DE102010012022A1 - Hand-Werkzeugmaschine mit einem Handgriff - Google Patents
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Hand-Werkzeugmaschine, insbesondere eine Schleifmaschine und/oder eine Poliermaschine, mit einem Antriebsmotor zum Antreiben einer Werkzeugaufnahme für ein Werkzeug, insbesondere einen Schleifteller oder Polierteller, wobei der Antriebsmotor in einem Maschinengehäuse der Hand-Werkzeugmaschine aufgenommen ist, an dessen Oberseite ein Handgriff zum Halten und Führen der Hand-Werkzeugmaschine und an dessen beim Betrieb der Hand-Werkzeugmaschine dem zu bearbeitenden Werkstück zugewandten Unterseite eine Werkzeugaufnahme für das Werkzeug angeordnet ist, wobei bezüglich des Maschinengehäuses ein Abtriebsteil des Antriebsmotors um eine Motorachse rotierbar und ein Antriebsteil zum Antrieb der Werkzeugaufnahme um eine Antriebsachse rotierbar gelagert und mittels eines ein Übertragungsglied aufweisenden Übertragungsgetriebes miteinander drehgekoppelt sind und wobei die Werkzeugaufnahme und das Antriebsteil in einem Werkzeugbereich des Maschinengehäuses und der Antriebsmotor in einem Motorbereich des Maschinengehäuses angeordnet sind, wobei der Werkzeugbereich und der Motorbereich in einem Abstand zueinander bezogen auf eine Längsachse des Maschinengehäuses an einander entgegengesetzten Endbereichen des Handgriffs angeordnet sind.
- Eine derartige Hand-Werkzeugmaschine, bei der zwischen dem Antriebsmotor und der Werkzeugaufnahme ein Handgriff verläuft, wobei der Antriebsmotor über ein Übertragungsglied, insbesondere in Gestalt eines Antriebsriemens, mit der Werkzeugaufnahme drehgekoppelt ist, geht beispielsweise aus
DE 43 10 270 A1 hervor. Dort ist eine Handhobelmaschine beschrieben, bei der eine Hobelwalze und ein Antriebsmotor an den Längsendbereichen eines Handgriffes angeordnet sind und zwar unterhalb desselben. Die Werkzeugachse und die Motorachse der Hand-Werkzeugmaschine verlaufen quer zur Längsachse des Handgriffes, von der einen Querseite des Maschinengehäuses zu entgegengesetzten Querseite. Mithin verlaufen also die beiden Achsen etwa parallel zu einer mit der Handhobelmaschine zu bearbeitenden Werkstückfläche. - Bei anderen Hand-Werkzeugmaschinen, wie z. B. Schleifmaschinen oder Poliermaschinen, ist der Antriebsmotor in der Regel im Handgriff, der vom Bediener umgriffen wird, angeordnet. Der Handgriff wird beim Betrieb der Schleifmaschine durch den laufenden Antriebsmotor erwärmt, was jedenfalls nicht ergonomisch ist.
- Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Hand-Werkzeugmaschine, insbesondere eine Schleifmaschine oder Poliermaschine bereitzustellen, die bequem handhabbar ist und eine gute Ergonomie aufweist.
- Zur Lösung der Aufgabe ist bei einer Hand-Werkzeugmaschine der eingangs genannten Art vorgesehen, dass die Motorachse und/oder die Antriebsachse von der Oberseite des Maschinengehäuses zur Unterseite des Maschinengehäuses verlaufen.
- Ein Grundgedanke dieser Anordnung ist es, dass die beiden Achsen, nämlich die Motorachse und die Antriebsachse von der Oberseite zur Unterseite des Maschinengehäuses verlaufen, vorzugsweise etwa senkrecht zur Werkstückfläche sind, die mit der Hand-Werkzeugmaschine zu bearbeiten ist. Über den Handgriff kann ausreichend Druck auf das Werkzeug, beispielsweise einen Schleifteller oder Polierteller, ausgeübt werden. Zudem ist der Antriebsmotor abseits des Handgriffes angeordnet, so dass dieser nicht erwärmt wird.
