-
Stand der Technik
-
Die Erfindung betrifft eine Verriegelungsvorrichtung, insbesondere zum Verriegeln einer Handwerkzeugmaschine und eines Akkupacks, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. In der
DE 295 09 191 U1 ,
US 2002/0 011 819 A1 ,
JP H10- 15 851 A und der
DE 10 2004 049 085 A1 sind Akkupacks mit Verriegelungseinrichtungen gezeigt.
-
Zur Befestigung von Akkupacks an netzunabhängigen handgeführten Elektrowerkzeugen ist es bekannt, die Akkupacks über eine Rastverbindung an dem Elektrowerkzeug zu befestigen. So ist zum Beispiel in
DE 10 2005 050 781 A1 eine Vorrichtung zum Verriegeln eines Elektrowerkzeugs und eines in einer Führung des Elektrowerkzeugs verschiebbaren Akkupacks beschrieben, mit einem an einem Gehäuse des Elektrowerkzeugs angebrachten, durch Federkraft in Verriegelungseingriff mit dem Akkupack gehaltenen Riegel sowie einem auf den Riegel einwirkenden Entriegelungsorgan zum manuellen Ausrücken des Riegels aus dem Verriegelungseingriff. Es ist vorgesehen, dass der Riegel und das Entriegelungsorgan einen in einem Schwenklager des Gehäuses schwenkbar gelagerten Hebel bilden, wobei der Riegel durch die Federkraft in einer in der Oberseite des Akkupacks ausgesparten Ausnehmung festgehalten wird und durch eine Druckkraft auf das nach oben über ein vorderes Fußende des Gehäuses überstehende Entriegelungsorgan unter Verschwenken des Hebels aus dem Verriegelungseingriff ausrückbar ist.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Die Erfindung geht aus von einer Verriegelungsvorrichtung, welche sich insbesondere zum Verriegeln einer Handwerkzeugmaschine und eines Akkupacks eignet. Die Verriegelungsvorrichtung umfasst mindestens ein in Verriegelungseingriff bringbares Verriegelungselement und mindestens ein auf das Verriegelungselement einwirkendes Betätigungselement.
-
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Betätigungselement linear bewegbar und das Verriegelungselement schwenkbar gelagert ist. So ist zum manuellen Einrücken und/oder Ausrücken des Verriegelungselements in bzw. aus dem Verriegelungseingriff das Betätigungselement durch eine Linearbewegung betätigbar, wodurch das Verriegelungselement unter einer Schwenkbewegung in und außer Verriegelungseingriff bringbar ist. Dies ist von Vorteil, da die Bewegung des Betätigungselements und die des Verriegelungselements nicht mehr, wie aus dem Stand der Technik, z.B.
DE 10 2005 050 781 A1 , bekannt, durch eine gemeinsame Bewegung ausgeführt wird. Indem das Betatigungselement und das Verriegelungselement zweiteilig ausgebildet und die Bewegung des Betätigungselements und die des Verriegelungselements voneinander getrennt sind, müssen die beiden Bewegungen nicht mehr die gleiche Bewegungsrichtung einnehmen, sondern können in eine Linearbewegung und eine Schwenkbewegung getrennt werden. Jede der beiden Bewegungen kann so optimal ausgelegt werden. Eine Linearbewegung des Betätigungselements hat den Vorteil, dass das Betätigungselement platzsparend in einem Gehäuse, z.B. eines Akkupacks oder eines Elektrogeräts, untergebracht werden kann. Ein linear bewegbares Betätigungselement ist außerdem von Vorteil, da die Betätigungswege und Betätigungskräfte unabhängig von der Greifposition des Bedieners sind. Eine Schwenkbewegung des Verriegelungselements ist vorteilhaft, weil eine Schwenkbewegung als leicht laufende Bewegung ausführbar ist, welche vergleichsweise wenig Reibung erzeugt.
-
Die Linearbewegung des Betätigungselements hat außerdem den Vorteil, dass sich während der Bewegung ein im Wesentlich konstant breiter Spalt zwischen dem Betätigungselement und dem das Betätigungselement umgebende Gehäuseelement ausbildet. Ein konstant breiter Spalt kann besser gegen das Eindringen von Schmutz- und Staubpartikeln geschützt werden als ein Spalt, dessen Breite sich während der Bewegung verändert.
