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Die Erfindung betrifft ein Handwerkzeuggerät mit den Merkmalen gemäss dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 und wie jeweils aus der
DE 29 20 065 A1 ,
DE 697 02 488 T2 und
DE 195 45 260 A1 bekannt. Dabei weist das Handwerkzeuggerät eine Werkzeugaufnahme auf, die durch eine Antriebsanordnung rotatorisch antreibbar ist. Dabei ist die Antriebsanordnung zwischen wenigstens zwei Betriebsmodi umschaltbar und weist hierzu ein Getriebe mit einem Zahnradblock auf, der auf einer Spindel angeordnet und entlang einer durch die Spindel definierten Achse verstellbar ist. Zur Vermeidung eines Überlastmomentes am Getriebe ist zwischen der Spindel und dem Zahnradblock ferner eine Rutschkupplung vorgesehen.
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Bei derartigen Handwerkzeuggeräten kann die umschaltbare Antriebsanordnung beispielsweise mehrere Getriebestufen oder eine zusätzliche Schlageinheit aufweisen, mittels denen eine angetriebene Werkzeugaufnahme jeweils oder auch gleichzeitig beaufschlagbar ist.
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Aus der
DE 195 45 260 A1 ist ein Bohrhammer bekannt, der zwischen reinem Bohrbetrieb, Bohrhammerbetrieb und reinem Hammerbetrieb umschaltbar ist. Hierzu ist ein Zahnrad verschiebbar auf einer Arbeitsspindel gehalten, wobei das Zahnrad in eine erste Position, in der es mit einer Verzahnung einer Vorgelegewelle kämmt, und eine zweite Position, in der es von der Verzahnung der Vorgelegewelle getrennt ist, verbringbar ist. Dabei ist das Zahnrad zusammen mit einem hülsenförmigen Trägerelement verschiebbar mit dem zusammen es eine Überlastkupplung bildet.
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Nachteilig an dem bekannten Bohrhammer ist, dass beim Umschalten die Rutschkupplung und das Zahnrad als eine zusammengehörige Baugruppe gehandhabt werden müssen. Hieraus resultiert eine relativ grosse Masse, die im Betrieb axial festgelegt werden muss, was beim Umschalten wiederum relativ grosse Umschaltkräfte erforderlich macht. Darüber hinaus erfordert eine derartige Baugruppe einen relativ grossen Bauraum, der lediglich unter erheblichem Kostenaufwand, beispielsweise durch Verwendung eines genau abgestimmten Tellerfederpakets, reduziert werden kann.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Handwerkzeuggerät die genannten Nachteile zu vermeiden und bei geringen Herstellungskosten und kleinem Bauraum ein komfortables Umschalten zu ermöglichen.
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Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe durch ein Handwerkzeuggerät mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst, wobei der Zahnradblock auf einem ersten Kupplungselement der Rutschkupplung axial verschiebbar aber drehfest gelagert ist, das beispielsweise axial fest an der Spindel gehalten ist. Hierdurch wird der Zahnradblock funktional von der Rutschkupplung getrennt, wodurch beim Umschalten zwischen den Betriebsmodi allein dieses bewegt werden kann, während die Rutschkupplung ihre Position beibehalten kann. Auf diese Weise können sowohl die zum Umschalten benötigten Kräfte als auch die Haltekräfte, die zur Festlegung des Zahnrades im Betrieb erforderlich sind, reduziert werden. Darüber hinaus wird durch die Reduzierung der beim Umschalten bewegten Elemente auch der hierbei benötigte Bauraum vermindert.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das erste Kupplungselement hülsenförmig ausgebildet und weist eine Aussenkontur auf, die zusammen mit einer Innenkontur des Zahnradblockes einen in Drehrichtung wirkenden Formschluss erzeugt. Hierdurch wird eine leichte axiale Verschiebbarkeit und damit ein komfortables Umschalten ermöglicht.
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Vorteilhafterweise ist die Aussenkontur durch ein Keilwellenprofil und die Innenkontur durch ein Keilwellengegenprofil gebildet, was einen stabilen und exakten Formschluss in Drehrichtung gewährleistet.
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Bevorzugterweise bilden das Keilwellenprofil und das Keilwellengegenprofil Keilnuten und Keile aus, die in Drehrichtung wirkende Flanken aufweisen, die von einer radialen Ausrichtung abweichen und somit schräg zur Drehrichtung angeordnet sind. Auf diese Weise werden insbesondere bei der Übertragung grosser Drehmomente vom Zahnradblock auf das erste Kupplungselement zwischen diesen relativ grosse, in axialer Richtung haltend wirkende Reibungskräfte erzeugt. Mittels dieser Haltekräfte kann dabei ein axiales Ausweichen des Zahnradblockes bei grosser Drehmomentbeanspruchung vermieden werden. Zudem wird durch die schrägen Flanken bei fehlendem beziehungsweise geringem Drehmoment ein besonders leichtes Umschalten ermöglicht.
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Dabei schliessen die Flanken vorteilhafterweise mit einem Radius, der durch eine Mitte der jeweiligen Keilnut und des jeweiligen Keiles verläuft, einen Winkel von 40 bis 65° ein, wodurch bei hohen Drehmomenten besonders hohe Haltekräfte erzeugt werden können.
