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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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Es
ist bereits eine Handwerkzeugmaschine, insbesondere ein Schraubbohrhammer,
mit einer Getriebeanordnung, einem Hammerschlagwerk und einer Werkzeugspindel,
vorgeschlagen worden.
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Offenbarung der Erfindung
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Die
Erfindung geht aus von einer Handwerkzeugmaschine, insbesondere
einem Schraubbohrhammer, mit einer Getriebeanordnung, einem Hammerschlagwerk
und einer Werkzeugspindel.
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Es
wird vorgeschlagen, dass die Getriebeanordnung zumindest ein Getriebestufenelement
aufweist, das dazu vorgesehen ist, einen Kraftfluss aufzuteilen,
um unterschiedliche Drehzahlen für
einen Schlag- und einen Drehantrieb bereitzustellen. Unter einer „Getriebeanordnung” soll insbesondere
eine Anordnung verstanden werden, die zumindest eine Getriebestufe
aufweist. Vorteilhaft ist die Getriebestufe als ein Winkelgetriebe,
als ein Kegelradgetriebe und/oder als eine andere, dem Fachmann
als sinnvoll erscheinende Getriebestufe ausgebildet. Besonders vorteilhaft
ist die Getriebestufe als eine Planetenradgetriebestufe ausgebildet.
Unter einem „Hammerschlagwerk” soll insbesondere
ein Schlagwerk mit zumindest einem linear bewegten Schläger verstanden
werden. Vorteilhaft bewegt das Hammerschlagwerk den Schläger federnd
und/oder pneumatisch und/oder hydraulisch mittels einer Kulissenvorrichtung,
mittels eines Taumellagers und/oder vorteilhaft mittels eines Exzenterelements.
Somit ist das Hammerschlagwerk vorzugsweise als ein Kulissenschlagwerk,
als ein Taumellagerschlagwerk und/oder als ein Exzenterschlagwerk
ausgebildet. Unter einem „Kulissenschlagwerk” soll insbesondere
ein Hammerschlagwerk mit einer Kulissenvorrichtung verstanden werden.
Eine Kulissenvorrichtung erzeugt eine lineare Bewegung zwischen
zumindest zwei Bereichen durch Elemente, die auf einer mechanisch begrenzten
Endlosbahn bewegbar sind. Insbesondere soll unter einem „Taumellagerschlagwerk” ein Lager
mit einem Finger verstanden werden, das mit einem Antriebsrotationselement
des Hammerschlagwerks verbunden ist und dessen Lagerebene von einer
Ebene abweicht, die senkrecht zu der Rotationsachse des Antriebsrotationselements
ausgerichtet ist. Unter einem „Exzenterschlagwerk” soll insbesondere
ein Hammerschlagwerk verstanden werden, das dazu vorgesehen ist,
aus einer Rotationsbewegung eine Linearbewegung senkrecht zu der
Rotationsachse der Rotationsbewegung zu generieren. Vorzugsweise
weist das Exzenterschlagwerk ein Exzenterelement auf, das drehfest
mit dem Antriebsrotationselement verbunden ist. Unter einem „Hammerschlagwerk” soll insbesondere
kein Rastenschlagwerk verstanden werden, bei dem eine drehbare Rastenscheibe
in axialer Richtung, dauerhaft mechanisch fest mit dem Handwerkzeuggehäuse verbunden
ist und bei dem die Rastenscheibe zu einer Impulserzeugung mit einer
mechanisch dauerhaft mit der Werkzeugspindel verbundenen Rastenscheibe zusammenwirkt.
Ein „Rastenschlagwerk” ist insbesondere
ein Schlagwerk, bei dem eine schlagerzeugende Rastenscheibe drehend
antreibbar ist. Dabei verursacht eine Axialverzahnung der Rastenscheibe eine
axiale Bewegung der Werkzeugspindel. Unter einer „Werkzeugspindel” soll insbesondere
eine Welle der Handwerkzeugmaschine verstanden werden, die in zumindest
einem Betriebszustand eine Drehbewegung auf eine Werkzeugbefestigungsvorrichtung
der Handwerkzeugmaschine überträgt. Vorzugsweise
liegt eine Rotationsachse der Werkzeugspindel auf einer Rotationsachse
eines Einsatzwerkzeugs und/oder der Werkzeugbefestigungsvorrichtung.
Besonders vorteilhaft überträgt die Werkzeugspindel
in zumindest einem Betriebszustand eine Drehbewegung und eine Schlagbewegung
auf die Werkzeugbefestigungsvorrichtung. Besonders vorteilhaft ist
zumindest ein Teil der Werkzeugspindel direkt mit der Werkzeugbefestigungsvorrichtung
verbunden. Vorzugsweise weist die Werkzeugspindel eine Befestigung
für die
Werkzeugbefestigungsvorrichtung auf. Alternativ kann die Werkzeugspindel
zumindest teilweise einstückig
mit der Werkzeugbefestigungsvorrichtung ausgebildet sein. Die Werkzeugbefestigungsvorrichtung
ist vorteilhaft als ein Werkzeugfutter, als eine 6-Kant Aufnahme,
als eine SDS-Aufnahme (Special-Direct-System der Firma Robert Bosch
GmbH) und/oder als eine andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende
Werkzeugbefestigungsvorrichtung ausgebildet. Unter „vorgesehen” soll insbesondere
speziell ausgestattet und/oder ausgelegt verstanden werden. Unter
einem „Getriebestufenelement” soll insbesondere
ein Sonnenrad, ein Hohlrad, ein Planetenrad, ein anderes, dem Fachmann
als sinnvoll erscheinendes Element der Getriebeanordnung, und/oder
insbesondere ein Planetenradträger
verstanden werden. Unter „aufteilen” soll in
diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass auf das
Getriebestufenelement an zumindest drei Stellen Kräfte wirken,
die Drehmomente verursachen, wie insbesondere zumindest eine Eingangsstelle
und zumindest zwei Ausgangsstellen.
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Durch
die erfindungsgemäße Ausgestaltung der
Handwerkzeugmaschine kann eine Drehzahl für einen Schlagantrieb auf eine
besonders effektive Schlagzahl optimiert werden und somit ein besonders
großer
Bohrfortschritt in einem Schlagbohrbetrieb bei geringen äußeren Abmessungen
der Handwerkzeugmaschine erreicht werden.
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Ferner
wird vorgeschlagen, dass die Getriebeanordnung in zumindest einem
Betriebszustand zumindest zwei Ausgangsdrehbewegungen erzeugt, die
ein unganzzahliges Verhältnis
zueinander aufweisen. Vorzugsweise überträgt die Getriebeanordnung in
zumindest einem Betriebszustand eine der Ausgangsdrehbewegungen
auf die Werkzeugspindel und eine der Ausgangsdrehbewegungen auf
das Hammerschlagwerk. Unter einem „unganzzahligen Verhältnis” soll insbesondere
ein Verhältnis
verstanden werden, das außerhalb
einer natürlichen
Zahlenmenge liegt. Vorzugsweise liegt das Verhältnis außerhalb der natürlichen
Zahlenmenge zwischen 2 und 6. Unter einer „Ausgangsdrehbewegung” soll insbesondere
eine Drehbewegung verstanden werden, die eine Leistung aus der Getriebeanordnung heraus
führt.
