DE102006054265B3 - Handwerkzeugmaschine - Google Patents
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Handwerkzeugmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
- Eine derartige Handwerkzeugmaschine ist beispielsweise aus der
DE 42 33 727 A1 bekannt. Die Exzenterschleifmaschine hat eine Hohlwelle, die durch den Motor angetrieben wird. In der Hohlwelle ist eine Werkzeugspindel exzentrisch gelagert. Die Hohlwelle ihrerseits ist mit Lagern, die an ihrem Außenumfang angeordnet sind, bezüglich eines Gehäuses der Handwerkzeugmaschine drehbar gelagert. Um die Lagerkräfte optimal auszugestalten, sind bei der bekannten Exzenterschleifmaschine Nadellager und Kugellager verwendet. - Auch aus den Offenlegungsschriften
DE 42 33 727 A1 sowieDE 199 01 122 A1 gehen Exzenterschleifmaschinen mit einem derartigen Lagerkonzept hervor, bei dem die Hohlwelle außen gelagert ist und eine im Innenraum angeordnete Werkzeugspindel für den Schleifteller hat. Die Werkzeugspindel ist jeweils innen in der Hohlwelle gelagert. - Die Belastung der Lager, insbesondere bei exzentrischen Werkzeugspindeln, ist hoch.
- Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Handwerkzeugmaschine bereitzustellen, bei der die Belastung der Lager für die Werkzeugspindel möglichst gering ist.
- Zur Lösung der Aufgabe ist bei einer Handwerkzeugmaschine der eingangs genannten Art vorgesehen, dass das mindestens eine Werkzeugspindel-Lager mit einem Außenumfang der Hohlwelle verbunden ist, und dass an der Werkzeugspindel eine Lagerhalteanordnung angeordnet ist, die vor ein Längsende der Hohlwelle radial vorsteht und das mindestens einen Werkzeugspindel-Lager außen hält.
- Das Werkzeugspindel-Lager sitzt beispielsweise außen auf der Hohlwelle.
- Man könnte auch sagen, dass die Werkzeugspindel-Lagerung einer Handwerkzeugmaschine der eingangs genannten Art erfindungsgemäß mindestens ein Werkzeugspindel-Lager aufweist, dessen Innenring mit einem Außenumfang der Hohlwelle verbunden ist und dessen Außenring mit der Werkzeugspindel verbunden ist.
- Eine Werkzeugspindel-Lagerung einer Handwerkzeugmaschine der eingangs genannten Art enthält vorteilhaft mindestens ein Werkzeugspindel-Lager mit einem Innenumfang, der größer ist, als der Außenumfang der Werkzeugspindel im Bereich derselben Längsposition wie das mindestens eine Werkzeugspindel-Lager.
- Die Hohlwelle weist zweckmäßigerweise eine Hohlwellenlagerung auf, mit der sie bezüglich des Gehäuses drehbar gelagert ist. Die Hohlwellenlagerung umfasst mindestens ein, zweckmäßigerweise zwei oder mehr am Außenumfang der Hohlwelle sitzende Hohlwellenlager. Die Hohlwelle ist beispielsweise eine Motorwelle des Motors oder eine Abtriebswelle eines Getriebes, das der Motor antreibt.
- Der Durchmesser der Hohlwellenlager ist im Vergleich zu dem mindestens einen mit dem Außenumfang der Hohlwelle verbundenen Werkzeugspindel-Lager klein. Es entstehen geringe Reibungsverluste in den Lagern bzw. eine geringe Verlustleistung.
- Die Werkzeugspindel ist zweckmäßigerweise bezüglich eines Gehäuses der Handwerkzeugmaschine exzentrisch gelagert. Beispielsweise ist die Werkzeugspindel bezüglich der Drehachse der Hohlwelle exzentrisch gelagert. Der Innenraum der Hohlwelle bzw. der Hohlraum der Hohlwelle weist beispielsweise eine Exzentrizität zu der Drehachse der Hohlwelle auf.
- Eine Drehachse des am Außenumfang der Hohlwelle sitzenden Werkzeugspindel-Lagers hat beispielsweise einen Exzenterabstand zur der Drehachse der Hohlwelle. Der Innenraum bzw. Längsinnenraum der Hohlwelle kann eine exzentrische Bohrung sein. Ein Längsmittelachse des Innenraums ist exzentrisch zu der Drehachse der Hohlwelle.
- Die Lagerhalteanordnung, die vor ein Längsende der Hohlwelle radial vorsteht, hält vorzugsweise einen Lagerring des mindestens einen Werkzeugspindel-Lagers. Die Lagerhalteanordnung hat beispielsweise eine Becherstruktur, wobei im Innenraum der Becherstruktur das Werkzeugspindel-Lager angeordnet ist.
- Die Werkzeugspindel-Lagerung weist vorteilhaft mindestens zwei in einem Längsabstand an der Hohlwelle angeordnete Werk zeugspindel-Lager auf. Zwischen den mindestens zwei Werkzeugspindel-Lagern ist die Hohlwelle vorteilhaft an einer Hohlwellenlagerung drehbar gelagert. Somit sind die Lager der Hohlwelle zwischen den Lagern der Werkzeugspindel, die eine Exzenterwelle ist, angeordnet.
