DE10148872A1

DE10148872A1 - Automatic spindle lock has torque transmitted by carrier element and driven part via clamp body

Info

Publication number: DE10148872A1
Application number: DE2001148872
Authority: DE
Inventors: Patrick Neika
Original assignee: Metabowerke GmbH and Co
Current assignee: Metabowerke GmbH and Co
Priority date: 2001-10-04
Filing date: 2001-10-04
Publication date: 2003-04-24

Abstract

The spindle lock is part of a drill or screwdriver with a motor drive device, a spindle (14) and a carrying-blocking device (12). With the drive on the motor side, the torque is transmitted by a carrier element (18) to the driven part (22) via a clamp body (20). The power transfer region of the carrier element presses the clamp body against the driven part.

Description

Die Erfindung betrifft ein motorbetriebenes Werkzeuggerät, insbesondere Bohrmaschine oder Schrauber, mit einer motorischen Antriebsvorrichtung, einer Spindel und einer Mitnahme-/Blockiervorrichtung für die Spindel, mit einem bezüglich der Spindel frei drehbaren, von der Antriebsvorrichtung antreibbaren Antriebsteil, mit wenigstens einem Mitnahmeelement mit einem Kraftübertragungsbereich, und mit einem mit der Spindel drehfest verbundenen Abtriebsteil, sowie mit wenigstens zwei Klemmkörpern und einer gehäusefesten Klemmfläche, wobei bei motorseitigem Antrieb eine Drehmomentübertragung vom Antriebsteil über das Mitnahmeelement auf das Abtriebsteil und auf die Spindel erfolgt und bei werkzeugseitigem Antrieb eine Blockierung der Spindel unter Klemmung wenigstens eines Klemmkörpers zwischen dem Abtriebsteil und der gehäusefesten Klemmfläche erfolgt. The invention relates to a motor-operated tool device, especially drill or screwdriver, with a motor drive device, a spindle and one Driving / blocking device for the spindle, with one freely rotatable with respect to the spindle from which Drive device drivable drive part, with at least a driving element with a power transmission area, and with an output part connected to the spindle in a rotationally fixed manner, and with at least two sprags and one fixed to the housing Clamping surface, with a drive on the motor side Torque transmission from the drive part via the Driving element on the driven part and on the spindle takes place and with the tool-side drive a blocking of the Spindle with at least one clamping body clamped between the stripping section and the housing-fixed clamping surface.

Durch die Mitnahme-/Blockiervorrichtung wird erreicht, dass bei Eingriff des Werkzeugs in ein Werkstück und gleichzeitigem Ausfall der Energieversorgung beispielsweise das Werkzeuggerät mit dem Werkzeug gedreht werden kann, etwa um das Werkzeug aus der Eingriffslage mit dem Werkstück zurückzuziehen, ohne dass dabei Drehmomente von Außen auf die Antriebsvorrichtung des Werkzeuggeräts übertragen werden. The driving / blocking device ensures that when the tool engages in a workpiece and at the same time Failure of the power supply, for example the tool device can be rotated with the tool, for example around the tool withdraw the engagement position with the workpiece without Torques from the outside to the drive device of the Tool tools are transferred.

Aus EP 0 982 101 A2 ist ein gattungsgemäßes Werkzeuggerät bekannt. Bei diesem Werkzeuggerät weisen die Mitnahmelemente geeignete erste Flächen zum Antrieb des Antriebsteils und hiervon getrennte zweite Flächen zur Entriegelung der Klemmkörper auf. Diese Anordnung erweist sich im Hinblick auf die Vielzahl von zu fertigenden Wirkflächen der Mitnahmeelemente als nachteilig. EP 0 982 101 A2 describes a generic tool device known. In this tool device, the driving elements have suitable first surfaces for driving the drive part and separate second surfaces for unlocking the Clamp body. This arrangement proves itself with regard to the multitude of active surfaces to be manufactured Driving elements as disadvantageous.