Durch das unganzzahlige Verhältnis zwischen
den zwei Ausgangsdrehbewegungen kann ein vorteilhaftes Schlagmuster
erreicht werden, das einen besonders effektiven Schlagbohrbetrieb
ermöglicht.
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In
einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Getriebeanordnung
zumindest ein Hohlrad aufweist, das axial beweglich gelagert ist. Unter „axial
beweglich gelagert” soll
insbesondere in eine Richtung parallel zu einer Rotationsachse des Hohlrads
bewegbar verstanden werden. Vorteilhaft ist das Hohlrad gegenüber einem
Handwerkzeugmaschinengehäuse,
gegenüber
zumindest einem Planetenrad einer gleichen Getriebestufe und/oder
gegenüber
zumindest einem Planetenrad einer weiteren Getriebestufe bewegbar.
Besonders vorteilhaft ist das Hohlrad so bewegbar, dass es mit jeweils
zumindest einem Planetenrad zwei verschiedener Getriebestufen gleichzeitig
und/oder nacheinander gekoppelt ist. Durch das axial beweglich gelagerte
Hohlrad kann konstruktiv einfach, bauraumsparend und kostengünstig eine Überrastkupplung
und/oder eine Schlagabschaltung realisiert werden.
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Des
Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Handwerkzeugmaschine ein Federelement
aufweist, das in zumindest einem Betriebszustand eine Kraft auf
das axial bewegliche Hohlrad ausübt,
wodurch das Hohlrad vorteilhaft automatisch in zumindest eine Richtung
bewegt wird und so ein konstruktiv einfacher Aufbau möglich ist.
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Ferner
wird vorgeschlagen, dass die Getriebeanordnung zumindest eine Getriebestufe
aufweist, die dazu vorgesehen ist, eine Drehzahl für einen Schlagantrieb
zu erhöhen,
wodurch eine vorteilhaft hohe Schlagzahl und damit ein effektiver
Schlagbohrvorgang erreicht werden kann.
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In
einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass das Hammerschlagwerk
ein federelastisches, um eine Schwenkachse schwenkbar gelagertes
Hebelelement aufweist, das dazu vorgesehen ist, einen Schläger des
Hammerschlagwerks in zumindest einem Betriebszustand zu treiben.
Unter einem „Hebelelement” soll insbesondere
ein bewegbares Element verstanden werden, auf das zumindest zwei
Drehmomente in einem Abstand, vorteilhaft in einem unterschiedlichen
Abstand, zu der Schwenkachse wirken. Vorzugsweise ist das Hebelelement
um eine Schwenkachse schwenkbar, die senkrecht zu der Rotationsachse
der Werkzeugspindel ausgerichtet ist. Besonders vorteilhaft ist
das Hebelelement rotationsunsymmetrisch ausgestaltet und/oder um
eine Rotationsachse um weniger als 360° bewegbar. Unter dem Begriff „federelastisch” soll insbesondere
verstanden werden, dass zumindest ein Punkt des Hebelelementes relativ
zu einem anderen Punkt des Hebelelements während eines Betriebszustands
um wenigstens 1 mm ausgelenkt wird. Vorteilhaft ist das Hebelelement
zumindest teilweise aus Federstahl. Unter dem Begriff „treiben” soll insbesondere
beschleunigend verstanden werden. Durch das Hebelelement kann konstruktiv
einfach ein wirkungsvolles und kostengünstiges Hammerschlagwerk realisiert
werden.
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In
einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen,
dass der Schläger
in zumindest einem Betriebszustand in einer Hauptarbeitsrichtung
frei bewegbar ist. Vorzugsweise ist der Schläger von dem Hebelelement bewegbar.
Unter „frei
bewegbar” soll
in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass der
Schläger über zumindest
eine Wegstrecke in die Hauptarbeitsrichtung von Bauteilen, ausgenommen
einer Gleit- und/oder Rollreibung in einer Führung, entkoppelt ist. Insbesondere
soll unter einer „Hauptarbeitsrichtung” eine Schlagimpulsrichtung
des Hammerschlagwerks verstanden werden. Durch den in zumindest
einem Betriebszustand frei bewegbaren Schläger kann eine besonders große Schlagenergie
und dabei eine komfortable und insbesondere vibrationsarme Bedienung erreicht
werden.
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Ferner
wird vorgeschlagen, dass die Werkzeugspindel eine Drehmitnahmekontur
aufweist, die dazu vorgesehen ist, entlang einer Rotationsachse eine
axial verschiebbare und drehfeste Verbindung herzustellen. Dabei überträgt die Drehmitnahmekontur
vorteilhaft hauptsächlich,
besonders vorteilhaft ausschließlich,
Rotationskräfte.
Die Drehmitnahmekontur ist als eine, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende
Drehmitnahmekontur, wie insbesondere ein Keilwellenprofil und/oder
vorteilhaft wie eine Verzahnung, ausgebildet. Besonders vorteilhaft
ist die Werkzeugspindel zweigeteilt ausgebildet und die Drehmitnahmekontur
verbindet die beiden Teile der Werkzeugspindel miteinander. Durch
die Drehmitnahmekontur kann vorteilhaft ein Verhältnis zwischen Schläger- und
Spindelmasse optimal gewählt
und die Werkzeugspindel axial von der Getriebeanordnung entkoppelt
werden, wodurch ein Verschleiß,
insbesondere an einem Planetenradträger der Getriebeanordnung,
minimiert werden kann.
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Des
Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Getriebeanordnung zumindest
ein Sonnenrad aufweist, das in zumindest einem Betriebszustand drehfest,
insbesondere direkt, d. h. ohne zwischengeschaltete weitere Bauteile,
drehfest mit zumindest einem Teil des Hammerschlagwerks verbunden
ist, wodurch eine konstruktiv besonders einfache und bauraumsparende
Konstruktion möglich
ist. Vorteilhaft ist das Sonnenrad drehfest mit einem Antriebsrotationselement
des Hammerschlagwerks verbunden.
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Ferner
werden ein Elektromotor und eine Akkuanschlusseinheit vorgeschlagen,
die dazu vorgesehen ist, den Elektromotor mit Energie zu versorgen.
Vorzugsweise ist dazu die Akkuanschlusseinheit in einem betriebsbereiten
Betriebszustand mit einer Akkueinheit verbunden. Unter einer „Akkuanschlusseinheit” soll insbesondere
eine Einheit verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, einen Kontakt
zu der Akkueinheit herzustellen. Vorteilhaft stellt die Akkuanschlusseinheit
einen elektrischen und einen mechanischen Kontakt her. Unter einer „Akkueinheit” soll insbesondere
eine Vorrichtung mit zumindest einem Akkumulator verstanden werden,
die dazu vorgesehen ist, die Handwerkzeugmaschine netzunabhängig mit
Energie zu versorgen. Dadurch ist eine besonders komfortable und
unabhängig
von einem Stromnetz einsetzbare Handwerkzeugmaschine realisierbar.
Alternativ ist die Handwerkzeugmaschine auch mit einem anderen,
dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Motor, wie insbesondere
einem einen Netzanschluss aufweisenden Elektromotor oder einem Pressluftmotor,
betreibbar.
