-
Die
Erfindung geht aus von einer Führungsvorrichtung
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
-
Aus
der
GB 2 338 197 A ist
eine Handwerkzeugmaschine mit einer in eine Schleifplatte integrierten
Führungsvorrichtung
bekannt. Die Schleifplatte weist eine langlochförmige Führungsausnehmung zum Führen einer
exzentrisch antreibbaren Eingriffswelle der Handwerkzeugmaschine
sowie ein zuschaltbares Fixierelement zum Fixieren einer Lage der
Eingriffswelle in der Führungsausnehmung
auf.
-
Das
Fixierelement weist einen ersten Bereich mit einem Umriss auf, der
einem Teil des Umrisses der Führungsausnehmung
entspricht. In einem zweiten Betriebszustand ist dieser Bereich
mit der Führungsausnehmung überlagert
und die Eingriffswelle ist innerhalb der Führungsausnehmung frei beweglich.
Ist die Eingriffswelle exzentrisch angetrieben, oszilliert sie in
einer Längsrichtung
der Führungsausnehmung
und verschiebt die Schleifplatte über seitliche Ränder der
Führungsausnehmung
linear oszillierend in einer Richtung, die senkrecht zur Längsrichtung
der Führungsausnehmung
verläuft.
-
Ferner
weist das Fixierelement einen zweiten Bereich mit einem Umriss auf,
der einen Teilkreis bildet, dessen Radius im Wesentlichen gleich
dem Radius der Eingriffswelle ist. In einem ersten Betriebszustand überlagert
dieser Bereich die Führungsausnehmung
und umgreift die Eingriffswelle. Das Fixierelement ist in der Richtung
des Freiheitsgrads fest mit der Schleifplatte verbunden, so dass das
Fixierelement im ersten Betriebszustand eine Lage der Eingriffswelle
relativ zur Schleifplatte in dieser Richtung fixiert, während die
Lage in einer senkrecht zu dem Freiheitsgrad verlaufenden zweiten Richtung
durch die Führungsausnehmung
fixiert ist. Dadurch folgt die Schleifplatte der exzentrischen Bewegung
der Eingriffswelle und oszilliert im Betrieb auf einer orbitalen
Bahn.
-
Zum
Umschalten zwischen dem ersten und dem zweiten Betriebszustand ist
das Fixierelement translatorisch verschiebbar auf der Schleifplatte
gelagert. Während
sich der erste, durch kreisförmige
Orbitale gekennzeichnete Betriebszustand beispielsweise beim Einsatz
der erfindungsgemäßen Lösung im
Zusammenhang mit einem Schwingschleifer zum Schleifen von Flächen besonders
eignet, ist der zweite, durch lineare Schwingbewegungen gekennzeichnete
Betriebszustand zum Schleifen im Bereich von Kanten besonders geeignet.
-
Vorteile der
Erfindung
-
Die
Erfindung geht aus von einer Führungsvorrichtung
einer Handwerkzeugmaschine mit einer Führungsausnehmung, die dazu
vorgesehen ist, von einer exzentrisch antreibbaren Eingriffswelle
der Handwerkzeugmaschine durchgriffen zu sein und die Eingriffswelle
zumindest in einem ersten Betriebszustand entlang eines ersten Freiheitsgrads
zu führen, und
mit einem zutschaltbaren Fixierelement zum Fixieren einer Lage der
Eingriffswelle in der Führungsausnehmung
in zumindest einem zweiten Betriebszustand.
-
Es
wird vorgeschlagen, dass das Fixierelement drehbar gelagert ist.
Dadurch kann eine zumindest weitest gehend verklemmungsfrei zwischen
den Betriebsmodi umschaltbare Führungsvorrichtung
erreicht werden. Eine vom Fixierelement auf der Führungsvorrichtung überstrichene
Fläche
kann vorteilhaft klein ausgestaltet werden, wodurch eine robuste und
bauraumsparende umschaltbare Führungsvorrichtung erreichbar
ist. Durch eine kleine überstrichene
Fläche
kann ein Risiko eines durch eine Verschmutzung der Fläche bedingten
Verklemmens des Fixierelements an der Führungsvorrichtung vorteilhaft
reduziert werden.