Der vorliegenden Erfindung liegt hiervon ausgehend die Aufgabe zugrunde, einen einfacheren konstruktiven Aufbau zu schaffen. Based on this, the object of the present invention to create a simpler construction.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Werkzeuggerät erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei motorseitigem Antrieb die Drehmitnahme von Mitnahmeelement und Abtriebsteil über den Klemmkörper erfolgt, indem das Mitnahmeelement mit seinem Kraftübertragungsbereich den Klemmkörper in Drehrichtung erfasst und diesen gegen einen Anlagebereich des Abtriebsteils drückt. This task is performed with a generic tool device solved according to the invention in that with motor-side drive the rotational driving of the driving element and the driven part via the Clamping body is done by the driving element with his Power transmission area the clamping body in the direction of rotation detected and this against a contact area of the stripping section suppressed.

Es wird also erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass sowohl die Entriegelung des Klemmkörpers als auch die Drehmomentübertragung über denselben Kraftübertragungsbereich des Mitnahmeelements erfolgt. It is therefore proposed according to the invention that both the Unlocking the sprag as well Torque transmission over the same power transmission range of the driving element.

Das Mitnahmeelement kann somit einfacher hergestellt werden und weist nicht, wie bei EP 0 982 101 A2, zwei räumlich voneinander getrennte Flächen zur Drehmomentübertragung, einerseits und zur Entriegelung der Klemmkörper andererseits auf. The driving element can thus be manufactured more easily and does not have two spatially, as in EP 0 982 101 A2 separate areas for torque transmission, on the one hand and for unlocking the clamping body on the other on.

Es wäre denkbar, dass die Kraftübertragung vom Kraftübertragungsbereich des Mitnahmeelements über den Klemmkörper auf den Anlagebereich des Abtriebsteils genau in Umfangsrichtung erfolgt. Es erweist sich aber als besonders vorteilhaft, dass ein Kraftübertragungsbereich des Mitnahmeelements den Klemmkörper bei motorseitigem Antrieb geringfügig nach radial innen in Richtung auf die Spindelachse drückt und damit eine gegenüber der gehäusefesten Klemmfläche berührungslose Relativbewegung des Klemmkörpers ermöglicht. It would be conceivable that the power transmission from Power transmission area of the driving element over the Clamping body precisely in the contact area of the driven part Circumferential direction. But it turns out to be special advantageous that a power transmission area of Driving element the clamping body with motor-side drive slightly radially inwards towards the spindle axis presses and thus a clamping surface opposite the housing Non-contact relative movement of the clamp body allows.

Auf diese Weise wird erreicht, dass eine Berührung mit oder eine Wälzbewegung auf der gehäusefesten Klemmfläche vermieden wird und somit der Verschleiss des Werkzeuggeräts reduziert wird gegenüber einem Werkzeuggerät aus EP 0 982 101 A2, bei dem sich die Klemmkörper bei motorseitigem Antrieb in einer in radialer Richtung unbestimmten Lage befinden, in der sie mit einer gehäusefesten Klemmfläche in Kontakt treten können und damit einem Verschleiß unterworfen sind. In this way it is achieved that a contact with or a rolling movement on the housing-fixed clamping surface avoided and thus the wear of the tool device is reduced is compared to a tool device from EP 0 982 101 A2 which the sprags are in one in radial direction are indefinite position in which they are a clamping surface fixed to the housing can come into contact and are subject to wear.

Es erweist sich als besonders vorteilhaft, wenn der Kraftübertragungsbereich des Mitnahmeelements der vorliegenden Erfindung gegen die radiale Richtung geneigt ist und dadurch bewirkt, dass der Klemmkörper geringfügig nach radial innen gedrückt wird und somit von der gehäusefesten Klemmfläche beabstandet ist. It proves to be particularly advantageous if the Power transmission area of the driving element of the present Invention is inclined against the radial direction and thereby causes the sprag slightly radially inward is pressed and thus by the housing-fixed clamping surface is spaced.

