DE10023174A1

DE10023174A1 - Werkzeugmaschine, insbesondere Handwerkzeugmaschine

Info

Publication number: DE10023174A1
Application number: DE10023174A
Authority: DE
Inventors: Thomas Leitenberger; Gerhard Meixner; Guenther Schlachter
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2000-05-11
Filing date: 2000-05-11
Publication date: 2001-11-22
Also published as: WO2001085399A1; US6983809B2; CN1427756A; US20040159449A1; EP1282484A1; EP1282484B1; CN1256217C; BR0110711A; DE50114072D1; JP2004507368A; JP5009470B2

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Werkzeugmaschine, insbesondere Handwerkzeugmaschine, mit einem in einem Gehäuse (10) angeordneten Antriebsmotor (12) und zumindest einer Stellvorrichtung (14, 16), über die zumindest eine Kenngröße des Antriebsmotors (12) und/oder eines Getriebes während einer Betriebsphase dauerhaft einstellbar ist. DOLLAR A Es wird vorgeschlagen, daß die Stellvorrichtung (14, 16) eine Rückstelleinheit (18, 20) aufweist, die die Stellvorrichtung (14, 16) abhängig von zumindest einem Betriebsparameter auf eine Ausgangsstellung zurückstellt.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Werkzeugmaschine, insbeson dere von einer Handwerkzeugmaschine, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Für die meisten Werkzeugmaschinen, insbesondere Handwerkzeug maschinen, ist es von Vorteil, eine Antriebsdrehzahl des An triebsmotors variieren zu können. Bei Handwerkzeugmaschinen ist bekannt, die Antriebsdrehzahl über eine Regeleinheit mög lichst unabhängig von der Belastung konstant zu halten oder über eine Stellvorrichtung die Antriebsdrehzahl variabel ein zustellen.

Zur Einstellung wird einem Bediener häufig ein Stellrad ange boten, über das die Drehzahl dauerhaft eingestellt bzw. auf einen maximalen Wert begrenzt werden kann. Das Stellrad kann auch mit einem Potentiometer im Schalterdrücker kombiniert sein, so daß das Stellrad die obere Grenze des Drückerbe reichs vorgibt.

Mit dem Stellrad kann beispielsweise die Drehzahl auf einen Bearbeitungsvorgang oder auf ein zu bearbeitendes Material abgestimmt werden. Ein Bediener kann eine Drehzahl vorwählen, die während des Arbeitens an einem Werkstück konstant gehal ten werden kann, beispielsweise beim Sägen, Schleifen usw.

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung geht aus von einer Werkzeugmaschine, insbeson dere von einer Handwerkzeugmaschine, mit einem in einem Ge häuse angeordneten Antriebsmotor und zumindest einer Stell vorrichtung, über die zumindest eine Kenngröße des Antriebs motors und/oder eines Getriebes während einer Betriebsphase dauerhaft einstellbar ist.

Es wird vorgeschlagen, daß die Stellvorrichtung eine Rück stelleinheit aufweist, die die Stellvorrichtung abhängig von zumindest einem Betriebsparameter auf eine Ausgangsstellung zurückstellt. Fehlbedienungen können sicher vermieden werden, insbesondere wenn die Werkzeugmaschine von mehreren Personen benutzt wird. Die Werkzeugmaschine kann durch die Rück stelleinheit vorteilhaft stets auf einen Standardbetriebsfall zurückgestellt werden, von dem aus jeder Bediener die Werk zeugmaschine in gewohnter Weise auf seinen speziellen Anwen dungsfall einstellen kann. Es kann sicher vermieden werden, daß eine für einen betreffenden Anwendungsfall unpassende spezielle Einstellung von einem neuen Bediener übersehen wird. Je nach Werkzeugmaschine kann es vorteilhaft sein, daß in der Ausgangsstellung die Werkzeugmaschine mit einer maxi mal möglichen Kenngröße betrieben werden kann, die anschlie ßend durch die Stellvorrichtung reduzierbar ist, daß in der Ausgangsstellung die Werkzeugmaschine mit einer minimal eingestellten Kenngröße betrieben werden kann, von der aus aus Sicherheitsgründen eine Einstellung stets begonnen werden sollte, oder daß in der Ausgangsstellung die Werkzeugmaschine mit einer Kenngröße betrieben werden kann, die zwischen einer maximalen und einer minimalen Kenngröße liegt.

Bei Werkzeugmaschinen ist häufig eine Drehzahl des Werkzeugs für eine vorteilhafte Bearbeitung entscheidend, wodurch über die Stellvorrichtung als Kenngröße vorzugsweise eine maximale Drehzahl einstellbar ist, und zwar direkt über die Antriebs maschine und/oder möglicherweise auch über ein Getriebe. Ne ben der maximalen Drehzahl kann es grundsätzlich auch sinn voll sein, über die Stellvorrichtung eine Mindestdrehzahl zu bestimmen, die beispielsweise in einem Anwendungsfall nicht unterschritten werden sollte.