- Das mindestens eine Werkzeugspindel-Lager weist beispielsweise einen größeren Durchmesser auf als die Werkzeugspindel im Bereich derselben Längsposition wie das mindestens eine Werkzeugspindel-Lager.
- Das mindestens eine Werkzeugspindel-Lager weist vorteilhaft einen größeren Lagerdurchmesser auf als mindestens ein Hohlwellenlager der Wellenlagerung, beispielsweise als des kleinsten Hohlwellenlagers.
- Es ist auch denkbar, dass der Durchmesser des mindestens einen außenseitig an der Hohlwelle sitzenden Werkzeugspindel-Lagers größer ist als der Lagerdurchmesser aller Hohlwellenlager zur Lagerung der Hohlwelle. Ferner ist es möglich, dass der Außendurchmesser mindestens eines Werkzeugsspindellagers, das am Außenumfang der Hohlwelle sitzt, größer als der Innendurchmesser des kleinsten Hohlwellenlagers ist. Bei den vorgenannten Maßnahmen ist vorteilhaft, dass der Durchmesser der Hohlwellenlager kleiner ist als bei der eingangs genannten bekannten Konstruktion, bei denen die Außendurchmesser der Werkzeugspindel-Lager bzw. dort der Exzenterwellenlager kleiner sind als die Innendurchmesser der Hohlwellenlager bzw. Abtriebswellenlager. Erfindungsgemäß entsteht dadurch eine geringere Verlustleistung.
- Der Motor kann die Hohlwelle direkt oder über ein Getriebe antreiben. Denkbar sind beispielsweise Riemengetriebe oder Zahngetriebe, z.B. Kegelgetriebe, Stirnradgetriebe oder Planetengetriebe.
- Die Hohlwelle wird zweckmäßigerweise im Bereich der Hohlwellenlagerung angetrieben. Der Motor ist beispielsweise dort angeordnet.
- Zur Antriebskraftübertragung von der Hohlwelle auf die Werkzeugspindel, die zweckmäßigerweise exzentrisch ist, ist vorteilhaft eine Kopplungsanordnung vorgesehen. Die erfindungsgemäße Werkzeugspindel-Lagerung bildet vorteilhaft einen Bestandteil der Kopplungsanordnung. Beispielsweise nimmt die Hohlwelle die Werkzeugspindel aufgrund von Reibung in der Werkzeugspindel-Lagerung mit. Damit die Drehzahl der Werkzeugspindel ein vorbestimmtes Maß nicht übersteigt und zweckmäßigerweise nicht die Drehzahl der Hohlwelle erreicht, ist eine Bremsanordnung zum Abbremsen der Werkzeugspindel vorteilhaft. Die Bremsanordnung enthält z.B. eine zwischen der Werkzeugspindel und dem Gehäuse wirksame Reibbremse und/oder eine Wirbelstrombremse.
- Es versteht sich, dass auch eine Koppelung zwischen der Hohlwelle und der Werkzeugspindel über ein Getriebe denkbar ist.
- Der Motor kann ein elektrischer oder ein pneumatischer Motor sein. Bei der elektrischen Bauart ist es vorteilhaft, wenn der Motor ein bürstenloser, insbesondere eine elektronisch kummutierter Motor ist. Bei dem Elektromotor, insbesondere bei dem elektronisch kommutierten Motor, ist es vorteilhaft, wenn dieser einen Außenläufer-Rotor aufweist, der die Werkzeugspindel direkt oder über ein Getriebe antreibt. Beispielsweise hat der Motor eine rohrartige Statorstruktur zum Halten des Stators. Die Haltestruktur wird von der Hohlwelle durchdrungen. Vorteilhaft ist die Hohlwelle mit der Hohlwellenlagerung an der Rotorstruktur drehbar gelagert. Die Werkzeugspindel, die vorteilhaft exzentrisch ist, ist ihrerseits mit der erfindungsgemäß ausgestalteten Werkzeugspindel-Lagerung an der Hohlwelle gelagert. Die Hohlwelle ist beispielsweise die Abtriebswelle eines Getriebes oder die Motorwelle. Im letzteren Fall ist der Motor ein Direktantrieb. Somit ist eine kompakte Bauform erzielt.
- Ein Stator des Motors ist zweckmäßigerweise zwischen der Hohlwelle und dem Außenläufer-Rotor angeordnet.
- Der Außenläufer-Rotos ist vorteilhaft mit der Hohlwelle drehfest gekoppelt. Beispielsweise bildet die Hohlwelle einen Bestandteil des Außenläufer-Rotors.
- An der Werkzeugspindel ist vorteilhaft eine Werkzeugaufnahme für einen Polier- oder Schleifteller vorgesehen.
- Ferner trägt die Hohlwelle vorteilhaft mindestens ein Lüfterrad zur Kühlung der Handwerkzeugmaschine, zur Absaugung von Staub von einer durch die Handwerkzeugmaschine bearbeiteten Fläche oder dergleichen.
- Vorteilhaft ist eine Blockiervorrichtung zum Blockieren der Werkzeugspindel vorgesehen. Die vorgenannte Lagerhalteanordnung zum Halten des mindestens einen Werkzeugsspindellagers hat beispielsweise eine Blockieraufnahme oder einen Blockiervorsprung der Blockiereinrichtung.
