Stand der Technik
[0001] Die Erfindung geht aus von einer Handwerkzeugmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
[0002] Um zu vermeiden, dass sich beim Blockieren eines Bohrers oder einer Bohrkrone in einer Mauer ein von einem Anwender gehaltener Bohrhammer unkontrolliert weiterdreht, ist bekannt, den Bohrer bzw. die Bohrkrone über eine Sicherheitskupplung mit einem Antrieb des Bohrhammers zu verbinden, die öffnet, sobald der Bohrer blockiert.
[0003] Aus der DE 3 832 202 C1 ist eine gattungsbildende Handwerkzeugmaschine mit einer Sicherheitskupplung bekannt. Die Sicherheitskupplung besitzt zur Übertragung eines Drehmoments ein erstes radial inneres und ein zweites, das erste umschliessendes Kupplungsteil. Die Kupplungsteile sind über als Walzen ausgebildete Rastelemente miteinander verbunden. Die Walzen sind im ersten Kupplungsteil in Führungskanälen geführt.
In den Führungskanälen sind Druckfedern angeordnet, die an ihrem ersten Ende an einem Kanalboden abgestützt sind und mit ihrem zweiten Ende radial nach aussen auf die Walzen in Richtung des zweiten Kupplungsteils wirken und die Walzen in Ausnehmungen des zweiten Kupplungsteils drücken. Wird ein bestimmtes Drehmoment überschritten, werden die Walzen radial nach innen aus den Ausnehmungen gegen die Druckfedern gedrückt und die Sicherheitskupplung öffnet.
Die Walzen gleiten anschliessend über die Ausnehmungen hinweg.
Vorteile der Erfindung
[0004] Die Erfindung geht aus von einer Handwerkzeugmaschine mit zumindest einer in einem Gehäuse angeordneten Sicherheitskupplung im Antriebsstrang, die zur Übertragung eines Drehmoments um eine Drehachse wenigstens zwei Kupplungselemente aufweist, die über einen Rastmechanismus mit zumindest einem Rastelement miteinander verbunden sind, welcher beim Überschreiten eines Grenzdrehmoments ausrastet.
[0005] Es wird vorgeschlagen, dass das Grenzdrehmoment mittels mindestens eines Stellmittels auf verschiedene Werte einstellbar ist.
Dies bietet gegenüber den Handwerkzeugmaschinen gemäss dem Stand der Technik, bei denen das Grenzdrehmoment zwar kleiner als ein ergonomisch ermitteltes maximales Drehmoment, jedoch grösser als ein maximal mögliches Arbeitsdrehmoment eingestellt wird, den Vorteil, dass das Grenzdrehmoment bei Einsätzen der Handwerkzeugmaschine mit niedrigerem möglichen Arbeitsdrehmoment, beispielsweise mit Normalbohrern bis zu 40 mm Durchmesser, geringer eingestellt werden kann.
Maximal mögliche Arbeitsdrehmomente treten insbesondere bei Einsätzen mit grossen Bohrkronen in Beton auf.
[0006] Unnötige hohen Belastungen des Bedieners und des Materials bzw. des Rastmechanismus können in einem Blockierfall bei Arbeitseinsätzen mit gegenüber dem maximalen Arbeitsdrehmoment geringeren Arbeitsdrehmomenten vermieden und die Sicherheit kann durch Vermeidung unnötig hoher Reaktionsdrehmomente gesteigert werden. Der Verschleiss, insbesondere im Rastmechanismus, kann reduziert und es können hohe Standzeiten mit zumindest im Wesentlichen gleichbleibenden Grenzdrehmomenten erreicht werden.
[0007] Das Grenzdrehmoment kann durch verschiedene, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Konstruktionen einstellbar ausgeführt werden, beispielsweise mit einer einstellbaren Rastkontur usw.
Eine besonders konstruktiv einfache Lösung kann jedoch erreicht werden, wenn das Grenzdrehmoment über eine über das Stellmittel einstellbare Vorspannung des Rastmechanismus einstellbar ist. Die Vorspannung kann stufenweise oder stufenlos einstellbar ausgeführt werden.
