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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Handwerkzeugmaschine, insbesondere
auf ein Bohr- oder Schraubgerät wie zum Beispiel Akkubohrer
bzw. -schrauber, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Stand der Technik
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In
der
US 5,557,990 wird
ein Akkuschrauber beschrieben, der einen in einem Gehäuse
verschieblich aufgenommenen Werkzeughalter zur Aufnahme eines Werkzeugs
umfasst, wobei der Werkzeughalter von einem elektrischen Antriebsmotor
angetrieben wird. Der Akkuschrauber ist mit einem Schubstartmechanismus
versehen, der ein automatisches Starten des Antriebsmotors ermöglicht,
sobald das Werkzeug im Werkzeughalter mit Druck auf die ein- oder auszudrehende
Schraube aufgesetzt und der Werkzeughalter axial ein Stück
in das Gehäuse zurückverschoben wird, woraufhin
ein Schaltmechanismus betätigt wird, der den Elektromotor
einschaltet. Hierbei wird ein radial auskragendes Betätigungselement von
dem Werkzeughalter axial verschoben und gegen einen Mikroschalter
gedrückt, über den der Elektromotor ein- und auszuschalten
ist, wobei der Werkzeughalter mithilfe eines Federelementes wieder
in seine ursprüngliche Position zurückverstellt
wird, sobald der Schraubendreher von der Schraube entfernt wird.
Das von dem Werkzeughalter beaufschlagte Betätigungselement,
welches den Mikroschalter ein- und ausschaltet, befindet sich im
Gehäuse der Werkzeugmaschine an der axialen Stirnseite
des Werkzeughalters und wird von dem Federelement gegen die Stirnseite
des Werkzeughalters gedrückt.
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Offenbarung der Erfindung
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Von
diesem Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, eine Handwerkzeugmaschine, insbesondere ein Bohr- oder Schraubgerät,
mit einem konstruktiv einfach aufgebauten Schubstartmechanismus
auszustatten, der auch über eine lange Betriebsdauer der
Werkzeugmaschine sicher funktioniert.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen
des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben
zweckmäßige Weiterbildungen an.
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Die
erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine, bei der
es sich insbesondere um ein Bohr- oder Schraubgerät oder
einen Akkuschrauber handelt, weist einen in einem Gehäuse
verschieblich aufgenommenen Werkzeughalter für das Werkzeug
auf, der beispielsweise für die Aufnahme eines Schraubendrehers
ausgebildet ist, wobei der Werkzeughalter mittels einer Antriebseinheit
antreibbar ist. Die Antriebseinheit wird von einem Mikroschalter
ein- bzw. ausgeschaltet, der bei einer axialen Verstellbewegung
des Werkzeughalters über ein Betätigungselement
schaltbar ist. Dieses Betätigungselement ist axial fest
mit dem Werkzeughalter verbunden und übt die gleiche Verstellbewegung
wie der Werkzeughalter aus, so dass dessen Verstellbewegung zugleich die
auf den Mikroschalter wirkende Schaltbewegung darstellt.
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Diese
Ausführung weist den Vorteil auf, dass nur verhältnismäßig
wenige Bauteile für die Realisierung des Schubstartmechanismus
der Handwerkzeugmaschine erforderlich sind. Das Betätigungselement, über
das der Mikroschalter ein- und/oder ausgeschaltet wird, kann zumindest
in Axialrichtung, zweckmäßigerweise aber auch
in Umfangsrichtung gegenüber dem Werkzeughalter keine Relativbewegung
ausüben, sondern ist vielmehr fest mit diesem verbunden,
so dass die Verstellbewegung des Werkzeughalters unmittelbar in
die Schaltbewegung des Mikroschalters umgesetzt wird. Dadurch können
zusätzliche Federelemente für das Betätigungselement entfallen.
Sowohl die Einschaltbewegung als auch die Ausschaltbewegung werden
mit hoher Sicherheit und Zuverlässigkeit ausgeführt.
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Gemäß einer
zweckmäßigen Weiterbildung steht der Werkzeughalter
mit einer Abtriebswelle in Dreheingriff und ist gegenüber
der Abtriebswelle axial verstellbar gehalten. Die Abtriebswelle
wird vorteilhaft von der Antriebswelle der Antriebseinheit angetrieben
und ist insbesondere über ein Kupplungsglied mit der Antriebswelle
drehverbunden, wobei das Kupplungsglied eine Abschaltung der Antriebseinheit für
den Fall erlaubt, dass das Anzugs- bzw. Drehmoment, welches vom
Werkzeughalter übertragen wird, den Wert des Kupplungsdrehmoments
erreicht bzw. übersteigt. Dieser Abschaltmechanismus für
das Kupplungsglied wird zusätzlich zu der Abschaltmechanik über
den Schubstartmechanismus ausgeführt, so dass eine Abschaltung
der Antriebseinheit sowohl bei einer rückstellenden Axialbewegung
des Werkzeughalters als auch bei eingeschobenem Werkzeughalter im
laufenden Betrieb bei Erreichen des voreingestellten Drehmomentes
erfolgt.