-
Unter „vorgesehen" soll in diesem Zusammenhang
auch „ausgelegt" und „ausgestattet" verstanden werden.
Besondere Vorteile ergeben sich beim Einsatz der erfindungsgemäßen Lösung im
Zusammenhang mit einer als Schwingschleifer ausgebildeten Handwerkzeugmaschine,
und zwar insbesondere bei einer Handwerkzeugmaschine mit einer rechteckigen
Schleifplatte. Es kann erreicht werden, dass eine Schwingbewegung
der Schleifplatte parallel zu einer Seitenkante der rechteckigen
Schleifplatte verläuft.
Dadurch ist ein vorteilhafter Einsatz in einem Bereich einer Kante
eines Werkstücks
erreichbar. Prinzipiell sind jedoch auch Ausgestaltungen der Erfindung
denkbar, in denen die Handwerkzeugmaschine ein Schwingwerkzeug umfasst,
das dreieckig bzw. deltaförmig
oder rund ist. Auch ein Einsatz im Zusammenhang mit einem Exzenterschleifer
ist denkbar.
-
In
einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass eine
Drehachse des Fixierelements mit einem Mittelpunkt der Führungsausnehmung übereinstimmt.
Dadurch kann ein Schwenkbereich, den das Fixierelement bei einer
Drehbewegung überstreicht,
vermieden werden.
-
Zudem
wird vorgeschlagen, dass die Führungsausnehmung
als Langloch ausgebildet ist. Dadurch kann eine sichere Führung der
Eingriffswelle in der Führungsausnehmung
erreicht werden. Dabei entspricht eine Länge des Langlochs vorteilhaft
einer Summe des Durchmessers einer Kreisbewegung der exzentrisch
angetriebenen Eingriffswelle und des Durchmessers der Eingriffwelle
selbst bzw. einer Führungsmanschette
der Eingriffswelle, so dass die Eingriffswelle in Richtung des durch
die Längsachse des
Langlochs definierten Freiheitsgrads einen Bewegungsspielraum von
der Größenordnung
der doppelten Exzentrizität
der Bewegung der Eingriffswelle hat. Eine Breite des Langlochs ist
zum Erreichen einer zumindest weitgehend spielfreien Führung zumindest
im Wesentlichen gleich dem Durchmesser der Eingriffswelle bzw. einer
Führungsmanschette der
Eingriffswelle.
-
In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass
das Fixierelement zumindest eine Führungsfläche aufweist, die in zumindest
einer Drehlage des Fixierelements mit einer Führungsfläche der Führungsausnehmung überlagert
ist. Dadurch kann in der entsprechenden Drehlage eine Einschränkung eines
Bewegungsspielraums der Eingriffswelle durch das Fixierelement vorteilhaft vermieden
werden, und in der entsprechenden Drehlage kann das Fixierelement
die Führungsausnehmung
vorteilhaft in ihrer Führungsfunktion
unterstützen.
-
Ferner
wird vorgeschlagen, dass die Führungsausnehmung
Seitenanschlagsflächen
zum Begrenzen einer Bewegungsfreiheit der Eingriffswelle aufweist.
Dadurch kann ein seitliches Abgleiten der Eingriffswelle aus der
Führungsausnehmung
vermieden werden.
-
Weist
das Fixierelement eine Ausnehmung auf, die der Führungsausnehmung zumindest
im Wesentlichen ähnlich
ist, kann es zu einer vollständigen Überlagerung
der Ausnehmung mit der Führungsausnehmung
kommen. Durch die Ähnlichkeit
der Ausnehmungen kann zudem ein Produktionsprozess vorteilhaft kostengünstig ausgestaltet
werden. Der Begriff „ähnlich" soll in diesem Zusammenhang
im geometrischen Sinn verstanden werden.