Es hat sich des Weiteren als vorteilhaft herausgestellt, den Anlagebereich des Abtriebsteils mit einer derart ausgebildeten Ausnehmung zur Aufnahme oder Anlage des Klemmkörpers zu versehen, dass der Klemmkörper, wenn er in der Ausnehmung aufgenommen ist oder gegen diese anliegt, zumindest geringfügig von der gehäusefesten Klemmfläche beabstandet ist. Dies ermöglicht es, den Klemmkörper bei motorseitigem Antrieb in einer Lage zu fixieren, in der er keinem Verschleiß unterworfen ist, sondern lediglich statisch belastet wird. It has also proven to be advantageous for the Contact area of the stripping section with one designed in this way Recess for receiving or engaging the sprag provided that the sprag when it is in the recess is included or is against this, at least is slightly spaced from the housing-fixed clamping surface. This enables the clamping body to be driven with the motor to fix in a position in which there is no wear is subject, but is only subjected to static loads.

Die Klemmkörper sind vorteilhafter Weise rotationssymetrisch ausgelegt und können beispielsweise als Rollen oder Kugeln ausgebildet sein. The clamping bodies are advantageously rotationally symmetrical designed and can for example as rolls or balls be trained.

Das Mitnahmeelement kann sowohl einstückig mit dem Antriebsteil verbunden sein, als auch auf einem separaten Element, beispielsweise einem Ring angeordnet sein, der drehfest mit dem Antriebsteil verbindbar ist. Dies ermöglicht gegenüber der einstückigen Ausführung von Antriebsteil und Mitnahmeelement eine vereinfachte Herstellung. The driving element can be both in one piece with the Drive part to be connected, as well as on a separate Element, for example a ring may be arranged is rotatably connected to the drive part. this makes possible compared to the one-piece design of the drive part and Driving element a simplified manufacture.

Es ist aber ebenso denkbar, das Mitnahmeelement als separates Teil auszuführen und durch einen geeigneten Fügevorgang mit dem Antriebsteil, insbesondere einer entsprechenden Ausnehmung in dem Antriebsteil, zu verbinden. But it is also conceivable to take the driving element as a separate one Execute part and with a suitable joining process the drive part, in particular a corresponding recess in the drive part to connect.

Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, mehrere Mitnahmelemente, jeweilige Klemmkörper und am Abtriebsteil jeweilige Anlagebereiche vorzusehen. Hierdurch kann eine Unwucht verringert oder vermieden werden, und die zu übertragenden Kräfte können gleichmäßig in die Spindel eingeleitet oder vom Gehäuse aufgenommen werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind drei Mitnahmeelemente, sechs Klemmkörper und sechs Anlagebereiche am Abtriebsteil vorgesehen, bei der die Mittellinien der Mitnahmeelemente einen Winkelabstand von vorzugsweise 120 Grad aufweisen. It has turned out to be particularly advantageous for several Driving elements, respective sprags and on the driven part to provide respective investment areas. As a result, a Imbalance can be reduced or avoided, and that too Transmitting forces can flow evenly into the spindle initiated or absorbed by the housing. At a preferred embodiment of the invention are three Driving elements, six clamping bodies and six contact areas provided on the stripping section, in which the center lines of the Driving elements an angular distance of preferably 120 degrees exhibit.

Die Klemmkörper haben einen bevorzugten Klemmweg von ca. 15 bis 45 Grad. The clamp bodies have a preferred clamp path of approx. 15 up to 45 degrees.

