel 5 versetzt die Feder 4 die Spindel 5 in Ausgangsstellung.