DE60025768T2

DE60025768T2 - Schraubendreher

Info

Publication number: DE60025768T2
Application number: DE60025768T
Authority: DE
Inventors: Katsuhiko łc/o Makita Corporation Anjo-shi Sasaki; Kazunori łc/o Makita Corporation Anjo-shi Tsuge; Yukihiko łc/o Makita Corporation Anjo-shi Yamada
Original assignee: Makita Corp
Current assignee: Makita Corp
Priority date: 1999-03-01
Filing date: 2000-02-29
Publication date: 2006-08-17
Anticipated expiration: 2020-03-01
Also published as: JP2000246657A; EP1033204B1; EP1033204A3; US6536537B1; DE60025768D1; EP1033204A2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Schraubendreher gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ihre Verwendung, und insbesondere auf Schraubendreher, welche eine Spindelleerlaufgeschwindigkeit von etwa 5000 bis 7000 U/min aufweisen, wenn sie keine Schrauben anziehen.
Beschreibung des Stands der Technik
Mit einem Motor betriebene Schraubendreher können dazu verwendet werden, Schrauben an verschiedenartigen Objekten, wie z.B. dekorativen Platten, Gipsplatten, Asbestplatten oder ähnlichen Platten (anschließend einfach bezeichnet als „Platten") für das Innere einer architektonischen Struktur zu befestigen, indem selbstschneidende Schrauben, wie z.B. Holzschrauben, Trockenwandschrauben und texturierte Schrauben (anschließend einfach bezeichnet als „Schrauben") verwendet werden. Wie es in 9 bis 13 gezeigt ist, kann ein Benutzer M einen Schraubendreher T in verschiedenen Positionen benutzen, um eine Schraube an einer Platte zu befestigen. Beispielsweise kann der Benutzer M die Schraube an einer Bodenplatte in einer Position nach unten, wie sie in 9 gezeigt ist, oder in einer Position nach oben, wie sie in 12 gezeigt ist, befestigen. Ferner kann der Benutzer die Schraube auf einer Wandtafel durch Halten des Schraubendrehers T auf dem Niveau des Bauchs des Benutzers befestigen, wie es in 10 gezeigt ist, oder auf dem Niveau der Schulter des Benutzers, wie es in 11 gezeigt ist, oder auf dem Niveau des Kopfes des Benutzers, wie es in 13 gezeigt ist. In 9 bis 13 stellt das Symbol M den Benutzer des Schraubendrehers dar, das Symbol T stellt den Schraubendreher dar, das Symbol F stellt den Boden dar, das Symbol K stellt die Wand dar, und das Symbol J stellt eine Decke dar.
Eine Druckkraft ist erforderlich, um den Schraubendreher in einer Schraubenanzugsrichtung zu drücken, um den Vorgang des Anziehens der Schraube durchzuführen. Die Fähigkeit des Benutzers, eine starke Druckkraft vorzusehen, ist im Allgemeinen verringert, wenn der Benutzer den Schraubendreher auf dem Niveau des Kopfes des Benutzers hält, wie es in 13 gezeigt ist. Ein ähnliches Problem tritt auf, wenn der Benutzer die Schraube in einer Position nach oben, wie es in 12 gezeigt ist, anzieht. Wenn die Druckkraft zum Anziehen der Schraube abgeschwächt ist, nimmt die Last auf den Benutzer zur Verwendung des Schraubendrehers zu, da die Leistung beim Anziehen der Schraube nicht nur von der Rotationsgeschwindigkeit der Spindel des Schraubendrehers sondern auch von der Druckkraft des Schraubendrehers abhängt. Wenn die Spindelrotationsgeschwindigkeit eine Konstante ist, variiert die Leistung für das Anziehen der Schraube somit nur basierend auf der Druckkraft. Bei bekannten Schraubendrehern ist die Standardspindelumdrehungsgeschwindigkeit innerhalb eines Bereichs von 1800 U/min bis 2500 U/min. Bei dem bekannten Schraubendreher ist die Leistung zum Anziehen der Schraube merklich beeinflusst, wenn die Druckkraft verringert ist, und der Benutzer des Schraubendrehers neigt dazu zu ermüden.
Die europäische Patentveröffentlichung Nr. 0 502 748 A1 offenbart einen Schlagschraubenschlüssel, der durch einen Luftmotor angetrieben wird, bei welchem die Rotationsgeschwindigkeit der Hauptspindel ohne Last etwa 6000 U/min beträgt.
Das US-Patent Nr. 4,655,103 offenbart eine Kupplung für Leistungsschraubendreher.