[0008] In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Vorspannung des Rastelements durch zumindest eine Druckfeder erzeugt. Es kann einfach auf Standardkonstruktionen aufgebaut und es kann ein geringer konstruktiver Aufwand erreicht werden.
[0009] Vorzugsweise ist die Druckfeder auf ihrer dem Rastelement abgewandten Seite an einem Federstössel abgestützt, der über die Aussenkontur des Stellmittels verschiebbar ist. Der Federstössel bietet den Vorteil einer optimal anpassbaren Anlagefläche an die Aussenkontur des Stellmittels.
Die Druckfeder kann damit über den Federstössel sicher, zuverlässig und ohne Materialverschleiss durch das Stellmittel gespannt und entspannt werden. Auf seiner der Druckfeder zugewandten Seite kann über den Federstössel eine vorteilhafte, insbesondere ebene Anlagefläche für die Druckfeder erreicht werden, so dass die Druckfeder sicher geführt und ein Verklemmen oder Ausknicken vermieden werden kann.
[0010] Vorteilhaft ist das Stellmittel von einem Stössel gebildet, an dessen Mantelfläche mindestens ein Federstössel abgestützt ist, und dessen Durchmesser in einem Kontaktbereich mit dem Federstössel variiert. Das Stellmittel kann platzsparend in den Rastmechanismus integriert, und zwar insbesondere senkrecht zum Federstössel ausgerichtet werden.
Es können vorteilhaft mehrere Federstössel sternförmig um das Stellmittel bzw. den Stössel angeordnet und über das Stellmittel verstellt werden.
[0011] Ferner wird vorgeschlagen, dass die Druckfeder und der Federstössel in einer Ausnehmung eines Kupplungselements geführt sind, wodurch eine vorteilhafte Führung erreicht und ein Verkanten und Verklemmen des Rastmechanismus sicher vermieden werden kann.
[0012] Vorzugsweise ist das Stellmittel gegen eine Kurvenscheibe vorgespannt und über diese verschiebbar, wodurch in einfacher Weise eine Drehbewegung in eine axiale Verschiebung des Stellmittels umgewandelt und eine vorteilhafte Übersetzung erreicht werden kann.
[0013] In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Kurvenscheibe über einen aussen an einem Gehäuse der Handwerkzeugmaschine angebrachten Drehhebel drehbar ist.
Es kann mit geringem konstruktiven Aufwand eine einfache Bedienung des Stellmittels erreicht werden. Um das Stellmittel in einzelnen gewünschten Stellungen fixieren zu können, kann der Drehhebel in verschiedene Stellungen einrastbar ausgeführt sein.
[0014] In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Kurvenscheibe in einer in das Gehäuse der Handwerkzeugmaschine eingedrehten Dichtschraube drehbar gelagert. Dies bietet die Möglichkeit einer konstruktiv einfach aufgebauten Abdichtung einer Drehdurchführung zum Gehäuseinneren der Handwerkzeugmaschine und insbesondere kann einfach bei der Montage der Dichtschraube eine Vorspannung einer das Stellmittel gegen die Kurvenscheibe drückenden Feder erreicht werden.
[0015] Ferner wird vorgeschlagen, dass das Stellmittel über einen im Gehäuse angeordneten Aktuator betätigbar ist, wodurch der Komfort gesteigert werden kann.
Der Aktuator kann pneumatisch, elektrisch und/oder elektromagnetisch ausgeführt sein und beispielsweise von einem Elektromotor oder einem elektrisch betätigten Hubmagneten gebildet sein.
[0016] In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Aktuator abhängig von zumindest einem Betriebsparameter gesteuert. Fehlbedienungen können sicher vermieden und der Komfort kann weiter gesteigert werden.
[0017] Vorzugsweise ist der Betriebsparameter aus einer gewählten Betriebsart abgeleitet, d.h. je nach eingestellter Betriebsart wird über den Aktuator eine optimierte Vorspannung des Rastmechanismus eingestellt. Möglich ist jedoch auch, dass der Betriebsparameter von einem Sensor ermittelt ist. Beispielsweise kann je nach Stellung des Bohrfutters, d.h. je nach Durchmesser des verwendeten Bohrers das Grenzdrehmoment automatisch optimiert eingestellt werden.
