-
Stand der Technik
-
Die
Erfindung betrifft ein Elektrowerkzeug, insbesondere ein Elektrohandwerkzeug,
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
-
Handgeführte Elektrowerkzeuge
wie beispielsweise (Akku-)Schrauber, (Akku-)Bohrschrauber oder (Akku-)Schlagbohrmaschinen
besitzen ein Schaltgetriebe, um die Motordrehzahl von etwa 20.000
U/min in einen für
die Anwendung sinnvollen Drehzahlbereich der Arbeitsspindel von
etwa 150 bis 2.000 U/min zu untersetzen. Typischerweise ist das Schaltgetriebe
bekannter Elektrohandwerkzeugmaschinen als Planetengetriebe mit
zwei oder mehr Gängen
ausgeführt,
sodass die Bedienperson mindestens zwischen einem schnellen zweiten
Gang mit geringem Drehmoment und einem langsamen ersten Gang mit
hohem Drehmoment wählen
kann.
-
Wird
während
eines Arbeitsvorgangs, beispielsweise beim Schrauben, das Umschalten
zwischen den Gängen
des Schaltgetriebes notwendig, so muss die Bedienperson den Arbeitsvorgang
unterbrechen, indem sie ein Motorschalterelement (Schalterklinke)
loslässt,
woraufhin die Bedienperson mittels eines separaten Gangumschalters
zwischen den Gängen
des Getriebes umschalten kann. Daraufhin kann der Arbeitsvorgang
durch erneutes Betätigen des
Motorschalterelementes durch die Bedienperson mit neugewählter Getriebeübersetzung
fortgeführt werden.
Nachteilig ist das aufwändige
und zeit intensive Umschalten zwischen den Gängen. Als besonders nachteilig
wird empfunden, dass zum Umschalten zwischen zwei Gängen der
Arbeitsvorgang vollständig
unterbrochen werden muss.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Technische Aufgabe
-
Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Elektrowerkzeug,
insbesondere ein Elektrohandwerkzeug, vorzuschlagen, bei dem der
Gangwechsel schnell und einfach durchgeführt werden kann, insbesondere
ohne dabei einen begonnenen Arbeitsvorgang unterbrechen zu müssen.
-
Technische Lösung
-
Diese
Aufgabe wird mit einem Elektrowerkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest
zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten
Merkmalen.
-
Der
Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, das von einer Bedienperson
unmittelbar betätigbare Motorschaltelement
(Bedienelement) zum Aktivieren des elektrischen Arbeitsmotors, insbesondere
mechanisch, mit dem Schaltgetriebe, insbesondere einem Umschaltmechanismus
des, vorzugsweise als Planetengetriebe ausgebildeten, Schaltgetriebes
zu koppeln, derart, dass das Schaltgetriebe durch Betätigen des
Motorschaltelementes zwischen mindestens zwei Gängen umschaltbar ist. Hierdurch
ist es erstmals möglich,
zwischen zwei Getriebe-Übersetzungsstufen
umzuschalten, ohne hierfür
ein separates Bedienelement betätigen
zu müssen.
Es ist sogar möglich,
zwischen mindestens zwei Gängen
des Schaltgetriebes umzuschalten, ohne dabei einen begonnenen Arbeitsvorgang
(insbesondere Bohren oder Schrauben) unterbrechen zu müssen. Bevorzugt
ist das Motorschaltelement (Bedienelement) derart mit dem Schaltgetriebe
gekoppelt, dass das Umschalten zwischen zwei Gängen erst nach Zurücklegen
einer vorgegebenen Verstellstrecke erfolgt. Auf diese Weise ist
es möglich,
dass mit dem Motorschalter, ohne dass ein Umschaltvorgang erfolgt,
in bekannter Weise der Antriebsmotor aktiviert und deaktiviert werden
kann. Bei einem dem Motorschalterelement zugeordneten, von dem Motorschalterelement
betätigbaren,
Motorschalter kann es sich beispielsweise um einen reinen Ein-/Ausschalter zum Öffnen und
Schließen
des Motorstromkreises handeln. Alternativ kann der Motorschalter
mit einer Motordrehzahleinstellfunktion ausgestattet sein, derart,
dass die Motordrehzahl, insbesondere über den Verfahrweg (Verstellweg)
des Motorschaltelementes einstellbar ist. Neben dem vereinfachten
und schnellen Umschalten zwischen mindestens zwei Gängen ermöglicht es
die Erfindung bei Bedarf auf ein von dem Motorschaltelement separates
Gangumschaltelement (weiteres Bedienelement) zu verzichten, wodurch
das Eckmaß des
Elektrowerkzeugs minimiert werden kann. Wie später noch erläutert werden
wird, ist es alternativ möglich,
zusätzlich
zu dem beschriebenen Motorschaltelement, mit dem zwischen mindestens
zwei Gängen
des Schaltgetriebes umgeschaltet werden kann, ein separates Gangumschaltelement
vorzusehen, oder das separate Gangumschaltelement in einen Ein-/Ausschalter
(Hauptstromschalter) für
das Elektrowerkzeug umzufunktionieren.