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Zudem
wird vorgeschlagen, dass die Getriebeanordnung eine Getriebestufe
aufweist, die als eine Planetenradgetriebestufe ausgebildet ist.
Die Planetenradgetriebestufe weist zumindest ein Sonnenrad, ein
Hohlrad, wenigstens ein Planetenrad und/oder einen Planetenradträger auf.
Durch die Planetenradgetriebestufe kann besonders Platz sparend eine
vorteilhafte Untersetzung erreicht werden.
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Des
Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Hammerschlagwerk eine lösbare, insbesondere
mechanisch lösbare
Kupplungsvorrichtung aufweist, die dazu vorgesehen ist, eine Drehbewegung
zu übertragen.
Vorzugsweise verbindet die Kupplungsvorrichtung in zumindest einem
Betriebszustand eine Schlagwerkwelle des Hammerschlagwerks und zumindest
einen Teil der Getriebeanordnung drehfest. Unter einer „lösbaren Kupplungsvorrichtung” soll insbesondere
eine Kupplungsvorrichtung verstanden werden, die in zumindest einem
Betriebszustand eine Drehbewegung überträgt und die in zumindest einem
Betriebszustand eine Übertragung
der Drehbewegung unterbricht. Unter „eine Drehbewegung übertragen” soll insbesondere
eine Drehzahl und/oder ein Drehmoment weiterleiten verstanden werden.
Durch die lösbare
Kupplungsvorrichtung kann vorteilhaft das Hammerschlagwerk ausgeschaltet
und somit eine vorteilhaft als Schrauber einsetzbare Handwerkzeugmaschine
erreicht werden.
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Ferner
wird vorgeschlagen, dass die Kupplungsvorrichtung dazu vorgesehen
ist, durch eine über
die Werkzeugspindel übertragene
Kraft geschlossen zu werden. Vorzugsweise ist die Kupplungsvorrichtung
dazu vorgesehen, durch eine in axialer Richtung der Werkzeugspindel
wirkende Kraft geschlossen zu werden. Durch die über die Werkzeugspindel schließbare Kupplungsvorrichtung
kann vorteilhaft das Hammerschlagwerk automatisch bei einem Bohrvorgang
zugeschaltet und bei einem Leerlauf abgeschaltet werden, was einen
geringen Verschleiß und
eine komfortable Bedienung ermöglicht.
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In
einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen,
dass die Handwerkzeugmaschine eine Drehmomenteinstelleinheit mit
einer Kupplungsvorrichtung aufweist, die dazu vorgesehen ist, in
zumindest einem Betriebszustand ein über die Werkzeugspindel übertragenes
maximales Drehmoment zu begrenzen. Vorteilhaft ist die Kupplungsvorrichtung
lösbar.
Das „maximale
Drehmoment” ist
vorzugsweise ein Drehmoment, das die Werkzeugspindel an ein Einsatzwerkzeug
in einem Betrieb übertragen
kann, insbesondere bevor eine Kupplungsvorrichtung automatisch öffnet. Vorzugsweise
ist die Kupplungsvorrichtung als eine Vorrichtung mit angefederten
bzw. federbelasteten Rastelementen, wie insbesondere Kugeln, ausgebildet.
Grundsätzlich sind
jedoch auch andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Vorrichtungen
denkbar. Die Rastelemente können
dabei in einer axialen und/oder vorzugsweise in einer radialen Richtung
mit einer Federkraft belastet sein. Durch eine Begrenzung des maximalen
Drehmoments können
unerwünscht
hohe Drehmomente verhindert werden.
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Des
Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Handwerkzeugmaschine ein Bedienelement
aufweist, mittels dessen die Kupplungsvorrichtung betätigt werden
kann. Vorteilhaft kann zumindest der Bediener die Kupplungsvorrichtung
mittels des Bedienelements und/oder mittels der Werkzeugspindel
betätigen.
Alternativ und/oder zusätzlich
können
eine Sensoreinheit und eine Betätigungseinheit
zumindest teilautomatisiert anhand von Materialeigenschaften eines
Werkstücks
die Kupplungsvorrichtung betätigen.
Vorzugsweise weist die Kupplungsvorrichtung der Drehmomenteinstelleinheit
und die Kupplungsvorrichtung des Hammerschlagwerks jeweils ein und/oder
ein gemeinsames Bedienelement auf. Unter „betätigen” soll insbesondere öffnen und/oder schließen der
Kupplungsvorrichtung verstanden werden, wodurch der Schlagbetrieb
komfortabel von dem Bediener zu- und abgeschaltet werden kann und insbesondere
die Kupplungsvorrichtung der Drehmomenteinstelleinheit in einem
Bohrbetrieb dauerhaft geschlossen werden kann.
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Ferner
wird vorgeschlagen, dass das Hammerschlagwerk ein Antriebsrotationselement
mit einer Rotationsachse aufweist, die koaxial zu zumindest einem
Teil der Werkzeugspindel angeordnet ist. Unter einem „Antriebsrotationselement” soll insbesondere
ein Element verstanden werden, das in zumindest einem Betriebszustand
eine Drehbewegung ausführt
und das zumindest ein weiteres Element des Hammerschlagwerks bewegt.
Vorteilhaft ist das Antriebsrotationselement als eine Welle, besonders
vorteilhaft als eine Hohlwelle, ausgebildet. Unter dem Begriff „koaxial” soll insbesondere
verstanden werden, dass zumindest ein Teil der Werkzeugspindel und
das Antriebsrotationselement in zumindest einem Betriebszustand
um eine gemeinsame Rotationsachse drehend angetrieben sind. Vorzugsweise sind
zumindest ein Teil der Werkzeugspindel und das Antriebsrotationselement
um die gleiche Rotationsachse relativ zueinander drehbar. Besonders
vorteilhaft ist die Handwerkzeugmaschine zwischenwellenlos ausgebildet.
Unter „zwischenwellenlos” soll insbesondere
verstanden werden, dass alle Wellen der Handwerkzeugmaschine, die
zumindest in einem Bohrbetrieb eine Drehbewegung übertragen,
eine gemeinsame Rotationsachse aufweisen, die vorteilhaft mit der
Rotationsachse der Werkzeugspindel übereinstimmen. Unter „zumindest
einem Teil der Werkzeugspindel” soll
insbesondere ein Bereich der Werkzeugspindel verstanden werden,
der direkt mit der Werkzeugbefestigungsvorrichtung verbunden ist. Alternativ
und/oder zusätzlich
soll unter „zumindest einem
Teil der Werkzeugspindel” ein
Bereich der Werkzeugspindel verstanden werden, der direkt mit der
Getriebeanordnung verbunden ist. Durch das koaxial zu zumindest
einem Teil der Werkzeugspindel angeordnete Antriebsrotationselement
kann eine besonders kompakte und insbesondere kurze Bauform erreicht
werden. Dabei erreicht die Handwerkzeugmaschine eine besonders hohe
Einzelschlagenergie, die vorteilhaft zu einem besonders guten Bohrfortschritt
führt.
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In
einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass das Antriebsrotationselement
als eine Schlagwerkwelle ausgebildet ist, die zumindest einen Bereich
der Werkzeugspindel umhüllt.