Mit einem Sensor kann eine besonders flexible Einstellung erreicht werden.
Zeichnung
[0018] Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmässigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen im Rahmen des Patentanspruchs 1 zusammenfassen.
[0019] Es zeigen:
<tb>Fig. 1<sep>einen Querschnitt durch einen Bohrhammer als Handwerkzeugmaschine mit einer Überrastkupplung im Antriebsstrang mit bei eingefahrenem Stössel stark vorgespanntem Rastmechanismus,
<tb>Fig. 2<sep>einen Querschnitt durch den Bohrhammer nach Fig. 1 mit bei ausgefahrenem Stössel schwach vorgespanntem Rastmechanismus,
<tb>Fig. 3<sep>einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 1 und
<tb>Fig. 4<sep>einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 2.
[0020] Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch einen nicht näher dargestellten Bohrhammer mit einer in einem Gehäuse 44 im Antriebsstrang angeordneten als Überrastkupplung ausgebildeten Sicherheitskupplung 14. Die Sicherheitskupplung 14 besitzt zwei Kupplungselemente, ein Kupplungsstirnrad 16 mit einer Rastkurve 18 und eine Kupplungsscheibe 20, die über einen Rastmechanismus mit als Rollen ausgebildeten Rastelementen 22 miteinander verbunden sind. Das Kupplungsstirnrad 16 ist drehbar zwischen einer Schulter 24 eines Ritzels 10 eines Winkelgetriebes des Bohrhammers und der auf einer Welle 26 aufgepressten Kupplungsscheibe 20 gelagert.
An die Welle 26 ist das Ritzel 10 des Winkelgetriebes angeformt, das mit einem Kegelrad 12 des Winkelgetriebes kämmt.
[0021] Die Kupplungsscheibe 20 weist mindestens zwei gegenüberliegende Nuten 28 auf, die jeweils eine Rolle, eine Druckfeder 30 und einen Federstössel 32 aufnehmen, wobei die Rolle und der Federstössel 32 in der Nut 28 geführt sind. Die vorgespannte Druckfeder 30 drückt die Rolle radial nach aussen gegen die Rastkurve 18 und den Federstössel 32 radial nach innen gegen ein als Stössel ausgebildetes Stellmittel 36.
[0022] Die Rolle ragt teilweise aus der Nut 28 heraus und stützt sich bis zu einem Grenzdrehmoment in Umfangsrichtung an einer steilen Flanke 34 der Rastkurve 18 ab (Fig. 3 und 4).
Wird das Grenzdrehmoment überschritten, wird die Rolle gegen die Wirkung der Druckfedern 30 in die Nut 28 gedrückt, so dass sich die steile Flanke 34 der Rastkurve 18 über die Rolle hinweg bewegen kann. Das Kupplungsstirnrad 16 mit seiner Rastkurve 18 dreht sich gegenüber der Kupplungsscheibe 20, die Sicherheitskupplung 14 ist geöffnet.
[0023] Das Grenzdrehmoment, bei dem die Sicherheitskupplung 14 öffnet, hängt von der Vorspannung des Rastmechanismus bzw. der Druckfedern 30 ab.
Die Federkraft ist durch die Stauchung der Druckfeder 30 bestimmt, d.h. bei eingerasteter Rolle von der Position des Federstössels 32, an dem sich die Druckfeder 30 abstützt.
[0024] Das als Stössel ausgebildete Stellmittel 36 ist in der als Hohlwelle ausgebildeten Welle 26 gelagert und wird über eine auf der dem Ritzel 10 zugewandten Seite in der Welle 26 angeordneten Feder 38 in die dem Ritzel 10 abgewandte Richtung gegen eine Kurvenscheibe 40 gedrückt. Die Kurvenscheibe 40 ist auf der dem Stössel abgewandten Seite an einer in das Gehäuse 44 eingeschraubten Dichtschraube 42 abgestützt, ist mit einem zylindrischen Bereich 52 in einer Durchgangsbohrung der Dichtschraube 42 drehbar gelagert und erstreckt sich mit einem angeformten Aussensechskant 54 über die Dichtschraube 42 und das Gehäuse 44 hinaus.