-
Wenn
das Fixierelement eine Ausnehmung aufweist, die konvex gestaltet
ist, kann vorteilhaft erreicht werden, dass während einer Drehbewegung des
Fixierelements das Entstehen eines konkaven Bereichs einer durch
eine Überlagerung
der Ausnehmung mit der Führungsausnehmung
definierten Eingriffsausnehmung vermieden wird. Die Existenz solcher
konkaven Bereiche birgt die Gefahr eines Verklemmens der Eingriffswelle
in der Eingriffsausnehmung.
-
Weist
die Führungsvorrichtung
zumindest ein Manschettenelement zum Vermitteln des Eingriffs der
Eingriffswelle in die Führungsausnehmung
auf kann eine vorteilhaft gute Einpassung der Eingriffswelle in
die Führungsausnehmung
erreicht werden. Durch eine geeignete Wahl des Materials und/oder einer
Bauweise des Manschettenelements kann zudem eine Gleitreibung, die
bei einer Bewegung der Eingriffswelle innerhalb der Führungsausnehmung entstehen
kann, vorteilhaft klein gehalten werden.
-
Dabei
ist diese Gleitreibung beinahe vollständig vermeidbar, wenn das Manschettenelement zumindest
ein Wälzlager
umfasst. Als Wälzlager
können
insbesondere Kugellager oder Nadellager zum Einsatz kommen.
-
Weist
die Führungsvorrichtung
zumindest ein Halteelement zum Fixieren des Fixierelements in zumindest
einer Drehlage auf, kann ein versehentliches Verstellen des Fixierelements
aus der Drehlage, die vorteilhaft einem Betriebsmodus zugeordnet ist,
vermieden werden.
-
Eine
besonders komfortabel bedienbare Arretierung des Fixierelements
ist erreichbar, wenn die Führungsvorrichtung
eine Rastvorrichtung aufweist, die das Halteelement umfasst.
-
Ein
weiterer Komfortgewinn ist erreichbar, wenn die Führungsvorrichtung
ein Griffelement zum manuellen Drehen des Fixierelements aufweist.
Das Griffelement kann dabei in einer robusten Weise starr mit dem
Fixierelement verbunden sein oder aber indirekt, beispielsweise
durch einen Seilzug, in einer mechanischen Wirkverbindung mit dem
Fixierelement stehen.
-
Eine
besonders kostengünstige
und sichere Lagerung des Fixierelements an der Führungsvorrichtung ist erreichbar,
wenn die Führungsvorrichtung einen
runden Vertiefungsbereich aufweist, der zur Aufnahme des Fixierelements
vorgesehen ist.
-
Ferner
sind Ausgestaltungen der Erfindung denkbar, in denen die Handwerkzeugmaschine
eine Fühlereinheit
umfasst, durch die das Fixierelement selbsttätig zuschaltbar ist. Beispielsweise
kann eine als Schwingschleifer oder Exzenterschleifer ausgebildete
Handwerkzeugmaschine vorteilhaft eine seitliche Fühlereinheit
aufweisen, die durch eine Annäherung
an eine Kante betätigt
wird und die Fixiereinheit selbsttätig zu- oder abschaltet.
-
Zeichnung
-
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 zusammenfassen.
-
Es
zeigen:
-
1 einen Schwingschleifer
mit einem Schwingwerkzeug,
-
2 das Schwingwerkzeug mit
einer Führungsausnehmung,
einem Fixierelement und mit einer Eingriffswelle in einer Explosionszeichnung,
-
3 das Schwingwerkzeug mit
dem Fixierelement aus 2 in
einem ersten Betriebszustand,
-
4 das Schwingwerkzeug mit
dem Fixierelement aus den 2 und 3 in einem zweiten Betriebszustand
und
-
5 ein alternatives Schwingwerkzeug
mit einem Schaltmechanismus in einer schematischen Darstellung.