Unter einer „Schlagwerkwelle” soll insbesondere
eine Welle verstanden werden, die eine Drehbewegung auf zumindest
ein weiteres Element des Hammerschlagwerks zur Erzeugung eines Schlags überträgt. Besonders
vorteilhaft drehen sich die Werkzeugspindel und die Schlagwerkwelle
in zumindest einem Betriebszustand mit einer unterschiedlichen Winkelgeschwindigkeit.
Unter dem Begriff „umhüllen” soll insbesondere
verstanden werden, dass die Schlagwerkwelle die Werkzeugspindel
in mindestens einer Ebene größtenteils,
vorteilhaft um 360°,
umschließt.
Vorteilhaft ist diese Ebene senkrecht zu der Rotationsachse des
Antriebsrotationselements ausgerichtet. Durch eine entsprechende
Ausgestaltung kann eine besonders Platz sparende Konstruktion erreicht
werden und die die Werkzeugspindel umhüllende Schlagwerkwelle kann
mit einer geringen Werkzeugspindelmasse und einem geringen Werkzeugspindeldurchmesser
realisiert werden.
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Ferner
wird vorgeschlagen, dass das Hammerschlagwerk ein Exzenterelement
aufweist, wodurch konstruktiv einfach eine mechanisch verschleißarme und
eine leistungsfähige
Handwerkzeugmaschine bereitgestellt werden kann.
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Zudem
wird vorgeschlagen, dass das Exzenterelement eine Rotationsachse
aufweist, die mit einer Rotationsachse der Werkzeugspindel übereinstimmt.
Unter dem Begriff „übereinstimmen” soll insbesondere
verstanden werden, dass das Exzenterelement um eine gleiche Rotationsachse
wie die Werkzeugspindel drehend antreibbar gelagert ist. Vorzugsweise
sind das Exzenterelement und zumindest ein Teil der Werkzeugspindel
drehfest miteinander verbunden. Dadurch kann vorteilhaft auf eine Zwischenwelle
verzichtet werden und es kann eine besonders handliche und leichte
Handwerkzeugmaschine erreicht werden. Insbesondere kann eine leistungsfähige Handwerkzeugmaschine
mit einem Gewicht inklusive einer Akkueinheit kleiner 5 kg, vorteilhaft
kleiner 2 kg, besonders vorteilhaft kleiner 1,5 kg erreicht werden.
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In
einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen,
dass das Hammerschlagwerk einen Schläger aufweist, der die Werkzeugspindel
in mindestens einer Ebene zumindest teilweise umschließt. Dabei
durchgreift die Werkzeugspindel vorteilhaft zumindest teilweise
den Schläger
in Richtung der Rotationsachse der Werkzeugspindel. Besonders vorteilhaft
durchgreift die Werkzeugspindel den Schläger vollständig. Vorzugsweise umschließt der Schläger die
Werkzeugspindel in mindestens einer Ebene um 360°. Unter der Wendung „in mindestens
einer Ebene um 360° umschließt” soll insbesondere
verstanden werden, dass der Schläger
zumindest einen Punkt der Werkzeugspindel in zumindest einer Ebene
radial umhüllt.
Durch den die Werkzeugspindel zumindest teilweise umschließenden Schläger kann
vorteilhaft eine Werkzeugspindel mit einer geringen Masse erreicht
werden und somit eine besonders leichte und kompakte Handwerkzeugmaschine
mit hoher Leistungsfähigkeit
bereitgestellt werden.
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In
einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen,
dass der Schläger
in zumindest einem Betriebszustand auf die Werkzeugspindel schlägt. Vorteilhaft überträgt der Schläger dabei
einen Schlagimpuls auf zumindest einen Teil der Werkzeugspindel,
wobei die Werkzeugspindel vorteilhaft den Schlagimpuls auf eine
Werkzeugbefestigungsvorrichtung der Handwerkzeugmaschine überträgt. Die
Werkzeugbefestigungsvorrichtung überträgt vorzugsweise
den Schlagimpuls auf ein Einsatzwerkzeug. Alternativ und/oder zusätzlich schlägt der Schläger auf
eine Schlagübertragungsvorrichtung,
wie einen Döpper,
oder direkt auf ein Einsatzwerkzeug der Handwerkzeugmaschine. Die
Schlagübertragungsvorrichtung überträgt eine
Schlagbewegung direkt auf ein Einsatzwerkzeug. Dazu ist die Schlagübertragungsvorrichtung
beispielsweise zumindest teilweise koaxial innerhalb der Werkzeugspindel
angeordnet. Durch den auf die Werkzeugspindel schlagenden Schläger kann
vorteilhaft die Werkzeugspindel eine Schlagbewegung und eine Drehbewegung
kombiniert auf eine Werkzeugbefestigungsvorrichtung übertragen,
wodurch vorteilhaft eine preiswerte, universell einsetzbare und
konstruktiv einfache Werkzeugbefestigungsvorrichtung verwendet und
wiederum Bauraum eingespart werden kann.
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Zeichnung
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Weitere
Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung.
In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung
dargestellt. Die Zeichnungen, 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 eine
erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine
mit einem schematisch dargestellten Antriebsstrang,
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2 eine
Funktionsskizze des Antriebsstrangs aus 1 mit einem
Elektromotor, einer Getriebeanordnung und einem Hammerschlagwerk,
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3 einen
schematischen Teilschnitt durch das Hammerschlagwerk der Handwerkzeugmaschine
aus 1,
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4 einen
Schnitt durch das Hammerschlagwerk aus 3,
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5 ein
Hebelelement des Hammerschlagwerks aus 3 in einer
perspektivischen Darstellung und
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6 eine
Funktionsskizze eines alternativen Ausführungsbeispiels des Antriebsstrangs
aus 1.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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1 zeigt
eine Handwerkzeugmaschine 10a, die als Akku-Schlagbohrschrauber
ausgebildet ist, in einer teilweise schematischen Darstellung. Die Handwerkzeugmaschine 10a weist
eine Drehmomenteinstelleinheit 12a, eine Getriebeanordnung 14a,
ein Hammerschlagwerk 16a, eine Werkzeugspindel 18a,
eine Akkuanschlusseinheit 20a, ein pistolenförmiges Handwerkzeugmaschinengehäuse 22a und
einen in dem Handwerkzeugmaschinengehäuse 22a angeordneten
Elektromotor 24a auf. In einem entgegen einer Hauptarbeitsrichtung 26a der Handwerkzeugmaschine 10a gesehen
vorderen Bereich 28a der Handwerkzeugmaschine 10a weist
die Handwerkzeugmaschine 10a eine Werkzeugbefestigungsvorrichtung 30a auf,
die als Werkzeugfutter ausgebildet ist. In der Werkzeugbefestigungsvorrichtung 30a ist
ein Einsatzwerkzeug 32a befestigt, das sich bei einem Betrieb
der Handwerkzeugmaschine 10a um eine Rotationsachse 34a der
Werkzeugspindel 18a dreht, die sich parallel zu der Hauptarbeitsrichtung 26a erstreckt.
Die Rotationsachse 34a ist als eine Hauptrotationsachse
ausgebildet, das heißt mehrere
Elemente der Handwerkzeugmaschine 10a sind um diese Rotationsachse 34a drehbar.