Zur Abdichtung der Durchgangsbohrung in der Dichtschraube 42 ist im zylindrischen Bereich 52 der Kurvenscheibe 40 in einer Ringnut ein O-Ring 58 eingebracht. Beim Einschrauben der Dichtschraube 42 wird über die Kurvenscheibe 40 und über den Stössel die Feder 38 vorgespannt.
[0025] An der Gehäuseaussenseite ist auf dem Aussensechskant 54 der Kurvenscheibe 40 ein Drehhebel 46 mit einem entsprechenden Innensechskant gelagert. Eine Drehung des Drehhebels 46 bzw. der Kurvenscheibe 40 bewirkt einen Hub 48 des Stössels. Der Stössel besitzt auf der dem Ritzel 10 zugewandten Seite in einem Kontaktbereich mit dem Federstössel 32 einen sich in Richtung Ritzel 10 verjüngenden Teilbereich 56.
[0026] Wird der Stössel über die Kurvenscheibe 40 in die vom Ritzel 10 abgewandte Richtung verstellt, werden die Federstössel 32 radial nach innen verschoben.
Damit werden die Vorspannungen der Druckfedern 30 und das Grenzdrehmoment reduziert (Fig. 2 und 4). Der Bohrhammer ist auf einen Einsatz mit einem Normalbohrer bis zu 40 mm eingestellt.
[0027] Wird der Stössel über die Kurvenscheibe 40 in Richtung Ritzel 10 verstellt, werden die Federstössel 32 radial nach aussen verschoben. Damit werden die Vorspannungen der Druckfedern 30 und das Grenzdrehmoment erhöht (Fig. 1 und 3).
Der Bohrhammer ist auf einen Einsatz mit einer Bohrkrone eingestellt.
[0028] Das Gehäuse 44 des Bohrhammers ist teilweise mit Öl gefüllt, das durch eine Schmiermittelöffnung 50 im Ritzel 10 in die Welle 26 und in die Sicherheitskupplung 14 gelangt.
Bezugszeichen
[0029]
10 : Ritzel
12 : Kegelrad
14 : Sicherheitskupplung
16 : Kupplungsstirnrad
18 : Rastkurve
20 : Kupplungsscheibe
22 : Rastelement
24 : Schulter
26 : Welle
28 : Nut
30 : Druckfeder
32 : Federstössel
34 : Flanke
36 : Stellmittel
38 : Feder
40 : Kurvenscheibe
42 : Dichtschraube
44 : Gehäuse
46 : Drehhebel
48 : Hub
50 : Schmiermittelöffnung
52 : Bereich
54 : Aussensechskant
56 : Teilbereich
58 : O-Ring
State of the art
The invention relates to a hand tool according to the preamble of claim 1.
In order to avoid that when blocking a drill or a drill bit in a wall held by a user hammer drill uncontrolled continues, it is known to connect the drill or the drill bit via a safety coupling with a drive of the hammer drill, which opens as soon as the drill is blocked.
From DE 3 832 202 C1 a generic type hand tool with a safety coupling is known. The safety coupling has a first radially inner and a second, the first enclosing coupling part for transmitting a torque. The coupling parts are connected to each other via locking elements designed as rollers. The rollers are guided in the first coupling part in guide channels.
In the guide channels compression springs are arranged, which are supported at its first end to a channel bottom and act with its second end radially outward on the rollers in the direction of the second coupling part and press the rollers in recesses of the second coupling part. If a certain torque is exceeded, the rollers are pressed radially inward out of the recesses against the compression springs and the safety clutch opens.
The rollers then slide over the recesses.
Advantages of the invention
The invention relates to a hand tool with at least one arranged in a housing safety clutch in the drive train, which has at least two coupling elements for transmitting torque about an axis of rotation, which are connected via a latching mechanism with at least one locking element, which when crossing a Limit torque disengages.
It is proposed that the limit torque can be set to different values by means of at least one actuating means.
This offers over the hand tool machines according to the prior art, in which the limit torque is set smaller than an ergonomically determined maximum torque, but greater than a maximum possible working torque, the advantage that the limit torque for operations of the power tool with lower possible working torque, for example can be adjusted with normal drills up to 40 mm diameter, lower.