- Zur Kraftübertragung zwischen dem Antriebsmotor und der Werkzeugaufnahme eignen sich verschiedene Getriebearten, so z. B. ein Kardangetriebe, ein Zahngetriebe oder dergleichen. Bevorzugt ist es, wenn das Übertragungsglied einen Transmissionsriemen umfasst, der um das Abtriebsteil des Antriebsmotors und das Antriebsteil der Werkzeugaufnahme geschlungen ist. Mithin ist also das Übertragungsgetriebe bei dieser bevorzugten Ausführungsform als Riemengetriebe ausgestaltet. Es versteht sich, dass der Transmissionsriemen auch mittelbar mit dem Abtriebsteil und/oder dem Antriebsteil verbunden sein kann, beispielsweise um eine mit dem Abtriebsteil oder um eine mit dem Antriebsteil drehgekoppelte Riemenscheibe geschlungen sein kann. Die Drehkopplung ist z. B. über ein Zahnradgetriebe realisierbar.
- Zwischen dem Werkzeugbereich und dem Motorbereich verläuft zweckmäßigerweise ein Verbindungsabschnitt des Maschinengehäuses, wobei zwischen dem Handgriff und dem Verbindungsabschnitt eine Durchgrifföffnung vorhanden ist, die ein Umgreifen des Handgriffs ermöglicht. Mithin bilden also der Verbindungsabschnitt und der Handgriff sozusagen Längsstreben zum Verbinden des Motorbereiches und des Werkzeugbereiches. Der Verbindungsabschnitt kann ebenso wie der Handgriff, der zweckmäßigerweise innen hohl ist oder rohrförmig, zu verschiedenen Zwecken genutzt werden, beispielsweise zur Nutzung als Staubabfuhrkanal, zur Unterbringung einer Komponente des Übertragungsgetriebes, z. B. des Transmissionsriemens, oder dergleichen.
- Vorteilhaft ist ein von dem Antriebsmotor antreibbares Lüfterrad zwischen einer Ausströmöffnung zum Ausströmen oder Ausblasen von Luft aus dem Maschinengehäuse und dem Verbindungsabschnitt oder dem Handgriff angeordnet. Mithin kann also Luft durch den Verbindungsabschnitt oder den Handgriff durchgeführt oder durchgeblasen werden, die das Lüfterrad dann durch die Ausströmöffnung aus dem Maschinengehäuse herausführt. Die Luft kann beispielsweise Kühlluft sein oder auch zur Staubabfuhr genutzte Luft.
- Zwar ist es prinzipiell denkbar, dass in dem Werkzeugbereich keinerlei Getriebekomponenten – abgesehen von denjenigen des Übertragungsgetriebes – vorhanden sind. Bevorzugt ist jedoch eine Ausbildung der Hand-Werkzeugmaschine, bei der das Antriebsteil einen Bestandteil eines in dem Werkzeugbereich angeordneten Getriebes zum Antreiben der Werkzeugaufnahme ist. Das Getriebe und der Antriebsmotor sind zweckmäßigerweise etwa gleich schwer, wobei das Getriebe gegebenenfalls etwas schwerer sein kann, so dass eine höhere Auflastung auf dem Werkzeug vorhanden ist. Jedenfalls ist ein guter Gewichtsausgleich zwischen einerseits dem Getriebe und andererseits dem Antriebsmotor möglich, wenn im Werkzeugbereich ein Getriebe angeordnet ist.
- Zweckmäßigerweise sind der Werkzeugbereich und der Antriebsbereich in der Art von Zylindern ausgestaltet, die durch den Verbindungsabschnitt und/oder den Handgriff miteinander verbunden sind.
- Das Getriebe ist in einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ein Exzentergetriebe oder umfasst ein solches. Das Antriebsteil ist zweckmäßigerweise an einer Hohlwelle des Exzentergetriebes angeordnet oder durch diese gebildet. An oder in der Hohlwelle ist zweckmäßigerweise eine Werkzeugwelle, an der wiederum die Werkzeugaufnahme angeordnet ist, exzentrisch zur Antriebsachse des Antriebsteils gelagert.
- Die Werkzeugachse ist also zweckmäßigerweise exzentrisch zur Antriebsachse. Selbstverständlich verlaufen die Werkzeugachse und die Antriebsachse bevorzugt parallel, zumindest im Wesentlichen parallel.
