DE10040330A1

DE10040330A1 - Elektrowerkzeug mit Spanneinrichtung

Info

Publication number: DE10040330A1
Application number: DE2000140330
Authority: DE
Inventors: Markus Hartmann
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 2000-08-17
Filing date: 2000-08-17
Publication date: 2002-02-28
Also published as: US20020035882A1; EP1182019B1; JP4827336B2; EP1182019A1; DE50114985D1; US6953197B2; JP2002126944A

Abstract

Ein Elektrowerkzeug weist einen in einem Gehäuse (1) gelagerten Motor, der eine Hohlspindel (2) antreibt und eine Schnellspanneinrichtung zur Aufnahme eines Werkzeuges (3) auf. Die Schnellspanneinrichtung weist eine in der Hohlspindel (2) koaxial verschieblich gelagerte Spannspindel (4) auf, die durch ein elastisches Element (5) axial verspannt ist. Mittels eines an einem werkzeugseitig abgewandten Ende der Spannspindel (4) angeordneten Spannhebels (6) ist die Schnellspanneinrichtung zwischen einer Spannposition und einer Wechselposition stellbar. Um eine Bedienkraft für die Schnellspanneinrichtung zu reduzieren, weist der Spannhebel (6) ein Gleitelement (8) auf.

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektrowerkzeug, insbesondere Kreissägen und dergleichen mit einem in einem Gehäuse gelagerten Motor, der eine Hohlspindel antreibt und einer Schnell spanneinrichtung zur Aufnahme eines Werkzeuges, wobei die Schnellspanneinrichtung eine in der Hohlspindel koaxial verschieblich gelagerten Spannspindel aufweist, die durch ein elastisches Element axial verspannt ist und mittels eines, einem werkzeugseitig abgewand ten Ende der Spannspindel angeordneten, Spannhebels, der an einem Ende eine Drehachse aufweist und zwischen einer Spannposition, in der das Werkzeug an der Hohlspindel dreh fest verspannt ist, und einer Wechselposition, bewegbar ist und das Werkzeug zwischen einem am werkzeugseitigen Ende der Spannspindel aufbringbaren Spannflansch und der Hohlspindel verspannbar gelagert ist.

Elektrowerkzeuge der oben genannten Art weisen eine Schnellspanneinrichtung auf, um ein manuelles Wechseln eines Werkzeuges zu ermöglichen. Im Gegensatz zu bekannten Span neinrichtungen ist bei Schnellspanneinrichtungen kein Hilfswerkzeug nötig, um die Spannein richtung zu entspannen oder zu spannen. Beispielsweise kann eine derartige bekannte Spanneinrichtung aus einer Gewindestange mit einem fest an dieser befestigten Spann flansch und einer Mutter bestehen. Bei dieser bekannten Lösung ist der Anwender gezwun gen, einen Gabelschlüssel als Hilfswerkzeug zu benutzen, um beispielsweise das Werkzeug zu wechseln. Im Gegensatz dazu, kann die Schnellspanneinrichtung beispielsweise über einen Spannhebel betätigt werden, um beispielsweise das Werkzeug zu wechseln.

Ein derartiges Elektrowerkzeug ist aus der DE-C2-43 36 620 bekannt, mit einem in einem Gehäuse gelagerten Motor, der eine Hohlspindel antreibt und eine Schnellspanneinrichtung zur Aufnahme eines Werkzeuges aufweist. Die Schnellspanneinrichtung weist eine in der Hohlspindel koaxial verschieblich gelagerte Spannspindel auf, die durch ein elastisches Ele ment axial verspannt ist. Mittels eines an einem werkzeugseitig abgewandten Ende der Spannspindel angeordneten Spannhebels, ist die Schnellspanneinrichtung zwischen einer Spannposition und einer Wechselposition stellbar. In der Spannposition ist das Werkzeug zwischen der Hohlspindel und einem Spannflansch festgelegt. An einem Ende mit dem der Spannhebel an einer Drehachse festgelegt ist, ist ein Exzenter angeordnet, der über einen Bolzen an der Spannspindel anliegt. Durch Schwenken des Spannhebels in die Wechselpo sition wird die Spannspindel durch den Exzenter gegen die Kraft des elastischen Elementes und der zwischen dem Exzenter und dem Bolzen entstehenden Reibung axial in Richtung Werkzeug verschoben. In dieser Position kann der Spannflansch ohne Zuhilfenahme eines Hilfswerkzeuges verdreht werden, um beispielsweise das Werkzeug auszuwechseln.