-
Beschreibung
des Ausführungsbeispiels
-
1 zeigt
eine als Schwingschleifer ausgebildete Handwerkzeugmaschine 12 mit
einem als Schleifplatte ausgebildeten Schwingwerkzeug 10, dessen
Unterseite einen Klettbelag aufweist, durch den Schleifpapier mit
dem Schwingwerkzeug 10 verbunden werden kann. Eine Führungsvorrichtung
ist in das Schwingwerkzeug 10 integriert. Die Handwerkzeugmaschine 12 umfasst
einen Handgriff 42 mit einem integrierten Schalter 44 zum
Ein- und Ausschalten der Handwerkzeugmaschine 12 sowie
einen Staubfangbeutel 46. Ein Körper der Handwerkzeugmaschine 12 ist
durch ein Kunststoffgehäuse gefasst,
das einen hier nicht dargestellten Elektromotor aufnimmt, der durch
ein Stromversorgungskabel 48 gespeist ist. Das Schwingwerkzeug 10 ist über Federbeine
mit dem Körper
der Handwerkzeugmaschine 12 verbunden, die eine Federkraft
erzeugen, gegen die das Schwingwerkzeug 10 um einige Millimeter
in einer vom Schwingwerkzeug 10 aufgespannten Ebene relativ
zum Körper
der Handwerkzeugmaschine 12 auslenkbar ist.
-
Im
Bereich eines zwischen dem Schwingwerkzeug 10 und dem Körper bestehenden,
von den Federbeinen überbrückten Spalts 52 ist
ein Griffelement 38 angeordnet, über das ein Bediener zwischen einem
ersten Betriebsmodus, in dem das Schwingwerkzeug 10 im
Betrieb geradlinige, eindimensionale und parallel zu einer Seitenkante 50 des
Schwingwerkzeugs 10 ausgerichtete Schwingungen vollführt, und
einem zweiten Betriebsmodus umschaltet. Im zweiten Betriebsmodus
bewegt sich das Schwingwerkzeug 10 im Betrieb auf kreisenden
bzw. orbitalförmigen
Bahnen, bei denen ein Mittelpunkt des Schwingwerkzeugs 10 sich
in einer Kreisbewegung bewegt, während
eine Drehlage des Schwingwerkzeugs 10 relativ zum Körper der
Handwerkzeugmaschine 12 konstant bleibt.
-
Der
Elektromotor weist eine hier nicht dargestellte, drehbar angetriebene
Motorwelle auf auf die eine Eingriffswelle 16 aufgepresst
werden kann (2). Die Eingriffswelle 16 weist
eine Versetzung auf, so dass ein der Motorwelle abgewandter und dem
Schwingwerkzeug 10 zugewandter, zylinderförmiger Teil
der Eingriffswelle 16 mit seiner Symmetrieachse um eine
Exzentrizität
relativ zu einer Achse der Motorwelle verschoben ist, so dass eine
Drehbewegung der Motorwelle eine exzentrische Bewegung des zylinderförmigen Teils
der Eingriffswelle 16 erzeugt, in der die Symmetrieachse
sich auf einem Kreis mit einem durch die Exzentrizität gegebenen Radius
parallel um die Achse der Motorwelle dreht.
-
Auf
den zylinderförmigen
Bereich der Eingriffswelle 16 ist ein Manschettenelement 32 aufgesteckt,
das einen Eingriff der Eingriffswelle 16 in eine Führungsausnehmung 14 von
der Form eines senkrecht zur Seitenkante 50 verlaufenden
Langlochs vermittelt.
-
In
einem Eingriffsbereich umfasst das Manschettenelement 32 ein
Wälzlager
mit einem Innenring, der mit der Eingriffswelle 16 drehfest
verbinden ist, und mit einem Außenring,
der mit der Führungsausnehmung 14 in
Kontakt steht.
-
Ein
Mittelpunkt der Führungsausnehmung 14 bildet
einen Mittelpunkt eines kreisförmigen,
runden Vertiefungsbereichs 40, der zur Aufnahme eines scheibenförmigen Fixierelements 20 vorgesehen
ist, das eine Ausnehmung 30 aufweist, die langlochförmig und
konvex gestaltet ist und der Führungsausnehmung 14 geometrisch ähnlich ist.
Das Fixierelement 20 ist im Vertiefungsbereich 40 drehbar
gelagert, wobei eine Drehachse 22 des Fixierelements 20 mit
einem Mittelpunkt der Führungsausnehmung 14 übereinstimmt.