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Ferner ist es günstig, wenn an dem ersten Kupplungselement ein sich in axialer Richtung erstreckendes Kupplungsprofil ausgeformt ist, das mit einem Kupplungsgegenprofil eines zweiten Kupplungselementes zusammen wirkt.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine Ansicht einer Antriebsanordnung eines erfindungsgemässen Handwerkzeuggerätes,
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2 einen Längsschnitt durch die Antriebsanordnung nach 1 und
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3 einen Querschnitt durch die Antriebsanordnung in der Ebene III-III aus 2.
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1 und 2 zeigen eine insgesamt mit 2 bezeichnete Antriebsanordnung eines Handwerkzeuggerätes 4 in Form eines Bohrhammers. Die Antriebsanordnung 2 weist dabei ein zwischen zwei Getriebestufen umschaltbares Getriebe 6 sowie ein Schlagwerk 8 auf. Mittels des Getriebes 6 und des Schlagwerks 8 der Antriebsanordnung 2 ist eine Spindel 10 um eine beziehungsweise entlang einer Achse A antreibbar, an der eine Werkzeugaufnahme 12 anbringbar ist. Dabei sind verschiedene Betriebsmodi über eine nicht näher dargestellte Schaltvorrichtung einstellbar, wobei die Spindel 10 je nach Betriebsmodus allein mit einem Drehmoment über das Getriebe 6, allein mit wiederkehrenden Schlagimpulsen über das Schlagwerk 8 oder gleichzeitig mit beidem beaufschlagbar ist.
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Das Getriebe 6 weist einen zweistufigen Zahnradblock 14 auf, der mit einer Verzahnung 16 einer Vorgelegewelle 18 kämmt, die wiederum von einem Ritzel 20 eines Motors 22 angetrieben ist. Der Zahnradblock 14 ist dabei hinsichtlich der Achse A axial verschiebbar auf einem hülsenförmig ausgebildeten ersten Kupplungselement 24 einer Rutschkupplung 26 gehalten, die das Getriebe 6 vor einer Überlastung durch ein zu grosses Drehmoment schützt. Hierzu ist an einem werkzeugseitigen Ende 28 des ersten Kupplungselementes 24 ein Kupplungsprofil 30 mit mehreren Nockenaufnahmen 32 ausgebildet, in das ein entsprechendes Kupplungsgegenprofil 34 mit entsprechenden Kupplungsnocken 36 eingreift, das an einem zweiten Kupplungselement 38 ausgebildet ist. Das zweite Kupplungselement 38 ist dabei durch eine Schraubenfeder 40 in axialer Richtung gegen das erste Kupplungselement 24 vorgespannt, wobei das Kupplungsprofil 30 und das Kupplungsgegenprofil 34 in Eingriff stehen, wie aus 1 zu entnehmen ist. Das erste Kupplungselement 24 stützt sich dabei auf der von der Schraubenfeder 40 abgewandten Seite über einen Stützring 39 und einen Sprengring 41 an der Spindel 10 ab und ist auf diese Weise in axialer Richtung gegenüber dieser fest eingespannt.
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Wie insbesondere aus 2 zu entnehmen ist, ist zwischen dem zweiten Kupplungselement 38 und der Spindel 10 ein formschlüssiger Eingriff zwischen nach innen ragenden Abschnitten 42 des zweiten Kupplungselementes 38 und entsprechend in die Spindel 10 eingelassenen Längsnuten 44 vorgesehen. Hierdurch wird das zweite Kupplungselement 38 axial verschiebbar aber drehfest an der Spindel 10 gehalten. Ferner ist hierdurch über das zweite Kupplungselement 38 auch das erste Kupplungselement 24 drehfest an der Spindel 10 gehalten, solange sich die Rutschkupplung 26 in Eingriff befindet.
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Wie insbesondere aus 3 zu entnehmen ist, weist das erste Kupplungselement 24 eine durch ein Keilwellenprofil gebildete Aussenkontur 46 mit Keilnuten 47 auf, in die eine durch ein entsprechendes Keilwellengegenprofil des Zahnradblockes 14 gebildete Innenkontur 48 mit Keilen 49 greift. Hierdurch wird auch zwischen dem Zahnradblock 14 und dem ersten Kupplungselement 24 ein in einer Drehrichtung D wirkender Formschluss hergestellt. Hierbei bilden die Keilnuten 47 kupplungsseitige Flanken 50 und die Keile 49 entsprechende zahnradseitige Flanken 52 aus, die gegenüber einem von der Achse A ausgehenden Radius R eine Neigung aufweisen. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die geneigten Flanken 50, 52 mit dem Radius R, der durch die Mitte des betreffenden Keils 49 beziehungsweise der betreffenden Keilnut 47 verläuft, einen Winkel w zwischen 40 und 65° einschliessen.
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Wie in 2 ferner dargestellt, kämmt der Zahnradblock 14 in einem ersten dargestellten Betriebsmodus über einen ersten Verzahnungsabschnitt 54 mit der Verzahnung 16 der Vorgelegewelle 18. Durch axiales Verschieben des Zahnradblockes 14 entlang einer Richtung S ist das Handwerkzeuggerät 4 in einen zweiten Betriebsmodus verbringbar, wie durch strichpunktierte Linie dargestellt. In diesem zweiten Betriebsmodus kämmt lediglich noch ein zweiter Verzahnungsabschnitt 56 des Zahnradblockes 14 mit der Vorgelegewelle 18, während der erste Verzahnungsabschnitt 54 nun von der Verzahnung 16 der Vorgelegewelle 18 getrennt ist.
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Bei diesem Umschaltvorgang wird wegen der verschiebbaren Lagerung des Zahnradblockes 14 lediglich dieser verschoben, während die Rutschkupplung 26 in ihrer Position verbleibt.
