DE102009054930A1

DE102009054930A1 - Bohrmaschine

Info

Publication number: DE102009054930A1
Application number: DE102009054930A
Authority: DE
Inventors: Heiko 70176 Roehm; Tobias 70569 Herr
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-12-18
Filing date: 2009-12-18
Publication date: 2011-06-22
Anticipated expiration: 2029-12-19
Also published as: CN102101187B; GB2476376B; US20130319707A1; US8528658B2; GB201021231D0; US9764391B2; CN102101187A; GB2476376A; US20110147022A1; DE102009054930B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bohrmaschine (10), mit einer Werkzeugspanneinrichtung (11), die an einer Spindelwelle (15) befestigt ist, mit einer Drehmomentenkupplung (18), die eine axial bewegbare Kupplungsplatte (17) umfasst, die mittels mehrerer Druckfedern (35) axial kraftbeaufschlagt ist, wobei die Druckfedern (35) zumindest mittelbar mit einer Einstellmutter (30) zusammenwirken, die auf einem Gehäusebauteil (24) angeordnet ist, wobei die Druckfedern (35) in Längsrichtung des Gehäusebauteils (24) ausgebildeten ersten Aussparungen (33) angeordnet sind und mit einer Einrichtung (45) zum Axialverschieben eines die Spindelwelle (15) an der der Werkzeugspanneinrichtung (11) zugewandten Seite angeordneten Axiallagers (47). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Einrichtung (45) zum Axialverschieben des Axiallagers (47) auf der der Kupplungsplatte (17) zugewandten Seite wenigstens einen Ansteuerabschnitt (44) aufweist, der in einer zweiten Aussparung (43) des Gehäusebauteils (24) angeordnet ist und auf der der Kupplungsplatte (17) zugewandten Seite mit einem Verstellelement (48) für die Einrichtung (45) zusammenwirkt.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Bohrmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Bohrmaschine ist bereits allgemein bekannt. Hierbei weist die Bohrmaschine eine Drehmomentenkupplung auf, welche es ermöglicht, die Bohrmaschine insbesondere auch als Schrauber einzusetzen. Dabei wird mittels der Drehmomentenkupplung das auf die Schraube zu übertragende Drehmoment auf ein sinnvolles Maß begrenzt. Die bekannte Bohrmaschine weist hierzu einen vom Bediener zu betätigenden Einstellring auf, der zur Einstellung des übertragbaren Drehmomentes dient. Mit diesem Einstellring wird eine auf einem Getriebegehäuse angeordnete Einstellmutter axial bewegt, welche insbesondere direkt auf axial angeordnete Druckfedern wirkt, die wiederum mit einer axial bewegbaren Kupplungsplatte zusammenwirken. Hierbei werden die Druckfedern zwischen Gewindesegmenten des Getriebegehäuses geführt, auf dem auch die Einstellmutter angeordnet ist.
Ferner ist es bekannt, bei einer Schlagbohrmaschine das auf der Seite einer Werkzeugspanneinheit angeordnete Lager für die Spindelwelle im Schlagbohrerbetrieb axial zu verschieben, so dass das Lager als Loslager wirkt, damit ein Schlagwerk auf die Spindelwelle einwirken kann. Hierzu ist üblicherweise eine Einrichtung vorgesehen, welche sich axial an die Drehmomentenkupplung anschließt.
Offenbarung der Erfindung
Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Bohrmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass sich eine besonders kompakte axiale Bauweise der Bohrmaschine ergibt. Diese Aufgabe wird bei einer Bohrmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Der Erfindung liegt hierbei die Idee zugrunde, die Einrichtung zum Axialverschieben des Lagers für die Spindelwelle örtlich zumindest teilweise mit der Einrichtung zum Verstellen des Drehmoments der Drehmomentenkupplung zu überlagern. Hierzu ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Einrichtung zum Verschieben des Axiallagers auf der der Kupplungsplatte zugewandten Seite wenigstens einen Ansteuerabschnitt aufweist, der in einer zweiten Aussparung des insbesondere als Getriebegehäuse ausgebildeten Gehäusebauelementes angeordnet ist und auf der der Kupplungsplatte zugewandten Seite mit einem Verstellelement für die Einrichtung zum Verschieben des Axiallagers zusammenwirkt. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass sich zumindest ein Ansteuerabschnitt im Bereich des Gehäusebauteils befindet, in der auch die Druckfedern angeordnet sind.
Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Bohrmaschine 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.
Eine konstruktiv besonders vorteilhafte Ausbildung der Erfindung sieht vor, dass die Einrichtung mehrere stegartige Ansteuerabschnitte aufweist, die in gleichmäßigen Winkelabständen zueinander angeordnet sind und, dass die zweiten Aussparungen die stegartigen Ansteuerabschnitte zumindest teilweise formschlüssig aufnehmen. Dadurch wird es ermöglicht, relativ hohe Axialkräfte zu übertragen, wobei durch die Führung der Ansteuerabschnitte diese zusätzlich seitlich geführt werden.
Um die Ansteuerabschnitte zur Erzielung der axial kurzen Baulänge aufzunehmen ist es darüber hinaus vorgesehen, dass die Einstellmutter einen Fußkreisdurchmesser aufweist, der größer ist als die Hüllkurve der montierten Druckfedern und, dass die stegartigen Ansteuerabschnitte radial innerhalb des Fußkreisdurchmessers der Einstellmutter verlaufen.
Zur Übertragung der Axialkraft von der Einstellmutter auf die Druckfedern ist es in einer konstruktiven Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Einstellmutter mit einem Federhalterelement zusammenwirkt, das einen radial nach innen ragenden Abschnitt aufweist, der mit den Druckfedern zusammenwirkt.
Um hierbei ein seitliches Ausweichen der Druckfedern beim Aufbringen einer Axialkraft auf die Druckfedern zu verhindern und gleichzeitig einen optimalen Kraftschluss zwischen den Druckfedern in die Kupplungsplatte zu erzielen ist, es darüber hinaus vorteilhafterweise vorgesehen, dass der nach innen ragende Abschnitt stiftartige Fortsätze aufweist, auf denen jeweils eine Druckfeder geführt ist und, dass auf der Kupplungsplatte auf der dem Federhalterelement gegenüberliegenden Seite Kraftübertragungsmittel, insbesondere Kugeln, angeordnet sind, deren radialer Abstand zur Spindelwelle in etwa dem Abstand der Druckfedern zur Spindelwelle entspricht.
Um zum Blockieren der Kupplungseinrichtung, insbesondere im Schlagbohrbetrieb, eine besonders gute Krafteinleitung von der Einstellmutter auf die Kupplungsplatte zu ermöglichen, ist es darüber hinaus in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Federhalterelement in Axialrichtung fluchtend mit der Einstellmutter wenigstens einen Stützabschnitt aufweist, der zum axialen Fixieren der Kupplungsplatte an der Kupplungsplatte anliegt.
Um die Anzahl der verwendeten Bauteile möglichst gering zu halten und somit einen fertigungstechnisch optimalen Aufbau der Bohrmaschine zu ermöglichen, ist es darüber hinaus vorteilhafterweise vorgesehen, dass das Gehäusebauteil ein Getriebegehäuse ist.
Hierbei lässt sich das Getriebegehäuse fertigungstechnisch relativ günstig fertigen, wenn dieses als Metalldruckgussteil (zum Beispiel aus Aluminium, Magnesium oder Zink) oder als Kunststoffdruckgussteil ausgebildet ist.
Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Bohrmaschine ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen.
Diese zeigen in:
1 und 2 den vorderen Teil einer erfindungsgemäßen Bohrmaschine in Längsschnitt in unterschiedlichen Schnittebenen,
3 den vorderen Teil eines Getriebegehäuses in perspektivischer Ansicht,
4 einen Querschnitt durch die Bohrmaschine gemäß der 1 und 2 im Bereich des Getriebegehäuses und
5 den Bereich des vorderen Getriebegehäuses in perspektivischer Darstellung, wobei verschiedene Bauteile zur besseren Übersichtlichkeit nicht dargestellt sind.