Vorteilhaft an dieser bekannten Lösung ist, dass das Werkzeug ohne Hilfswerkzeug, wie beispielsweise einem Gabelschlüssel, gewechselt werden kann. Der Anwender stellt den Spannhebel in die Wechselposition und dreht die Spannflansch von der Spannspindel ab und kann somit das Werkzeug beispielsweise aus der Spannvorrichtung entnehmen oder auch neu positionieren.

Nachteilig an der bekannten Lösung wirkt sich die Stellcharakteristik des Spannhebels aus. Einerseits ist die vom Anwender aufzubringende Bedienkraft für den Stellvorgang gross, da hohe Reibungsverluste zwischen Spannhebel und Spannspindel auftreten. Und andererseits kann sich der Spannhebel in einer Zwischenstellung befinden, in der die Spannvorrichtung weder verspannt noch entspannt ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Elektrowerkzeug mit einer Schnellspanneinrichtung zu schaffen, die ohne grosse Bedienkraft vom Anwender verspannt und entspannt werden kann. Ferner soll sich die Schnellspannvorrichtung eindeutig in einem der beiden Zustände befinden und wirtschaftlich herstellbar sein.

Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Spannhebel in einem radialen Abstand ein Gleitelement aufweist, das durch Verschwenken des Spannhebels um die Dreh achse unter einer Auslenkung gegenüber der Längsachse der Spannspindel in Kontakt mit dem werkzeugseitig abgewandten Ende der Spannspindel bringbar ist, wobei die Spann spindel eine Kontaktfläche mit einer Ausdehnung in Schwenkrichtung aufweist, die zumin dest dem sin(Auslenkung)-fachen des Abstandes entspricht.

Dadurch, dass der Spannhebel ein Gleitelement aufweist, ist die vom Anwender aufzubrin gende Bedienkraft klein, da die Reibung zwischen der Spannspindel und dem Gleitelement sehr klein ist. Insbesondere bei Schnellspannvorrichtungen mit hoher Spannkraft bringt die ses Merkmal eine erhebliche Reduzierung der aufzubringenden Bedienkraft. Ferner besteht durch die Wahl des Gleitelementes eine Anpassungsmöglichkeit an die geforderte Spann kraft des elastischen Elements. Wird eine grosse Spannkraft gefordert, so besteht bei spielsweise die Möglichkeit, kostspielige Gleitelemente einzusetzen und somit sehr gute Gleiteigenschaften zu erreichen. Ausserdem sind, im Gegensatz zu bekannten Lösungen mit Schnellspanneinrichtungen, beim Einsatz eines Gleitelementes die Verschleisserscheinun gen geringer, was die Standzeit auch bei übermässiger Beanspruchung des Elektrowerk zeuges erheblich verlängert. Die Dimensionierung der Kontaktfläche gewährleistet eine mög lichst kompakte Konstruktion des Schnellspannmechanismus im Elektrowerkzeug und fördert damit unter anderem dessen Handlichkeit.