Neben einer Drehzahl können auch andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Kenngrößen über die Stellvorrichtung einstellbar ausgeführt sein, wie insbesondere ein minimal und/oder maximal abgegebenes Drehmoment und/oder ein Bearbei tungshub, beispielsweise bei einer Stichsäge oder eines Ex zenterschleifers usw.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorge schlagen, daß die Rückstelleinheit abhängig von einer Still standzeit die Stellvorrichtung zurückstellt. Es kann kon struktiv einfach eine funktionsgerechte Rückstellung erreicht werden.

Ist bei der Rückstelleinheit einstellbar, bei welcher Still standzeit die Rückstelleinheit die Stellvorrichtung zurückstellt, kann ferner die Werkzeugmaschine auf verschiedene An wendungsgebiete eingestellt und ein ungewolltes Zurückstellen sicher vermieden werden, wobei die Stillstandzeit vorzugswei se zwischen einer und zwanzig Minuten beträgt.

In einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, daß bei Unterbrechen einer Stromversorgung die Rückstelleinheit die Stellvorrichtung zurückstellt, beispielsweise beim Ziehen ei nes Netzstecker oder beim Auswechseln eine Akkumulators. Da vor einem Bedienerwechsel insbesondere ein Netzstecker einer Handwerkzeugmaschine häufig ausgesteckt bzw. die Stromversor gung unterbrochen wird, kann der Bedienerwechsel mit einer besonders hohen Wahrscheinlichkeit erfaßt werden.

Ferner sind weitere dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Betriebsparameter denkbar, von denen abhängig die Rück stelleinheit die Stellvorrichtung zurückstellt, beispielswei se abhängig von Temperaturwerten. Die Stellvorrichtung kann zurückgestellt werden, sobald sich die Werkzeugmaschine abge kühlt hat, beispielsweise indem ein Bimetallelement eine Rastverbindung löst, und/oder es kann die Stellvorrichtung zurückgestellt werden, wenn eine bestimmte Temperatur über schritten wird, beispielsweise in einem Überlastfall.

Konstruktiv einfach und kostengünstig kann ein mechanischer Rückstellmechanismus realisiert werden, und zwar insbesondere mit einem gespannten Federelement, das beispielsweise über einen Rastmechanismus während des Betriebs in seiner Stellung gehalten wird, der an einen Ein- und Ausschalter gekoppelt ist und beim Ausschalten der Werkzeugmaschine gelöst wird.

Besitzt die Rückstelleinheit ein elektromagnetisches Stell element, kann der Rückstellvorgang vorteilhaft einfach an ei ne Stromversorgung gekoppelt werden, beispielsweise indem bei Vorliegen einer Stromversorgung ein Elektromagnet direkt oder über einen Rastmechanismus eine Rückstellfeder am Zurückstel len der Stellvorrichtung hindert. Wird die Stromversorgung unterbrochen und eine Haltekraft des Elektromagneten aufgeho ben, stellt die Rückstellfeder die Stellvorrichtung zurück. Das elektromagnetische Stellelement kann neben einer mechani schen Rückstellfeder auch mit anderen, dem Fachmann als sinn voll erscheinenden Mechanismen kombiniert sein, beispielswei se mit elektrischen und/oder hydraulischen Aktuatoren.

In einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, daß die Stellvorrichtung zur Einstellung der Kenngröße zumindest eine Elektronikeinheit aufweist, die über die Rückstelleinheit rücksetzbar ist. Der Rückstellvorgang kann vorteilhaft wie bei einer elektromagnetischen Einheit an eine Stromversorgung gekoppelt werden. Ferner kann die Elektronikeinheit besonders platzsparend, leicht und kostengünstig realisiert werden. Ei ne mechanische Rückstellung eines Betätigungselements kann vorteilhaft vermieden werden, beispielsweise eines Stellrads.

Die erfindungsgemäße Lösung kann bei verschiedenen, dem Fach mann als sinnvoll erscheinenden Werkzeugmaschinen und insbe sondere bei Handwerkzeugmaschinen eingesetzt werden, die häu fig von mehreren Bedienern genutzt werden, wie beispielsweise Handbohrmaschinen, Schlagbohrmaschinen, Bohr- und/oder Mei ßelhämmer, Schrauber, Winkelschleifer, Exzenterschleifmaschi nen, Sägen, Hobel usw.