Das Antriebsteil ist vorzugsweise als Zahnrad ausgebildet, das durch ein mit diesem kämmendes Antriebsritzel antreibbar ist. The drive part is preferably designed as a gear that can be driven by a meshing drive pinion.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Patentansprüchen und aus der zeichnerischen Darstellung und nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. In der Zeichnung zeigt: Further features, details and advantages of the invention result from the appended claims and from the graphic representation and the following description a preferred embodiment of the invention. In the Drawing shows:

Fig. 1 eine Schnittansicht durch ein Werkzeuggerät mit einer Mitnahme-/Blockiervorrichtung, Fig. 1 is a sectional view through a power tool with a deadweight / blocking device

Fig. 2 eine Explosionsdarstellung der Mitnahme-/Blockiervorrichtung mit weiteren Bestandteilen des Werkzeuggeräts, Fig. 2 is an exploded view of the deadweight / blocking device with other components of the tool device,

Fig. 3 eine teilweise geschnittene Ansicht der Mitnahme-/Blockiervorrichtung bei motorseitigem Antrieb und Fig. 3 is a partially sectioned view of the driving / blocking device with the motor-side drive and

Fig. 4 eine Fig. 3 entsprechende Ansicht der Mitnahme-/Blockiervorrichtung in Blockierposition bei werkzeugseitigem Antrieb. Fig. 4 is a Fig. 3 corresponding view of the driving / blocking device in the blocking position with the tool-side drive.

Fig. 1 zeigt ein Werkzeuggerät 2 mit einer Antriebsvorrichtung 4 mit einem Antriebsritzel 6, das in ein Antriebsteil 8 in Form eines Zahnrads 10 eingreift. Das Antriebsteil 8 ist über eine Mitnahme-/Blockiervorrichtung 12 mit einer Spindel 14 verbunden, auf der, beispielsweise mittels eines Bohrfutters, ein Werkzeug 16 befestigt ist. Die Mitnahme-/Blockiervorrichtung 12 umfasst, wie in Fig. 2 dargestellt, das Antriebsteil 8 in Form eines Zahnrads 10, mehrere Mitnahmeelemente 18, Klemmkörper 20, ein mit der Spindel 14 drehfest verbundenes Abtriebsteil 22 und eine gehäusefeste Klemmfläche 24, die von einem Ringbauteil 25 gebildet ist. Auf dem Antriebsteil 8 sind die Mitnahmeelemente 18 drehfest mit dem Antriebsteil 8 vorgesehen, die beim motorseitigen Antrieb mit den Klemmkörpern 20 und dem Abtriebsteil 22 zusammenwirken. Die Mitnahmeelemente 18 sind einstückig mit einem Ring 26 ausgebildet, der seinerseits drehfest mit dem Antriebsteil 8 verbunden ist. Fig. 1 shows a power tool 2 having a drive device 4 with a drive pinion 6 which meshes a gear 10 in a drive member 8 in shape. The drive part 8 is connected via a driving / blocking device 12 to a spindle 14 on which a tool 16 is fastened, for example by means of a drill chuck. As shown in FIG. 2, the entrainment / blocking device 12 comprises the drive part 8 in the form of a gearwheel 10 , several entrainment elements 18 , clamping bodies 20 , an output part 22 which is non-rotatably connected to the spindle 14 , and a clamp surface 24 which is fixed to the housing and which is formed by a ring component 25 is formed. On the drive part 8 , the driving elements 18 are provided in a rotationally fixed manner with the drive part 8 , which interact with the clamping bodies 20 and the driven part 22 when the motor is driven. The driving elements 18 are formed in one piece with a ring 26 , which in turn is connected in a rotationally fixed manner to the drive part 8 .

Die Mitnahmeelemente 18 wirken beim motorseitigem Antrieb auf die Klemmkörper 20, die im Beispiel als Klemmrollen ausgeführt sind. Die Kraftübertragung erfolgt von den Mitnahmeelementen 18 über die Klemmkörper 20 auf das Abtriebsteil 22. Das Abtriebsteil 22 weist radiale Vorsprünge 28 auf, über die Kräfte auf das Abtriebsteil 22 und auf die Spindel 14 und somit auf das Werkzeug 16 übertragen werden. Die Klemmkörper 20 und das Abtriebsteil 22 sind umgeben von der gehäusefesten Klemmfläche 24. The driving elements 18 act on the clamping body 20 when the motor is driven, which in the example are designed as clamping rollers. The power transmission takes place from the driving elements 18 via the clamping bodies 20 to the driven part 22 . The driven part 22 has radial projections 28 , via which forces are transmitted to the driven part 22 and to the spindle 14 and thus to the tool 16 . The clamping body 20 and the driven part 22 are surrounded by the clamping surface 24 fixed to the housing.