-
Von
besonderem Vorteil ist eine Ausführungsform,
bei der mit dem Motorschalterelement nicht nur von einem zweiten Gang
in einen ersten Gang umgeschaltet werden kann, sondern bei der vorgesehen
ist, dass mit dem Motorschalterelement auch der umgekehrte Schaltvorgang
realisierbar ist, das Schaltgetriebe also von dem ersten Gang zurück in den
zweiten Gang umschaltbar ist. Bevorzugt erfolgt dieses "Zurückschalten", wie später noch
erläutert
werden wird, automatisch, wenn die manuelle von der Bedienperson
zum Betätigen
des Motorschalterelementes auf das Motorschalterelement ausgeübte Betätigungskraft
reduziert wird.
-
Von
besonderem Vorteil ist eine Ausführungsform,
bei der das Übersetzungsverhältnis zwischen
dem ersten Gang und dem zweiten Gang so gewählt ist, dass mit dem ersten
Gang eine geringere Drehzahl und ein größeres Drehmoment realisierbar ist
als mit dem zweiten Gang, wobei auch eine umgekehrte Übersetzungsverhältniszuordnung
realisierbar ist. Im Falle einer sehr langsamen Auslegung des ersten
Gangs können
leichtere und kompaktere Elektrowerkzeuge realisiert werden, indem
für die
gleiche Performance kleinere (leistungsschwächere) elektrischer Antriebsmotoren
eingesetzt werden.
-
Insbesondere
für Anwendungsfälle, bei
denen mit dem Elektrowerkzeug, insbesondere dem Elektrohandwerkzeug,
Schraubvorgänge
durchgeführt
werden sollen, ist es bevorzugt, wenn mit dem ersten, langsameren
Gang ein erhöhtes
Drehmoment übertragbar
ist. Bei einer derartigen Übersetzungszuordnung
ist es möglich,
dass eine Bedienperson einen Schraubvorgang im zweiten Gang mit höherer Drehzahl
und kleinerem Drehmoment durch Betätigen des Motorschalterelementes
beginnt und gegen Ende des Schraubvorgangs, insbesondere ohne den
Schraubvorgang zu unterbrechen, durch ein weiteres Betätigen des
Motorschalterelementes von dem zweiten Gang in den ersten Gang umschaltet,
mit dem dann der Schraubvorgang mit größerem Drehmoment zu Ende geführt wird.
Bisher war es notwendig, dass die Bedienperson entweder den gesamten
Schraubvorgang im langsamen ersten Gang durchführte oder aber den Schraubvorgang
zum Umschalten von dem zweiten Gang in den ersten Gang gegen Ende
des Schraubvorgangs unterbrach.
-
Besonders
bevorzugt ist eine Ausführungsform,
bei der das Motorschalterelement als Drückerschalter, insbesondere
als Schaltklinke, ausgebildet ist. Dabei ist der Drückerschalter
bevorzugt unmittelbar mit einem Umschaltmechanismus des Schaltgetriebes
gekoppelt, insbesondere derart, dass nach Zurücklegen eines definierten Verfahrweges
des Drückerschalters
ein Umschalten zwischen zwei Gängen,
vorzugsweise von dem zweiten Gang in den ersten Gang, bewirkt wird.
-
Von
besonderem Vorteil ist eine Ausführungsform,
bei der das Motorschalterelement vor dem Auslösen des Umschaltvorgangs einen
erhöhten
Verfahrwiderstand erfährt,
der von der Bedienperson zum Umschalten zwischen zwei Gängen überwunden
werden muss. Hierdurch kann ein unbeabsichtigtes Umschalten zwischen
zwei Getriebeübersetzungen
auf einfache Weise vermieden werden. Es ist auch denkbar, dass das
Motorschalterelement auf seinem Verfahrweg mehrere unterschiedlich
große
Verfahrwiderstände
erfährt.
Eine derartige Ausführung
ist insbesondere dann sinnvoll, wenn durch nur einen Betätigungsvorgang
mehrere Umschaltvorgänge
realisierbar sind.
-
Der
erhöhte
Verfahrwiderstand, der von der Bedienperson überwunden werden muss, wird
in Weiterbildung der Erfindung mit Vorteil mittels mindestens einer
Feder erzeugt, die dem Umschaltvorgang von dem zweiten in den ersten
Gang entgegenwirkend ausgebildet und angeordnet ist.