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Ein
Bedienelement 36a der Drehmomenteinstelleinheit 12a ist
ringförmig
um die Rotationsachse 34a der Werkzeugspindel 18a,
zwischen dem Handwerkzeugmaschinengehäuse 22a und der Werkzeugbefestigungsvorrichtung 30a,
angeordnet. An einer oberen, das heißt einer der Akkuanschlusseinheit 20a abgewandten
Seite 38a der Handwerkzeugmaschine 10a ist ein
Bedienelement 40a angeordnet, das einem nicht näher dargestellten
Bediener einen Wechsel zwischen einem Bohr- oder Schraubbetrieb und
einem Schlagbohrbetrieb ermöglicht.
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In
einem hinteren, das heißt
der Werkzeugbefestigungsvorrichtung 30a abgewandten Bereich 42a des
Handwerkzeugmaschinengehäuses 22a ist der
Elektromotor 24a angeordnet. Ein nicht näher dargestellter
Stator des Elektromotors 24a ist drehfest mit dem Handwerkzeugmaschinengehäuse 22a verbunden.
In einem axial zu der Rotationsachse 34a angeordneten,
röhrenförmigen,
oberen Bereich 44a des pistolenförmigen Handwerkzeugmaschinengehäuses 22a ist
die Getriebeanordnung 14a angeordnet. Ein unterer Bereich 46a des
Handwerkzeugmaschinengehäuses 22a,
der sich in etwa rechtwinklig an den oberen Bereich 44a anschließt, bildet
einen Handgriff 48a. An einem unteren Ende des unteren Bereichs 46a ist
die Akkuanschlusseinheit 20a angeordnet. An die Akkuanschlusseinheit 20a ist
in einem gezeigten betriebsbereiten Zustand eine Akkueinheit 50a
angeschlossen.
Die Akkueinheit 50a versorgt während eines Betriebs den Elektromotor 24a mit
Energie.
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Wie
die 2 und 3 zeigen, weist das Hammerschlagwerk 16a ein
Antriebsrotationselement 52a mit einer Rotationsachse 34a auf,
die koaxial zur Werkzeugspindel 18a angeordnet ist. Das Antriebsrotationselement 52a ist
als eine Schlagwerkwelle 54a ausgebildet. Die Schlagwerkwelle 54a umhüllt einen
Bereich der Werkzeugspindel 18a, der der Getriebeanordnung 14a zugewandt
ist. Die Rotationsachse 34a der Schlagwerkwelle 54a ist
parallel zu der Hauptarbeitsrichtung 26a der Handwerkzeugmaschine 10a ausgerichtet.
Die Werkzeugspindel 18a verbindet die Werkzeugbefestigungsvorrichtung 30a mit
der Getriebeanordnung 14a entlang der Rotationsachse 34a drehfest
und ist zum Großteil
als eine Vollwelle ausgebildet.
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Das
Hammerschlagwerk 16a ist als ein Exzenterschlagwerk ausgebildet,
das ein Exzenterelement 56a aufweist. Wie der in 4 dargestellte Schnitt
(A-A) zeigt, weist das Exzenterelement 56a eine Rotationsachse
auf, die mit der Rotationsachse 34a der Werkzeugspindel 18a übereinstimmt.
Das Exzenterelement 56a wird von einer Hülse gebildet, deren
Wandstärke 58a im
Verlauf von 360° um
die Rotationsachse 34a kontinuierlich zu- und wieder abnimmt.
Das Exzenterelement 56a ist drehfest mit der Schlagwerkwelle 54a verbunden
und wird von dieser in axialer Richtung durchgriffen. Das Hammerschlagwerk 16a weist
ein Exzenteraußenelement 60a auf, das
von dem Exzenterelement 56a während eines Schlagbohrbetriebs
bewegt wird. Das Exzenteraußenelement 60a ist
als eine annähernd
elliptische Scheibe ausgebildet. Es weist eine runde Bohrung 62a auf,
die in einem dem Handgriff 48a abgewandten Bereich 64a des
Exzenteraußenelements 60a angeordnet
ist. In der Bohrung 62a ist das Exzenterelement 56a mittels
eines nicht näher
dargestellten Lagers relativ zum Exzenteraußenelement 60a beweglich
gelagert. Ferner weist das Exzenteraußenelement 60a einen
Durchbruch 80a auf, der in einem dem Handgriff 48a zugewandten
Bereich des Exzenteraußenelements 60a angeordnet
ist. Der Durchbruch 80a wird von einem federelastischen
Hebelelement 66a durchgriffen. Das Hebelelement 66a verhindert
eine Drehung des Exzenteraußenelements 60a in
Umfangsrichtung relativ zum Handwerkzeugmaschinengehäuse 22a.
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Das
Hammerschlagwerk 16a weist einen Schläger 68a auf. Das Hebelelement 66a treibt
den Schläger 68a während eines
Schlagbohrbetriebs. Das Hebelelement 66a ist als ein, in
einer Seitenansicht, L-förmiger
Bügel aus
Federstahl ausgebildet. Wie 5 zeigt,
weist das Hebelelement 66a einen hufeisenförmigen Bereich 70a auf,
der von der Werkzeugspindel 18a durchdrungen wird. Das
Hammerschlagwerk 16a weist eine gehäusefeste Schwenkachse 72a auf,
um die das Hebelelement 66a kippbar ist. Die gehäusefeste
Schwenkachse 72a ist senkrecht zu der Rotationsachse 34a der
Werkzeugspindel 18a ausgerichtet.
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Ferner
zeigen die 2 und 3, dass
der Schläger 68a des
Hammerschlagwerks 16a während einer
Freiflugphase in der Hauptarbeitsrichtung 26a frei bewegbar
ist. Die Freiflugphase ist ein Zeitraum, der mit einem Ende einer
Beschleunigung des Schlägers 68a durch
das Hebelelement 66a beginnt und unmittelbar vor einem
Schlag endet. Bei einem Schlag überträgt der Schläger 68a einen
Schlagimpuls auf die Werkzeugspindel 18a. Dazu schlägt der Schläger 68a auf
ein Übertragungselement 74a der Werkzeugspindel 18a.
Das Übertragungselement 74a ist
als eine Verdickung der Werkzeugspindel 18a ausgebildet,
die auf einer dem Schläger 68a zugewandten
Seite eine Fläche 76a aufweist.
Die Fläche 76a ist
parallel zu einer Schlagfläche 78a des
Schlägers 68a ausgerichtet.
Der Schläger 68a umschließt die Werkzeugspindel 18a in
Ebenen, die senkrecht zu der Rotationsachse 34a der Werkzeugspindel 18a ausgerichtet
sind, um 360°.
Der Schläger 68a ist
auf der Werkzeugspindel 18a geführt und ist um die Rotationsachse 34a der
Werkzeugspindel 18a drehbar gegenüber dem Handwerkzeugmaschinengehäuse 22a gelagert.
Alternativ kann der Schläger
auch an seiner Außenkontur
geführt
werden und/oder gegenüber
dem Handwerkzeugmaschinengehäuse
drehgesichert sein.
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Bei
einer Drehung des Exzenterelements 56a bewegt sich das
Exzenteraußenelement 60a senkrecht
zu der Rotationsachse 34a der Werkzeugspindel 18a.