In den 1 und 2 ist der axial vordere Teil einer erfindungsgemäßen Bohrmaschine 10 dargestellt. Die Bohrmaschine 10 ist hierbei insbesondere als akkubetriebene Bohrmaschine 10 ausgebildet und weist eine Schlagbohrerfunktion sowie eine Schraub- bzw. Bohrfunktion auf. Die Bohrmaschine 10 hat eine Werkzeugspanneinrichtung 11, die in bekannter Weise insbesondere drei, in radial gleichmäßigen Winkelabständen zueinander angeordnete Spannbacken 12 umfasst. Die Spannbacken 12 können in bekannter Art und Weise geöffnet bzw. verschlossen werden, um zwischen den Spannbacken 12 ein geeignetes Werkzeug, z. B. einen Bohrer oder einen Schraubeinsatz, aufzunehmen.
Die Werkzeugspanneinrichtung 11 ist an dem ihr zugewandten Ende einer Spindelwelle 15 befestigt. Das der Werkzeugspanneinrichtung 11 gegenüberliegende andere Ende der Spindelwelle 15 ist in Wirkverbindung mit einer Kupplungsplatte 17 angeordnet, wobei die Kupplungsplatte 17 axial beweglich angeordnet ist. Die Kupplungsplatte 17 ist Bestandteil einer Drehmomentenkupplung 18, welche mehrere, beispielsweise sechs, Kugeln 19 umfasst, die in gleichmäßigen Winkelabständen auf der der Werkzeugspanneinrichtung 11 gegenüberliegenden Seite der Kupplungsplatte 17 angeordnet sind. Die Kugeln 19 sind in Wirkverbindung mit einer Rasthülse 21 angeordnet, welche mit einem Abtriebsrad eines insbesondere mehrstufig ausgebildeten, vorzugsweise als Planetengetriebe ausgebildeten Getriebes 20 der Bohrmaschine 10 verbunden ist. Das Getriebe 20 ist wiederum mit dem Antriebsmotor der Bohrmaschine 10 verbunden (nicht dargestellt).
Die Spindelwelle 15 ist unter Zwischenlage eines Lagers von einem Klemmring 22 umfasst, der wiederum von einem Getriebegehäuse 24 radial umfasst ist. Hierzu weist das Getriebegehäuse 24, wie insbesondere aus den 1 und 2 erkennbar ist, eine Ausnehmung 25 an seiner Innenseite auf, so dass mittels Befestigungsschrauben 26, welche das Getriebegehäuse 24 in Durchgangsbohrungen durchgreifen, das Getriebegehäuse 24 mit dem Klemmring 22 verbindbar ist. Weiterhin wird erwähnt, dass die Kupplungsplatte 17 in dem Getriebegehäuse 24 radial geführt ist.