In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Auslenkung 30° bis 200°, um eine gute Stellcharakteristik der Schnellspannvorrichtung zu gewährleisten. Die Wahl der Auslenkung bestimmt ferner den Hubweg zwischen Hohlspindel und Spannspindel. Je grösser die Aus lenkung, desto grösser ist der Hubweg zwischen der Spannposition und der Wechselpositi on. Jedoch bedeutet ein grosser Hubweg auch eine weniger kompakte Ausbildung der Schnellspannvorrichtung, da sich die Ausdehnung der Kontaktfläche mit der Auslenkung vergrössert. Insbesondere hat sich beispielsweise bei handgeführten Kreissägen, eine Aus lenkung von 150° als optimal erwiesen.

Vorteilhafterweise beträgt in der Wechselposition der durch den Abstand und die Längsach se eingeschlossene Endwinkel zwischen 5° und 30°. Damit werden undefinierte Zwischen stellungen der Schnellspannvorrichtung ausgeschlossen. Der Spannhebel schwenkt entwe der in die Spannposition oder in die Wechselposition. Insbesondere in der Wechselposition, ist durch beispielsweise eine Anschlagfläche die genaue Position des Spannhebels festge legt. Der Endwinkel stellt gegebenenfalls ein Schwenken in die Wechselposition sicher. Je grösser der Endwinkel gewählt wird, desto mehr Hubweg geht durch die Rückwärtsbewe gung der Spannspindel entgegen der Richtung des Werkzeuges verloren. Andererseits stellt der Endwinkel ein Einschnappen in die Wechselposition sicher.

Vorzugsweise beträgt der Endwinkel 10°, um ein optimales Einschnappen bei einer dennoch kompakten Bauweise sicherzustellen.

Das Gleitelement wird vorteilhafterweise durch ein zur Drehachse achsenparalleles Lager element mit einem Radius gebildet, um eine wirtschaftliche und zugleich für hohe Spann kräfte geeignete Lösung zu gewährleisten. Lagerelemente sind überaus hoch belastbar und zeichnen sich durch eine geringe Reibung und eine lange Lebensdauer aus. Ausserdem ist deren Herstellung wirtschaftlich, da ein grosser Bedarf an derartigen Elementen besteht.

Um eine optimale Stellcharakteristik zu erhalten, entspricht der Radius in einer bevorzugten Ausführungsform dem 2- bis 6-fachen, insbesondere 4-fache des Abstandes.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt der Schnellspanneinrichtung in einer Wechselposition

Fig. 2 einen Querschnitt der Schnellspanneinrichtung in einer Position, in der eine Spann spindel in Kontakt mit einem Gleitelement ist.

In den Fig. 1 und 2 ist ein erfindungsgemässes Elektrowerkzeug mit einem in einem Gehäu se 1 gelagerten, nicht dargestellten Motor, der eine Hohlspindel 2 antreibt und einer Schnell spanneinrichtung zur Aufnahme eines Werkzeuges 3 im Querschnitt dargestellt. Die Schnell spanneinrichtung weist eine in der Hohlspindel 2 koaxial verschieblich gelagerten Spann spindel 4 auf, die durch ein elastisches Element 5 axial verspannt ist. Das elastische Ele ment 5 ist mit einem Ende in einer an dem werkzeugseitig abgewandten Ende der Hohlspin del 2 angeordneten Stufenlochbohrung gelagert und wird am gegenüberliegenden Ende durch ein, an der Spannspindel 4 befestigten Flansch 13 gehalten. Mittels eines an einem werkzeugseitig abgewandten Ende der Spannspindel 4 angeordneten Spannhebels 6, ist die Schnellspanneinrichtung zwischen einer Spannposition, wie sie insbesondere aus Fig. 1 er sichtlich ist, und einer, insbesondere in Fig. 2 dargestellten Wechselposition stellbar. In der Spannposition ist das Werkzeug 3 zwischen der Hohlspindel 2 und einem Spannflansch 7 festgelegt.

