DE102007000365A1

DE102007000365A1 - Handwerkzeuggerät mit Rutschkupplung

Info

Publication number: DE102007000365A1
Application number: DE102007000365A
Authority: DE
Inventors: Kevin Guo; Jens Neumann; Markus Hartmann
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 2007-07-04
Filing date: 2007-07-04
Publication date: 2009-01-08
Also published as: US20090008115A1; EP2011608B1; EP2011608A1; JP2009012173A; CN101337348A

Abstract

Ein Handwerkzeuggerät (2) umfasst ein Antriebsmittel (12) und eine sich entlang einer Drehachse (A) erstreckende Abtriebsspindel (16), zwischen denen eine Rutschkupplung (14) vorgesehen ist, die mehrere Kupplungskörper (24) aufweist, die jeweils mit einer Gruppe von antriebsseitigen Aufnahmen (26) und einer Gruppe von abtriebsseitigen Aufnahmen (28) in Eingriff bringbar sind, wobei der Eingriff der Kupplungskörper (24) mit einer der Gruppen von Aufnahmen (26; 28) gegen eine durch Federmittel (34) erzeugte Federkraft (F) lösbar ist. Es ist vorgesehen, dass die abtriebsseitigen Aufnahmen (28) durch in die Abtriebsspindel (16) eingelassene und bezüglich der Drehachse (A) in radialer Richtung offene Ausnehmungen gebildet sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Handwerkzeuggerät mit den Merkmalen gemäss dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Dabei weist das Handwerkzeuggerät ein Antriebsmittel und eine sich entlang einer Drehachse erstreckenden Abtriebsspindel auf, die über das Antriebsmittel rotatorisch antreibbar ist. Zwischen dem Antriebsmittel und der Abtriebsspindel ist eine Rutschkupplung vorgesehen, die mehrere Kupplungskörper aufweist. Die Kupplungskörper stehen dabei jeweils sowohl mit einer Gruppe von entsprechend vielen antriebsseitigen Aufnahmen als auch mit einer Gruppe von entsprechend vielen abtriebsseitigen Aufnahmen in Eingriff beziehungsweise sind mit diesen in Eingriff bringbar. Hierbei kann der Eingriff der Kupplungskörper entweder mit der Gruppe von antriebsseitigen Aufnahmen oder mit der Gruppe von abtriebsseitigen Aufnahmen gegen eine durch Federmittel erzeugte Federkraft aufgehoben werden.
Bei derartigen Handwerkzeuggeräten kann somit fest oder einstellbar ein Höchstwert für ein zu übertragendes Drehmoment festgelegt werden. Bei Erreichen dieses Höchstwertes kommen die Kupplungskörper mit einer der genannten Gruppen von Aufnahmen ausser Eingriff, wodurch die drehfeste Koppelung zwischen Antriebsmittel und Antriebsmittel unterbrochen wird und die Abtriebsspindel somit nicht weiter angetrieben wird. Auf diese Weise können Beschädigungen an einer zu erstellenden Schraubverbindung oder am Handwerkzeuggerät selbst vermieden werden.
Aus der DE 33 42 880 A1 ist eine Kupplung für Elektrowerkzeuge bekannt, die eine Drehmomenteinstellung ermöglicht. Hierzu ist eine verstellbare Federeinrichtung vorgesehen, die gegen einen Federteller drückt, in den mehrere Aussparungen eingelassen sind, in die mehrere kugelförmige Kupplungskörper eingreifen. Die Kupplungskörper sind in entsprechend dimensionierten Bohrungen einer Positionierscheibe gelagert und stehen gleichzeitig an ihrer vom Federteller abgewandten Seite mit antriebsseitigen Ausnehmungen in Eingriff, die in ein lediglich verdrehbar gelagertes Antriebszahnrad eingelassen sind.
Nachteilig an der bekannten Kupplung ist, dass diese eine relativ hohe Anzahl von Bauteilen benötigt was einerseits die Herstellungskosten und den Montageaufwand erhöht und andererseits die Gefahr von Fehlfunktionen erhöht.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Handwerkzeuggerät die genannten Nachteile zu vermeiden und eine kostengünstig herstellbare und stabile Rutschkupplung bereit zu stellen.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe durch ein Handwerkzeuggerät mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst, wobei die abtriebsseitigen Aufnahmen durch in die Abtriebsspindel eingelassene und bezüglich der Drehachse in radialer Richtung offene Ausnehmungen gebildet sind. Durch diese direkte Ausbildung der abtriebsseitigen Aufnahmen in der Abtriebsspindel kann auf zusätzlich zur Abtriebsspindel herzustellende Bauteile zur Ausbildung der abtriebsseitigen Aufnahmen und auf Verbindungsmittel zur Herstellung einer drehfesten Verbindung zwischen diesen Bauteilen mit der Abtriebsspindel verzichtet werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Antriebsmittel durch ein sich um die Abtriebsspindel herum erstreckendes Antriebszahnrad gebildet, in das die antriebsseitigen Aufnahmen eingelassen sind. Hierdurch wird das Antriebsdrehmoment vom Antriebszahnrad direkt auf die Kupplungskörper und von diesen direkt weiter auf die Abtriebsspindel übertragen. Auf diese Weise wird die Zahl der zur Übertragung des Drehmoments benötigten Bauteile auf ein Minimum reduziert, wodurch gleichzeitig auch ein in Drehrichtung auftretendes Spiel zwischen dem Antriebszahnrad und der Abtriebswelle und ein daraus resultierender Verschleiss minimiert werden kann.
Vorteilhafterweise ist das Antriebszahnrad auf der Abtriebsspindel in axialer Richtung verschiebbar gehalten, wobei die antriebsseitigen Aufnahmen in eine erste Stirnseite eingelassen sind und eine von der ersten Stirnseite abgewandte zweite Stirnseite von der Federkraft beaufschlagt ist. Hierdurch fungiert das Antriebszahnrad selbst als bewegliches Kupplungsteil, das sich bei Erreichen des vorbestimmten Maximalwertes des übertragenen Drehmomentes gegen die Federkraft der Federmittel aus dem Eingriff mit den Kupplungskörpern heraus bewegt. Zudem fungieren hierbei die Kupplungskörper gleichzeitig als Endanschlag, gegen den das Antriebszahnrad durch die Federmittel vorgespannt ist. Auf die Ausbildung eines zusätzlichen beweglichen Kupplungsteils beziehungsweise eines zusätzlichen Endanschlages kann somit verzichtet werden, was den Aufbau der Rutschkupplung deutlich vereinfacht und deren Herstellungskosten vermindert.