Die europäische Patentveröffentlichung Nr. 0 724 934 A1 offenbart einen Schraubendreher gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und einen zahnlosen Kupplungsmechanismus, der darin verwendet wird, der eine gewundene Kupplungsfeder zum Verbinden eines Antriebsschaftelements mit einem Ausgangsschaftelement enthält. Diese Veröffentlichung offenbart auch, dass laute Hammergeräusche und/oder Aufprallkräfte erzeugt werden, bis die jeweiligen Zähne zum Kämmen gelangt sind, wenn ein gezahntes Zwischenkupplungselement des Leistungsschraubendrehers des US-Patents Nr. 4,655,103 in einen kämmenden Eingriff mit einem gezahnten Kupplungselement der Antriebswelle gebracht wird, wobei sie sich bei hoher Geschwindigkeit, wie z.B. 5000 U/min, unter einem lastfreien Zustand dreht.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Es daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, verbesserte Schraubendreher vorzusehen.
Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gemäß Ansprüchen 1 und 4 gelöst. Zusätzliche Entwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Der Schraubendreher enthält einen Motor, der mit einer Spindel zum Antreiben eines Werkzeugbits verbunden ist. Das Werkzeugbit kann in den Kopf der Schraube eingeführt werden, um die Schraube in ein Objekt, wie z.B. eine Platte, zu treiben. Der Schraubendreher kann vorzugsweise eine Schraube anziehen, die eine Gewindesteigung innerhalb eines Bereichs von 1,3 mm bis 2,0 mm aufweist. Die Spindel dreht sich bei einer Geschwindigkeit innerhalb eines Bereichs von etwa 5000 U/min (Umdrehungen pro Minute) bis etwa 7000 U/min, um die Schraubenantriebsleistung zu erhöhen, wenn der Benutzer beginnt, eine Schraube in ein Objekt zu treiben.
Da sich die Spindel bei einer verhältnismäßig hohen Umdrehungsgeschwindigkeit dreht, kann der Vorgang des Anziehens der Schraube rascher abgeschlossen werden, selbst wenn der Benutzer ermüdet ist. Somit unterstützen bevorzugte Schraubendreher den Benutzer beim einfachen Durchführen von Schraubenbefestigungsvorgängen.
Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind unmittelbar zu verstehen, nachdem die folgende detaillierte Beschreibung zusammen mit den beigefügten Zeichnungen und den Ansprüchen gelesen ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt einen Schraubendreher gemäß einer repräsentativen Ausführungsform der vorliegenden Lehren.
2 zeigt eine detaillierte Struktur eines Schraubendrehers in Teilansicht und zeigt einen Zustand, in dem eine geräuschlose Kupplung nicht in Eingriff ist.
3 zeigt eine detaillierte Struktur eines Schraubendrehers in Teilansicht und zeigt einen Zustand, in dem die geräuschlose Kupplung in Eingriff ist.
4 zeigt eine detaillierte Struktur eines antreibenden Zahnrads und eines Flanschbereichs einer Spindel und zeigt einen Zustand, in dem der Flanschbereich nicht in Eingriff mit dem antreibenden Zahnrad ist.
5 zeigt ein antreibendes Zahnrad und einen Flanschbereich einer Spindel und zeigt einen Zustand, in dem der Flanschbereich in Berührung mit dem antreibenden Zahnrad ist.
6 zeigt ein antreibendes Zahnrad und einen Flanschbereich einer Spindel und zeigt einen Zustand, in dem Kupplungsstifte derart geneigt sind, dass das antreibende Zahnrad und der Flanschbereich miteinander in Eingriff sind.
7 zeigt ein antreibendes Zahnrad und einen Flanschbereich einer Spindel und zeigt einen Zustand kurz bevor der Vorgang des Anziehens der Schrauben abgeschlossen ist und kurz bevor ein Eingriff der Spindel mit dem antreibenden Zahnrad gelöst wird.
8 zeigt ein antreibendes Zahnrad und einen Flanschbereich einer Spindel und zeigt einen Zustand, in dem Kupplungszähne in eine Reihenposition zurückgebracht werden, so dass der Eingriff der Spindel mit dem antreibenden Zahnrad vollständig gelöst ist.
9 zeigt den Vorgang des Anziehens einer Schraube in einer Position nach unten.
10 zeigt den Vorgang des Anziehens einer Schraube durch Halten eines Schraubendrehers am Bauch des Benutzers.
11 zeigt einen Vorgang des Anziehens einer Schraube durch Halten eines Schraubendrehers an den Schultern des Benutzers.