- Das Getriebe kann auch eine Art Schaltgetriebe sein. Jedenfalls umfasst das Getriebe zweckmäßigerweise Schaltmittel, mit denen es zwischen mindestens zwei Betriebsmodi, z. B. verschiedenen Drehzahlstufen und/oder verschiedenen Werkzeugbewegungsmuster, zum Antreiben des Werkzeugs schaltbar ist. So kann beispielsweise zwischen einem Exzentermodus, bei dem das Werkzeug exzentrische Bewegung durchführt, und einem Rotationsmodus geschaltet werden, bei dem das Werkzeug eine rotatorische Bewegung um die Antriebswelle, bevorzugt mit einer überlagerten Exzenterbewegung, ausführt.
- Ein manuell betätigbarer Schaltgriff zum Schalten des Getriebes ist zweckmäßigerweise an einer Außenseite des Werkzeugbereichs des Maschinengehäuses angeordnet. Ein durch den Schaltgriff betätigbares Element ist bevorzugt in einem Zwischenraum zwischen dem Antriebsmotor und der Werkzeugaufnahme, dem Handgriff angeordnet. Eine solche Anordnung wird beispielsweise dadurch ermöglicht, dass zwischen dem Antriebsmotor und dem Werkzeug ein Abstand vorhanden ist. Beispielsweise durchgreift das betätigbare Element einen Zwischenraum, der zwischen einem ersten und einem zweiten Trum des Transmissionsriemens vorhanden ist.
- Ein Betätigungsgetriebe zum Schalten des Getriebes ist zweckmäßigerweise zwischen dem Handgriff und dem Getriebe angeordnet. Das Betätigungsgetriebe und das Schaltgetriebe sind bevorzugt zur Antriebsachse koaxial.
- Das Antriebsteil und/oder das Abtriebsteil sind zweckmäßigerweise im Bereich der Unterseite des Maschinengehäuses angeordnet. Dort befindet sich in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung auch der vorgenannte Verbindungsabschnitt zur Verbindung des Antriebsbereiches und des Werkzeugbereiches.
- Der Handgriff hat vorzugsweise eine zu einem Umgreifen geeignete Röhrengestalt. Bevorzugt erstreckt sich der Handgriff entlang der Längsachse und ist zu einem Umgreifen von einer Querseite des Maschinengehäuses her vorgesehen. Besonders ergonomisch ist zwar ein etwa runder Querschnitt des Handgriffes, wobei auch polygonale oder ausgerundete polygonale Querschnitte denkbar sind.
- Der Handgriff eignet sich zur Aufnahme mindestens einer elektrischen Komponente, beispielsweise einer Steuerung, eines elektrischen Einstellelementes, insbesondere eines Drehzahlreglers für den Antriebsmotor oder dergleichen.
- Bevorzugt bildet der Handgriff einen Strömungskanal für Kühlluft oder weist einen solchen auf. Mithin wird also der Handgriff von Kühlluft durchströmt, so dass er von innen her quasi gekühlt wird. Diese Kühlluft kann selbstverständlich auch zum Zwecke der Kühlung der im Handgriff angeordneten Steuerung oder des Einstellelementes mit Vorteil genutzt werden.
- Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
-
1 eine erfindungsgemäße Hand-Werkzeugmaschine perspektivisch schräg von oben mit geöffnetem Gehäuse, -
2 eine Schnittdarstellung der Hand-Werkzeugmaschine gemäß1 entsprechend einer Schnittlinie A-A, -
3 eine perspektivische Schrägansicht von oben eines Exzentergetriebes der Hand-Werkzeugmaschine gemäß1 , das in -
4 teilweise geschnitten dargestellt ist, -
5 einen Kulissenring mit einem Hohlrad für das Exzentergetriebe gemäß3 ,4 -
6 Drehwinkel-Führungsmittel des Exzentergetriebes gemäß3 in perspektivischer Schrägansicht, -
7a ein Führungselement der Drehwinkel-Führungsmittel gemäß6 , zur Zusammenwirkung mit einem in -
7b dargestellten weiteren Führungselement, das an einem Planetenrad des Exzentergetriebes gemäß3 angeordnet ist, -
8 eine perspektivische Teilansicht schräg von vorn der Hand-Werkzeugmaschine gemäß1 jedoch mit einem anderen Werkzeug, -
9 eine Schnittansicht entsprechend8 entlang einer Schnittlinie B-B in8 , -
10a das Exzentergetriebe gemäß3 von hinten mit einer Sperre in einer ersten Stellung, -
10b das Exzentergetriebe entsprechend10a , jedoch mit dem in8 dargestellten Werkzeug bestückt sowie mit der Sperre in einer zweiten Stellung, -
11 eine perspektivische Schrägansicht von unten der Hand-Werkzeugmaschine gemäß1 jedoch ohne Werkzeug, das in Gestalt eines Schleiftellers in -
12 von schräg oben dargestellt ist, -
13a das Werkzeug gemäß8 von schräg oben, das in -
13b von schräg unten dargestellt ist. - Die Zeichnung zeigt eine Hand-Werkzeugmaschine
10 , die vorliegend als Schleifmaschine oder Poliermaschine ausgestaltet ist, je nachdem welches Werkzeug verwendet wird. Die Hand-Werkzeugmaschine10 kann in einem Exzentermodus betrieben werden. - Die nachfolgend im Detail beschriebenen innovativen Konzepte können selbstverständlich auch bei andersartigen Hand-Werkzeugmaschinen Einsatz finden, so z. B. bei Schab-Werkzeugmaschinen, bei denen eine oszillierende Hin- und Herbewegung, auch exzentrischer Art, zweckmäßig ist. Das Werkzeug könnte auch ein Schneid-Werkzeug sein.
- Ein Maschinengehäuse
11 der Hand-Werkzeugmaschine10 umfasst einen Werkzeugbereich12 sowie einen Motorbereich13 , die durch einen Handgriff14 sowie einen Verbindungsabschnitt15 miteinander verbunden sind. Das Maschinengehäuse11 ist beispielsweise durch zwei schalenartige Seitenteile16a ,16b gebildet, die einen Aufnahmeraum für zu schützende Komponenten der Hand-Werkzeugmaschine10 begrenzen. - Der Motorbereich
13 und der Werkzeugbereich12 wie auch der Handgriff14 und der Verbindungsabschnitt15 haben eine im Wesentlichen zylindrische Gestalt, wobei die Stirnseiten der durch den Handgriff14 und den Verbindungsabschnitt15 definierten Zylinder an den Umfangsseiten der durch den Werkzeugbereich12 und den Motorbereich13 definierten Zylinder angrenzen. - In dem Motorbereich
13 ist ein Antriebsmotor17 untergebracht, vorliegend ein Elektromotor, wobei pneumatische Motoren oder sonstige Antriebsprinzipien auch denkbar sind. Der Antriebsmotor17 wird über einen elektrischen Anschluss18 mit elektrischer Energie versorgt. Die Hand-Werkzeugmaschine10 ist also eine kabelgebundene elektrische Maschine, wobei auch ein Akku-Betrieb, mithin also eine kabellose Variante durchaus im Rahmen der Erfindung liegt. Der elektrische Anschluss18 ist an einer Hinterseite19 des Maschinengehäuses angeordnet und eignet sich vorzugsweise dazu, mittels einer bekannten Schnellverbindungstechnik ein Anschlusskabel zu befestigen. - Der Werkzeugbereich