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Die
Abtriebswelle, über die die Antriebsbewegung der Antriebseinheit
auf den Werkzeughalter übertragen wird, weist vorteilhaft
eine stirnseitige Ausnehmung auf, in der ein Federelement, insbesondere
eine Druckfeder aufgenommen ist, mit der der Werkzeughalter zusammenwirkt.
Hierzu liegt die dem Werkzeug abgewandte Stirnseite des Werkzeughalters
an dem Federelement in der Ausnehmdung der Abtriebswelle an, wobei
eine axiale Verschiebebewegung des Werkzeughalters in das Gehäuse
der Handwerkzeugmaschine hinein gegen die Kraft des Federelementes
erfolgt. Sobald die Handwerkzeugmaschine von dem zu bearbeitenden
Werkstück weggenommen wird, kann der Werkzeughalter unter der
Wirkung des Federelementes axial wieder seine Ausgangsposition einnehmen,
woraufhin das Betätigungselement am Werkzeughalter ebenfalls
axial zurückgestellt wird und der die Antriebseinheit schaltende
Mikroschalter in die Aus-Position verstellt wird.
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Das
Betätigungselement ist zweckmäßig konstruktiv
als axial fest mit dem Werkzeughalter verbundener Betätigungsring
ausgebildet, der auf der äußeren Mantelfläche
des Werkzeughalters aufsitzt. An dem Betätigungselement
ist vorzugsweise eine radial auskragende Betätigungslasche
einteilig ausgebildet, die mit dem Mikroschalter zusammenwirkt und
diesen zwischen eingeschalteter und ausgeschalteter Position verstellt.
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Des
Weiteren kann es zweckmäßig sein, an der Handwerkzeugmaschine
ein Beleuchtungsmittel vorzusehen, das von der Verstellbewegung
des Werkzeughalters ein- und/oder ausgeschaltet wird. Das Ein- und
Ausschalten des Beleuchtungsmittels erfolgt zweckmäßigerweise
ebenfalls über den Mikroschalter. Als Beleuchtungsmittel
kommt vorzugsweise eine Leuchtdiode LED (Light Emitting Diode) in Betracht.
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Die
Antriebseinheit ist insbesondere als elektrischer Antriebsmotor
ausgeführt, deren Rotorwelle die Antriebswelle bildet,
welche über das Kupplungsglied mit der Abtriebswelle verbunden
ist, die den Werkzeughalter antreibt. Gegebenenfalls ist ein Getriebe
im Übertragungsweg zwischen Antriebsmotor und Werkzeughalter
zwischengeschaltet.
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Weitere
Vorteile und zweckmäßige Ausführungen
sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und
den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
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1 einen
Schnitt durch eine als netzgebundenen Geradschrauber ausgebildete
Handwerkzeugmaschine, die mit einem Schubstartmechanismus ausgestattet
ist,
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2 die
Handwerkzeugmaschine in einer Ansicht von unten,
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3 die
Handwerkzeugmaschine in Seitenansicht,
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4 eine 1 entsprechende
Schnittdarstellung der Handwerkzeugmaschine, jedoch in vergrößerter
Ansicht des vorderen Teils, in welchem der Werkzeughalter mit dem
Schubstartmechanismus aufgenommen ist,
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5 in
Einzel-Schnittdarstellung die Abtriebswelle der Handwerkzeugmaschine,
die einenends mit einem Kupplungsglied verbunden ist und anderenends
eine Ausnehmung für ein die Stirnseite des Werkzeughalters
beaufschlagendes Federelement aufweist.
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In
den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Wie 1 sowie
der vergrößerten Darstellung nach 4 zu
entnehmen, weist der Schrauber 1 ein Gehäuse 2 auf,
in dem ein elektrischer Antriebsmotor 3 aufgenommen ist.
Die Rotorwelle 4 des elektrischen Antriebsmotors 3 stellt
die Antriebswelle dar, die über einen Planetenträger 5 vom
Getriebe drehfest mit einem Kupplungsglied 6 verbunden
ist, das zur Übertragung eines voreingestellten, maximalen Drehmoments
auf einer Abtriebswelle 7 aufsitzt. Die Abtriebswelle 7 ist
drehfest mit einem Werkzeughalter 8 zur Aufnahme eines
Werkzeugs, insbesondere eines Schraubendrehers bzw. Schrauberbits
verbunden, wobei der Werkzeughalter 8 zur Aufnahme des Werkzeugs
eine stirnseitige Ausnehmung 11 in einem außerhalb
des Gehäuses 2 liegenden Abschnittes aufweist.