12 zeigt einen Vorgang des Anziehens einer Schraube in einer Position nach oben.
13 zeigt einen Vorgang des Anziehens einer Schraube durch Halten eines Schraubendrehers am Kopf des Benutzers.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Vorzugsweise dreht sich die Spindel eines Leistungsschraubendrehers durch einen Elektromotor innerhalb eines Bereichs von etwa 5000 U/min bis etwa 7000 U/min, wenn die Spindel im Leerlauf ist. Der Leerlaufzustand der Spindel ist als der Zustand des Schraubendrehers definiert, in dem sich die Spindel dreht, wenn sie nicht dazu verwendet wird, eine Schraube in einen Gegenstand zu treiben (d.h. ohne eine Last). Da sich die vorliegende Spindel bei einer höheren Geschwindigkeit als der Geschwindigkeit der bekannten Schraubendreher dreht, kann der Vorgang des Anziehens der Schrauben rascher abgeschlossen werden, wenn der Benutzer Schrauben unter gewöhnlichen Bedingungen anzieht. Ferner kann die Leistung des Anziehens der Schrauben nicht verringert werden, selbst wenn der Benutzer aufgrund von Ermüdung oder einer schwierigen Position nicht so hart gegen die Schraube drücken kann.
Die vorliegenden Schraubendreher werden vorzugsweise mit Schrauben verwendet, die eine Gewindesteigung innerhalb eines metrischen Bereichs von etwa 1,3 mm bis 2,0 mm aufweisen. Am meisten bevorzugt dreht sich die Spindel vorzugsweise bei ungefähr 6000 U/min.
Somit können Schrauben, die eine Gewindesteigung innerhalb eines Bereichs von 1,3 mm bis 2,0 mm aufweisen, höchst bevorzugt durch den repräsentativen Schraubendreher angezogen werden, der eine Spindel aufweist, die sich innerhalb eines Bereichs von etwa 5000 U/min bis zu etwa 7000 U/min oder vorzugsweise etwa bei 6000 U/min dreht. Solche bevorzugten Bedingungen wurden basierend auf experimenteller Analyse bestimmt. Insbesondere lernte man, dass es am meisten komfortabel für den Benutzer ist, seinen Arm in der horizontalen Richtung zu biegen oder zu strecken (während er einen Schraubendreher mit etwa 1,4 kg bei einer Geschwindigkeit innerhalb eines Bereichs von 130 mm/s bis 180 mm/s betrieb), wenn ein durchschnittlicher erwachsener Mann den repräsentativen Schraubendreher verwendet. Unter Berücksichtigung solcher Beuge- und Streckgeschwindigkeiten ist die am meisten bevorzugte Rotationsgeschwindigkeit der Spindel zum Anziehen einer Schraube vorzugsweise etwa 6000 U/min, wenn sie im Leerlauf ist, um eine exzellente Schraubenantriebsleistung vorzusehen. Ferner wird die Schraubenantriebsleistung weiter bei dieser Spindelgeschwindigkeit verbessert, wenn die Schraube eine Gewindesteigung innerhalb eines Bereichs von etwa 1,3 mm bis 2,0 mm aufweist und die Schraube auf einer Platte, wie z.B. der oben identifizierten Platte, befestigt wird.
Ferner kann sich der Schraubendreher entsprechend der Rotation des Antriebsmittels drehen, wenn sich die Spindel rückwärts in Bezug auf die Axialrichtung der Spindel bewegt. Der Schraubendreher enthält eine Kupplung, welche das Drehmoment des Antriebsmittels an die Spindel überträgt. Das „Antriebsmittel" kann eine Antriebswelle enthalten, die mit dem Elektromotor verbunden ist, oder kann die Antriebswelle und andere Teile enthalten, wie z.B. Zahnräder und Wellen, die dazu verwendet werden, die Antriebskraft des Elektromotors an die Kupplung zu übertragen. Innerhalb der Kupplung können die Kupplungszähne der Spindel mit den Kupplungszähnen des Antriebsmittels in Eingriff gelangen, wenn sich die Spindel rückwärts in Bezug auf die Axialrichtung der Spindel bewegt. Bei einer solchen Struktur dreht sich die Spindel entsprechend dem Antriebsmittel, wenn sich die Spindel rückwärts bewegt. Wenn die Kupplungszähne der sich drehenden Spindel mit den Kupplungszähnen des sich drehenden Antriebsmittels in Eingriff gelangen, können sich die Kupplungszähne auf der Spindel und die Kupplungszähne des Antriebsmittels integral drehen. Aus diesem Grund können, selbst wenn die Rotationsgeschwindigkeiten des Antriebsmittels und der Spindel verhältnismäßig hoch sind (etwa 5000 U/min bis zu 7000 U/min), die Kupplungszähne auf beiden Seiten gleichmäßig in Eingriff gebracht werden. Als Ergebnis kann sich die Spindel innerhalb eines Bereichs von etwa 5000 U/min bis zu 7000 U/min drehen, ohne die Dauerhaftigkeit der Kupplung zu verringern.