-
In
einer ersten Drehlage des Fixierelements 20 (4),
die dem ersten Betriebsmodus zugeordnet ist, ist die Ausnehmung 30 des
Fixierelements 20 deckungsgleich mit der Führungsausnehmung 14. Die
Ausnehmung 30 und die Führungsausnehmung 14 weisen
halbkreisförmige
Stirnseiten auf, die Seitenanschlagsflächen 28, 28' bilden, die
eine Bewegungsfreiheit der Eingriffswelle 16 innerhalb
der Führungsausnehmung 14 und
innerhalb der Ausnehmung 30 begrenzen. Sowohl das Fixierelement 20 als
auch eine Deckplatte des Schwingwerkzeugs 10 sind als Stanz-Biegeblechteile
ausgebildet. Die Führungsausnehmung 14 und
die Ausnehmung 30 weisen jeweils einen umlaufenden, angeformten
Kragen auf. Die Innenseiten des Kragens im Bereich der langen Seiten
der Ausnehmung 30 des Fixierelements 20 bilden
Führungsflächen 24, 24', die in der
ersten Drehlage von Führungsflächen 26, 26', die von den Innenseiten
des Kragens im Bereich der langen Seiten der Führungsausnehmung 14 gebildet
sind, in axialer Richtung überlagert
sind, so dass die Führungsflächen 24, 24', 26, 26' jeweils paarweise
komplanar sind.
-
In
der ersten Drehlage ist die Eingriffswelle 16 in den durch
die Seitenanschlagsflächen 28, 28' definierten
Grenzen entlang der Längsrichtung
der Führungsausnehmung 14 verschiebbar,
während
die Führungsflächen 24, 24', 26, 26' ein Verschieben senkrecht
zur Längsrichtung
der Führungsausnehmung 14 verhindern.
Die Führungsausnehmung 14 definiert
einen Freiheitsgrad 18, und zwar einen Bewegungsfreiheitsgrad
der Eingriffswelle 16 relativ zum Schwingwerkzeug 10.
-
Bewegt
sich die Eingriffswelle 16 auf ihrer orbitalen Bahn, während sich
das Fixierelement 20 in der ersten Drehlage befindet, so
bewirkt eine zur Längsrichtung der
Führungsausnehmung 14 parallele
Komponente der Bewegung eine Verschiebung der Eingriffswelle 16 entlang
des Freiheitsgrads 18, während eine senkrecht zum Freiheitsgrad 18 verlaufende
Komponente der Bewegung ein Auslenken des Schwingwerkzeugs 10 relativ
zum Körper
der Handwerkzeugmaschine 12 gegen die Federkraft der Federbeine
bewirkt.
-
Das
Griffelement 38 ist mit dem Fixierelement 20 verbunden
und ragt durch den Spalt 52 radial nach außen, wo
ein Bediener es fassen kann und mit Hilfe des Griffelements 38 das
Fixierelement 20 im Vertiefungsbereich 40 in einem
Winkelbereich von 90°,
der durch hier nicht dargestellte Anschlagelemente begrenzt ist,
manuell drehen kann. In einer zweiten, relativ zur ersten Drehlage
um 90° gedrehten
Drehlage verläuft
eine Längsachse
der Ausnehmung 30 senkrecht zur Längsachse der Führungsausnehmung 14 (3).
-
In
der ersten und der zweiten Drehlage zugeordneten Lagen des Griffelements 38 sind
an das Schwingwerkzeug 10 buckelförmige Halteelemente 34, 34' angeformt, über die
das Griffelement 38 hinweggleitet, wenn ein Bediener es
aus der entsprechenden Lage herausdreht, wobei sich das Griffelement 38 elastisch
deformiert, so dass der Bediener eine Kraft aufwenden muss. Das
Griffelement 38 und die Halteelemente 34, 34' bilden daher
eine Rastvorrichtung 36, durch die das Fixierelement 20 in
der ersten Drehlage und in der zweiten Drehlage fixiert ist.
