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Stand der Technik
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Die
Erfindung geht aus von einer Handwerkzeugmaschine nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Aus
der
EP 1 157 788 A2 ist
bereits eine Handwerkzeugmaschine mit einem Hauptabtriebsmittel
und einem schlagenden und einem drehenden Antrieb bekannt. Zum Schalten
zwischen einem schlagenden, einem drehenden und einem schlagend-drehenden
Antrieb weist die Handwerkzeugmaschine eine Schaltvorrichtung mit
einem Schiebemittel auf.
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Vorteile der Erfindung
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Die
Erfindung geht aus von einer Handwerkzeugmaschine, insbesondere
von einem Bohrhammer, mit einem schlagenden und einem drehenden Antrieb
und einer Schaltvorrichtung, die ein Schiebemittel aufweist, das
zu einem Schalten zwischen unterschiedlichen Betriebsarten vorgesehen
ist, und mit einem Hauptabtriebsmittel.
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Es
wird vorgeschlagen, dass das Schiebemittel wenigstens ein Kopplungselement
aufweist, das in wenigstens einer Betriebsart direkt mit einem Kopplungselement
koppelt, das drehfest mit dem Hauptabtriebsmittel verbunden ist.
Hierdurch kann eine kompakte Schaltvorrichtung erzielt werden, mit der
zudem weitere Bauteile, Bauraum, Montageaufwand und Kosten eingespart
werden können,
beispielsweise zusätzliche
Kopplungselemente, wie insbesondere zusätzliche Zahnräder, die
drehbar auf einer Zwischenwelle gelagert sind und ein Antriebsmoment
von dem Schiebemittel auf das drehfest mit dem Hauptabtriebsmittel
verbundene Kopplungselement übertragen.
In diesem Zusammenhang soll unter einem „Hauptabtriebsmittel" ein Abtriebsmittel verstanden
werden, das sich insbesondere koaxial zu einer Werkzeugachse einer
Werkzeugaufnahme erstreckt und innerhalb der Schlagwerksanordnung angeordnet
ist und/oder ein Antriebsmoment direkt auf die Werkzeugaufnahme überträgt, wie
insbesondere ein Hammerrohr. Vorzugsweise ist das Kopplungselement
des Hauptabtriebsmittels von einem Zahnrad gebildet. Unter einem „Schalten
zwischen unterschiedlichen Betriebsarten" soll in diesem Zusammenhang insbesondere
ein Schalten zwischen einem schlagenden oder einem schlagenddrehenden
Antrieb, zwischen einem schlagend-drehenden und einem drehenden
Antrieb, zwischen einem schlagenden und einem drehenden Antrieb
oder zwischen einem schlagenden, einem drehenden oder einem schlagend-drehenden
Antrieb für
ein in der Handwerkzeugmaschine befindliches Werkzeug verstanden
werden. Unter einer „drehfesten
Verbindung" soll
hierbei insbesondere eine Verbindung zwischen zwei Bauteilen oder
Elementen verstanden werden, über
die sich bei Rotation von einem der beiden Bauteile oder Elemente
die beiden Bauteile oder Elemente zusammen in eine gleiche Rotationsrichtung
bewegen. Insbeson dere ist die Handwerkzeugmaschine von einem Bohrhammer
gebildet, der über einen
reinen Meißelantrieb,
einen reinen Bohrantrieb und einen kombinierten Bohr-Meißelantrieb
für ein von
der Handwerkzeugmaschine angetriebenes Werkzeug verfügt.
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Des
Weiteren wird vorgeschlagen dass das Schiebemittel von einer Schiebehülse gebildet
ist, wodurch eine besonders kompakte Bauweise des Schiebemittels,
insbesondere bei einer Anordnung um eine Zwischenwelle, erreicht
werden kann. Die Schiebehülse
ist zweckmäßigerweise
verdrehfest auf einer Zwischenwelle, die in einem Betrieb der Handwerkzeugmaschine
drehend mit einer Antriebseinheit bzw. einer Antriebswelle der Antriebseinheit
verbunden ist, angeordnet, so dass dabei vorteilhaft ein Antriebsmoment
von der Antriebseinheit über
die Zwischenwelle auf die Schiebehülse übertragen wird.