Repräsentative Beispiele der Erfindung werden nun im Einzelnen unter Verweis auf die Zeichnungen beschrieben, wobei die Beispiele viele zusätzliche Merkmale in Verbindung nutzen. Diese detaillierte Beschreibung soll lediglich einem Fachmann weitere Einzelheiten zum Ausführen von bevorzugten Aspekten der vorliegenden Lehren geben und soll den Rahmen der Erfindung nicht begrenzen. Nur die Ansprüche definieren den Rahmen der beanspruchten Erfindung. Daher müssen Kombination von Merkmalen und Schritten, wie sie in der folgenden detaillierten Beschreibung offenbart sind, nicht unbedingt die Erfindung in dem breitesten Sinn in die Praxis umsetzen und werden stattdessen lediglich dazu gelehrt, speziell einige repräsentative Beispiele der Erfindung zu beschreiben, wobei die detaillierte Beschreibung nun unter Verweis auf die beigefügten Zeichnungen gegeben wird.
1 bis 8 zeigen die detaillierte Struktur einer repräsentativen Ausführungsform. 1 zeigt einen repräsentativen Schraubendreher 1, der einen Hauptkörper 2, einen Handgriffsbereich 3 und einen Nasenbereich 4 aufweist. Ein Hauptschalter 5 als Auslöser ist an einem Basisende des Handgriffbereichs 3 vorgesehen. Wenn der Hauptschalter 5 gezogen wird, wird ein elektrischer Motor 10, der innerhalb des Hauptkörperbereichs 2 vorgesehen ist, betätigt.
2 und 3 zeigen die detaillierte Struktur des Hauptkörpers 2 und des Nasenbereichs 3. Zur Verbesserung der Klarheit zeigen jedoch 2 und 3 nur das vordere Ende des Hauptkörpers 2. Ein Ritzel 10a ist an einer Ausgangswelle des Elektromotors 10 angebracht und ist mit einem antreibenden Zahnrad 11 in Eingriff, das mit einer antreibenden Welle 12 verbunden ist. Ein vorderes Ende der antreibenden Welle 12 (linksseitiger Endbereich in 2 und 3) wird durch eine Spindel 20 gestützt. Ein hinteres Ende der antreibenden Welle 12 (rechtsseitiger Endbereich in 2 und 3) ist durch ein Lager 14 gestützt, so dass die Antriebswelle 12 sich drehen kann und sich die Antriebswelle 12 in einer Axialrichtung der Antriebswelle 12 bewegen kann. Ein Schublager 13 und eine Lagerplatte 15 sind zwischen dem Lager 14 und dem antreibenden Zahnrad 11 vorgesehen. Die Antriebswelle 12 kann sich auch in der Axialrichtung im Bezug auf das Schublager 13 und die Lagerplatte 15 bewegen.
Eine geräuschlose Kupplung CL ist vorzugsweise zwischen dem antreibenden Zahnrad 11 und der Spindel 20 vorgesehen. Die geräuschlose Kupplung CL kann das Drehmoment der Antriebswelle 12 an die Spindel 20 durch Verwendung des Eingriffs der Kupplungszähne übertragen, was später im Einzelnen unten beschrieben wird.
Eine repräsentative detaillierte Struktur der geräuschlosen Kupplung CL ist in 4 bis 8 gezeigt. Kupplungszähne 30 sind auf einer vorderen Endoberfläche des Antriebszahnrades 11 (linke Seitenoberfläche des Antriebszahnrads 11 in den Zeichnungen) unter konstanten Intervallen vorgesehen. Kupplungsstifte 31 sind zwischen den Kupplungszähnen 30 vorgesehen, und jeder Kupplungsstift 31 steht in Richtung auf das vordere Ende vor, so dass jeder Kupplungsstift 31 geneigt werden kann. Jeder Kupplungsstift 31 enthält einen Kopfbereich 31a, der eine näherungsweise halbkugelförmige Gestalt hat, und einen Eingriffsstiftbereich 31b, der von dem Kopfbereich 31a in Richtung auf das vordere Ende vorsteht. Der Kopfbereich 31a ist in ein halbkugelförmiges Aufnahmeloch 11a eingesetzt, das auf einer rückwärtigen Endoberfläche des Antriebszahnrads 11 geformt ist (rechtsseitige Oberfläche des Antriebszahnrades 11 in den Zeichnungen). Ein Eingriffsstiftbereich 31b ist in ein Einführungsloch 11b eingeführt und durchdringt dieses. Ein konkaver Bereich 11c ist auf einer Rückseite des Einführungslochs 11b in der Rotationsrichtung des antreibenden Zahnrads 11 geformt (rechte Seite in 4 bis 8). Der konkave Bereich 11c ermöglicht es, dass der Kupplungsstift 31 in Richtung auf die hintere Seite in der Rotationsrichtung des antreibenden Zahnrads 11 geneigt ist (siehe 6 und 7).