- Das mindestens eine mit dem Außenumfang der Hohlwelle verbundene Werkzeugspindel-Lager ist zweckmäßigerweise im Bereich eines Längsendes der Hohlwelle angeordnet. Es versteht sich, dass an beiden Längsenden der Hohlwelle ein mit dem Außenumfang der Hohlwelle verbundenes Werkzeugspindel-Lager vorgesehen sein kann.
- Vorteilhaft ist die Hohlwellenlagerung für die Hohlwelle zwischen den Werkzeugspindel-Lagern angeordnet.
- Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
-
1 eine Querschnittsansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer Handwerkzeugmaschine in Gestalt eines Exzentertellerschleifers oder einer Exzentertellerpoliermaschine, -
2 ein zweites Ausführungsbeispiel als eine Variante der Handwerkzeugmaschine gemäß1 mit einer modifizierten Werkzeugspindel-Lagerung, -
3a eine Querschnittsansicht einer Blockiervorrichtung der Handwerkzeugmaschine gemäß1 in Freigabestellung, -
3b die Blockiervorrichtung gemäß3a in Blockierstellung, -
3c die Blockiervorrichtung gemäß3a ,3b von oben, -
4a eine schematische untere Ansicht der Blockiervorrichtung gemäß3a ,3b ,3c , wobei ein Blockierteil und eine Feststelleinrichtung außer Eingriff sind, -
4b eine Drehstellung des Blockierteils gemäß4a , bei der eine erste Blockieranordnung der Feststelleinrichtung und des Blockierteils in Eingriff sind, und -
4c eine Blockierstellung, bei der zwei Blockieranordnungen in Eingriff sind. - Soweit bei den nachfolgenden Ausführungsbeispielen gleiche oder gleichartige Bauteile vorhanden sind, sind diese mit denselben Bezugszeichen versehen und werden nicht im Einzelnen mehrfach erläutert.
- Eine Handwerkzeugmaschine
10 , beispielsweise eine Exzenterschleifmaschine oder Exzenterpoliermaschine, weist einen bürstenlosen Motor11 zum Antreiben einer Werkzeugspindel12 auf. Am unteren Ende der Werkzeugspindel12 ist eine Werkzeugaufnahme13 zum Halten eines Werkzeuges14 , beispielsweise eines Schleiftellers15 , angeordnet. Der Motor11 treibt eine Hohlwelle16 an, in deren Hohlraum oder Innenraum17 die Werkzeugspindel12 zumindest abschnittsweise angeordnet ist. Der Innenraum17 erstreckt sich über die gesamte Länge der Hohlwelle16 , die an ihren Enden offen ist. Die Werkzeugspindel12 steht an einem oberen Endbereich18 und einem unteren Endbereich19 der Hohlwelle16 vor diese vor. - Die Hohlwelle
16 ist mit einer Hohlwellenlagerung20 bezüglich eines Gehäuses21 der Handwerkzeugmaschine10 drehbar gelagert. Die Werkzeugspindel12 wiederum ist mit einer Werkzeugspindel-Lagerung22 an der Hohlwelle16 drehbar gelagert. Eine Drehachse24 des Werkzeugspindel12 weist eine Exzentrizität e zu einer Drehachse23 der Hohlwelle16 auf. - Der Motor
11 treibt die Hohlwelle16 zu einer Drehbewegung an, die die Hohlwelle16 über eine Kopplungsanordnung9 zumindest teilweise auf die Werkzeugspindel12 überträgt. Der Motor11 bildet einen Direktantrieb zum Antreiben der Hohlwelle16 . Die Hohlwelle16 und die Kopplungsanordnung9 bilden einer Art Getriebe für die Werkzeugspindel12 . Die Kopplungsanordnung9 umfasst die Werkzeugspindel-Lagerung22 . Die Hohlwelle16 nimmt die Werkzeugspindel12 aufgrund von Reibung bei der Werkzeugspindel-Lagerung22 mit. Die Werkzeugspindel-Lagerung22 ist unter anderem durch Fliehkräfte belastet. Beispielsweise ist dadurch in Werkzeugspindel-Lagern50 ,51 Reibung vorhanden. - Die Werkzeugspindel
12 dreht sich um die Drehachse23 und mit einer überlagerten, um die Exzentrizität e versetzten Drehbewegung um die Drehachse24 . Im vorliegenden Fall ist die Exzentrizität e durch eine außermittige Anordnung des Hohlraums oder Innenraums17 bezüglich der Drehachse23 der Hohlwelle16 realisiert. Es versteht sich, dass auch bei einem zentrischen Hohlraum einer Hohlwelle durch eine geeignete Lagerung der Werkzeugspindel bezüglich der Hohlwelle eine Exzentrizität realisierbar ist. - Die Drehzahl der Werkzeugspindel könnte aufgrund der Kopplungsanordnung