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Eine
konstruktiv einfache Übertragung
eines Antriebsmoments, vorzugsweise eines Drehmoments, mit dem Schiebemittel
kann vorteilhaft erreicht werden, wenn das Kopplungselement als
Verzahnung ausgebildet ist.
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Ferner
wird vorgeschlagen, dass das Kopplungselement an das Schiebemittel
angeformt ist, wodurch vorteilhaft weitere Bauteile, Bauraum, Montageaufwand
und Kosten eingespart werden können.
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Besonders
vorteilhaft können
weitere Bauteile, wie beispielsweise zusätzliche, auf der Zwischenwelle
gelagerte Zahnräder,
wie beispielsweise bei einer radial nach innen gerichteten Anordnung
des Kopplungselements, eingespart werden, wenn das Kopplungselement
an einer radial nach außen
gerichteten Oberfläche
des Schiebemittels angeordnet ist.
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Zudem
wird vorgeschlagen, dass das Kopplungselement an einem Ende in eine
Axialrichtung des Schiebemittels angeordnet ist, wodurch das Kopplungselement
des Schiebemittels vorteilhaft auf einen effektiven Kopplungsbereich
mit einer weiteren Einheit beschränkt werden kann. In diesem
Zusammenhang soll unter einer „Axialrichtung" insbesondere eine
Richtung entlang einer Achse verstanden werden, wobei die Achse
senkrecht zu einer Grundfläche
des Schiebemittels ausgerichtet ist. Unter einem „Ende des
Schiebemittels" soll
hierbei insbesondere ein Endbereich des Schiebemittels verstanden werden,
der im Bereich einer Kante, insbesondere einer Abschlusskante des
Schiebemittels, angeordnet ist.
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Eine
besonders kompakte Schaltvorrichtung und eine stabile Anordnung
des Schiebemittels können
vorteilhaft erreicht werden, wenn die Handwerkzeugmaschine eine
Zwischenwelle umfasst, auf der ein Teilbereich des Schiebemittels,
der das Kopplungselement aufweist, direkt angeordnet ist.
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Des
Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Schiebemittel in Axialrichtung
verschiebbar auf einer Zwischenwelle angeordnet ist, so dass das
Schiebemittel im Betrieb der Handwerkzeugmaschine bzw. der Schaltvorrichtung
durch ein Verschieben auf der Zwischenwelle in unterschiedliche
Schaltpositionen bzw. Betriebspositionen gebracht werden kann. Vorzugsweise überträgt das Schiebemittel
bzw. übertragen
Kopplungselemente des Schiebemittels im Betrieb der Handwerkzeugmaschine
je nach Lage auf der Zwischenwelle ein Antriebsmoment auf das Haupt abtriebsmittel
und/oder auf eine Schlagwerksanordnung bzw. auf zu den Kopplungselementen
des Schiebemittels korrespondierende Bauteile des Hauptabtriebsmittels
und/oder der Schlagwerksanordnung.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass
das Schiebemittel in einer Betriebsart zu einer gleichzeitigen Übertragung eines
Antriebsmoments auf ein Hauptabtriebsmittel und auf eine Schlagwerksanordnung
vorgesehen ist und so konstruktiv einfach eine kompakte Schaltvorrichtung
erreicht werden kann. Das Schiebemittel weist vorzugsweise eine
Länge entlang
einer Axialrichtung auf, die ein gleichzeitiges Eingreifen von an das
Schiebemittel koppelnden Bauteilen der Schlagwerksanordnung und
der Zahnradeinheit in zumindest einer Betriebsposition ermöglicht.
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Zeichnung
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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.