Wie es in 2, 4, 5 und 8 gezeigt ist, berührt, wenn die Eingriffsstiftbereiche 31b nicht geneigt sind, die obere Oberfläche des antreibenden Zahnrads 11 die Lagerplatte 15, da obere Oberflächen der Kopfbereiche 31a positioniert sind, dass sie zur oberen Oberfläche des antreibenden Zahnrads 11 fluchten. Im Gegensatz dazu stehen, wie es in 3, 6 und 7 gezeigt ist, wenn die Eingriffsstiftbereiche 31b geneigt sind, rechteckige Bereiche der Kopfbereiche 31a von der oberen Oberfläche des Antriebszahnrads 11 vor, und die vorspringenden Bereiche berühren die Lagerplatte 15. Somit bewegt sich das antreibende Zahnrad 11 in Richtung auf das vordere Ende (Richtung nach unten in 4 bis 8) mit der Antriebswelle 12. Als Folge wird ein Spalt L zwischen dem Antriebszahnrad 11 und der Lagerplatte 15 geformt.
Gemäß der Darstellung in 2 und 3 steht die vordere Endseite der Antriebswelle 12 von der vorderen Endoberfläche des antreibenden Zahnrads 11 vor. Ein solcher vorspringender vorderer Endbereich 12a ist in ein Stützloch 20b eingesetzt, das im Zentrum der hinteren Endoberfläche der Spindel 20 geformt ist. Somit wird der vorspringende vordere Endbereich 12a durch ein Lager 20c gestützt, das in dem Stützloch 20b montiert ist, so dass der vorstehende vordere Endbereich sich in seiner Axialrichtung drehen und bewegen kann. Eine Feder 23 ist zwischen dem Lager 20c und dem antreibenden Zahnrad 11 vorgesehen, wobei die Feder 23 eine vorbelastende Kraft auf das antreibende Zahnrad 11 und die Antriebswelle 12 ausübt. Als Folge wird das antreibende Zahnrad 11 gegen die Lagerplatte 15 gedrückt. Somit werden die Kupplungsstifte 31 gegen die vorbelastende Kraft der Feder 23 geneigt.
Wenn die Spindel 20 und das antreibende Zahnrad 11 zusammen als Folge der vorbelastenden Kraft der Feder 23 gedreht werden, dreht sich die Spindel 20 in Einklang mit der Rotation des antreibenden Zahnrads 11. Somit ist ein Leerlaufzustand der Spindel 20 erreicht, d.h. die Spindel 20 dreht sich ohne eine Last. Im Gegensatz dazu tritt ein Rutschen zwischen dem Endbereich der Feder 23 und der Endoberfläche des Lagers 20c oder der Seitenoberfläche des antreibenden Zahnrads 11 auf, wenn die Spindel 20 auf einen Anschlag 24 gedrückt wird. Als Folge wird das Drehmoment der Antriebswelle 12 (antreibende Seite) nicht an die Spindel 20 übertragen und die Spindel 20 dreht sich nicht.
Ein Flanschbereich 20a und Kupplungszähne 32 sind auf dem hinteren Endbereich der Spindel 20 geformt. Die Kupplungszähne 32 der Spindel 20 sind auf die Kupplungszähne 30 und die Kupplungsstifte 31 der Antriebswelle 12 gerichtet.
Die Spindel 20 wird durch einen Hauptkörper 2a durch ein Lager 21 gestützt, so dass sich die Spindel 20 drehen kann und ihrer Axialrichtung bewegen kann. Wenn der Flanschbereich 20a der Spindel 20 durch die vorbelastende Kraft der Feder 23 gegen den Anschlag 24 gedrückt wird, der aus Gummi gebildet ist und an dem Hauptkörper 2a montiert ist, wird die Rotation der Spindel 20 durch den Anschlag 24 verhindert und die Leerlaufbewegung der Spindel 20 blockiert.