-
Vorzugsweise dient das Betätigungselement zum manuellen Ausrücken des Verriegelungselements aus dem Verriegelungseingriff. Alternativ kann das Betätigungselement auch zum Einrücken des Verriegelungselements vorgesehen sein, indem das Betatigungselement das Verriegelungselement in Verriegelungseingriff bringt.
-
Das Betätigungselement bringt vorzugsweise durch Schieben bzw. Drücken, insbesondere entgegen einer Federkraft, das Verriegelungselement außer Eingriff. Alternativ kann das Betätigungselement jedoch auch dergestalt sein, dass der Bediener durch Ziehen des Betätigungselements das Verriegelungselement außer Eingriff bringt.
-
Insbesondere sind Mittel zur Kopplung des linear bewegbar gelagerten Betätigungselements und des schwenkbar gelagerten Verriegelungselements vorgesehen. Damit sind die voneinander getrennten Bewegungen des Betätigungselements und des Verriegelungselements miteinander koppelbar, so dass durch eine manuelle Betätigung das Betätigungselement eine Linearbewegung ausführt, welche durch die Kopplungsmittel in eine Schwenkbewegung des Verriegelungselements übergeführt wird. Durch eine geeignete Auslegung der Kopplungsmittel kann die Kraftübertragung von dem Betätigungselement auf das Verriegelungselement im Wesentlichen ohne Reibung erfolgen.
-
Gemäß einer Ausführungsform umfassen die Kopplungsmittel eine Zahnstange, welche linear bewegbar gelagert ist. Die Zahnstange kann mehrere Zähne aufweisen. Sie kann jedoch in einer einfachen Ausführungsform auch nur einen Zahn umfassen.
-
Um die Zahnstange in eine lineare Bewegung zu versetzen, ist die Zahnstange insbesondere mit dem Betätigungselement gekoppelt. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert sein, dass das Betätigungselement und die Zahnstange einstückig ausgeführt sind. Dazu weist die Zahnstange an ihrem freien Ende beispielsweise eine Taste als Betätigungselement auf. Die Zahnstange und das Betätigungselement können alternativ auch zweiteilig ausgeführt sein und lösbar oder unlösbar miteinander verbunden sein.
-
Die Kopplungsmittel umfassen ferner ein Zahnrad, welches derart drehbar gelagert ist, dass das Zahnrad und die Zahnstange miteinander in Eingriff bringbar sind. Das Zahnrad kann hierfür mehrere Zähne aufweisen. Es kann jedoch in einer einfachen Ausfuhrungsform auch mit nur einem Zahn versehen sein. Die einander korrespondierenden Zahne des Zahnrads und der Zahnstange bewirken, dass beim manuellen Betatigen die Linearbewegung des Betätigungselements in eine Schwenkbewegung des Verriegelungselements überführt wird. Die Zähne des Zahnrads und der Zahnstange rollen aneinander ab, was den Vorteil hat, dass dabei im Wesentlichen keine Reibung entsteht.
-
Um das Verriegelungselement in eine Schwenkbewegung zu versetzen, ist das Zahnrad insbesondere mit dem Verriegelungselement gekoppelt. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert sein, dass das Verriegelungselement und das Zahnrad einstückig ausgeführt sind. Dazu weist die Zahnstange an ihrem freien Ende beispielsweise eine Taste als Betätigungselement auf. Das Zahnrad und das Verriegelungselement können alternativ auch zweiteilig ausgeführt sein und lösbar oder unlösbar miteinander verbunden sein.