Maximum possible working torques occur especially in operations with large drill bits in concrete.
Unnecessary high loads on the operator and the material or the latching mechanism can be avoided in a blocking case with work operations with respect to the maximum working torque lower working torque and safety can be increased by avoiding unnecessarily high reaction torques. The wear, in particular in the locking mechanism can be reduced and it can be achieved with at least substantially constant limit torques long service life.
The limit torque can be made adjustable by various, the skilled person appear reasonable constructions, for example, with an adjustable locking contour, etc.
However, a particularly structurally simple solution can be achieved if the limit torque can be set by means of a pretensioning of the latching mechanism which can be adjusted via the adjusting means. The preload can be performed stepwise or infinitely adjustable.
In an advantageous embodiment of the invention, the bias of the locking element is generated by at least one compression spring. It can be easily built on standard designs and it can be achieved a low design effort.
Preferably, the compression spring is supported on its side facing away from the latching element on a spring plunger, which is displaceable over the outer contour of the actuating means. The spring plunger offers the advantage of an optimally adaptable contact surface to the outer contour of the actuating means.
The compression spring can thus be stretched over the spring plunger safely, reliably and without material wear by the actuating means and relaxed. On its side facing the compression spring can be achieved via the spring plunger an advantageous, in particular flat contact surface for the compression spring, so that the compression spring out safely and jamming or buckling can be avoided.
Advantageously, the actuating means is formed by a plunger, on the lateral surface of which at least one spring plunger is supported, and whose diameter varies in a contact region with the spring plunger. The adjusting means can be integrated to save space in the locking mechanism, and in particular to be aligned perpendicular to the spring plunger.
Advantageously, a plurality of spring plungers can be arranged in a star shape around the adjusting means or the plunger and adjusted via the adjusting means.
It is also proposed that the compression spring and the spring plunger are guided in a recess of a coupling element, whereby an advantageous guidance achieved and tilting and jamming of the locking mechanism can be safely avoided.
Preferably, the adjusting means is biased against a cam and slidable over this, which easily converted a rotational movement in an axial displacement of the actuating means and an advantageous translation can be achieved.
In a further embodiment of the invention it is proposed that the cam is rotatable about an outside of a housing of the power tool mounted rotary lever.
It can be achieved with little design effort easy operation of the actuating means. In order to fix the adjusting means in individual desired positions, the rotary lever can be designed latchable in different positions.
In a preferred embodiment, the cam is rotatably mounted in a screwed into the housing of the power tool sealing screw. This offers the possibility of a structurally simple construction of a rotary feedthrough to the housing interior of the power tool and in particular can be easily achieved during assembly of the sealing screw bias of the actuating means against the cam disc pressing spring.
Further, it is proposed that the adjusting means is actuated via an actuator disposed in the housing, whereby the comfort can be increased.
The actuator can be designed pneumatically, electrically and / or electromagnetically and be formed, for example, by an electric motor or an electrically operated lifting magnet.
In a preferred embodiment, the actuator is controlled as a function of at least one operating parameter. Operating errors can be safely avoided and comfort can be further increased.
Preferably, the operating parameter is derived from a selected operating mode, i. Depending on the operating mode set, an optimized preload of the locking mechanism is set via the actuator. However, it is also possible that the operating parameter is determined by a sensor. For example, depending on the position of the chuck, i. Depending on the diameter of the drill used, the limit torque can be adjusted automatically optimized.
With a sensor, a particularly flexible adjustment can be achieved.
drawing
Further advantages will be apparent from the following description. In the drawing, an embodiment of the invention is shown. The drawing, the description and the claims contain numerous features in combination. The skilled person will conveniently consider the features individually and summarize meaningful further combinations within the scope of claim 1.
[0019] FIG.
<Tb> FIG. 1 <sep> a cross-section through a hammer drill as a hand tool with a Überrastkupplung in the drive train with a strong ram preloaded with a retracted latching mechanism,
<Tb> FIG. 2 <sep> a cross section through the hammer drill according to FIG. 1 with the latch mechanism slightly biased when the ram is extended,
<Tb> FIG. 3 <sep> is a section along the line III-III in Fig. 1 and
<Tb> FIG. 4 <sep> is a section along the line IV-IV in FIG. 2.