Wenn sich die Spindel 20 nach hinten (Richtung nach rechts in den Zeichnungen) entsprechend dem Vorgang des Anziehens der Schraube bewegt, trennt sich der Flanschbereich 20a von dem Anschlag 24. Als Folge wird die Rotation der Spindel 20 nicht länger durch den Anschlag 24 blockiert und die Spindel 20 kann sich durch die vorbelastende Kraft der Feder 23 entsprechend der Rotation der Antriebswelle 12 drehen.
Wenn sich die Spindel 20 in ihrer Axialrichtung nach hinten bewegt und der Flanschbereich 20a sich von dem Anschlag 24 trennt, beginnt somit die Spindel 20 sich entsprechend der Rotation der Antriebswelle 12 zu drehen. Wenn sich die Spindel 20 weiter nach hinten bewegt, nehmen die Kupplungszähne 32 der Spindel 20 und die Kupplungszähne 30 der Antriebswelle 12 einander mit der geräuschlosen Kupplung CL in Eingriff. Das bedeutet, dass beide Kupplungszähne 30 und 32 innerhalb der geräuschlosen Kupplung CL miteinander in Eingriff gelangen können, während sich sowohl das antreibende Zahnrad 11 als auch die Spindel 20 drehen.
Ein Werkzeugbitmontageloch 20d zum Einsetzen eines Dreherbits 22 für den Vorgang des Anziehens der Schraube ist im Zentrum der vorderen Oberfläche der Spindel 20 geformt. Eine Stahlkugel 28 ist in dem Werkzeugbitmontageloch 20d vorgesehen. Eine vorbelastende Kraft wird auf die Stahlkugel 28 in einer inneren radialen Richtung durch eine Plattenfeder 27 ausgeübt. Das Dreherbit 22 wird an dem Werkzeugbitmontageloch 20d durch Einsetzen der rückwärtigen Endseite des Dreherbits 22 in das Werkzeugbitmontageloch 20d montiert. Wenn das Dreherbit 22 in das Werkzeugbitmontageloch 20d eingesetzt wird, versetzt sich die Stahlkugel 28 in die Richtung radial nach außen gegen die vorbelastende Kraft der Plattenfeder 27. Wenn das Dreherbit 22 in eine bestimmte Position gedrückt wird, passt die Stahlkugel 28 in eine Eingriffsnut 22a des Dreherbits 22 und somit ist der Vorgang der Montage des Dreherbits 22 abgeschlossen.
Eine Justierhülse 25 ist auf das vordere Ende des Hauptkörpers 2a durch einen Schraubenachsenbereich 2b montiert. Eine Anschlaghülse 26 ist lösbar an dem vorderen Ende der Justierhülse 25 montiert. Das vordere Ende des Dreherbits 22 steht leicht von dem vorderen Ende der Anschlaghülse 26 vor. Eine Position des vorderen Endes der Anschlaghülse 26 (Anschlagoberfläche 26a) im Bezug auf das Dreherbit 22 kann durch Drehen und Bewegen der Justierhülse 25 in ihrer Axialrichtung justiert werden. Somit kann die Tiefe des Anziehens der Schraube justiert werden.
Der repräsentative Schraubendreher 1 wird vorzugsweise wie folgt betrieben. In 4 ist der Schraubendreher 1 noch nicht gedrückt worden und der Flanschbereich 20a der Spindel 20 ist nicht mit dem antreibenden Zahnrad 11 durch die vorbelastende Kraft der Feder 23 in Eingriff. Das bedeutet, der Flanschbereich 20a der Spindel 20 wird gegen den Anschlagring 24 gedrückt und somit kann sich die Spindel 20 nicht drehen. Wenn der Benutzer des Schraubendrehers 1 den Auslöser 5 zieht, wird der Elektromotor 10 betätigt und das antreibende Zahnrad 11 dreht sich (die Rotationsrichtung des antreibenden Zahnrads 11 ist durch einen Pfeil in 4 angezeichnet). In diesem Zustand werden die Kupplungsstifte 31 in den stehenden oder vertikalen Zustand durch die indirekte Wirkung der vorbelastenden Kraft gebracht, die durch die Feder 23 ausgeübt wird. Wenn der Schraubendreher 1 nach unten durch den Benutzer aus diesem Zustand gedrückt wird, trennt sich der Flanschbereich 20a der Spindel 20 von dem Anschlag 24 und die Spindel 20 beginnt sich gemäß der Rotation der Antriebswelle 12 zu drehen.