Zeichnung

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbe schreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele 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 zusammen fassen.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematisch dargestellte Handbohrmaschi ne,

Fig. 2 ein Stellrad mit einer elektromagnetischen Rückstelleinheit und

Fig. 3 ein Stellrad mit einer elektronischen Steuer einheit.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Fig. 1 zeigt eine Handbohrmaschine mit einem in einem Gehäuse 10 angeordneten Elektromotor 12. Mit einem Schalter 28 kann die Handbohrmaschine ein- und ausgeschaltet werden. Zur Ein stellung einer Drehzahl besitzt die Handbohrmaschine eine Stellvorrichtung 14 mit einem Stellrad 30, über die eine Drehzahl auf einen bestimmten Wert eingestellt werden kann. Der Schalter kann auch mit einem Potentiometer ausgestattet sein, der es gestattet z. B. die Drehzahl von 0 bis zu einem vom Stellrad vorgewählten Endwert zu variieren.

Erfindungsgemäß besitzt die Stellvorrichtung 14 eine Rück stelleinheit 18, die die Stellvorrichtung 14 abhängig von ei nem Betriebsparameter auf eine Ausgangsstellung zurückstellt, und zwar sobald eine Stromversorgung unterbrochen wird (Fig. 2). Das Stellrad 30 ist in einem Gehäuseteil 34 mit einer Achse 32 drehbar gelagert, über die ein nicht näher darge stellter Potentiometer drehbar ist. Die Achse 32 ist im Ge häuseteil 34 axial in Richtung Stellrad 30 über ein auf der Achse 32 befestigtes Zahnrad 36 und axial in Richtung Zahnrad 36 über einen Flansch 38 am Stellrad 30 gesichert. Auf dem Flansch 38 ist eine Spiralfeder 22 angeordnet, die mit einem ersten Schenkel 42 in Drehrichtung formschlüssig zwischen zwei am Stellrad 30 befestigte Stifte 44, 46 greift und mit einem zweiten Schenkel 48 formschlüssig zwischen zwei am Ge häuseteil 34 befestigte Stifte 50, 52 greift.

Wird die Handbohrmaschine mit einem nicht näher dargestellten Netzstecker und einem Netzkabel an eine Stromversorgung ange schlossen, wird ein Elektromagnet 24 bestromt und verschiebt einen Stößel 54 in eine Zahnlücke des Zahnrads 36. Wird das Stellrad 30 gedreht, um eine durch den Schaltdrücker 28 maxi mal einstellbare Drehzahl auf einen bestimmten Wert zu be grenzen, kann der Stößel 54 dabei aus seiner Raststellung im Zahnrad 36 bzw. aus der Zahnlücke gegen die Magnetkraft des Elektromagneten 24 verschoben werden. Kommt eine Zahnlücke des Zahnrads 36 über dem Stößel 54 zum Liegen, wird der Stö ßel 54 durch die Magnetkraft des Elektromagneten 24 in die Zahnlücke verschoben. Das Stellrad 30 kann in durch die Zahnlücken des Zahnrads 36 vorgegebenen Stufen verstellt werden. Ist eine gewünschte Stufe bzw. eine gewünschte Drehzahlbe grenzung erreicht, wird das Stellrad 30 und der Potentiometer über die Achse 32, das Zahnrad 36 und über den in eine Zahn lücke des Zahnrads 36 greifenden Stößel 54 des Elektromagne ten 24 fixiert. Beim Verstellen des Stellrads 30 wird die Spiralfeder 22 gespannt.

Wird nach einer Betriebsphase der Netzstecker gezogen und die Stromzufuhr zum Elektromagneten 24 unterbrochen, kann der Stößel 54 über die Spiralfeder 22 aus der Zahnlücke des Zahn rads 36 verschoben werden. Die Spiralfeder 22 stellt das Stellrad 30 und den Potentiometer in ihre Ausgangsstellung zurück, und zwar wird die Drehzahlbegrenzung aufgehoben, so daß über den Schaltdrücker 28 die Handbohrmaschine mit einer maximal möglichen Drehzahl betrieben werden kann. Der Elek tromagnet 24 mit dem Stößel 54 und das Zahnrad 36 werden vor teilhaft dazu genutzt, den Einstellbereich des Stellrads 30 zu stufen, das Stellrad 30 während einer Betriebsphase zu ar retieren und einen vorteilhaften Rückstellmechanismus zu rea lisieren.

In Fig. 3 ist eine alternative Stellvorrichtung 16 mit einem Stellrad 56 dargestellt. Im wesentlichen gleichbleibende Bau teile sind grundsätzlich mit den gleichen Bezugszeichen be ziffert. Ferner kann bezüglich gleichbleibender Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung zum Ausführungsbeispiel in Fig. 1 und 2 verwiesen werden.