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Es
zeigen:
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1 einen
Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine
mit einer Schaltvorrichtung in einem Bohrbetrieb in einer schematischen Schnittdarstellung,
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2 die
Handwerkzeugmaschine aus 1 in einem Schlagbohrbetrieb
in einer schematischen Schnittdarstellung und
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3 die
Handwerkzeugmaschine aus 1 in einem Meißelbetrieb
in einer schematischen Schnittdarstellung.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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In
den 1 bis 3 ist ein Ausschnitt einer erfindungsgemäßen, von
einem Bohrhammer gebildeten Handwerkzeugmaschine 10 mit
einer Schaltvorrichtung 12 dargestellt. Die Handwerkzeugmaschine 10 umfasst
eine nicht näher
dargestellte, von einem Elektromotor gebildete Antriebseinheit, die
im Betrieb der Handwerkzeugmaschine 10 ein Antriebsmoment
erzeugt und dieses über
eine Antriebswelle 36 auf eine Zwischenwelle 32 überträgt. Das
Antriebsmoment wird im Betrieb der Handwerkzeugmaschine 10 von
der Zwischenwelle 32 über
ein Schiebemittel 14 auf eine Schlagwerksanordnung 34 bzw.
auf ein von einem Hammerrohr gebildetes Hauptabtriebsmittel 18 übertragen
und erzeugt dabei einen drehenden, einen schlagenden oder einen schlagend-drehenden
Antrieb für
ein in einer Werkzeugaufnahme befindliches Werkzeug 38.
Bei einer Übertragung
des Antriebsmoments auf das Hauptabtriebsmittel 18 rotiert
dieses um eine Werkzeugachse 40 und erzeugt damit einen
drehenden Antrieb der in den 1 bis 3 nicht
näher dargestellten
Werkzeugaufnahme, in welcher das Werkzeug 38 verdrehfest
angeordnet ist. Bei der Übertragung
eines Antriebsmoments auf die Schlagwerksanordnung 34 erzeugt
diese einen Schlagimpuls, der über
einen nicht näher
dargestellten Schläger
auf einen Döpper und
schließlich
auf das Werkzeug 38 übertragen
wird (1 bis 3).
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Die
Schaltvorrichtung 12 umfasst die Zwischenwelle 32 und
das von einer Schiebehülse
gebildete Schiebemittel 14, das zu einem Schalten zwischen
unterschiedlichen Antriebsarten der Handwerkzeugmaschine vorgesehen
ist. Die Zwischenwelle 32 ist in eine Axialrichtung 30,
die parallel zur Werkzeugachse 40 verläuft, an einem einer Antriebsseite
zugewandten Ende 42 und an einem einer Abtriebsseite zugewandten
Ende 44 der Zwischenwelle 32 drehbar über zwei
Drehlager 46, 48 an einem Handwerkzeugmaschinengehäuse 50 gelagert.
Die Antriebswelle 36 weist eine nicht näher dargestellte Verzahnung
auf, die formschlüssig
in ein zur Verzahnung korrespondierendes Zahnrad 52 greift.
Das Zahnrad 52 ist drehfest auf der Zwischenwelle 32 angeordnet,
so dass die Zwischenwelle 32 im Betrieb der Handwerkzeugmaschine 10 stets
drehend mit der Antriebseinheit verbunden ist und über die
Zwischenwelle 32 ein Antriebsmoment von der Antriebseinheit über das
Zahnrad 52 auf die Zwischenwelle 32 übertragen
wird (1 bis 3).
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Zum
Schalten zwischen den unterschiedlichen Antriebsarten ist das Schiebemittel 14 verdrehfest
auf der Zwischenwelle 32 angeordnet, die hierzu eine Mitnahmeverzahnung 54 aufweist.