-
In einer weiterführenden Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung umfasst diese ein Federelement, mit dem das Verriegelungselement in Verriegelungseingriff bringbar ist und in Verriegelungseingriff gehalten wird. Das Federelement ist dabei derart vorgespannt, dass das Verriegelungselement durch die Einwirkung der Federkraft in seiner Verriegelungsstellung gehalten wird. Dadurch rastet das Verriegelungselement vorteilhafterweise selbsttätig in die korrespondierende Aufnahme, z.B. in einer Handwerkzeugmaschine, ein. Zum Anbringen eines Akkupacks an einer Handwerkzeugmaschine sind der Akkupack und die Handwerkzeugmaschine üblicherweise mit einander korrespondierenden Führungsmitteln, z.B. Führungsnuten und Führungsrippen, versehen. Der Akkupack wird entlang der Führungsmittel in die Packaufnahme einer Handwerkzeugmaschine eingeführt. Beim Einführen des Akkupacks wird das Verriegelungselement durch eine entsprechende Anlagefläche an der Handwerkzeugmaschine automatisch in seine Freigabestellung entgegen der Federkraft gedrückt. Ist der Akkupack vollständig in die Packaufnahme eingeführt und befindet sich in seiner für den Betrieb vorgesehenen Endstellung, wird das Verriegelungselement aufgrund der Federkraft in seine Verriegelungsstellung in eine korrespondierende Verriegelungsaufnahme in der Handwerkzeugmaschine gedrückt. Um das Verriegelungselement in seine Freigabestellung zu bringen, muss mit Hilfe des Betatigungselements Kraft entgegen der Federkraft des Federelements aufgebracht werden. Der Bediener hält sodann das Betätigungselement so lange gedrückt, bis der Akkupack soweit aus seiner Endstellung heraus bewegt worden ist, dass das Verriegelungselement nicht mehr selbsttätig in die Verriegelungsaufnahme der Handwerkzeugmaschine einrasten kann. Der Akkupack kann anschließend vollständig aus der Akkupackaufnahme entfernt werden.
-
Vorzugsweise ist das Federelement eine Schenkelfeder. Sie hat gegenüber anderen, häufig verwendeten Federelementen, wie Schraubenfeder, Spiralfeder, Blattfeder, eine flache Kennlinie. Andere Arten von Federelemente können jedoch alternativ eingesetzt werden.
-
Die erfindungsgemäße Verriegelungsvorrichtung kann in einem Akkupack vorgesehen sein. Dementsprechend bildet ein weiterer Gegenstand der Erfindung einen Akkupack, welcher zumindest eine erfindungsgemäße Verriegelungsvorrichtung enthält. Beim Anbringen des Akkupacks, beispielsweise an einer Handwerkzeugmaschine oder einem anderen Elektrogerät, wird das Verriegelungselement des Akkupacks in Eingriff mit einer korrespondierenden Aufnahme in der Handwerkzeugmaschine bzw. dem Elektrogerät gebracht.
-
Alternativ kann die erfindungsgemäße Verriegelungsvorrichtung auch in einer Handwerkzeugmaschine vorgesehen sein. Dementsprechend bildet auch eine Handwerkzeugmaschine, welche zumindest eine erfindungsgemäße Verriegelungsvorrichtung enthält, einen weiteren Gegenstand der Erfindung. Beim Anbringen insbesondere eines Akkupacks, oder aber einer anderen lösbar verbindbaren Komponente, z.B. einer Beleuchtungseinrichtung, eines Werkzeughalters (Bitdepot), an einer Handwerkzeugmaschine wird das Verriegelungselement der Handwerkzeugmaschine in Eingriff mit einer korrespondierenden Aufnahme in dem Akkupack gebracht.
-
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beigefugten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
- 1a eine Ausführungsform einer Verriegelungsvorrichtung in Verriegelungsstellung in schematischer Darstellung
- 1b die Verriegelungsvorrichtung nach 1a in Freigabestellung in schematischer Darstellung
- 2a ein Akkupack mit einer erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung in Verriegelungsstellung im Querschnitt
- 2b der Akkupack nach 2a in Freigabestellung im Querschnitt
- 3 die Verriegelungsvorrichtung nach 2 mit einem Federelement
- 4 eine Innenseite eines Gehäuseelements des Akkupacks nach 2 in perspektivischer Darstellung.
-
Die schematische Darstellung nach 1a, 1b zeigt wesentliche Elemente einer erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung 1. Die Verriegelungsvorrichtung 1 umfasst mindestens ein in Verriegelungseingriff bringbares Verriegelungselement 10 und mindestens ein auf das Verriegelungselement 10 einwirkendes Betätigungselement 20. Das Betätigungselement 20 und das Verriegelungselement 10 sind also zweiteilig ausgebildet. Das Betätigungselement 20 ist linear bewegbar gelagert, was in 1a durch den mit dem Bezugszeichen 21 versehenen Doppelpfeil angedeutet ist. Das Verriegelungselement 10 hingegen ist schwenkbar gelagert, was in 1a durch den mit dem Bezugszeichen 11 versehenen Doppelpfeil angedeutet ist. Die Bewegung des Betätigungselements 20 und die des Verriegelungselements 10 sind somit voneinander getrennt und haben unterschiedliche Bewegungsrichtungen.