12 bildet eine Vorderseite20 des Maschinengehäuses11 . Der Verbindungsabschnitt15 verläuft an einer Unterseite21 , der Handgriff14 an einer Oberseite22 des Maschinengehäuses11 . - An der Unterseite
21 ist ferner eine Werkzeugaufnahme23 zum Halten und Aufnehmen von beispielhaft dargestellten Werkzeugen24 oder25 angeordnet. Die Werkzeugaufnahme23 ist an der Stirnseite einer Werkzeugwelle26 angeordnet. - Die Werkzeugaufnahme
23 weist vorteilhaft ein Bajonett118 auf, wobei auch andere Befestigungsmittel, z. B. Klemm- oder Schraubmittel möglich sind. - Ein Exzentergewicht
117 ist vorteilhaft an der Werkzeugaufnahme23 angeordnet. Das Exzentergewicht117 steht als Kreissegmentabschnitt von dem Antriebsteil33 nach unten in Richtung der Werkzeugaufnahme23 ab. - Zwar wäre es prinzipiell denkbar, die Werkzeugwelle
26 direkt anzutreiben, so dass das Werkzeug24 oder25 eine rein rotatorische Bewegung macht. Bei der Hand-Werkzeugmaschine10 ist jedoch ein Exzentergetriebe27 vorgesehen, mit dem exzentrische Bewegungen der Werkzeugwelle26 erzeugbar sind. Das Exzentergetriebe27 ist in dem Werkzeugbereich12 des Maschinengehäuses11 angeordnet. Es wäre möglich, anstelle des Exzentergetriebes27 beispielsweise auch z. B. ein Schaltgetriebe mit mehreren Drehzahlstufen in dem Werkzeugbereich12 unterzubringen. Das Exzentergetriebe27 bildet sozusagen ein Hauptgetriebe der Hand-Werkzeugmaschine10 . - Da der Werkzeugbereich
12 und der Motorbereich13 an einander entgegengesetzten Bereichen des Handgriffes14 bzw. des Verbindungsabschnittes15 angeordnet sind, ist eine Distanz zwischen dem Antriebsmotor17 und dem anzutreibenden Exzentergetriebe27 bzw. der Werkzeugaufnahme23 bezüglich einer Längsachse28 des Maschinengehäuses11 vorhanden. Diese Distanz wird von einem Übertragungsgetriebe29 überbrückt, das den Antriebsmotor17 mit dem Exzentergetriebe27 dreh-koppelt. Das Übertragungsgetriebe29 weist ein Übertragungsglied30 auf, bei dem es sich vorliegend und einen Transmissionsriemen31 handelt. Denkbar wäre allerdings auch eine Übertragung mittels eines Zahngetriebes oder einer Übertragungsstange, beispielsweise auch einer Kardanwelle. - Der Transmissionsriemen
31 koppelt ein Abtriebsteil32 des Antriebsmotors17 mit einem Antriebsteil33 des Exzentergetriebes27 , mithin also einem Antriebsteil für die Werkzeugaufnahme23 . Passend zum Transmissionsriemen31 handelt es sich bei dem Abtriebsteil32 und dem Antriebsteil33 um Riemenscheiben oder Riemenräder, um die der Transmissionsriemen31 geschlungen ist. An dem Abtriebsteil32 und dem Antriebsteil33 sind zweckmäßigerweise Ränder34 vorgesehen, zwischen denen der Transmissionsriemen31 sicheren Halt findet. Zweckmäßig ist zusätzlich auch eine Riffelung35 an den Komponenten31 ,32 und/oder33 , so dass auch dadurch ein sicherer Betrieb und zuverlässiger Halt des Transmissionsriemens31 am Abtriebsteil32 und/oder Antriebsteil33 gewährleistet ist. - Das Antriebsteil
33 rotiert um eine Antriebsachse36 , zu der eine Werkzeugachse37 der Werkzeugaufnahme23 um eine Exzentrität38 exzentrisch, jedoch parallel ist. Eine Motorwelle39 des Antriebsmotors17 rotiert um eine Motorachse40 . Das Abtriebsteil32 ist an der Motorwelle39 drehfest angeordnet. - Die Antriebsachse
36 und die Motorachse40 verlaufen jeweils von der Oberseite22 zur Unterseite21 des Maschinengehäuses11 . Vorliegend ist die Anordnung so getroffen, dass die Motorachse40 und die Antriebsachse36 zueinander parallel sind, wobei auch Schrägstellung denkbar sind. Hierfür wären dann beispielsweise Winkelgetriebe möglich. Weiterhin muss es nicht zwingend so getroffen sein, dass die Werkzeugachse37 und die Antriebsachse36 zueinander parallel sind, auch wenn dies bevorzugt ist. - Die Motorachse