In Fig. 3 ist die relative Lage von Mitnahmeelementen 18, Klemmkörpern 20 und Abtriebsteil 22 bei motorseitigem Antrieb dargestellt. An den Mitnahmeelementen 18 sind Kraftübertragungsflächen 30 vorgesehen, die sich in Kontaktlage mit den in Drehrichtung unmittelbar folgenden Klemmkörpern 20 befinden, die wiederum in Kontaktlage mit Anlagebereichen 32 des Abtriebsteils 22 stehen. Die Anlagebereiche 32 sind beidseitig an den radialen Vorsprüngen 28 vorgesehen und als Ausnehmungen zur Aufnahme der Klemmkörper 20 ausgebildet. Die Ausnehmungen sind durch konkave Ausgestaltung an die Außenkontur der Klemmkörper 20 angepasst. Der Bereich zwischen den radialen Vorsprüngen 28 ist zur Aufnahme der Mitnahmeelemente 18 und der Klemmkörper 20 zurückgesetzt, so dass ein in Umfangsrichtung erstreckter Raum 33 für die Bewegung der Mitnahmeelemente 18 und der Klemmkörper 20 gebildet ist. Die Richtung 34 der Kraftübertragungsfläche 30 ist bezüglich einer radialen Richtung 36 geneigt (Fig. 3). Somit wird der Klemmkörper 20 gegen den Anlagebereich 32 des Abtriebsteils 22 gedrückt und dabei auch geringfügig nach radial innen Richtung auf die Spindelachse gezwungen bzw. festgehalten, so dass der jeweilige Klemmkörper 20 von der gehäusefesten Klemmfläche 24 zumindest geringfügig beabstandet ist. Die gehäusefeste Klemmfläche 24 ist von dem Ringbauteil 25 gebildet, welches mit Hilfe radialer Vorsprünge 38 mit dem Gehäuse des Werkzeuggeräts 2 drehfest verbunden ist. In Fig. 3, the relative position of the driver elements 18, clamping members 20 and stripping section 22 is shown at the motor side drive. Power transmission surfaces 30 are provided on the driving elements 18 , which are in contact position with the clamping bodies 20 immediately following in the direction of rotation, which in turn are in contact position with contact areas 32 of the driven part 22 . The contact areas 32 are provided on both sides on the radial projections 28 and are formed as recesses for receiving the clamping bodies 20 . The recesses are adapted to the outer contour of the clamping body 20 by a concave configuration. The area between the radial projections 28 is recessed for receiving the driving elements 18 and the clamping body 20 , so that a space 33 is formed in the circumferential direction for the movement of the driving elements 18 and the clamping body 20 . The direction 34 of the force transmission surface 30 is inclined with respect to a radial direction 36 ( FIG. 3). Thus, the clamping body 20 is pressed against the contact area 32 of the driven part 22 and is also forced or held slightly in the radially inward direction on the spindle axis, so that the respective clamping body 20 is at least slightly spaced from the clamping surface 24 fixed to the housing. The housing-fixed clamping surface 24 is formed by the ring component 25 , which is connected to the housing of the tool device 2 in a rotationally fixed manner by means of radial projections 38 .