Die Mitnahmeverzahnung 54 ist in einem in Axialrichtung 30 mittig
angeordneten Teilbereich 56 der Zwischenwelle 32 drehfest
in Umfangsrichtung 24 der Zwischenwelle 32 mit
dieser verbunden. An einer radial nach außen gerichteten Seite der Mitnahmeverzahnung 54 weist
diese eine Verzahnung auf, in die eine zur Mitnahmeverzahnung 54 korrespondierende
Innenverzahnung 58 des Schiebemittels 14 formschlüssig greift,
wobei die Innenverzahnung 58 an einer radial nach innen
weisenden Zylindermantelfläche 60 (1 und 2)
in Umfangsrichtung 24 des Schiebemittels 14 angeordnet
ist. Die Innenverzahnung 58 des Schiebemittels 14 weist
dabei in Axialrichtung 30 eine größere Länge 62 auf als eine
Länge 64 der
Mitnahmeverzahnung 54 (1), so dass
das Schiebemittel 14 in Axialrichtung 30 der Zwischenwelle 32 von
einem Bediener der Handwerkzeugmaschine 10 zum Schalten
in unterschiedliche Antriebsarten der Handwerkzeugmaschine 10 verschoben
werden kann. Das Schiebemittel 14 ist dabei unabhängig von unterschiedlichen
Schaltpositionen entlang der Zwischenwelle 14 stets verdrehfest
mit dieser über
die Mitnahmeverzahnung 54 und die Innenverzahnung 58 des
Schiebemittels 14 verbunden.
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Die
Innenverzahnung 58 erstreckt sich dabei von einem antriebsseitigen
Ende 66 des Schiebemittels 14 in Richtung des
Werkzeugs 38 zu etwa zwei Drittel in Axialrichtung 30 des
Schiebemittels 14 in dieses hinein. Das Schiebemittel 14 weist
an einer nach innen gerichteten Seite eine stufenförmige Form
auf, wobei ein Teilbereich 68, der die Innenverzahnung 58 umfasst,
eine größere innere
Querschnittsfläche
aufweist als ein dem Werkzeug 38 zugewandter Teilbereich 70 des
Schiebemittels 14. Der Teilbereich 70 des Schiebemittels 14 mit
der kleineren Querschnittsfläche
ist dabei direkt auf der Zwischenwelle 32 angeordnet (1 bis 3).
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Das
Schiebemittel 14 nimmt im Betrieb der Handwerkzeugmaschine 10 in
Axialrichtung 30 entlang der Zwischenwelle 32 unterschiedliche
Schaltpositionen ein (1 bis 3). In einer ersten Schaltposition,
in der die Schaltvorrichtung 12 bzw. das Schiebemittel 14 in
einen reinen Bohrantrieb der Handwerkzeugmaschine 10 schaltet,
ist das Schiebemittel 14 über ein nicht näher dargestelltes
und für einen
Bediener betätigbares
Betätigungselement
in eine vordere, abtriebsseitige Position gebracht (1).
Dabei überträgt das Schiebemittel 14 ein
Antriebsmoment ausschließlich
auf das Hauptabtriebsmittel 18 bzw. auf ein Kopplungselement 16 des Hauptabtriebsmittels 18,
so dass das Hauptabtriebsmittel 18 eine drehende Bewegung
ausführt
bzw. das Hauptabtriebsmittel 18 das in der Werkzeugaufnahme
befindliche Werkzeug 38 in einen reinen Bohrbetrieb versetzt.
Das Kopplungselement 16 ist drehfest mit dem Hauptabtriebsmittel 18 verbunden.
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Zur Übertragung
eines drehenden Antriebs auf das von einem Zahnrad gebildete Kopplungselement 16 des
Hauptabtriebsmittels 18 umfasst das Schiebemittel 14 in
dem Teilbereich 70, der an einem abtriebsseitigen Ende 28 und
direkt um die Zwischenwelle 32 angeordnet ist, ein Kopplungselement 20.
Das Kopplungselement 20, das von einer zum Kopplungselement 16 des
Hauptabtriebsmittels 18 korrespondierenden Verzahnung gebildet
ist, ist an einer radial nach außen gerichteten Oberfläche 22 das
Schiebemittels 14 einstückig
an das Schiebemittel 14 angeformt. Die Verzahnung des Kopplungselements 20 umfasst
in Axialrichtung 30 eine Länge 72 des Kopplungselements 16 des
Hauptabtriebsmittels 18, so dass bei einem reinen Bohrantrieb
für das
in der Werkzeugaufnahme befindliche Werkzeug 38 ein maximaler
Eingriff zwischen dem Kopplungselement 20 des Schiebemittels 14 und
dem Kopplungselement 16 des Hauptabtriebsmittels 18 erreicht
wird (1).