40 und die Antriebsachse36 verlaufen vorliegend senkrecht zu einer Bearbeitungsfläche41 des Werkzeugs24 oder25 , mithin also auch senkrecht zu einer zu bearbeitenden Werkstück-Oberfläche. - Die voneinander entfernte Anordnung von Antriebsmotor
17 und Exzentergetriebe27 bei der Hand-Werkzeugmaschine10 ermöglicht eine in ergonomischer Hinsicht vorteilhafte Unterbringung diverser Komponenten, beispielsweise einer Steuerung42 , die im Innenraum des Handgriffes14 angeordnet ist. Von der Steuerung42 ist beispielhaft eine Platine dargestellt. Direkt an die Steuerung42 angekoppelt ist ein Einstellelement43 , beispielsweise ein Stellelement zur Einstellung einer Drehzahl. - Am vorderen, dem Werkzeugbereich
12 zugewandten Endbereich des Handgriffes14 , nämlich an einem Kopfabschnitt44 des Werkzeugbereiches12 , ist ein Motorschalter45 angeordnet, der ergonomisch günstig platziert ist. Ein Bediener kann nämlich den Handgriff14 bequem ergreifen, in dem er um den Handgriff14 herumgreift, durch eine Durchgrifföffnung46 hindurch, die zwischen dem Handgriff14 und dem Verbindungsabschnitt15 vorgesehen ist. Der Motorschalter45 kann dann bequem beispielsweise mit dem Daumen gedrückt werden, um den Antriebsmotor17 ein- und auszuschalten. - Zum Kopfabschnitt
44 hin verläuft der Handgriff etwas nach schräg unten, das heißt in Richtung der Werkzeugaufnahme23 , so dass am Übergangsbereich zwischen dem Werkzeugbereich12 und dem Handgriff14 eine Art Taillierung vorhanden ist, die ergonomisch vorteilhaft ist. An der dazu entgegengesetzten Seite, das heißt zum Motorbereich13 hin, ist der Handgriff etwas vergrößert, was eine bequeme Handballenauflage ermöglicht. - Auch der Verbindungsabschnitt
15 ist nicht nur zur Versteifung und Verstärkungszwecken genutzt, sondern enthält auch Funktionselemente, nämlich beispielsweise einen Aufnahmeraum für das Übertragungsglied30 . Der Verbindungsabschnitt15 hat eine verhältnismäßig große Querbreite, was auch der Stabilität des Maschinengehäuses11 nützt. Zugleich ist ein breiter Aufnahmeraum für den Transmissionsriemen31 geschaffen, so dass dessen Trume47 vom Abtriebsteil32 zum Antriebsteil33 und wieder zurück einen verhältnismäßig großen Abstand zueinander haben können. Die Trume47 laufen nahe bei Seitenwänden48 des Verbindungsabschnittes15 . - Weiterhin ist im Verbindungsabschnitt
15 ein Staubabfuhrkanal49 angeordnet. Der Staubabfuhrkanal49 verläuft in einem Kanalgehäuse50 , das den Staubabfuhrkanal49 , soweit er im Innenraum des Maschinengehäuses11 verläuft, kapselt. Somit gelangt staubbeladene Luft nicht in den Innenraum des Maschinengehäuses11 . Der Staubabfuhrkanal49 verläuft von der Werkzeugaufnahme23 zu einer zum Anschluss eines Saugschlauches ausgestalteten Ausströmöffnung51 an der Hinterseite19 des Maschinengehäuses11 , das heißt auch am Abtriebsteil32 vorbei. Das Kanalgehäuse50 hat dementsprechend eine angepasste Außenkontur, zweckmäßigerweise auch um Bewegungsraum für das Übertragungsglied30 zu schaffen. - Insbesondere im Bezug auf Schleifmaschinen, aber auch bei anderen Hand-Werkzeugmaschinen, ermöglicht das Raumkonzept der Hand-Werkzeugmaschine
10 auch eine optimale Kühlung der sich beim Betrieb erwärmenden Komponenten, auch im Hinblick auf eine ergonomische Handhabung. - Kühlluft kann nämlich durch Einströmöffnungen