Bevorzugterweise sind die antriebsseitigen Aufnahmen in radialer Richtung durch eine am Antriebsmittel ausgeformte Überdeckung begrenzt, die sich zur ersten Stirnseite hin in axialer Richtung über die antriebsseitigen Aufnahmen hinaus erstreckt. Hierdurch können die Kupplungskörper allein vom Antriebszahnrad in permanentem Eingriff mit der Abtriebsspindel gehalten werden. Die genannte Überdeckung stellt dabei sicher, dass die Kupplungskörper auch dann in Eingriff mit den antriebsseitigen Aufnahmen der Abtriebsspindel bleiben, wenn das Antriebszahnrad ausser Eingriff mit den Kupplungskörpern kommt.
Vorteilhafterweise sind die Kupplungskörper durch Kugeln und die Aufnahmen durch entsprechend gerundete Ausnehmungen gebildet. Hierdurch können handelsübliche Kugeln als Kupplungskörper verwendet und die Aufnahmen in besonders einfacher Weise in das Antriebszahnrad und die Abtriebsspindel eingearbeitet werden, was die Herstellungskosten weiter vermindert.
Ferner bildet das Antriebsmittel vorteilhafterweise einen direkten Anschlag der Federmittel, wodurch die Gefahr einer Fehlfunktion beispielsweise infolge einer Verkantung vermindert wird.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:
1 eine teilweise geschnittene Ansicht eines werkzeugseitigen Teils eines erfindungsgemässen Handwerkzeuggerätes und
2 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Rutschkupplung des Handwerkzeuggerätes nach 1.
1 zeigt einen vorderen Teil eines Handwerkzeuggerätes 2 in Form eines Bohrhammers. Dieses weist in einem Gehäuse 4 einen Antriebsmotor 6 auf, der über eine Vorgelegewelle 8 ein Schlagwerk 10 und ein um eine Drehachse A rotierbares Antriebsmittel 12 in Form eines Antriebszahnrades antreibt.
Das Antriebsmittel 12 ist über eine insgesamt mit 14 bezeichnete Rutschkupplung mit einer im Wesentlichen zylindrischen Abtriebsspindel 16 drehgekoppelt, die sich zentrisch durch eine Zentrumsbohrung 20 des Antriebsmittels 12 hindurch erstreckt, wobei das Antriebsmittel 12 axial verschiebbar auf der Abtriebsspindel 16 gehalten ist. Die Abtriebsspindel 16 wiederum ist drehfest mit einer Werkzeugaufnahme 18 verbunden, an der ein Werkzeug 22, wie beispielsweise ein Hammerbohrer, festlegbar ist.
Wie insbesondere aus 2 zu entnehmen ist, weist die Rutschkupplung 14 mehrere beispielsweise kugelförmige Kupplungskörper 24 sowie jeweils eine entsprechende Anzahl von antriebsseitigen Aufnahmen 26 am Antriebsmittel 12 und abtriebsseitigen Aufnahmen 28 an der Abtriebsspindel 16 auf. Die antriebsseitigen Aufnahmen 26 sind dabei durch gerundete, das heisst durch zumindest bereichsweise zylindrische oder sphärische Ausnehmungen gebildet, die an der Zentrumsbohrung 20 in das Antriebsmittel eingelassen und bezüglich der Drehachse A sowohl in radialer Richtung zur Abtriebsspindel 16 hin als auch in axialer Richtung zu einer ersten Stirnseite 30 des Antriebsmittels 12 hin geöffnet sind. Die antriebsseitigen Aufnahmen 28 sind durch sphärische Ausnehmungen gebildet, die in eine zylindrische Oberfläche 32 der Abtriebsspindel 16 eingelassen und dadurch bezüglich der Drehachse A lediglich in radialer Richtung geöffnet sind.
Ferner weist die Rutschkupplung 14 beispielsweise durch eine Schraubenfeder gebildete Federmittel 34 und einen Stützring 36 auf, der an einen an der Abtriebsspindel 16 ausgeformten umlaufenden Absatz 38 anlegbar ist.
Wie aus 1 zu entnehmen ist, ragen die Kupplungskörper 24 in die antriebsseitigen Aufnahmen 28 hinein, wobei sie an ihrer von der Abtriebsspindel 16 abgewandten Seite an einer Überdeckung 40 anliegen, die sich zur ersten Stirnseite 30 des Antriebsmittels 12 hin erstreckt. An einer von der ersten Stirnseite 30 abgewandten zweiten Stirnseite 42 wird das Antriebsmittel 12 direkt von den Federmitteln 34 mit einer Federkraft F beaufschlagt, die sich an ihrer vom Antriebsmittel 12 abgewandten Seite über den Stützring 36 am Absatz 38 der Abtriebsspindel 16 abstützt.
Auf diese Weise wird im Betrieb ein vom Antriebsmotor 6 erzeugtes Drehmoment über die Vorgelegewelle 8 auf das Antriebsmittel 12 übertragen. Von diesem wird das Drehmoment dann über die mit den antriebsseitigen Aufnahmen 28 in Eingriff stehenden Kupplungskörper 24 auf die Abtriebsspindel 16 übertragen, die über die antriebsseitigen Aufnahmen 26 ebenfalls mit den Kupplungskörpern 24 in Eingriff steht. Von der Abtriebsspindel 16 erfolgt dann die Übertragung des Drehmoments weiter auf die Werkzeugaufnahme 18 und das an diesem gehaltene Werkzeug 22.
Falls im Betrieb das übertragene Drehmoment in Folge eines entsprechend grossen Widerstandes am Werkzeug 22 ansteigt und dabei einen vorbestimmten Maximalwert erreicht, wird das Antriebsmittel 12 entgegen der Federkraft F von den Kupplungskörpern 24 weg bewegt, bis der Eingriff zwischen diesen und den antriebsseitigen Aufnahmen 26 aufgehoben ist und sich folglich das Antriebsmittel 12 relativ zur Abtriebsspindel 16 verdrehen kann.
Die Überdeckung 40 erstreckt sich dabei in axialer Richtung soweit, dass die Kupplungskörper 24 auch in diesem ausgerückten Zustand des Antriebsmittels 12 sicher in den abtriebsseitigen Aufnahmen 28 gehalten werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 3342880 A1 [0003]