9 die Drehzahl der Hohlwelle16 erreichen. Die Drehzahl der Werkzeugspindel12 ist jedoch vorzugsweise geringer als die Drehzahl der Hohlwelle16 . Bei der Handwerkzeugmaschine10 ist daher eine zwischen dem Gehäuse21 und der Werkzeugspindel12 wirksame Bremsanordnung25 mit einer Wirbelstrombremse realisiert, bei der ein mit der Werkzeugspindel12 drehfest gekoppeltes metallisches Wirbelstromelement26 und drehfeste, am Gehäuse21 angeordnete Magnete27 zusammenwirken. Die Magnete27 sind beispielsweise an einem oberen Kragenbereich einer Stützhülse49 des Gehäuses21 angeordnet und erzeugen Wirbelströme in dem Wirbelstromelement26 , das beim Ausführungsbeispiel durch einen Lagerhalter29 einer Lagerhalteanordnung30 gebildet ist. Der Lagerhalter29 ist am oberen Endbereich32 der Werkzeugspindel12 beispielsweise mit einer Mutter31 drehfest festgelegt. Ferner ist denkbar, zur Realisierung einer Bremsanordnung andere Bremskonzepte vorzusehen, z.B. Reibabschnitte an einer Werkzeugspindel in der Art der Werkzeugsspindel12 , die an gehäusefesten Reibabschnitten reiben und so die Werkzeugspindel bremsen. Z.B. könnten anstelle der Magnete27 Reibelemente vorgesehen sein, an denen ein Abschnitt des Lagerhalters29 reibt. - Der Motor
11 ist ein bürstenloser, elektronisch kommutierter Antriebsmotor. Der Motor11 ist ein Außenläufermotor. Eine Erregerspulenanordnung33 eines Stators34 des Motors11 ist außen an einem Statorkörper oder einer Statorstruktur28 angeordnet. Ein Blechpaket35 sitzt beispielsweise am Außenumfang der Statorstruktur28 . Die Erregerspulen der Erregerspulenanordnung33 sind am Blechpaket35 angeordnet und erzeugen durch Bestromung mit einer Bestromungseinrichtung36 ein Drehfeld. Dieses Drehfeld wirkt auf einen Rotor37 , der als ein Außenläufer-Rotor ausgestaltet ist. - Magnete
38 , beispielsweise Permanentmagnete, des Rotors37 sind radial außen bezüglich des Stators an einem Rotorkörper oder einer Rotorstruktur39 angeordnet, beispielsweise an einem becherartig hochstehenden, zylindrischen Umfangsabschnitt40 der Rotorstruktur39 . Anstelle des wandartigen Umfangsabschnitts40 könnten auch beispielsweise Haltestege, eine Käfigstruktur etc. zum Halten der Magnete38 vorgesehen sein. - Ein unterer Bereich
41 der Rotorstruktur39 ist drehfest mit der Hohlwelle16 verbunden. Die Hohlwelle16 wird vom Rotor37 unmittelbar angetrieben und bildet eine Abtriebswelle42 des Motors11 . Die Abtriebswelle42 ist im Innenraum des Stators34 angeordnet. Der Rotor37 liegt radial bezüglich der Abtriebswelle42 weit außen, sodass ein Luftspalt53a zwischen den Magneten38 und der Erregerspulenanordnung33 einen großen Durchmesser hat und der Motor11 ein hohes Drehmoment erzeugen kann. Dennoch baut die Handwerkzeugmaschine10 sehr kompakt. Aufgrund des hohen Drehmoments des Motors11 ist kein Getriebe zum Antreiben der Hohlwelle16 erforderlich. - Ein oberes und ein unteres Lager
43 ,44 der Hohlwellenlagerung20 sind im Bereich des Motors11 angeordnet. Die Hohlwelle16 hat eine gestufte Struktur, sodass man auch von einer Stufenwelle sprechen kann. Die Außendurchmesser der Hohlwelle16 nehmen von einem oberen Endabschnitt45 zu einem oberen Abschnitt46 über einen mittleren Abschnitt47 bis zu einem unteren Endabschnitt48 der Hohlwelle16 stufenweise zu. - Das untere Lager
44 sitzt am unteren Ende des mittleren Abschnittes47 an der Hohlwelle16 und stützt sich außenseitig an der Statorstruktur28 ab. Das untere Lager44 sitzt an der Stufe zwischen dem mittleren Abschnitt47 und dem unteren Endabschnitt48 . Das obere Lager43 der Hohlwellenlagerung20 sitzt an der Stufe zwischen dem oberen Endabschnitt45 und dem mittleren Abschnitt46 . Außenseitig stützt sich das obere Lager43 an einer Stützstruktur oder Stützhülse49 ab, die in die Statorstruktur28 eingesteckt ist und sich an dieser abstützt. - Ein oberes und ein unteres Lager
50 ,51 der Werkzeugspindel-Lagerung22 sind im Bereich der oberen und unteren Endab schnitte45 ,48 der Hohlwelle16 angeordnet. Das obere Werkzeugspindel-Lager50 ist bezüglich der Hohlwelle16 ein Außenlager, das untere Werkzeugspindel-Lager51 ein Innenlager für die Werkzeugspindel12 . Die beiden Hohlwellen-Lager43 ,44 sind vorteilhaft zwischen den Werkzeugspindel-Lagern50 ,51 angeordnet. - Das untere Lager
51 befindet sich an einem Innenumfang der Hohlwelle16 , nämlich in einer Aufnahme52 der Hohlwelle16 . Die Aufnahme52 ist durch einen erweiterten Abschnitt des Innenraumes17 der Hohlwelle16 gebildet. - Das obere Lager