Das Getriebegehäuse 24 ist insbesondere als Metalldruckgussteil (zum Beispiel aus Aluminium, Magnesium oder Zink) oder als Kunststoffspritzgussteil ausgebildet. Wie man am besten anhand der 3 bis 5 erkennt, weist das Getriebegehäuse 24 an seinem der Werkzeugspanneinrichtung 11 zugewandten Ende einen Gewindeabschnitt 27 auf, welcher drei, in gleichmäßigen Winkelabständen zueinander angeordnete Gewindestege 28 hat. Die Gewindestege 28 mit ihrem Außengewinde 29 dienen der Befestigung bzw. axialen Führung einer Einstellmutter 30 (siehe 1, 2 und 4). Die Einstellmutter 30 ist ebenfalls Bestandteil der Drehmomentenkupplung 18 und wirkt mit einem Einstellring 32 zusammen bzw. ist von diesem ansteuerbar. Wie man am besten anhand der 3 bis 5 erkennt, weist das Getriebegehäuse 24 erste, in Längsrichtung des Getriebegehäuses 24 verlaufenden Aussparungen 33 auf, in denen in gleichmäßigen Winkelabständen insbesondere eine der Anzahl der Kugeln 19 entsprechende Zahl von Druckfedern 35, im Ausführungsbeispiel also sechs Druckfedern 35, angeordnet sind. Vorteilhafterweise ist die Anordnung der Druckfedern 35 und der Kugeln 19 derart, dass diese bei nicht durchrutschender Rasthülse 21 der Drehmomentenkupplung 18 zueinander fluchten. Hierbei verlaufen die Druckfedern 35 radial gesehen alle innerhalb des Fußkreises des Außengewindes 29 des Getriebegehäuses 24 und weisen zur Spindelwelle 15 in etwa denselben radialen Abstand auf wie die Kugeln 19. Die einen Enden der Druckfedern 35 wirken auf die Kupplungsplatte 17 ein. Die Druckfedern 35 sind über ein Federhalterelement 37 mit Axialkraft kraftbeaufschlagt, wobei das Federhalterelement 37 mit der Einstellmutter 30 gekoppelt ist. Hierzu weist das Federhalterelement 37, wie aus der 1 zu erkennen ist, einen radial nach innen ragenden Abschnitt 38 auf, der für jede Druckfeder 35 einen stiftartigen Fortsatz 39 hat. Der Fortsatz 39 dient zur Aufnahme jeweils einer Druckfeder 35 und führt diese. Fluchtend mit der Einstellmutter 30 weist das Federhalterelement 37 weiterhin bevorzugt mehrere, in gleichmäßigen Winkelabständen zueinander angeordnete Stützbereiche 41 auf, die parallel zu den Fortsätzen 39 verlaufen und in einer Blockierstellung der Kupplungsplatte 17 an der Kupplungsplatte 17 anliegen.
Zusätzlich zu den ersten Aussparungen 33 weist das Getriebegehäuse 24 zweite Aussparungen 43 auf. Die zweiten Aussparungen 43 sind, wie am besten anhand der 4 erkennbar ist, ebenfalls in gleichmäßigen Winkelabständen im Getriebegehäuse 24 ausgebildet und insbesondere nutförmig geformt. Die zweiten Aussparungen 43 dienen der teilweise formschlüssigen Aufnahme von stegartigen Ansteuerabschnitten 44.
Die Ansteuerabschnitte 44 sind Bestandteil eines Lagerhalters 45, der der Axialverschiebung eines Axiallagers 47 dient. Das Axiallager 47 ist hierbei an dem der Werkzeugspanneinrichtung 11 zugewandten Ende der Spindelwelle 15 angeordnet und führt dieses. Die dem Axiallager 47 abgewandten Enden der Ansteuerabschnitte 44 liegen an einem als Verstellelement dienenden Kurvenring 48 an, welcher ebenfalls mit dem Einstellring 32 insbesondere formschlüssig gekoppelt ist. Hierbei dient der Kurvenring 48 der Axialverschiebung der Ansteuerabschnitte 44 bzw. des Lagerhalters 45, so dass das Axiallager 47 für den Schlagbohrbetrieb als Loslager dient, während es für den Schraub- bzw. Bohrbetrieb der Bohrmaschine 10 als Festlager dient.
Im Bohrbetrieb, wie er in der 5 dargestellt ist, stützt sich der Lagerhalter 45 mit seinen Ansteuerabschnitten 44 axial über den Kurvenring 48 am Getriebegehäuse 24 ab, wobei hierzu die Kupplungsplatte 17 Aussparungen 49 aufweist, so dass an dem Kurvenring 48 angeformte Distanzelemente 50 mit dem Getriebegehäuse 24 zusammenwirken können. Zur Erhöhung des übertragbaren Drehmomentes wird der Einstellring 32 derart verdreht, dass die Einstellmutter 30 axial in Richtung der Kupplungsplatte 17 bewegt wird. Hierbei drücken die Druckfedern 35 über das Federhalterelement 37 mit einer erhöhten axialen Druckkraft auf die Kupplungsplatte 17.