Fig. 1 shows a section through a rotary hammer, not shown with a arranged in a housing 44 in the drive train designed as Überrastkupplung safety clutch 14. The safety clutch 14 has two coupling elements, a Kupplungsstirnrad 16 with a latching curve 18 and a clutch plate 20, the are connected to each other via a locking mechanism formed as rollers locking elements 22. The Kupplungsstirnrad 16 is rotatably mounted between a shoulder 24 of a pinion 10 of an angular gear of the hammer drill and the pressed-on a shaft 26 clutch disc 20.
To the shaft 26, the pinion 10 of the angular gear is formed, which meshes with a bevel gear 12 of the angle gear.
The clutch disc 20 has at least two opposing grooves 28, each receiving a roller, a compression spring 30 and a spring plunger 32, wherein the roller and the spring plunger 32 are guided in the groove 28. The biased compression spring 30 presses the roller radially outward against the latching cam 18 and the spring plunger 32 radially inwardly against a designed as a plunger actuator 36th
The roller protrudes partially out of the groove 28 and is supported up to a limit torque in the circumferential direction on a steep flank 34 of the latching cam 18 from (Figures 3 and 4).
If the limit torque is exceeded, the roller is pressed against the action of the compression springs 30 in the groove 28, so that the steep edge 34 of the latching cam 18 can move across the roller. The Kupplungsstirnrad 16 with its latching curve 18 rotates relative to the clutch plate 20, the safety clutch 14 is open.
The limit torque at which the safety clutch 14 opens, depends on the bias of the locking mechanism and the compression springs 30.
The spring force is determined by the compression of the compression spring 30, i. in the locked role of the position of the spring plunger 32, on which the compression spring 30 is supported.
Trained as a ram actuating means 36 is mounted in the shaft formed as a hollow shaft 26 and is pressed via a on the pinion 10 side facing in the shaft 26 arranged spring 38 in the direction away from the pinion 10 against a cam 40. The cam plate 40 is supported on the side facing away from the plunger on a screwed into the housing 44 sealing screw 42 is rotatably mounted with a cylindrical portion 52 in a through hole of the sealing screw 42 and extends with a molded hexagon socket 54 via the sealing screw 42 and the housing 44 addition.
To seal the through hole in the sealing screw 42, an O-ring 58 is inserted in the cylindrical portion 52 of the cam 40 in an annular groove. When screwing the sealing screw 42, the spring 38 is biased via the cam 40 and the plunger.
On the outside of the housing, a rotary lever 46 is mounted on the hexagon socket 54 of the cam 40 with a corresponding hexagon socket. A rotation of the rotary lever 46 and the cam 40 causes a stroke 48 of the plunger. The ram has on the pinion 10 side facing in a contact area with the spring plunger 32 in the direction of a pinion 10 tapered portion 56th
If the plunger is adjusted via the cam 40 in the direction away from the pinion 10, the spring plunger 32 are moved radially inward.
Thus, the biases of the compression springs 30 and the limit torque are reduced (FIGS. 2 and 4). The hammer drill is set for use with a standard drill up to 40 mm.
If the plunger on the cam 40 is moved in the direction of pinion 10, the spring plunger 32 are moved radially outward. Thus, the preload of the compression springs 30 and the limit torque are increased (FIGS. 1 and 3).
The hammer drill is set for use with a drill bit.
The housing 44 of the hammer drill is partially filled with oil that passes through a lubricant port 50 in the pinion 10 in the shaft 26 and in the safety clutch 14.
reference numeral
[0029]
10: pinion
12: bevel gear
14: safety clutch
16: Coupling spur gear
18: latching curve
20: clutch disc
22: locking element
24: shoulder
26: wave
28: groove
30: compression spring
32: spring plunger
34: flank
36: Adjusting agent
38: spring
40: cam
42: Sealing screw
44: housing
46: Rotary lever
48: stroke
50: Lubricant opening
52: area
54: hexagon socket
56: subarea
58: O-ring