50 hat einen größeren Durchmesser als das untere Lager51 . Das obere Lager50 sitzt an einem Außenumfang53 der Hohlwelle16 , nämlich am oberen Endabschnitt45 . Die Lagerhalteanordnung30 , die drehfest mit der Werkzeugspindel12 verbunden ist, hält das obere Lager50 an seinem Außenumfang. Die Lagerhalteanordnung30 steht vor das obere Längsende bzw. den Endbereich18 der Hohlwelle16 radial vor und hält einen äußeren Lagerring73 des oberen Werkzeugspindel-Lagers50 . An einem oberen, scheibenartigen Plattenabschnitt55 des Lagerhalters29 ist unten ein zylindrischer Umfangsabschnitt54 angeordnet, der den Lagerring73 hält. - Die Rotorstruktur
39 umfasst ein Lüfterrad, das an der Abtriebswelle42 , die durch die Hohlwelle16 gebildet ist, angeordnet ist. Das Lüfterrad56 erzeugt einen Absaug-Luftstrom57 zum Absaugen von Staub von einer durch die Handwerkzeugmaschine10 bearbeiteten Fläche f, beispielsweise einer Holzoberfläche. Der Absaug-Luftstrom57 tritt durch Öffnungen58 am Werkzeug14 in einen Absaugluftraum59 unterhalb des Lüfterrades56 ein und wird durch Luftführungsabschnitte oder Luftkanäle60 am Lüfterrad56 in einen Absaugkanal61 des Gehäuses21 sozusagen ausgeblasen. An den Absaugkanal61 ist ein Auffangbehälter, beispielsweise ein Staubsack oder dergleichen, anschließbar. Zwischen dem Werkzeug14 und dem unteren Abschnitt des Gehäuses21 ist zweckmäßigerweise eine Dichtung62 angeordnet, sodass der Absaug-Luftstrom57 nicht aus dem Absaugluftraum59 austritt. Die Luftkanäle60 sind winkelig, wobei sich ein Abschnitt etwa parallel zu den Drehachsen23 ,24 erstreckt und ein zweiter Abschnitt nach radial außen führt, wo er in den Absaugkanal61 mündet, wenn der jeweilige Luftkanal60 mit dem Absaugkanal61 bei einer geigneten Drehstellung des Lüfterrades56 fluchtet. - Das Lüfterrad
56 erzeugt ferner einen Motor-Kühlluftstrom64 zur Kühlung des Motors11 . Der Kühlluftstrom64 tritt durch Öffnungen65 an einem Deckel66 des Gehäuses21 ein und strömt von dort weiter durch Kühlkanäle67 einer Motor- Kühlluftführung68 zum Motor11 . Die Kühlkanäle67 sind am Gehäuse21 ausgebildet und erstrecken sich etwa parallel zu den Drehachsen23 ,24 . Die Kühlkanäle67 führen unmittelbar zu der Erregerspulenanordnung33 , sodass im Wesentlichen die Erregerspulen gekühlt werden. Kühlkanäle69 führen aus der Erregerspulenanordnung33 heraus. Die Kühlkanäle67 ,69 erstrecken sich parallel zu den Drehachsen23 ,24 , sodass der Kühlluftstrom64 im Bereich der Erregerspulenanordnung33 etwa parallel zu den Drehachsen23 ,24 verläuft. Rippen70 an der Oberseite des Lüfterrades56 erzeugen den Motor-Kühlluftstrom64 , der durch radial äußere Öffnungen71 im unteren Bereich des Gehäuses21 aus dem Gehäuse21 austritt. - Die Bestromungseinrichtung
36 kann die jeweilige Drehposition des Rotors37 auf elektronischem Weg abtasten. Ferner ist es denkbar, dass beispielsweise eine Positions-Magnetanordnung63 am Rotor37 angeordnet ist, beispielsweise unterhalb der Luftkanäle60 , sodass ein Sensor63' die jeweilige Drehposition des Rotors37 mit Hilfe der Magnete63 erfassen kann. - Ein oberer Bereich des Gehäuses
21 dient als Handgriffbereich. Unterhalb dieses Handgriffbereiches strömt die Kühlluft68 aus dem Gehäuse21 aus, sodass sie einen Bediener der Handwerkzeugmaschine10 nicht beeinträchtigt. Eine Griffmulde72 am Außenumfang des Gehäuses21 erleichtert das Ergreifen des Gehäuses21 . Ein Bediener kann die Handwerkzeugmaschine10 von oben ergreifen und mit seinen Fingern in die Griffmulde72 eingreifen. Die Handwerkzeugmaschine liegt somit gut in der Hand. Im Bereich der Griffmulde72 kann ein Schalter zum Einschalten des Motors11 vorgesehen sein. - Aber auch sonst ist die Handhabung der Handwerkzeugmaschine
10 bequem. So dient beispielsweise zum Wechseln des Werkzeugs14 an der Werkzeugaufnahme13 eine Blockiervorrichtung75 , die die Werkzeugspindel drehfest blockiert, sodass die Werkzeugspindel12 bewegungsfest ist, während der Bediener das Werkzeug14 an der Werkzeugaufnahme13 wechselt. Die Werkzeugaufnahme13 enthält beispielsweise ein Schraubgewinde, ein Bajonett, Rastmittel oder sonstige Befestigungsmittel zum Befestigen des Werkzeugs14 . - Eine Feststelleinrichtung