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Der
Werkzeughalter 8 ist gegenüber der Abtriebswelle 7 axial
verschieblich gehalten, jedoch in Drehrichtung formschlüssig
mit der Abtriebswelle verbunden, so dass die Drehbewegung der Abtriebswelle 7 auch
auf den Werkzeughalter 8 übertragen wird. In die
Stirnseite der Abtriebswelle 7 ist eine Ausnehmung 12 (4)
eingebracht, in der ein als Druckfeder ausgebildetes Federelement 13 eingesetzt
ist. Das Federelement 13 wird von einem Zapfen verjüngten
Querschnittes des Werkzeughalters 8, der in die Ausnehmung 12 einragt,
beaufschlagt. Sofern auf die das Werkzeug aufnehmende Spitze des Werkzeughalters 8 keine
Kräfte wirken, ist der Werkzeughalter 8 aufgrund
der Federkraft des Federelementes 13 in Achsrichtung maximal
aus dem Gehäuse 2 des Akkuschraubers 1 herausgedrückt.
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Aufgrund
der axialen Verschieblichkeit des Werkzeughalters 8 kann
dieser gegen die Kraft des Federelementes 13 axial nach
innen verlagert werden, sobald das in der Ausnehmung 11 des
Werkzeughalters 8 aufgenommene Werkzeug gegen eine Schraube
oder dergleichen gedrückt wird. Daraufhin gelangt das fest
an der Mantelfläche des Werkzeughalters 8 angeordnete
Betätigungselement 9 in Kontakt mit dem Mikroschalter 10 und
versetzt diesen in den Einschaltzustand, woraufhin der Mikroschalter 10,
der mit der Elektronik des Antriebsmotors 3 verbunden ist,
diesen einschaltet. Das Betätigungselement 9 besteht
aus einem Betätigungsring 14, welcher die Mantelfläche
des Werkzeughalters 8 umgreift sowie zweckmäßig
von zwei Sicherungsringen axial gehalten ist, sowie einer Betätigungslasche 15, die
einteilig mit dem Betätigungsring 14 ausgebildet ist
und als radial auskragender Abschnitt ausgebildet ist, der sich
in Richtung des Mikroschalters 10 erstreckt und zur Betätigung
des Mikroschalters ausgebildet ist.
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Sobald
das im Werkzeughalter 8 aufgenommene Werkzeug kräftefrei
ist, wird der Werkzeughalter 8 unter der Wirkung des Federelementes 13 wieder
in seine Ausgangsposition axial verschoben, in welcher der Werkzeughalter
maximal aus dem Gehäuse 1 herausragt. Das Betätigungselement 9 gelangt
daraufhin in Außereingriff mit dem Mikroschalter 10,
so dass der Mikroschalter 10 vom eingeschalteten in den
ausgeschalteten Zustand überführt und der elektrische
Antriebsmotor 3 abgeschaltet wird.
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Das
Betätigungselement 9 ist in Achsrichtung fest
mit dem Werkzeughalter 8 verbunden, allerdings führt
das Betätigungselement 9 nicht die Drehbewegung
des Werkzeughalters 8 aus, sondern ist vielmehr in Drehrichtung
fest mit dem Gehäuse 2 des Schraubers 1 verbunden.
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Im
unteren, vorderen Teil des Gehäuses 2 befindet
sich ein Beleuchtungsmittel 16, das insbesondere als Leuchtdiode
(LED) ausgeführt ist und das Arbeitsfeld der Handwerkzeugmaschine
ausleuchtet. Hierfür ist das Beleuchtungsmittel 16 gegenüber
der Längsachse 17 der Handwerkzeugmaschine schrägwinklig
angeordnet, derart, dass die freie Stirnseite des Werkzeughalters 8 sowie
der Bereiche vor der Stirnseite beleuchtet wird. Das Beleuchtungsmittel 16 ist
in einer Ausbuchtung 18 des Gehäuses 2 aufgenommen.
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Das
Beleuchtungsmittel 16 wird über die axiale Verstellbewegung
des Werkzeughalters 8 ein- und ausgeschaltet. Dies erfolgt
insbesondere in der Weise, dass der Schaltzustand des Beleuchtungsmittels 16 über
den Mikroschalter 10 gesteuert wird, dem somit nicht nur
die Aufgabe zukommt, den elektrischen Antriebsmotor 3 ein-
und auszuschalten, sondern zusätzlich auch das Beleuchtungsmittel 16 ein-
und auszuschaltet. Das Ein- und Ausschalten des Beleuchtungsmittels 16 erfolgt
somit in gleicher Weise wie das Ein- und Ausschalten des elektrischen Antriebsmotors.