Durch eine Bewegung des Exzenteraußenelements 60a wird
ein in dem Durchbruch 80a des Exzenteraußenelements 60a kippbar
angeordnetes Ende 82a des Hebelelements 66a bewegt
und dadurch das Hebelelement 66a gekippt. Das Hebelelement 66a beschleunigt
dadurch den Schläger 68a aus
einer der Getriebeanordnung 14a zugewandten Ausgangsstellung
in Richtung der Hauptarbeitsrichtung 26a, indem ein treibendes
Ende 84a des Hebelelements 66a gegen eine erste
Stützfläche 86a des Schlägers 68a drückt. Nach
der Beschleunigung bewegt sich der Schläger 68a in Hauptarbeitsrichtung 26a in
die Freiflugphase, bei der das treibende Ende 84a des Hebelelements 66a in
einem Freibereich 88a des Schlägers 68a angeordnet
und somit in Hauptarbeitsrichtung 26a von dem Schläger 68a entkoppelt ist.
Am Ende dieser Freiflugphase trifft der Schläger 68a auf das Übertragungselement 74a der
Werkzeugspindel 18a und überträgt seinen Impuls auf die Werkzeugspindel 18a.
Anschließend
bewegt das Hebelelement 66a den Schläger 68a in die Ausgangsstellung
zurück,
indem das treibende Ende 84a des Hebelelements 66a auf
eine zweite Stützfläche 90a des
Schlägers 68a eine
Kraft ausübt,
die bezogen auf die erste Stützfläche 86a auf
einer anderen Seite des Freibereichs 88a angeordnet ist.
Durch die federelastische Ausgestaltung des Hebelelements 66a werden sprungfreie
Verläufe
der Kräfte,
die zwischen dem Hebelelement 66a und dem Schläger 68a wirken,
erreicht.
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Die
Getriebeanordnung 14a weist vier Getriebestufen auf, die
als Planetenradgetriebestufen 92a, 94a, 96a, 98a ausgebildet
sind. Die vier Planetenradgetriebestufen 92a, 94a, 96a, 98a sind
entlang der Rotationsachse 34a der Werkzeugspindel 18a hintereinander
angeordnet. Die vier Planetenradgetriebestufen 92a, 94a, 96a, 98a weisen
jeweils ein Hohlrad 100a, 102a, 104a, 106a,
ein Sonnenrad 108a, 110a, 112a, 114a,
einen Planetenradträger 116a, 118a, 120a, 122a und
vier Planetenräder 124a, 126a, 128a, 130a auf,
von denen jeweils nur zwei dargestellt sind. Die Planetenräder 124a der
ersten Planetenradgetriebestufe 92a kämmen mit dem Sonnenrad 108a der
ersten Planetenradgetriebestufe 92a und dem Hohlrad 100a der
ersten Planetenradgetriebestufe 92a und sind drehbar auf
dem Planetenradträger 116a der
ersten Planetenradgetriebestufe 92a gelagert. Der Planetenradträger 116a der ersten
Planetenradgetriebestufe 92a führt die Planetenräder 124a der
ersten Planetenradgetriebestufe 92a auf einer Kreisbahn
um die Rotationsachse 34a der Werkzeugspindel 18a.
Die zweite Planetenradgetriebestufe 94a, die dritte Planetenradgetriebestufe 96a und
die vierte Planetenradgetriebestufe 98a sind dementsprechend
aufgebaut.
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Das
Sonnenrad 108a der ersten Planetenradgetriebestufe 92a ist
drehfest mit dem Elektromotor 24a verbunden und in Hauptarbeitsrichtung 26a neben
dem Elektromotor 24a, zwischen der Werkzeugbefestigungsvorrichtung 30a und
dem Elektromotor 24a, angeordnet. Das Hohlrad 100a der
ersten Planetenradgetriebestufe 92a ist drehfest mit dem Handwerkzeugmaschinengehäuse 22a verbunden. Der
Planetenträger 116a der
ersten Planetenradgetriebestufe 92a ist drehfest mit dem
Sonnenrad 110a der zweiten Planetenradgetriebestufe 94a verbunden,
dessen Hohlrad 102a ebenfalls mit dem Handwerkzeugmaschinengehäuse 22a verbunden
ist. Der Planetenradträger 118a der
zweiten Planetenradgetriebestufe 94a ist drehfest mit dem
Sonnenrad 112a der dritten Planetenradgetriebestufe 96a verbunden. Das
Hohlrad 104a der dritten Planetenradgetriebestufe 96a ist
während
eines Bohr-, Schraub- oder Schlagbohrvorgangs ebenfalls drehfest
mit dem Handwerkzeugmaschinengehäuse 22a verbunden. Somit
bewirken die erste, die zweite und die dritte Planetenradgetriebestufe 92a, 94a, 96a in
Richtung der Werkzeugbefestigungsvorrichtung 30a jeweils eine
Untersetzung. Es ergibt sich zwischen dem Sonnenrad 108a der
ersten Planetenradgetriebestufe 92a und dem Planetenradträger 120a der
dritten Planetenradgetriebestufe 96a somit ebenfalls eine
Untersetzung. Ein Verhältnis
dieser Untersetzung zwischen einer Drehzahl des Elektromotors 24a und
einer Drehzahl der Werkzeugspindel 18a beträgt in etwa
60:1.
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Zusätzlich sind
dem Fachmann Möglichkeiten
zu einer Schaltung eines alternativen Übersetzungsverhältnisses
zwischen einer Drehzahl des Elektromotors 24a und einer
Drehzahl der Werkzeugspindel 18a bekannt. Beispielsweise
kann das Hohlrad 102a der zweiten Planetenradgetriebestufe 94a mittels
einer nicht näher
dargestellten Kupplungsvorrichtung alternativ zu dem Handwerkzeugmaschinengehäuse 22a mit
dem Planetenradträger 116a der
ersten Planetenradgetriebestufe 92a drehfest verbindbar
sein. Das alternative Übersetzungsverhältnis zwischen
der Drehzahl einer Motordrehzahl und der Drehzahl der Werkzeugspindel 18a beträgt in etwa
15:1.
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Die
Getriebeanordnung 14a weist ein Getriebestufenelement 132a auf,
das einen Kraftfluss aufteilt. Das Getriebestufenelement 132a ist
als ein gemeinsamer Planetenradträger 120a, 122a der
dritten und der vierten Planetenradgetriebestufe 96a, 98a ausgebildet.
Die Werkzeugspindel 18a weist eine Drehmitnahmekontur 134a auf,
die entlang der Rotationsachse 34a eine axial verschiebbare
und drehfeste Verbindung mit der Getriebeanordnung 14a, genauer
mit dem Getriebestufenelement 132a, herstellt. Demnach
erfolgt ein Abgriff einer Drehzahl der Werkzeugspindel 18a an
dem Planetenradträger 120a der
dritten Planetenradgetriebestufe 96a.
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In
diesem Beispiel ist die Drehmitnahmekontur 134a als eine
Innenverzahnung 136a des Getriebestufenelements 132a und
eine Außenverzahnung 138a der
Werkzeugspindel 18a ausgebildet. Alternativ könnte der
Abgriff an dem Hohlrad der dritten Planetenradgetriebestufe 96a erfolgen.