76 , die zwar drehfest bezüglich der Drehachsen23 ,24 ist, aber am Gehäuse21 beweglich gelagert ist, ist zwischen einer Freigabestellung (in1 mit durchgezogenen Linien gezeichnet) und einer in2 dargestellten Blockierstellung (in1 gestrichelt gezeichnet) beweglich. Beim Verlagern der Feststelleinrichtung76 in Richtung der Blockierstellung greifen nacheinander ein erster Blockiervorsprung80 einer ersten Blockieranordnung78 in eine erste Blockieraufnahme79 und sodann ein zweiter Blockier vorsprung83 in eine zweite Blockieraufnahme82 einer zweiten Blockieranordnung81 ein. Die Blockiervorsprünge80 ,83 , beispielsweise Stifte oder Dorne, sind an einem Blockierteil77 angeordnet, das mit der Werkzeugspindel12 bewegungsgekoppelt ist, vorliegend drehfest an der Werkzeugspindel12 angeordnet ist. Es versteht sich, dass zwischen einem Blockierteil und der Werkzeugspindel auch beispielsweise ein Getriebe oder eine sonstige Mitnahmeeinrichtung zur Bewegungskopplung vorgesehen sein können. Das Blockierteil77 ist vorliegend plattenartig. Das Blockierteil77 wird durch den am oberen Ende der Werkzeugspindel12 angeordneten Lagerhalter29 gebildet. Vor den Lagerhalter29 stehen die Blockiervorsprünge80 ,83 nach oben parallel zu den Drehachsen23 ,24 vor. Die Blockieraufnahmen79 ,82 sind durch Ausnehmungen84 ,85 einer Platte86 der Feststelleinrichtung76 gebildet. - Die Feststelleinrichtung
76 ist entgegen der Federkraft von Federn90 einer Rückstelleinrichtung91 von der Freigabestellung in die Blockierstellung beweglich. Beispielsweise kann ein Bediener die Feststelleinrichtung76 mit einer Betätigungshandhabe88 , zum Beispiel einen Betätigungsknopf, der durch eine Öffnung87 am Gehäuse21 beziehungsweise am Deckel66 zugänglich ist, in Richtung des Blockierteils77 verlagern. - Eine Führungseinrichtung
90a mit Führungselementen89 führt die Feststelleinrichtung76 linear parallel zu den Drehachsen23 ,24 . Die Führungselemente89 sind beispielsweise Bolzen, die an zweckmäßigerweise vorstehende Abschnitte oder Halterungen92 des Gehäuses21 angeschraubt sind. Die Federn90 stützen sich einerseits an den Halterungen92 und andererseits an der Feststelleinrichtung76 ab. Die Führungselemente89 durchdringen die Feststelleinrichtung76 an Führungsöffnungen93 . Vorsprünge94 an den Führungselementen89 , beispielsweise Schraubenköpfe, begrenzen den Verstellweg der Feststelleinrichtung in Richtung der Freigabestellung. Ferner sind an der Betätigungshandhabe88 Anschläge95 , beispielsweise ein Kragenabschnitt oder radial vorstehende Vorsprünge, vorgesehen, die in der Freigabestellung der Feststelleinrichtung76 an Anschläge96 des Gehäuses21 , beispielsweise an Anschläge im Bereich der Öffnung87 , anschlagen. Auch dadurch wird der Hub der Feststelleinrichtung76 in Richtung der Freigabestellung begrenzt. - Das Blockierteil
77 ist um die Drehachse23 der durch den Motor11 angetriebenen Hohlwelle16 und zudem um die Drehachse24 der Werkzeugspindel12 drehbar, wobei die Drehachse24 der Werkzeugspindel12 zur Drehachse23 der Hohlwelle16 um die Exzentrizität e exzentrisch ist. Eine Exzentrizität erschwert an sich eine Bedienung einer Blockiervorrichtung. Insbesonde re ist ein drehfestes Festlegen der Werkzeugspindel für den Werkzeugwechsel mit bekannten Blockiervorrichtungen nicht möglich. Mit der Blockiervorrichtung75 kann die Werkzeugspindel12 hingegen bequem drehfest blockiert werden. - Beim Verlagern der Feststelleinrichtung
76 von der Freigabestellung in Richtung der Blockierstellung greift bei einem ersten Bewegungsabschnitt zunächst der Blockiervorsprung80 in die Blockieraufnahme79 ein. Der Blockiervorsprung80 steht weiter vor den Plattenabschnitt55 des Blockierteils77 nach oben vor, sodass er in seine zugeordnete Blockieraufnahme79 eingreift, bevor in einem zweiten Bewegungsabschnitt der kürzere Blockiervorsprung83 in seine zugeordnete Blockieraufnahme82 eingreift. - Die erste Blockieranordnung
78 bildet eine Art Fang-Blockieranordnung, das heißt, der Pin oder Blockiervorsprung80 greift in die Blockieraufnahme79 ein. Diese ist beispielsweise in4b schematisch dargestellt. Sodann wird das Blockierteil77 , das oben fest an der Werkzeugspindel12 sitzt, beispielsweise durch Drehen an der Werkzeugspindel12 so lange weiterbewegt, bis die Blockieraufnahme82 und der Blockiervorsprung83 einander gegenüberstehen und einrasten können. Durch die feste Koppelung der Werkzeugspindel12 mit dem Blockierteil77 ist das Blockierteil77 um beide Drehach sen23 ,24 drehbeweglich und somit exzentrisch gelagert. Durch Drehen der Werkzeugspindel12 , beispielsweise durch Ergreifen des Werkzeugs14 , ist es möglich, die beiden Blockieranordnungen78 ,81 sequenziell in ihre Eingriffsposition zu verlagern. Der Bediener drückt zum Blockieren der Werkzeugspindel12 auf die Betätigungshandhabe88 und dreht an der Werkzeugspindel12 so lange, bis die Feststelleinrichtung76 in der Blockierstellung ist und das Blockierteil77 drehfest festlegt. Dann kann das Werkzeug14 bequem gewechselt werden, da die Werkzeugaufnahme13 in jeder Drehrichtung drehfest festgelegt ist. - An der Platte