Gegebenenfalls wird aber nur das Einschalten über den Mikroschalter
und damit über die Elektronik 27 des Antriebsmotors
durchgeführt, wohingegen das Ausschalten zeitgesteuert über
die Elektronik erfolgt.
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Das
Einschalten, gegebenenfalls auch das Ausschalten des Beleuchtungsmittels 16 kann
auch über einen Drehrichtungs-Einstellschalter 19 (2) erfolgen, über
den die Drehrichtung des Werkzeughalters 8 festgelegt bzw.
umgeschaltet werden kann. Im Ausführungsbeispiel befindet
sich der Drehrichtungs-Einstellschalter 19 im seitlichen
Gehäusebereich und ist als federbelasteter Druckknopf ausgebildet,
der auf einen weiteren Mikroschalter 28 drückt, welcher
sich innerhalb des Schraubers befindet. Das Abschalten des Beleuchtungsmittels
erfolgt üblicherweise zeitgesteuert über die Elektronik 27 des
Antriebsmotors.
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Wie
des Weiteren in 4 und 5 dargestellt,
kann die Abschaltung des elektrischen Antriebsmotors auch über
eine Drehmoment-Abschalteinrichtung erfolgen. Die Drehmoment-Abschalteinrichtung
umfasst ein Schaltglied 23, das von einer Druckfeder 24 kraftbeaufschlagt
ist und durch die Druckfeder in Kontakt mit einem Abschalt-Mikroschalter 25 gehalten
wird, wobei in Kontaktstellung des Schaltgliedes 23 der
Abschalt-Mikroschalter 25 eingeschaltet ist. Das Schaltglied 23 ist
axial verstellbar im Gehäuse 2 gehalten und kann
von einer Lagerscheibe 21, die auf der Mantelfläche
der Abtriebswelle 7 aufsitzt und axial auf der Abtriebswelle
verschieblich angeordnet ist, in die Außerkontaktstellung
mit dem Abschalt-Mikroschalter 25 verstellt werden. Die
Lagerscheibe 21 befindet sich auf der dem Kupplungsglied 6 zugewandten
Seite der Abtriebswelle und begrenzt eine als Spiralfeder ausgebildete Druckfeder 20,
die anderenends von einer zweiten Lagerscheibe 22 auf der
Abtriebswelle 7 eingefasst wird. Die Lagerscheibe 21 entfernt
sich axial von dem Kupplungsglied 6, sofern das Anzugs-Drehmoment des
Werkzeughalters 8 bzw. des darin aufgenommenen Werkzeugs
mit dem Drehmoment des Kupplungsgliedes 6 übereinstimmt.
Bei dieser Axialbewegung – in den 4 und 5 nach
links – wird das Schaltglied 23 aus der Kontaktstellung
mit dem Abschalt-Mikroschalter 25 gegen die Kraft der Druckfeder 24 in
die Außerkontaktstellung verschoben, woraufhin der Abschalt-Mikroschalter 25 über
die Elektronik den elektrischen Antriebsmotor 3 abschaltet. Wie
bereits ausgeführt, kann die Abschaltung aber auch zeitgesteuert über
die Elektronik 27 durchgeführt werden.
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Sobald
die Lagerscheibe 21 durch die Kraft der Druckfeder 20 wieder
in ihre Ausgangsposition verschoben wird, in der die Lagerscheibe 21 axial
an einer Ringschulter 26 der Abtriebswelle 7 anliegt,
bewegt sich auch das Schaltglied 23 durch die Kraft der Druckfeder 24 wieder
auf den Abschalt-Mikroschalter 25 zu, woraufhin dieser
in die den elektrischen Antriebsmotor einschaltende Einschaltposition
verstellt wird.
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Vorteilhafterweise
wird das Beleuchtungsmittel 16 automatisch abgeschaltet,
sobald der Abschalt-Mikroschalter 25 den elektrischen Antriebsmotor 3 ausschaltet.
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Des
Weiteren kann es zweckmäßig sein, das Beleuchtungsmittel 16 über
eine Zeitschaltuhr nach Beendigung des Arbeitsvorganges, also nach
Abschaltung des elektrischen Antriebsmotors, erst nach Ablauf eines
voreingestellten Zeitraumes abzuschalten. In diesem Fall erfolgt
die Abschaltung des Beleuchtungsmittels 16 erst mit zeitlicher
Verzögerung nach Abschaltung des elektrischen Antriebsmotors.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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