-
In
der zweiten Drehlage verhindern die Führungsflächen 24, 24' der Führungsausnehmung 14 eine
Bewegung der Eingriffswelle 16 in einer Richtung senkrecht
zur Längsachse
der Führungsausnehmung 14 bzw.
parallel zur Ausnehmung 30 des Fixierelements 20.
Die Führungsflächen 26, 26' des Fixierelements 20 verhindern
eine Bewegung der Eingriffswelle 16 entlang des Freiheitsgrads 18,
wodurch das Fixierelement 20 in der zweiten Drehlage eine
Lage der Eingriffswelle 16 in der Führungsausnehmung 14 fixiert.
Durch eine Drehung des Fixierelements 20 ist dieses daher
zuschaltbar und entfaltet in der zweiten Drehlage seine fixierende
Wirkung.
-
Bewegt
sich die Eingriffswelle 16 auf ihrer orbitalen Bahn, während sich
das Fixierelement 20 in der zweiten Drehlage befindet,
so überträgt sich
die Bewegung der Eingriffswelle 16 bzw. der Achse der Eingriffswelle 16 in
eine orbitale bzw. kreisende Bewegung des Schwingwerkzeugs 10 relativ
zum Körper
der Handwerkzeugmaschine 12.
-
5 zeigt
ein Schwingwerkzeug 10 mit einer alternativen Führungsvorrichtung
in einer schematischen Darstellung. Analoge Merkmale sind mit gleichen
Bezugszeichen versehen. In der Beschreibung soll im Wesentlichen
auf Unterschiede zu dem in den 1–4 dargestellten
Ausführungsbeispiel
eingegangen werden. Im Hinblick auf gleich bleibende Merkmale kann
auf die Beschreibung zu dem in den 1–4 dargestellten
Ausführungsbeispiel
verwiesen werden.
-
Das
in 5 dargestellte Schwingwerkzeug 10 umfasst
einen Schaltmechanismus 54 und zwei Tastelemente 56, 56' zum Ertas-ten
einer Umgebungskenngröße, und
zwar einer Kante eines zu bearbeitenden Werkstücks.
-
In
einem ersten Betriebszustand ist ein Fixierelement 20 frei
schwenkbar um eine Drehachse 22 am Schwingwerkzeug 10 gelagert
und wird von einer hier nicht dargestellten Eingriffswelle im Betrieb alternierend
geschwenkt, während
sich die Eingriffswelle in einer Führungsausnehmung 14 entlang
eines Freiheitsgrads 18 bewegt und eine alternierende Bewegung
des Schwingwerkzeugs 10 in einer senkrecht zur Längsrichtung
der Führungsausnehmung 14 verlaufenden
Richtung erzeugt.
-
Der
Schaltmechanismus 54 schaltet die Führungsvorrichtung selbsttätig in den
ersten Betriebszustand, wenn sich die Handwerkzeugmaschine 12 einer
Kante eines Werkstücks
nähert.
Kommt die Kante mit einem der Tastelemente 56, 56' in Berührung, so
schwenkt dieses um seine jeweilige Achse 58, 58' nach innen
und verschiebt über
einen Anschlag 64 ein Riegelelement 60, das verschiebbar auf
dem Schwingwerkzeug 10 gelagert ist, in eine vom Fixierelement 20 abgewandte
Richtung, wodurch sich ein Eingriff eines gabelförmigen Endbereichs des Riegelelements 60 mit
einem Stift des Fixierelements 20 selbsttätig löst und das
Fixierelement 20 der Bewegung der Eingriffswelle folgen kann.
-
Wirkt
kein Druck auf die Tastelemente 56, 56', verschiebt
ein Federelement 62 das Riegelelement 60 selbsttätig in Richtung
des Fixierelements 20, und der gabelförmige Endbereich des Riegelelements 60 gleitet über den
Stift des Fixierelements 20, so dass die Lage des Fixierelements 20 und
die Lage der Eingriffswelle 16 innerhalb der Führungsausnehmung 14 fixiert
sind. Die Führungsvorrichtung
ist dann in einen zweiten Betriebsmodus geschaltet, in dem das Schwingwerkzeug 10 sich
kreisend bewegt.