-
Von
besonderem Vorteil ist eine Ausführungsform,
bei der die den Verfahrwiderstand erhöhende Feder bestrebt ist, das
Motorschalterelement derart zu verstellen, dass eine vorgenommene
Gangumschaltung rückgängig gemacht
wird. Anders ausgedrückt
wird das Motorschalterelement zum Umschalten von dem zweiten Gang
in den ersten Gang vorzugsweise entgegen der Federkraft der Feder verstellt,
sodass die Feder nach Reduzieren der Betätigungskraft durch eine Bedienperson
das Motorschalterelement derart verstellt und/oder auf das Schaltgetriebe
einwirkt, dass das Schaltgetriebe von dem ersten in den zweiten
Gang umgeschaltet wird. Bevorzugt wird das Motorschalterelement
hierzu in seine ursprüngliche
Schaltstellung vor dem Gangumschalten zurückverstellt.
-
Besonders
bevorzugt ist eine Ausführungsform,
bei der das Motorschalterelement mechanisch mit einem Umschaltmechanismus
des Schaltgetriebes, insbesondere mit einem, vorzugsweise als Schwenkhebel
ausgebildeten, Hebel des Umschaltmechanismus gekoppelt ist. Bevorzugt
wirkt eine den Verfahrwiderstand erhöhende Feder unmittelbar auf diesen
Hebel, welcher wiederum das Motorschalterelement mit einer Rückstellkraft
beaufschlagt.
-
Wie
eingangs erwähnt,
ist eine Ausführungsform
realisierbar, bei der zusätzlich
zu dem ein Gangumschalten ermöglichenden
Motorschalterelement ein separates Gangumschaltelement (weiteres
Bedienelement) vorgesehen ist. Dieses Gangumschaltelement ist bevorzugt
dem Motorschalterelement im Hinblick auf die Gangumschaltfunktion
untergeordnet. Anders ausgedrückt
ist eine Ausführungsform bevorzugt,
bei der mittels des Motorschalterelementes, trotz des manuellen
Setzens des Gangumschalters auf den zweiten Gang, auf den ersten
Gang, insbesondere gegen Ende des Verfahrweges (Verstellweges),
umgeschaltet werden kann.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt in der einzigen 1 eine
Schnittansicht eines als Akku-Schrauber ausgebildeten Elektrohandwerkzeugs.
-
Ausführungsform der Erfindung
-
In 1 ist
ein als Akku-Schrauber ausgebildetes Elektrohandwerkzeug 1 gezeigt.
Dieses umfasst einen elektrischen Antriebsmotor 2 der drehmomentübertragend
mit einem als Planetengetriebe ausgebildeten, zweistufigen Schaltgetriebe 3 verbunden
ist. Von dem Schaltgetriebe 3 wird wiederum eine nicht
gezeigte Arbeitsspindel angetrieben, die eine Werkzeugaufnahme 4 drehend
betätigt.
Die Werkzeugaufnahme 4 kann je nach Anwendungszweck beispielsweise
als Bohrfutter- oder
Mehrkantaufnahme, insbesondere Sechskantaufnahme ausgebildet werden.
-
Zur
Versorgung des Antriebsmotors 2 mit elektrischer Energie
ist ein austauschbarer, als Werkzeugfuß ausgebildeter Akkumulatorpack 5 vorgesehen,
der an einem Kunststoffgehäuse 6 des
Elektrohandwerkzeugs 1 festlegbar ist.
-
Zum
Aktivieren des elektrischen Antriebsmotors 2, also zum
Versorgen des Antriebsmotors 2 mit elektrischer Energie
aus dem Akkumulatorpack 5, ist ein Motorstromschalter 7 vorgesehen,
der als reiner Ein-/Ausschalter oder bei Bedarf, beispielsweise durch
Integration eines veränderbaren
elektrischen Widerstandes, als Drehzahleinstellschalter ausgebildet
sein kann. Der Motorstromschalter 7 ist mit einem als Drückerschalterelement
ausgebildeten Motorschalterelement 8 betätigbar.
Dabei ist das Motorschalterelement 8 in einem oberen Bereich
eines Handgriffs 9 angeordnet, der an seinem unteren Ende
den Akkumulatorpack 5 trägt und in seinem in der Zeichnungsebene
oberen Ende in einen im Wesentlichen quer zum Handgriff 9 verlaufenden
Arbeitsgehäuseabschnitt 10 übergeht.
In einer alternativen (nicht gezeigten) Ausführungsform betätigt das Motorschalterelement 8 einen
Signalgeber für
eine Elektronik, die den Motorstrom schaltet bzw. die Drehzahl regelt.