Durch Schwenken des Spannhebels 6 von der, insbesondere in Fig. 1 dargestellten, Spann position in die Wechselposition, welche insbesondere in Fig. 2 dargestellt ist, wird die Spannspindel 4 durch ein Gleitelement 8, insbesondere durch ein ringförmiges Lagerele ment, gegen die Kraft des elastischen Elementes 5 axial in Richtung Werkzeug 3 verscho ben. Das Gleitelement 8 weist einen radialen Abstand a von einer Drehachse 9 des Spann hebels 6 auf. In dieser Position kann der Spannflansch 7 ohne Zuhilfenahme eines Hilfs werkzeuges verdreht werden um beispielsweise das zwischen Spannflansch 7 und Hohl spindel 2 gelagerte Werkzeug 3 auszuwechseln. Ein durch den Abstand a und die Längs achse der Spannspindel 4 eingeschlossener Endwinkel β, stellt ein Verharren der Spann spindel 4 in der Wechselposition sicher. Dabei wird der Spannhebel 6 gegen eine Anschlag fläche 12 des Gehäuses 1 gedrückt.

Fig. 2 stellt den Spannhebel 6 in einer Position dar, in der er in Kontakt mit der Spannspindel 4 steht, jedoch noch keine Kraft auf das elastische Element 5 ausübt. In dieser Position schliesst die Längsachse der Spannspindel 4 mit dem radialen Abstand a zwischen der Drehachse 9 und dem Gleitelement 8 einen Winkel α ein, der etwa 80° beträgt. Eine Kon taktfläche 11 weist in Schwenkrichtung eine Ausdehnung K auf, die etwa dem sin(α)-fachen des Abstandes a entspricht.

Claims

1. Elektrowerkzeug, insbesondere Kreissägen und dergleichen mit einem in einem Gehäu se (1) gelagerten Motor, der eine Hohlspindel (2) antreibt und eine Schnellspanneinrich tung zur Aufnahme eines Werkzeuges (3), wobei die Schnellspanneinrichtung eine in der Hohlspindel (2) koaxial verschieblich gelagerte Spannspindel (4) aufweist, die durch ein elastisches Element (5) axial verspannt ist und mittels eines einem werkzeugseitig abge wandten Ende der Spannspindel (4) angeordneten Spannhebel (6), der an einem Ende eine Drehachse (9) aufweist und zwischen einer Spannposition, in der das Werkzeug (3) an der Hohlspindel (2) drehfest verspannt ist, und einer Wechselposition, bewegbar ist und das Werkzeug (3) zwischen einem am werkzeugseitigen Ende der Spannspindel (4) aufbringbaren Spannflansch (7) und der Hohlspindel (2) verspannbar gelagert ist, da durch gekennzeichnet, dass der Spannhebel (6) in einem radialen Abstand (a) ein Gleitelement (8) aufweist, das durch Verschwenken des Spannhebels (6) um die Dreh achse (9) unter einer Auslenkung (α) gegenüber der Längsachse der Spannspindel (4) in Kontakt mit dem werkzeugseitig abgewandten Ende der Spannspindel (4) bringbar ist, wobei die Spannspindel (4) eine Kontaktfläche (11) mit einer Ausdehnung (K) in Schwenkrichtung aufweist, die zumindest dem sin(α)-fachen des Abstandes (a) ent spricht.

2. Elektrowerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslenkung (α) 30° bis 120° beträgt.

3. Elektrowerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslenkung (α) 150° beträgt.

4. Elektrowerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Wechselposition der durch den Abstand (a) und die Längsachse eingeschlossene Endwinkel (β) zwischen 5° und 30° beträgt.

5. Elektrowerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Endwinkel (β) 10° beträgt.

6. Elektrowerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitelement (8) durch ein zur Drehachse (9) achsenparalleles Lagerelement mit einem Radius (R) gebildet wird.

7. Elektrowerkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius (R) dem 2- bis 6-fachen des Abstandes (a) entspricht.

8. Elektrowerkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius (R) dem 4- fachen des Abstandes (a) entspricht.