-
1a zeigt das Verriegelungselement 10 in Verriegelungsstellung, 1b zeigt das Verriegelungselement 10 in Freigabestellung. Das Verriegelungselement 10 wird durch eine Schwenkbewegung 11 um die Schwenkachse 12 von der Verriegelungsposition in die Freigabeposition überführt. Dies geschieht, indem das Betätigungselement 20 von einem Bediener durch eine Linearbewegung 21 betätigt wird. In der dargestellten Ausführungsform nach 1 wird das Betätigungselement 20 zum manuellen Ausrücken des Verriegelungselements 10 nach rechts gedrückt bzw. geschoben.
-
Damit die Linearbewegung 21 in die Schwenkbewegung 11 überführt werden kann, sind das Betätigungselement 20 und das Verriegelungselement 10 über Mittel 13, 14, 23, 24 zur Kopplung der beiden Bewegungen 11, 21 miteinander verbunden. In der Ausführungsform nach 1 umfassen die Kopplungsmittel eine Zahnstange 23 mit mehreren Zähnen 24. Die Zahnstange 23 ist mit dem Betätigungselement 20 einstückig ausgeführt, indem an dem freien Ende der Zahnstange 23 eine Betätigungstaste 25 ausgebildet ist. Die Kopplungsmittel umfassen ferner ein Zahnrad 13 mit mehreren Zähnen 14. Das Zahnrad 13 ist drehbar um die Schwenkachse 12 gelagert. Dabei sind die Zahnstange 23 und das Zahnrad 13 derart zueinander gelagert, dass die Zähne 14 des Zahnrads 13 und die Zähne 24 der Zahnstange 23 miteinander in Eingriff stehen. Das Zahnrad 13 wiederum ist mit dem Verriegelungselement 10 verbunden. Wird das Betätigungselement 20 in 1 nach rechts bewegt, wird mit Hilfe der Kopplungsmittel 13, 14, 23, 24 das Verriegelungselement 10 entgegen des Uhrzeigersinns nach unten geschwenkt, indem die Zähne 14, 24 aneinander abrollen.
-
Wie in 2-4 dargestellt, eignet sich die erfindungsgemäße Verriegelungsvorrichtung 1 insbesondere zur Verriegelung eines Akkupacks 2 an einer Handwerkzeugmaschine (nicht dargestellt). Beim Anbringen des Akkupacks 2 an einer Handwerkzeugmaschine wird das Verriegelungselement 1 in Eingriff mit einer korrespondierenden Aufnahme in der Handwerkzeugmaschine gebracht.
-
Die Verriegelungsvorrichtung 1 ist in dem Gehäuse bzw. Gehäuseelement 30 des Akkupacks 2 aufgenommen. Das Gehäuse 30 nimmt außerdem mehrere Akkuzellen 31 auf. Das Betatigungselement 20, welches linear bewegbar gelagert ist, umfasst ähnlich wie in der Ausführungsform nach 1 eine Betätigungstaste 25 an einem freien Ende einer Zahnstange 23. Die Zahnstange 23 hat in der nach 2-4 dargestellten Ausführungsform nur einen Zahn 24. Das Verriegelungselement 10 umfasst analog zu der Ausführungsform nach 1 ein Zahnrad 13 mit einem Zahn 14. Das Verriegelungselement 10 ist schwenkbar um die Schwenkachse 12 gelagert.