Claims

Handwerkzeuggerät (2) mit einem Antriebsmittel (12) und einer sich entlang einer Drehachse (A) erstreckenden Abtriebsspindel (16), zwischen denen eine Rutschkupplung (14) vorgesehen ist, die mehrere Kupplungskörper (24) aufweist, die jeweils mit einer Gruppe von antriebsseitigen Aufnahmen (26) und einer Gruppe von abtriebsseitigen Aufnahmen (28) in Eingriff bringbar sind, wobei der Eingriff der Kupplungskörper (24) mit einer der Gruppen von Aufnahmen (26; 28) gegen eine durch Federmittel (34) erzeugte Federkraft (F) lösbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die abtriebsseitigen Aufnahmen (28) durch in die Abtriebsspindel (16) eingelassene und bezüglich der Drehachse (A) in radialer Richtung offene Ausnehmungen gebildet sind.
Handwerkzeuggerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsmittel (12) durch ein sich um die Abtriebsspindel (16) herum erstreckendes Antriebszahnrad gebildet ist, in das die antriebsseitigen Aufnahmen (26) eingelassen sind.
Handwerkzeuggerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsmittel (12) auf der Abtriebsspindel (16) verschiebbar gehalten ist, wobei die antriebsseitigen Aufnahmen (26) an einer ersten Stirnseite (30) eingelassen sind und eine von der ersten Stirnseite (30) abgewandte zweite Stirnseite (42) von der Federkraft (F) beaufschlagt ist.
Handwerkzeuggerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die antriebsseitigen Aufnahmen (26) in radialer Richtung durch eine am Antriebsmittel (12) ausgeformte Überdeckung (40) begrenzt sind, die sich zur ersten Stirnseite (30) hin in axialer Richtung über die antriebsseitigen Aufnahmen (26) hinaus erstreckt.
Handwerkzeuggerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungskörper (24) durch Kugeln und die Aufnahmen (26, 28) durch gerundete Ausnehmungen gebildet sind.
Handwerkzeuggerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsmittel (12) einen direkten Anschlag der Federmittel (34) bildet.