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Alternativ
oder zusätzlich
zu der in 2 gezeigten und zuvor beschriebenen
Drehmitnahmekontur 134a kann wie in 3 gezeigt
eine Drehmitnahmekontur 140a die Werkzeugspindel 18a axial
in zwei Teile 142a, 144a teilen. Das eine Teil 142a der Werkzeugspindel 18a ist
direkt mit der Getriebeanordnung 14a verbunden. Das andere
Teil 144a der Werkzeugspindel 18a ist direkt mit
der Werkzeugbefestigungsvorrichtung 30a verbunden. Die
zuvor beschriebene Drehmitnahmekontur 134a kann entfallen.
Der Teil 142a der Werkzeugspindel 18a, der direkt
mit der Getriebeanordnung 14a verbunden ist, kann dann
in axialer Richtung fest mit dem Getriebestufenelement 132a verbunden
sein. Dadurch kann eine Masse des axial bewegbaren Teils 144a der Werkzeugspindel 18a reduziert
werden.
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Das
Sonnenrad 114a der vierten Planetenradgetriebestufe 98a ist
während
eines Schlagbohrbetriebs drehfest mit dem Antriebsrotationselement 52a verbunden.
Somit ist das Sonnenrad 114a der vierten Planetenradgetriebestufe 98a bei
einem Schlagbohrvorgang drehfest mit dem Exzenterelement 56a des
Hammerschlagwerks 16a verbunden. Alternativ könnte auch
das Hohlrad 106a der vierten Planetenradgetriebestufe 98a drehfest
mit dem Antriebsrotationselement 52a verbunden sein.
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Das
Hohlrad 106a der vierten Planetenradgetriebestufe 98a ist
axial beweglich gelagert. Die Getriebeanordnung 14a weist
ein Koppelelement 146a auf, das das Hohlrad 106a der
vierten Planetenradgetriebestufe 98a drehfest und axial
verschiebbar mit dem Handwerkzeugmaschinengehäuse 22a verbindet.
Durch diese Anordnung erzeugt die Getriebeanordnung 14a,
genauer die vierte Planetenradgetriebestufe 98a, während eines
Schlagbohrbetriebs aus den beiden Kraftflüssen des gemeinsamen Planetenradträgers 120a, 122a der
dritten und der vierten Planetenradgetriebestufe 96a, 98a Ausgangsdrehbewegungen,
die ein unganzzahliges Verhältnis zueinander
aufweisen. Ferner erhöht
die vierte Planetenradgetriebestufe 98a eine Drehzahl für einen Schlagantrieb,
das heißt,
eine Drehzahl der Schlagwerkwelle 54a bzw. des Antriebsrotationselement 52a ist
höher als
eine Drehzahl der Werkzeugspindel 18a. Somit stellt die
Getriebeanordnung 14a, genauer das Getriebestufenelement 132a,
unterschiedliche Drehzahlen für
einen Schlag- und einen Drehantrieb bereit.
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Die
Handwerkzeugmaschine 10a weist eine erste lösbare Kupplungsvorrichtung 148a auf,
die während
eines Schlagbohrbetriebs eine Drehbewegung überträgt. Die erste Kupplungsvorrichtung 148a ist
als eine Klauenkupplung ausgebildet und bleibt bei einer durch einen
Schlag verursachten axialen Bewegung der Werkzeugspindel 18a geschlossen. Bei
einem Schlagbohrbetrieb verbindet die erste Kupplungsvorrichtung 148a das
Hammerschlagwerk 16a mit dem Sonnenrad 114a der
vierten Planetenradgetriebestufe 98a.
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Ferner
weist die erste Kupplungsvorrichtung 148a ein Federelement 150a auf,
das als Spiralfeder ausgebildet ist. Das Federelement 150a öffnet die erste
Kupplungsvorrichtung 148a, wenn die Werkzeugspindel 18a entgegen
der Hauptarbeitsrichtung 26a entlastet ist. In diesem Fall
ist das Hammerschlagwerk 16a deaktiviert. Die erste Kupplungsvorrichtung 148a wird
durch eine über
die Werkzeugspindel 18a in axialer Richtung übertragene,
von dem Einsatzwerkzeug 32a ausgehende Kraft, während eines
Schlagbohrbetriebs geschlossen. Wenn die Werkzeugspindel 18a durch
eine von dem Bediener erzeugten Kraft auf ein nicht näher dargestelltes Werkstück über ein
in der Werkzeugbefestigungsvorrichtung 30a befestigtes
Einsatzwerkzeug 32a mit einer Kraft belastet ist, wird
das Federelement 150a zusammengedrückt und die erste Kupplungsvorrichtung 148a geschlossen.
Die Kraft wird in axialer Richtung bei einem Schlagbohrbetrieb über ein
Formelement 152a, das mit der Werkzeugspindel 18a verbunden
ist, auf die Schlagwerkwelle 54a und somit auf die erste
Kupplungsvorrichtung 148a aufgebracht.
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Zudem
weist die Handwerkzeugmaschine 10a das Bedienelement 40a auf,
mittels dessen der Bediener die erste Kupplungsvorrichtung 148a betätigen kann,
indem er die erste Kupplungsvorrichtung 148a dauerhaft öffnet. Damit
ist das Hammerschlagwerk 16a in diesem Betriebszustand
deaktiviert. Somit ermöglicht
dieses Bedienelement 40a einen manuellen Wechsel zwischen
einem Bohr- oder Schraubbetrieb und einem Schlagbohrbetrieb und
es kann mit der Handwerkzeugmaschine 10a ohne Schlagimpuls
gebohrt und geschraubt werden. Das Bedienelement 40a ist
als ein Schiebeschalter ausgebildet.
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Die
Drehmomenteinstelleinheit 12a weist eine Kupplungsvorrichtung 154a auf,
die ein übertragbares
Drehmoment begrenzt. Ein maximales Drehmoment ist mittels der Drehmomenteinstelleinheit 12a einstellbar.
Diese weitere, zweite Kupplungsvorrichtung 154a ist zwischen
dem Hohlrad 104a der dritten Planetenradgetriebestufe 96a und dem
Hohlrad 106a der vierten Planetenradgetriebestufe 98a angeordnet.
Die zweite Kupplungsvorrichtung 154a öffnet ab einem einstellbaren
maximalen Drehmoment, das auf die Werkzeugspindel 18a wirkt,
selbstständig.
Ist die zweite Kupplungsvorrichtung 154a geöffnet, ist
das Hohlrad 104a der dritten Planetenradgetriebestufe 96a axial
gesichert und rotatorisch beweglich. Die zweite Kupplungsvorrichtung 154a ist
als eine, dem Fachmann bekannte Überlastkupplung
ausgebildet, deren Ansprechdrehmoment durch eine axiale Kraft auf
die zweite Kupplungsvorrichtung 154a veränderbar
ist. Beispielsweise ist die zweite Kupplungsvorrichtung 154a als
Formelementkupplung mit Schrägflächen oder
als Reibkupplung ausgebildet. Alternativ dient das Hohlrad 106a der
vierten Planetenradgetriebestufe 98a als Formelement, indem
es mit den Planetenrädern 128a, 130a der
dritten Planetenradgetriebestufe 96a und der vierten Planetenradgetriebestufe 98a gleichzeitig
kämmt und
bei Überschreiten
des maximalen Drehmoments in Hauptarbeitsrichtung 26a verschoben
wird und die Planetenräder 128a der
dritten Planetenradgetriebestufe 96a freigibt. Dazu ist
das Hohlrad 106a der vierten Planetenradgetriebestufe 98a vorzugsweise
breiter als die Planetenräder 128a, 130a der
dritten und/oder der vierten Planetenradgetriebestufe 96a, 98a ausgebildet.