86 der Feststelleinrichtung76 ist eine Aufnahme97 vorgesehen, beispielsweise eine Durchtrittsöffnung, in die die Mutter31 an der Werkzeugspindel12 in der Blockierstellung eindringen kann. Die Aufnahme97 ist aufgrund der Exzentrizität e zweckmäßigerweise so groß, dass ein freies Bewegungsspiel der Werkzeugspindel12 innerhalb der Aufnahme97 gewährleistet ist. - Die Ausnehmungen
84 ,85 für die Blockiervorsprünge80 und83 hingegen sind bezüglich der Drehrichtung(en) des Blockierteils77 zweckmäßigerweise enger, sodass in der Blockierstellung die Blockiervorsprünge80 ,83 möglichst spielfrei in den Blockieraufnahmen79 ,82 aufgenommen sind. - Nun wäre es möglich, die Blockieraufnahmen so zu gestalten, dass nur in einer einzigen Drehposition beziehungsweise Exzenterposition ein Eingreifen der Blockieranordnung
78 ,81 möglich ist. Bei der Feststelleinrichtung76 hingegen sind die Blockieraufnahmen79 ,82 gleichartig und haben die gleiche Anordnung Geometrie, sodass jeder der Blockiervorsprünge80 ,83 in jede der Blockieraufnahmen79 ,82 passt. - Die Blockieraufnahmen
79 ,82 sind beispielsweise Langlöcher oder Längsaufnahmen98 , die sich quer zur Drehachse24 des Blockierteils77 erstrecken. Vorliegend erstrecken sich die Längsaufnahmen98 von der zentralen Aufnahme97 nach radial außen weg. Die Längsaufnahmen98 haben eine Längserstreckungslänge, die dem Durchmesser d der Blockiervorsprünge80 ,83 und zusätzlich einem doppelten Exzenterabstand e entspricht. Bei dem Blockierteil77 sind die beiden Blockiervorspränge80 ,83 jeweils in einem Abstand r bezogen auf die radial innere Seite der VBlockiervorsprünge80 ,83 von der Drehachse24 des Blockierteils77 entfernt. Dieser Abstand r definiert einen radial inneren Endbereich99a der Längsaufnahmen98 , wo sich in3c z.B. der Blockiervorsprung80 befindet, sowie einen erforderlichen radial äußeren Endbereich99b , wo sich der Blockiervorsprung83 befindet. Ein radial äußeres Ende der Längsaufnahmen98 wird durch den Ab stand r und zusätzlich den Durchmesser d der jeweiligen Blockiervorsprünge80 ,83 , definiert. - Es versteht sich, dass anstelle eines einzigen, gleichen Abstandes r der Blockieraufnahmen
79 ,82 bezüglich der Drehachse24 des Blockierteils77 auch unterschiedliche Abstände vorgesehen sein können. Beispielsweise ist ein zu dem Blockiervorsprung80 alternativer Blockiervorsprung80'' mit einem Radialabstand r'' von der Drehachse24 entfernt. Korrespondierend dazu ist eine als Längsaufnahme ausgestaltete Blockieraufnahme79'' ebenfalls mit dem Abstand r'' zu der Drehachse24 am Blockierteil77 angeordnet. - Gleiche oder gleichartige Teile der Handwerkzeugmaschinen
10 und einer in2 dargestellten Handwerkzeugmaschine10' sind mit denselben Bezugszeichen versehen und werden nicht näher erläutert. - Im Unterschied zur Handwerkzeugmaschine
10 ist bei der Handwerkzeugmaschine10' eine Werkzeugspindel-Lagerung22' vorgesehen, bei der nicht nur das obere Lager50 , sondern auch ein unteres Werkzeugspindel-Lager51' als ein Außenlager ausgestaltet ist. Das Lager51' sitzt am Außenumfang eines unteren Endabschnitts48' ein Werkzeugspindel12' . Der Endabschnitt48' hat einen geringeren Außendurchmesser als der Endab schnitt48 . Ansonsten gleicht die Hohlwelle16' der Hohlwelle16 . Der äußere Lagerring73' des Werkzeugspindel-Lagers51' wird von einem Lagerhalter29' gehalten. Der Lagerhalter29' ist becherartig und bildet eine Lagerhalteanordnung30' zum Halten eines Werkzeugspindel-Lagers. Der Lagerhalter29' ist drehfest an der Werkzeugspindel12 angeordnet. Somit sind beide Werkzeugspindel-Lager50 ,51' Außenlager, die am Außenumfang der Hohlwelle16' angeordnet sind und so optimal Lagerkräfte aufnehmen können. In der Praxis ist es ohne weiteres möglich, den Durchmesser des unteren Werkzeugspindel-Lagers51' größer auszugestalten, wobei dann eine andere Ausgestaltung des Lüfterrades56 beziehungsweise der Absaugluftführung erforderlich ist.