Bei werkzeugseitigem Antrieb durch Einleiten eines Drehmoments in das Werkzeug 16, die Spindel 14 und das Abtriebsteil 22 wird die Spindel 14 des Werkzeuggeräts 2 blockiert, wie es in Fig. 4 dargestellt ist. Die Klemmkörper 20 werden in eine Blockierlage zwischen dem Abtriebsteil 22 und der gehäusefesten Klemmfläche 24 bewegt. Die Blockierung wird dadurch erreicht, dass in Folge der Drehung der Spindel 14 und damit des Antriebsteil 22 der jeweilige dem radialen Vorsprung 28 des Antriebsteil 22 in Drehrichtung nachfolgende Klemmkörper 20 in einen in radialer Richtung verengten Bereich des Raums 33 zwischen dem Abtriebsteil 22 und der gehäusefesten Klemmfläche 24 gelangt und dort klemmt und die weitere Drehung blockiert. When the tool is driven by introducing a torque into the tool 16 , the spindle 14 and the driven part 22 , the spindle 14 of the tool device 2 is blocked, as shown in FIG. 4. The clamping bodies 20 are moved into a blocking position between the driven part 22 and the clamping surface 24 fixed to the housing. The blocking is achieved in that, as a result of the rotation of the spindle 14 and thus of the drive part 22, the respective clamping body 20 following the radial projection 28 of the drive part 22 in the direction of rotation into a region of the space 33 between the driven part 22 and the one fixed to the housing in the radial direction Clamping surface 24 arrives and clamps there and blocks the further rotation.

Claims

1. Motor-operated tool device ( 2 ), in particular a drill or screwdriver, with a motor drive device ( 4 ), a spindle ( 14 ) and a driving / blocking device ( 12 ) for the spindle ( 14 ), with a freely rotatable with respect to the spindle, drive part ( 8 ) which can be driven by the drive device, with at least one entraining element ( 18 ) with a force transmission area ( 30 ), and with an output part ( 22 ) connected in a rotationally fixed manner to the spindle, as well as with at least two clamping bodies ( 20 ) and a clamping surface ( 24) ), with the motor-side drive a torque transmission from the drive part ( 8 ) via the driving element ( 18 ) to the driven part ( 22 ) and to the spindle ( 14 ) and with the tool-side drive a blocking of the spindle ( 14 ) with clamping of at least one clamp body ( 20 ) between the driven part ( 22 ) and the clamping surface ( 24 ) fixed to the housing, characterized in that that the drive element ( 18 ) and driven part ( 22 ) are driven by the clamping element ( 20 ) in the case of a drive on the motor side, in that the driving element ( 18 ) with its force transmission area ( 30 ) detects the clamping body ( 20 ) in the direction of rotation and presses it against a contact area ( 32 ) of the driven part ( 22 ).

2. Motor-operated tool device according to claim 1, characterized in that the force transmission area ( 30 ) of the driving element ( 18 ) presses the clamping body ( 20 ) slightly radially inward in the direction of the spindle axis when the motor is driven and thus a clamping surface ( 24 ) fixed to the housing. Non-contact relative movement of the clamp body ( 20 ) allows.

3. Motor-operated tool device according to claim 2, characterized in that the force transmission region ( 30 ) of the driving element ( 18 ) is inclined against the radial direction ( 36 ).

4. Motor-operated tool according to one or more of the preceding claims, characterized in that the contact area ( 32 ) of the driven part ( 22 ) is provided with a recess designed to receive or contact the clamping body ( 20 ) that the clamping body when in the recess is received or abuts against it, is at least slightly spaced from the clamping surface ( 24 ) fixed to the housing.

5. Motor-operated tool according to one or more of the preceding claims, characterized in that the clamping body ( 20 ) are designed as rollers or balls.

6. Motor-operated tool device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the driving element ( 18 ) is part of a ring ( 26 ) which is non-rotatably connected to the drive part ( 8 ).

7. Motor-operated tool device according to one or more of the preceding claims, characterized in that a plurality of driving elements ( 18 ), a plurality of clamping bodies ( 20 ) and a plurality of contact areas ( 32 ) are provided on the driven part ( 22 ).

8. Motor-operated tool device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the drive part ( 8 ) is designed as a gear ( 10 ).