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Die
Handwerkzeugmaschine 10a weist ein Federelement 156a auf,
das während
eines Arbeitsvorgangs eine Kraft auf das axial bewegliche Hohlrad 106a der
vierten Planetenradgetriebestufe 98a und somit auf die
zweite Kupplungsvorrichtung 154a ausübt und so die zweite Kupplungsvorrichtung 154a schließt. Mittels
des Bedienelements 36a der Drehmomenteinstelleinheit 12a kann
die zweite Kupplungsvorrichtung 154a von dem Bediener verstellt, das
heißt
eine Kraft auf das axial bewegliche Hohlrad 106a eingestellt
werden. Dies geschieht durch eine axiale Bewegung eines Anschlagpunkts 158a des Federelements 156a.
Wird das maximale Drehmoment der Werkzeugspindel 18a überschritten
und die Kupplungsvorrichtung 154a ist nicht manuell dauerhaft
geschlossen, bewirkt die zweite Kupplungsvorrichtung 154a eine
Gegenkraft und drückt
das Federelement 156a zusammen und die Kupplungsvorrichtung 154a öffnet. Das
Bedienelement 36a der Drehmomenteinstelleinheit 12a ist
als ein von dem Bediener drehbarer Ring ausgebildet.
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Des
Weiteren weist das Bedienelement 36a ein nicht näher dargestelltes
Formelement auf, das dazu vorgesehen ist, die zweite Kupplungsvorrichtung 154a manuell
dauerhaft zu schließen.
Dies geschieht durch eine entsprechende Einstellung des Bedienelements 36a durch
den Bediener. Dadurch kann ein Öffnen
der zweiten Kupplungsvorrichtung 154a bei einem Bohrbetrieb
bei allen über
die Werkzeugspindel 18a übertragenen Drehmomenten, die ein
Sicherheitsdrehmoment nicht übersteigen,
verhindert werden.
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Die
Getriebeanordnung 14a weist zwei Lagerelemente 160a, 162a auf,
die die Werkzeugspindel 18a radial lagern. Auf der der
Werkzeugbefestigungsvorrichtung 30a zugewandten Seite der
Werkzeugspindel 18a ist das erste Lagerelement 160a angeordnet.
Das erste Lagerelement 160a ist axial fest mit der Werkzeugspindel 18a verbunden
und ist im Handwerkzeugmaschinengehäuse 22a axial verschiebbar
gelagert. Alternativ kann das erste Lagerelement auch axial fest
mit dem Handwerkzeugmaschinengehäuse
verbunden sein und axial verschiebbar auf der Werkzeugspindel gelagert
sein. Auf der der Werkzeugbefestigungsvorrichtung 30a abgewandten
Seite der Werkzeugspindel 18a, ist das zweite Lagerelement 162a angeordnet,
das die Werkzeugspindel 18a innerhalb des Sonnenrads 114a der
vierten Planetenradgetriebestufe 98a lagert. Alternativ
kann die Werkzeugspindel 18a mittels des gemeinsamen Planetenradträgers 120a, 122a der
dritten und vierten Planetenradgetriebestufe 96a, 98a gelagert
sein.
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In
der 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung
gezeigt. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe
a in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels
in den 1 bis 5 durch den Buchstaben b in
den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels
in der 6 ersetzt. Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich
im Wesentlichen auf die Unterschiede zu dem Ausführungsbeispiel in den 1 bis 5,
wobei bezüglich
gleich bleibender Bauteile, Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung
des Ausführungsbeispiels in
den 1 bis 5 verwiesen werden kann. Insbesondere
sind verschiedene Anordnungen und Kombinationen der beschriebenen
Kupplungsvorrichtung denkbar.
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6 zeigt
wie 2 insbesondere eine Drehmomenteinstelleinheit 12b,
eine Getriebeanordnung 14b, ein Hammerschlagwerk 16b und
eine Werkzeugspindel 18b.
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Die
Drehmomenteinstelleinheit 12b weist Rastelemente 164b auf,
die als Kugeln ausgebildet sind. Die Rastelemente 164b sind
in nicht näher
dargestellten Formelementen gelagert und sind zwischen einem Hohlrad 104b einer
dritten Planetenradgetriebestufe 96b und einem Handwerkzeugmaschinengehäuse 22b angeordnet.
Dabei sind die Rastelemente 164b durch ein Federelement 156b der Drehmomenteinstelleinheit 12b mit
einer durch den Bediener einstellbaren Kraft radial zu einer Rotationsachse 34b der
Werkzeugspindel 18b federbelastet. Überschreitet ein über die
Werkzeugspindel 18b übertragenes
Drehmoment ein eingestelltes maximales Drehmoment, drücken die
Rastelemente 164b die Formelemente entgegen einer Kraft
des Federelements 156b auseinander. Somit dreht sich das Hohlrad 104b der
dritten Planetenradgetriebestufe 96b relativ zu dem Handwerkzeugmaschinengehäuse 22b und
die Werkzeugspindel 18b überträgt zu diesem Zeitpunkt kein
Drehmoment.
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Das
Hohlrad 104b der dritten Planetenradgetriebestufe 96b und
ein Hohlrad 106b einer vierten Planetenradgetriebestufe 98b sind
mittels einer Kupplungsvorrichtung 148b drehfest miteinander verbunden.
Ist die Kupplungsvorrichtung 148b geöffnet, ist das Hohlrad 106b der
vierten Planetenradgetriebestufe 98b um die Rotationsachse 34b frei
drehbar und somit das Hammerschlagwerk 16b für einen Bohr-
und Schraubbetrieb abgeschaltet.
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Geschlossen
wird die Kupplungsvorrichtung 148b mittels zweier Formelemente 152b, 168b.
Das erste Formelement 152b überträgt eine Kraft in axialer Richtung von
der Werkzeugspindel 18b auf eine Schlagwerkwelle 54b.
Dieses Formelement 152b ist mit der Werkzeugspindel 18b axial
mechanisch fest verbunden.
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Das
zweite Formelement 166b ist mit der Schlagwerkwelle 54b in
axialer Richtung verbunden. Es überträgt die Kraft
in axialer Richtung über
ein Lager 168b auf das Hohlrad 106b der vierten
Planetenradgetriebestufe 98b. Die Kraft schließt die Kupplungsvorrichtung 148b bei
einem Bohr- und Schraubbetrieb. Alternativ ist eine Übertragung
der Kraft über die
vierte Planetenradgetriebestufe 98b möglich. Geöffnet wird die Kupplungsvorrichtung 148b von
einem Federelement 150b, das über ein Lager 170b eine auf
eine Werkzeugbefestigungsvorrichtung 30b ausgerichtete,
axiale Kraft auf die Schlagwerkwelle 54b aufbringt.