Claims (20)
- Handwerkzeugmaschine, insbesondere Exzenterschleifmaschine oder Exzenterpoliermaschine, mit einer durch einen Motor (
11 ) antreibbaren, Werkzeugspindel (12 ), die zumindest abschnittsweise in einem Innenraum (17 ) einer Hohlwelle (16 ) angeordnet und mit einer Werkzeugspindel-Lagerung (22 ) an der Hohlwelle (16 ) mit einem Exzenterabstand (e) zu einer Drehachse (23 ) der Hohlwelle (16 ) drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Werkzeugspindel-Lager (50 ,51 ;51' ) mit einem Außenumfang (53 ) der Hohlwelle (16 ) verbunden ist, und dass an der Werkzeugspindel (12 ) eine Lagerhalteanordnung (30 ,30' ) angeordnet ist, die vor ein Längsende (18 ,19 ) der Hohlwelle (16 ) radial vorsteht und das mindestens eine Werkzeugspindel-Lager (50 ,51 ;51' ) außen hält. - Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlwelle (
16 ) mit einer Hohlwellenlagerung (20 ) bezüglich eines Gehäuses (21 ) drehbar gelagert ist - Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlwelle (
16 ) eine durch den Motor (11 ) antreibbare Abtriebswelle (42 ) bildet. - Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Werkzeugspindel-Lager (
50 ,51 ;51' ) im Bereich eines Längsendes (18 ,19 ) der Hohlwelle (16 ) angeordnet ist. - Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerhalteanordnung (
30 ) einen Lagerring (73 ;73' ) des mindestens einen Werkzeugspindel-Lagers (50 ,51 ;51' ) hält. - Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugspindel-Lagerung (
22 ) mindestens zwei in einem Längsabstand an der Hohlwelle (16 ) angeordnete Werkzeugspindel-Lager (50 ,51 ;51' ) aufweist. - Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlwelle (
16 ) zwischen der Werkzeugspindel-Lagerung (22 ) mit einer Hohlwellenlagerung (20 ) bezüglich des Gehäuses (21 ), insbesondere an dem Gehäuse (21 ), drehbar gelagert ist. - Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Werkzeugspindel-Lager (
50 ,51 ;51' ) einen größeren Lagerdurchmesser aufweist, als mindestens ein Lager (43 ,44 ) oder als alle Lager (43 ,44 ) der Hohlwellenlagerung (20 ) - Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (
11 ) die Hohlwelle (16 ) direkt oder über ein Getriebe antreibt. - Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlwelle (
16 ) im Bereich der Hohlwellenlagerung (20 ) angetrieben wird. - Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine zur Antriebskraftübertragung von der Hohlwelle (
16 ) auf die Werkzeugspindel (12 ) wirksame Koppelungsanordnung (25 ) aufweist, und dass die Werkzeugspindel-Lagerung (22 ) einen Bestandteil der Koppelungsanordnung (25 ) bildet. - Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine zwischen dem Gehäuse (
21 ) und der Werkzeugspindel (12 ) wirksame, eine Drehzahl der Werkzeugspindel (12 ) senkende Bremsanordnung (9 ), insbesondere eine Wirbelstrombremse und/oder eine Reibbremsanordnung, umfasst. - Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (
11 ) ein pneumatischer oder ein elektrischer Motor (11 ), insbesondere ein elektronisch kommutierter Motor (11 ), ist. - Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (
11 ) einen bezüglich seines Stators (34 ) außen angeordneten Außenläufer-Rotor (37 ) zum direkten oder indirekten Antreiben der Werkzeugspindel (12 ) aufweist. - Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stator (
34 ) des Motors (11 ) zwischen der Hohlwelle (16 ) und dem Außenläufer-Rotor (37 ) angeordnet ist. - Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenläufer-Rotor (
37 ) mit der Hohlwelle (16 ) drehfest gekoppelt ist oder die Hohlwelle (16 ) einen Bestandteil des Außenläufer-Rotors (37 ) bildet. - Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Werkzeugspindel (
12 ) eine Werkzeugaufnahme (13 ) für einen Polier- oder Schleifteller (15 ) vorhanden ist. - Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens ein an der Hohlwelle (
16 ) angeordnetes Lüfterrad (56 ) zur Kühlung der Handwerkzeugmaschine (10 ) und/oder zur Absaugung von Staub von einer durch die Handwerkzeugmaschine (10 ) bearbeiteten Fläche - Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Blockiervorrichtung (
75 ) zum Blockieren der Werkzeugspindel (12 ) für einen Werkzeugwechsel aufweist. - Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerhalteanordnung (
30 ) für das mindestens eine Werkzeugspindel-Lager (50 ,51 ;51' ) mindestens eine Blockieraufnahme (79 ,82 ;79' ,82' ) oder einen Blockiervorsprung (80 ,83 ;80' ,83' ) der Blockiervorrichtung (75 ) aufweist.
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