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Zwischen
dem Kopplungselement 20 des Schiebemittels 14 und
der sich in Axialrichtung 30 an das Kopplungselement 20 anschließenden,
radial nach außen
gerichteten Oberfläche 22 des
Schiebemittels 14 ist ein Anschlagmittel 74 angeordnet.
Das Anschlagmittel 74 ist als ein Absatz zwischen einem Innenradius
des Kopplungselements 20 des Schiebemittels 14 und
der sich an das Kopplungselement 20 anschließenden,
radial nach außen
gerichteten Oberfläche 22 des
Schiebemittels 14 ausgeformt. Bei einem Verschieben des
Schiebemittels 14 in eine Richtung des Werkzeugs 38 wird
das Kopplungselement 16 des Hauptabtriebsmittels 18 in
Anschlag mit dem Anschlagmittel 74 gebracht, so dass ein
weiteres und unerwünschtes
Verschieben des Schiebemittels 14 verhindert wird und das
Schiebemittel 14 bzw. die Innenverzahnung 58 des
Schiebemittels 14 in Wirkverbindung mit der Mitnahmeverzahnung 54 der Zwischenwelle 32 bleibt.
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In
einer weiteren Schaltposition des Schiebemittels 14 überträgt das Schiebemittel 14 gleichzeitig
ein Antriebsmoment auf das Kopplungselement 16 des Hauptabtriebsmittels 18 und
auf die Schlagwerksanordnung 34 bzw. auf ein Kopplungselement 76 der
Schlagwerksanordnung 34 (2). Hierzu
ist das Schiebemittel 14 in eine mittlere Schaltposition
entlang der Axialrichtung 30 der Zwischenwelle 32 geschoben,
in der das Kopplungselement 20 des Schiebemittels 14 noch
in Eingriff mit dem Kopplungselement 16 des Hauptabtriebsmittels 18 ist
und die Innenverzahnung 58 des Schiebemittels 14 an
dem antriebsseitigen Ende 66 in das Kopplungselement 76 der
Schlagwerksanordnung 34 greift. Die Handwerkzeugmaschine 10 führt somit gleichzeitig
eine Bohr- und Meißelbewegung
für ein Werkzeug 38 aus.
Die Schlagwerksanordnung 34 umfasst einen Taumelfinger 78,
der über
ein Kugellager 80 auf einer Taumelhülse 82 gelagert ist.
Die Taumelhülse 82 ist
frei drehbar über
ein Lager 84, das von einem Nadellager gebildet ist, an
dem der Antriebseinheit zugewandten Ende 42 der Zwischenwelle 32 auf
dieser gelagert. Zudem ist die Taumelhülse 82 in Axialrichtung 30 unbewegbar
um die Zwischenwelle 32 angeordnet. An einem abtriebsseitigen
Ende 86 der Taumelhülse 82 weist
diese das Kopplungselement 76 auf, das von einer zur Innenverzahnung 58 des
Schiebemittels 14 korrespondierenden Verzahnung gebildet
ist und einstückig
an die Taumelhülse 82 angeformt
ist (1). Über
die Innenverzahnung 58 des Schiebemittels 14 wird
das Drehmoment auf das Kopplungselement 76 und somit auf
die Taumelhülse 82 übertragen,
und damit wird die Schlagwerksanordnung 34 angetrieben.
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In
einer dritten Schaltposition des Schiebemittels 14 auf
der Zwischenwelle 32 überträgt diese ausschließlich ein
Antriebsmoment auf die Schlagwerksanordnung 34 (3).
Hierbei befindet sich das Schiebemittel 14 in einer antriebsseitigen
Endstellung auf der Zwischenwelle 32, wobei die Innenverzahnung 58 des
Schiebemittels 14 in Axialrichtung 30 vollständig in
das Kopplungselement 76 der Taumelhülse 82 greift. Das
Kopplungselement 20 des Schiebemittels 14 und
das Kopplungselement 16 des Hauptabtriebsmittels 18 sind
in einer entkoppelten Stellung zueinander, so dass sich die Handwerkzeugmaschine 10 in
einem ausschließlichen
Meißelbetrieb
befindet.