In der Bohrstellung der Bohrmaschine 10 wiederum drücken die Stützbereiche 41 und/oder die Fortsätze 39 die Kupplungsplatte 17 nahezu auf Block, so dass die Drehmomentenkupplung 18 blockiert ist.

Claims

Bohrmaschine (10), mit einer Werkzeugspanneinrichtung (11), die an einer Spindelwelle (15) befestigt ist, mit einer Drehmomentenkupplung (18), die eine axial bewegbare Kupplungsplatte (17) umfasst, die mittels mehrerer Druckfedern (35) axial kraftbeaufschlagt ist, wobei die Druckfedern (35) zumindest mittelbar mit einer Einstellmutter (30) zusammenwirken, die auf einem Gehäusebauteil (24) angeordnet ist, wobei die Druckfedern (35) in Längsrichtung des Gehäusebauteils (24) ausgebildeten ersten Aussparungen (33) angeordnet sind und mit einer Einrichtung (45) zum Axialverschieben eines die Spindelwelle (15) an der der Werkzeugspanneinrichtung (11) zugewandten Seite angeordneten Axiallagers (47), dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (45) zum Axialverschieben des Axiallagers (47) auf der der Kupplungsplatte (17) zugewandten Seite wenigstens einen Ansteuerabschnitt (44) aufweist, der in einer zweiten Aussparung (43) des Gehäusebauteils (24) angeordnet ist und auf der der Kupplungsplatte (17) zugewandten Seite mit einem Verstellelement (48) für die Einrichtung (45) zusammenwirkt.
Bohrmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (45) mehrere stegartige Ansteuerabschnitte (44) aufweist, die in gleichmäßigen Winkelabständen zueinander angeordnet sind und, dass die zweiten Aussparungen (43) die stegartigen Ansteuerabschnitte (44) zumindest teilweise formschlüssig aufnehmen.
Bohrmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellmutter (30) einen Fußkreisdurchmesser aufweist, der größer ist als die Hüllkurve der montierten Druckfedern (35) und, dass die stegartigen Ansteuerabschnitte (44) radial innerhalb des Fußkreisdurchmessers eines Gewindes der Einstellmutter (30) verlaufen.
Bohrmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellmutter (30) mit einem Federhalterelement (37) zusammenwirkt, das einen radial nach innen ragenden Abschnitt (38) aufweist, der mit den Druckfedern (35) zusammenwirkt.
Bohrmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der nach innen ragende Abschnitt (38) stiftartige Fortsätze (39) aufweist, auf denen jeweils eine Druckfeder (35) geführt ist und, dass auf der Kupplungsplatte (17) auf der dem Federhalterelement (37) gegenüberliegenden Seite Kraftübertragungsmittel (19), insbesondere Kugeln, angeordnet sind, deren radialer Abstand zur Spindelwelle (15) in etwa dem Abstand der Druckfedern (35) zur Spindelwelle (15) entspricht.
Bohrmaschine nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Federhalterelement (37) in Axialrichtung fluchtend mit der Einstellmutter (30) wenigstens einen Stützbereich (41) aufweist, der zum axialen Fixieren der Kupplungsplatte (17) an der Kupplungsplatte (17) anliegt.
Bohrmaschine nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Kraftübertragungsmittel (19) der Anzahl der Druckfedern (35) entspricht und, dass die Kraftübertragungsmittel (19) bei nicht durchrutschender Drehmomentenkupplung (18) mit den Druckfedern (35) fluchtend ausgerichtet sind.
Bohrmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäusebauteil ein Getriebegehäuse (24) ist.
Bohrmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebegehäuse (24) an einem Klemmring (22) gehäusefest angeordnet ist und, dass der Klemmring (22) radial innerhalb der Einstellmutter (30) angeordnet ist.
Bohrmaschine nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebegehäuse (24) als Aluminiumdruckgussteil oder Kunststoffspritzgußteil ausgebildet ist.