-
Bei
dem gezeigten Elektrohandwerkzeug 1 befindet sich das Schaltgetriebe 3 als
Grundeinstellung in einem zweiten Gang, mit dem eine größere Drehzahl,
jedoch nur ein kleineres Drehmoment zum Antreiben der Werkzeugaufnahme 4 realisiert
werden kann als in einem ersten Gang. Zum Aktivieren des Antriebsmotors 2 muss
das Motorschalterelement 8 von einer Bedienperson in Pfeilrichtung 11, also
in Richtung in das Gehäuse 6 hinein,
betätigt werden,
wodurch der Motorschalter 7 den Antriebsmotor 2 mit
elektrischer Energie versorgt. Das Motorschalterelement 8 weist
einen in der Zeichnungsebene nach oben weisenden, integralen Fortsatz 12 auf. Nachdem
das Motorschalterelement 8 soweit in das Gehäuse 6 hinein
verstellt wurde, dass der Fortsatz 12 die Strecke s zurückgelegt
hat, liegt der Fortsatz 12 an einem verschwenkbar gelagerten
Hebel 13 eines Gangumschaltmechanismus des Schaltgetriebes 3 an.
Bevorzugt ist der Motorstromschalter 7 in an sich bekannter
Weise derart ausgebildet, dass der Motorstrom mit zunehmendem Verstellweg
des Motorschalterelementes 8 erhöht wird. Soll ein Umschaltvor gang
von dem zweiten, schnelleren Gang in den ersten, langsameren Gang
durchgeführt
werden, muss das Motorschalterelement 8 weiter in Richtung in
das Gehäuse 6 hinein
verstellt werden, sodass der Fortsatz 12 eine größere Strecke
als die eingezeichnete Strecke s zurücklegt. Bei diesem weiteren
Verstellweg ist der auf das Motorschalterelement 8 wirkende
Verfahrwiderstand größer als
zu Beginn der Verstellbewegung. Dies ist auf eine als Schraubendruckfeder
ausgebildete Feder 14 zurückzuführen, die auf einen freien
Endbereich des Hebels 13 von in der Zeichnungsebene links
nach rechts, also im Wesentlichen entgegen der Pfeilrichtung 11,
drückt
und somit bestrebt ist, den Hebel 13 in seiner ursprünglichen
Schaltposition (zweiter Gang) zu belassen, bzw. ihn dort hin zurück zu verstellen.
Anders ausgedrückt
steigt die von der Bedienperson aufzubringende Betätigungskraft
an, sobald das Motorschalterelement 8 den als Schwenkhebel
ausgebildeten Hebel 13 berührt bzw. bewegt, da zusätzlich die
auf den Hebel 13 im Bereich seines freien Endes wirkende
Feder 14 komprimiert werden muss. Wird das Motorschalterelement 8 weiter
bewegt und dadurch der Hebel 13 mittels des integralen
Fortsatzes 12 entgegen der Federkraft der Feder 14 verstellt,
wird das Schaltgetriebe 3 in an sich bekannter Weise von
dem ursprünglichen
zweiten in den ersten Gang verstellt und verbleibt solange in der
ersten Schaltstellung, wie von der Bedienperson eine ausreichende
Betätigungskraft
auf das Motorschalterelement 8 ausgeübt wird und dadurch der Hebel 13,
trotz der wirkenden Federkraft 14, in einer in der Zeichnungsebene
linken, nicht eingezeichneten Position verbleibt.
-
Reduziert
die Bedienperson die auf das Motorschalterelement 8 ausgeübte Betätigungskraft wird
diese geringer als die Federkraft der Feder 14, verstellt
die Feder 14 den Hebel 13 zurück in seine (eingezeichnete)
Ursprungsposition, wodurch das Schaltgetriebe 3 vom ersten
Gang zurück
in den zweiten Gang verstellt wird.
-
Zusätzlich zu
dem gezeigten Motorschalterelement 8 kann bei Bedarf ein
separater Gangumschalter, beispielsweise auf der Oberseite des Arbeitsgehäuseabschnitts 10,
angeordnet werden, wobei es bevorzugt ist, einen derartigen separaten
Gangumschalter dem Motorschalterelement 8 in seiner Gangumschaltfunktion
nachzuordnen. Ebenso ist es denkbar, neben dem Motorschalterelement 8 einen zusätzlichen
elektrischen Hauptschalter vorzusehen, der beispielsweise im in
der Zeichnungsebene oberen Bereich des Arbeitsgehäuseabschnittes 10 platziert
werden kann. Wenn auf ein separates Gangumschaltelement sowie einen
zusätzlichen
Hauptschalter verzichtet wird, ist das Eckmaß des gezeigten Elektrohandwerkzeugs 1 aufgrund
des Verzichts auf das separate Bedienelement geringer als bei bekannten
Elektrohandwerkzeugen.