Wenn sich die Spindel 20 nach hinten durch das Niederdrücken des Schraubendrehers 1 bewegt, während sich die Spindel 20 entsprechend der Antriebswelle 12 dreht, wird der Flanschbereich 20a der Spindel zu dem antreibenden Zahnrad 11 gedrückt, wie es in 5 gezeigt ist. Daher werden die Kupplungszähne 32 auf der Spindel 20 in die Lücken zwischen den Kupplungszähnen 30 und den Kupplungsstiften 31 auf dem antreibenden Zahnrad 11 eingeführt. Gleichzeitig bewegt sich das antreibende Zahnrad 11 in der Rotationsrichtung im Bezug auf den Flanschbereich 20a, wie es in 6 gezeigt ist. Entsprechend bewegen sich die Kupplungszähne 32 auf der Spindel 20 relativ zu der rückwärtigen Seite der Rotationsrichtung (Richtung nach rechts in 5 und 6). Somit werden die Kupplungsstifte 31 unter einem konstanten Winkel zur Rückseite in der Rotationsrichtung geneigt. Als Folge nehmen die Kupplungsstifte 31, die Kupplungszähne 30 und die Kupplungszähne 32 der Spindel 20 einander in Eingriff und die antreibende Kraft des antreibenden Zahnrads 11 wird an die Spindel 20 übertragen, wodurch der Vorgang des Anziehens der Schraube ermöglicht wird.
Gemäß der Darstellung in 2 und 3 bewegt sich der Schraubendreher 1 nach und nach in eine Platte W (in der Richtung nach links in 2 und 3), während die Schraube S nach und nach befestigt wird. Am Abschluss des Vorgangs des Eintreibens der Schraube gelangt die Anschlagoberfläche 26a der Anschlaghülse 26 in Berührung mit der Platte W, wonach nur das Dreherbit 22 und die Spindel 20 sich in der Richtung des Anziehens der Schraube bewegen. Daher wird, wie es in 7 gezeigt ist, die Eingriffstiefe der Kupplungszähne 32 mit den Kupplungsstiften 31 und die Eingriffstiefe der Kupplungszähne 32 mit den Kupplungszähnen 30 nach und nach flacher, und schließlich wird der Eingriff aufgehoben. Somit ist der Vorgang des Anziehens der Schraube abgeschlossen.
Wenn die Kupplungszähne 32 von den Kupplungsstiften 31 freigegeben werden, wie es in 8 gezeigt ist, werden die Kupplungsstifte 31 unmittelbar in die stehende Position durch die vorbelastende Kraft der Feder 32 zurückgebracht. Somit bewegt sich das antreibende Zahnrad 11 um einen Abstand L durch die vorbelastende Kraft der Feder 23 zurück und das antreibende Zahnrad 11 wird gegen das Schublager 12 gedrückt. Als Folge werden die Kupplungszähne 32 von den Kupplungsstiften 31 gelöst und ein Spalt wird zwischen den Kupplungsstiften 31, den Kupplungszähnen 30 und den Kupplungszähnen 32 geformt. Als Folge kann die Kupplung CL geräuschlos im Leerlauf sein.
Bei diesem repräsentativen Schraubendreher 1 kann sich das antreibende Zahnrad 11 innerhalb eines Bereichs von etwa 5000 U/min (Umdrehungen pro Minute) bis zu 7000 U/min drehen. Am meisten bevorzugt kann sich das antreibende Zahnrad 11 bei näherungsweise 6000 U/min drehen. Daher kann sich die Spindel 20 auch innerhalb eines Bereichs von etwa 5000 U/min (Umdrehungen pro Minute) bis zu 7000 U/min drehen, wenn sich die Spindel entsprechend der Rotation der antreibenden Welle 12 dreht. Am meisten bevorzugt dreht sich die Spindel bei ungefähr 6000 U/min. Ferner werden Schrauben, die eine Gewindesteigung innerhalb eines Bereichs von 1,3 mm bis 2,0 mm aufweisen, bevorzugt, jedoch nicht gefordert. Im Bezug auf den repräsentativen Schraubendreher 1 ist die am meisten bevorzugte Bedingung zum Befestigen einer Schraube, die Spindel 20 (Antriebswelle 12) zu verwenden, die sich bei näherungs weise 6000 U/min dreht, um eine Schraube anzuziehen, die eine Gewindesteigung innerhalb eines Bereichs von 1,3 mm bis 2,0 mm aufweist.