Das Stellrad 56 ist über einen Impulsgeber 58 mit einer elek tronischen Steuereinheit 26 verbunden, die einen Sollwert einem Drehzahlregler 60 vorgibt. Anstatt einem Impulsgeber ist jedoch auch ein Endlos-Potentiometer möglich. Ist die Hand bohrmaschine über ein Netzteil 62 mit einem Netzstecker und einem Netzkabel an eine Stromversorgung angeschlossen, wird die Steuereinheit 26 über eine Leitung 64 unabhängig von der Betätigung des Schalters 28 bestromt. Die Drehzahl des Elek tromotors 12 kann anschließend durch das Stellrad 56 auf ei nen bestimmten Wert eingestellt werden. Die eingestellte Drehzahl wird über ein Display 66 angezeigt. Ist in eine Drehrichtung des Stellrads 56 eine Einstellgrenze erreicht, kann das Stellrad 56 weitergedreht werden, ohne daß sich die Drehzahleinstellung ändert.

Wird der Netzstecker gezogen und die Stromzufuhr der Steuer einheit 26 unterbrochen oder ist eine bestimmte Stillstand zeit erreicht, d. h. wird die Handbohrmaschine eine bestimmte Zeit nicht betätigt, stellt eine Rückstelleinheit 20 in der Steuereinheit 26 diese auf ihre Ausgangsstellung zurück, und zwar wird die vorgewählte Drehzahl aufgehoben, so daß die Handbohrmaschine mit einer maximal möglichen Drehzahl betrie ben werden kann. Die Stillstandzeit, bei der die Steuerein heit 26 über die Rückstelleinheit 20 zurückgestellt wird, kann über ein Stellrad 40 auf einen Betrag zwischen zwei und zwanzig Minuten eingestellt werden.

Anstatt einem Stellrad wäre auch ein anderes, dem Fachmann als sinnvoll erscheinendes Betätigungselement zur Einstellung der Drehzahlbegrenzung denkbar, beispielsweise eine Schalt wippe, ein oder mehrere Betätigungsknöpfe usw.

Bezugszeichen

10

Gehäuse

12

Antriebsmotor

14

Stellvorrichtung

16

Stellvorrichtung

18

Rückstelleinheit

20

Rückstelleinheit

22

Federelement

24

Stellelement

26

Elektronikeinheit

28

Schalter

30

Stellrad

32

Achse

34

Gehäuseteil

36

Zahnrad

38

Flansch

40

Stellrad

42

Schenkel

44

Stift

46

Stift

48

Schenkel

50

Stift

52

Stift

54

Stößel

56

Stellrad

58

Impulsgeber

60

Drehzahlregler

62

Netzteil

64

Leitung

66

Display

Claims

1. Werkzeugmaschine, insbesondere Handwerkzeugmaschine, mit einem in einem Gehäuse (10) angeordneten Antriebsmotor (12) und zumindest einer Stellvorrichtung (14, 16), über die zu mindest eine Kenngröße des Antriebsmotors (12) und/oder eines Getriebes während einer Betriebsphase dauerhaft einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellvorrichtung (14, 16) eine Rückstelleinheit (18, 20) aufweist, die die Stell vorrichtung (14, 16) abhängig von zumindest einem Betriebspa rameter auf eine Ausgangsstellung zurückstellt.

2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß über die Stellvorrichtung (14, 16) als Kenngröße ei ne maximale und/oder minimale Drehzahl einstellbar ist.

3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß über die Stellvorrichtung als Kenngröße ein ma ximal und/oder minimal abgegebenes Drehmoment einstellbar ist.

4. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstelleinheit (20) abhängig von einer Stillstandzeit die Stellvorrichtung (16) zurückstellt.

5. Werkzeugmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich net, daß bei der Rückstelleinheit (20) einstellbar ist, bei welcher Stillstandzeit die Rückstelleinheit (20) die Stell vorrichtung (16) zurückstellt.

6. Werkzeugmaschine nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die Stillstandzeit zwischen einer Minute und zwanzig Minuten beträgt.

7. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß bei Unterbrechung einer Stromversorgung die Rückstelleinheit (18, 20) die Stellvor richtung (14, 16) zurückstellt.

8. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstelleinheit die Stellvorrichtung abhängig von einem erfaßten Temperaturwert zurückstellt.

9. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstelleinheit (18) einen mechanischen Rückstellmechanismus aufweist.

10. Werkzeugmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich net, daß der Rückstellmechanismus über ein gespanntes Fe derelement (22) die Stellvorrichtung (14) zurückstellt.

11. Werkzeugmaschine nach einem der Vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstelleinheit (18) ein elektromagnetisches Stellelement (24) aufweist.

12. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da durch gekennzeichnet, daß die Stellvorrichtung (16) zur Ein stellung der Kenngröße zumindest eine Elektronikeinheit (26) aufweist, die über die Rückstelleinheit (20) rücksetzbar ist.