-
2a zeigt das Verriegelungselement 10 in Verriegelungsstellung, 2b zeigt das Verriegelungselement 10 in Freigabestellung. Das Verriegelungselement 10 wird in seiner Verriegelungsstellung durch ein Federelement 15 in Form einer Schenkelfeder gehalten. Um das Verriegelungselement 10 in seine Freigabestellung zu bringen, muss mit Hilfe des Betätigungselements 20 Kraft entgegen der Federkraft des Federelements 15 aufgebracht werden. Dazu wird die Betätigungstaste 25 von einem Bediener linear nach rechts bewegt. Dadurch gelangen der Zahn 24 des Betätigungselements 20 und der Zahn 14 des Verriegelungselements 10 miteinander in Eingriff. Das Verschieben des Betätigungselements 20 nach rechts bewirkt, dass das schwenkbar gelagerte Verriegelungselement 10 nach unten gegen den Uhrzeigersinn verschwenkt wird. In der Freigabestellung nach 2b bildet die Außenfläche 16 des Verriegelungselements eine ebene Fläche mit der Außenfläche 36 des Gehäuses 30. Weiterhin ist zur sicheren Führung des Verriegelungselements 10 an dem Verriegelungselement eine Nase 17 ausgebildet. Wird das Verriegelungselement 10 in seine Freigabestellung verschwenkt, greift die Nase 17 durch eine Ausnahme 27 in dem Betätigungselement 20 hindurch.
-
Die Verriegelungsstellung bildet somit aufgrund der Federkraft des Federelements 15 die Ausgangsstellung des Verriegelungselements 10. Dadurch rastet das Verriegelungselement 10 vorteilhafterweise selbsttätig in eine korrespondierende Aufnahme einer Handwerkzeugmaschine (nicht dargestellt) ein. Zum Anbringen eines Akkupacks 2 an einer Handwerkzeugmaschine sind der Akkupack 2 und die Handwerkzeugmaschine üblicherweise mit einander korrespondierenden Führungsmitteln, z.B. Führungsnuten und Führungsrippen, (nicht dargestellt) versehen. Der Akkupack 2 wird entlang der Führungsmittel in die Packaufnahme einer Handwerkzeugmaschine eingeführt. Beim Einführen des Akkupacks 2 wird das Verriegelungselement 10 durch eine entsprechende Anlagefläche an der Handwerkzeugmaschine automatisch in seine Freigabestellung entgegen der Federkraft des Federelements 15 gedrückt. Erst wenn der Akkupack vollständig in die Packaufnahme eingeführt ist und sich in seiner für den Betrieb vorgesehenen Endstellung befindet, wird das Verriegelungselement 10 aufgrund der Federkraft in seine Verriegelungsstellung in eine korrespondierende Verriegelungsaufnahme in der Handwerkzeugmaschine gedrückt. Um den Akkupack 2 wieder von der Handwerkzeugmaschine zu lösen, muss das Verriegelungselement 10 in seine Freigabestellung gebracht werden. Dies geschieht mit Hilfe des Betätigungselements 20, mit dem der Bediener Kraft entgegen der Federkraft des Federelements 15 aufbringt und so das Verriegelungselement 10 in seine Freigabestellung schwenkt. Der Bediener hält sodann das Betätigungselement 20 so lange gedrückt, bis der Akkupack 2 zumindest so weit entlang der Führungsmittel aus der Verriegelungsstellung heraus bewegt worden ist, dass das Verriegelungselement 10 nicht mehr selbsttätig in der Verriegelungsaufnahme der Handwerkzeugmaschine einrastet. Schließlich kann der Akkupack 2 vollständig aus der Akkupackaufnahme entfernt werden.
-
4 zeigt in einer perspektivischen Darstellung die Innenseite des Gehäuseelements 30 des Akkupacks 2 mit der Verriegelungsvorrichtung 1. Darin ist das Betätigungselement 20 mit der Zahnstange 23, dem Zahn 24 und der Betätigungstaste 25 zu erkennen. Ferner ist das Verriegelungselement 10 zu erkennen, welches mittels des Zahnes 14 mit dem Betätigungselement 20 koppelt. Das Federelement 15 sorgt dafür, dass das Verriegelungselement 10 in seiner Verriegelungsstellung gehalten wird.
-
Die Linearbewegung 21 des Betätigungselements 20 hat einen weiteren Vorteil, welcher in 2a, 2b erkennbar ist. Während der Linearbewegung des Betätigungselements 20 bildet sich ein im Wesentlich konstant breiter Spalt 32 zwischen der Betätigungstaste 25 und dem die Betätigungstaste umgebende Gehäuseelement 30 aus. Ein konstant breiter Spalt 32 kann besser gegen das Eindringen von Schmutz- und Staubpartikeln geschützt werden als ein Spalt, dessen Breite sich während der Bewegung verändert.