Wie oben beschrieben, hat die Spindel 20 bereits begonnen, sich entsprechend der Rotation des antreibenden Zahnrads 11 zu drehen, wenn die Kupplungszähne 32 der Spindel 20 mit den Kupplungsstiften 31 und mit den Kupplungszähnen 30 der Antriebswelle 12 in Eingriff gelangen. Selbst wenn das antreibende Zahnrad 11 sich bei einer höheren Geschwindigkeit als den Rotationsgeschwindigkeiten der bekannten Schraubendreher dreht (1800 U/min bis 2500 U/min), kann der Aufprall zur Zeit des Eingriffs der Kupplungszähne 30, 32 merklich reduziert werden. Daher kann eine hohe Dauerhaftigkeit der Kupplungszähne 30, 32 und der Kupplungsstifte 31 erhalten werden. Ferner kann der Vorgang des Anziehens der Schrauben einfach und rasch durchgeführt werden.
Solch eine Technik zum Anziehen der Schraube, d.h. ein Drehen der Spindel bei einer hohen Geschwindigkeit, kann auch auf einen Schraubendreher angewendet werden, der eine Kupplung anders als die in der oben beschriebenen repräsentativen Ausführungsform verwendete Kupplung verwendet. Auch bei solchen Variationen kann sich die Spindel vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von etwa 5000 U/min bis zu 7000 U/min drehen, und die Schraube, die durch den Schraubendreher angezogen wird, kann vorzugsweise eine Gewindesteigung innerhalb eines Bereichs von 1,3 mm bis zu 2,0 mm aufweisen, wodurch die Ermüdung des Benutzers minimiert wird.
Die vorliegenden Techniken können sowohl bei schnurlosen Schraubdrehern, die durch ein Batteriepack angetrieben werden, als auch bei gewöhnlichen Schraubendrehern, die durch eine Stromquelle hoher Spannung angetrieben werden, verwendet werden.

Claims

Schraubendreher (1), enthaltend: einen Motor (10), ein Antriebsmittel (11, 12), das mit dem Motor verbunden ist, eine axial bewegliche Spindel (20), eine Kupplung (CL), die zwischen dem Antriebsmittel und der Spindel vorgesehen ist und dazu angepasst ist, ein Drehmoment des Antriebsmittels auf die Spindel zu übertragen, wenn die Kupplung in Eingriff ist, und dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (10) dazu angepasst ist, das Antriebsmittel (11, 12) bei einer Rotationsgeschwindigkeit innerhalb eines Bereichs von etwa 5000 U/min bis etwa 7000 U/min zu drehen, die axial bewegliche Spindel (20) einen Flanschbereich (20a) und ein Lager (20c) enthält, wobei das Lager einen vorderen Endbereich (12a) des Antriebsmittels stützt; eine Feder (23) zwischen dem Spindellager (20c) und dem Antriebsmittel angeordnet ist; ein Anschlag (24) dazu angeordnet ist, den Flanschbereich der Spindel zu berühren und die Spindel daran zu hindern sich zu drehen, wenn der Flanschbereich durch die Feder (23) zum Berühren des Anschlags vorbelastet ist; und die Feder dazu angepasst ist, eine Rotation der Spindel in Abhängigkeit von der Rotation des Antriebsmittels durch die Vorbelastungskraft der Feder auszuüben, wenn sich der Flanschbereich von dem Anschlag trennt.
Schraubendreher nach Anspruch 1, wobei die Kupplung (CL) dazu angepasst ist, eine Rotation des Antriebsmittels (11, 12) auf die Spindel (20) durch einen Eingriff der Spindelkupplungszähne (32) mit den Kupplungszähnen (30) des Antriebsmittels zu übertragen, wenn die Spindel sich in der Axialrichtung der Spindel nach hinten bewegt.
Schraubendreher nach Anspruch 1, wobei die Kupplung (CL) erste Kupplungszähne (30), neigbare Kupplungsstifte (31), die zwischen jeweiligen ersten Kupplungszähnen vorgesehen sind, und zweite Kupplungszähne (32) enthält, die derart angebracht sind, dass sie den ersten Kupplungszähnen und den Kupplungsstiften gegenüber sind, und wobei die Kupplung in Eingriff ist, wenn die ersten Kupplungszähne mit den zweiten Kupplungszähnen in Eingriff sind.
Verwendung des Schraubendrehers nach Anspruch 1, 2 oder 3 zum Befestigen einer Schraube, die eine Steigung im Bereich von etwa 1,3 mm bis 2,0 mm aufweist, enthaltend das Drehen der Spindel innerhalb eines Bereichs von etwa 5000 U/min bis etwa 7000 U/min.