52 an Seitenabschnitten einer Umfangswand53 des Werkzeugbereiches12 und an den Seitenwänden48 , nahe beim Werkzeugbereich12 in das Maschinengehäuse11 einströmen. Die Kühlluft strömt dann einerseits am Exzentergetriebe27 vorbei, so dass dieses gekühlt wird, wobei die dort strömende Kühlluft insbesondere in den Verbindungsabschnitt15 eingeleitet wird, zum andern aber auch durch den Handgriff14 hindurch, wo sie die Steuerung42 kühlt und zudem für eine angenehme Temperatur des Handgriffes14 für den Bediener sorgt, um anschließend am Antriebsmotor17 vorbeizuströmen, bevor die Kühlluft durch Ausströmöffnungen54 an der Hinterseite19 das Maschinengehäuse11 verlässt. Somit sind also alle wesentlichen Komponenten im Innenraum des Maschinengehäuses11 gekühlt. - Ein Lüfterrad
55 , das an der Motorwelle39 angeordnet ist, erzeugt den Kühlluftstrom. Es versteht sich, dass auch zu Erzeugung eines Staubabfuhrluftstromes ein Lüfterrad vorgesehen sein kann, beispielsweise dort wo ein Drehzahlgeber56 an der Motorwelle39 angeordnet ist. Das Lüfterrad55 ist nahe bei den Ausströmöffnungen54 angeordnet, nämlich in der Nähe der Unterseite21 . Somit sind also das Lüfterrad55 und das Abtriebsteil32 nebeneinander positioniert. Es versteht sich, dass auch beispielsweise an der Oberseite22 des Maschinengehäuses11 ein Lüfterrad denkbar wäre. Ferner könnte auch beispielsweise an einem anders als das Exzentergetriebe27 ausgestalteten Getriebe ein Lüfterrad vorgesehen sein, um den Luftstrom im Werkzeugbereich12 zu erzeugen. - Der sich beim Betrieb relativ stark erwärmende Antriebsmotor
17 ist beim Raumkonzept der Hand-Werkzeugmaschine10 abseits des Handgriffes14 angeordnet, was einen deutlichen Unterschied zu üblichen Schleifmaschinen darstellt, bei denen der Motor im Handgriff angeordnet ist. Weiterhin ist das Maschinengehäuse11 sozusagen optimal austariert, da der Antriebsmotor17 sein Gegengewicht für das Exzentergetriebe darstellen kann. - Bei dem Exzentergetriebe
27 sind mehrere innovative Konzepte realisiert, die zwar im Zusammenhang mit dem ein Übertragungsgetriebes29 aufweisenden Antriebskonzept der Hand-Werkzeugmaschine10 vorteilhaft sind, aber auch selbstverständlich dann Anwendung finden können, wenn ein Antriebsmotor beispielsweise unmittelbar neben dem Exzentergetriebe27 angeordnet ist und dieses direkt antreibt, z. B. über ein Winkelgetriebe (Kegelradgetriebe etc.). - Das Antriebsteil
33 ist mit einer Antriebswelle57 drehfest verbunden, beispielsweise einstückig mit dieser. Die Antriebswelle57 ist mittels Antriebswellen-Lagern58 ,59 drehbar um die Antriebsachse36 an einem Getriebegehäuse60 des Exzentergetriebes27 gelagert. Die Antriebswellenlager58 ,59 sind beispielsweise in Lageraufnahmen, insbesondere Stufen, des Getriebegehäuses60 angeordnet. Vorliegend handelt es sich bei den Antriebswellenlagern58 ,59 um Kugellager, wobei auch andere Wälzlagertypen oder auch Gleitlager denkbar sind. Die Antriebswelle57 rotiert zentrisch zum Getriebegehäuse60 . - Die Antriebswelle
57 ist vorliegend als eine Hohlwelle ausgestaltet, die die Werkzeugwelle26 aufnimmt. Ein mittlerer, stangenartiger Abschnitt der Werkzeugwelle26 durchdringt einen mittleren Abschnitt der Antriebswelle57 , die dort sozusagen tailliert ist. In diesem mittleren Bereich der Antriebswelle57 sind auch die beiden Lager58 ,59 angeordnet. Die Lager58 ,59 befinden sich zwischen Werkzeugwellenlagern61 ,62 , die an einander entgegengesetzten Endbereichen der Antriebswelle57 angeordnet sind, beispielsweise an einem Lageraufnahmeteil63 an der der Werkzeugaufnahme23 entgegengesetzten Seite und in einem Innenraum des Antriebsteils33 . Somit stützt sich also die um die Exzentrität38 exzentrische Werkzeugwelle26 an voneinander weit entfernten, einander entgegengesetzten Endbereichen an der Antriebswelle57 ab, was eine hohe Belastbarkeit schafft. - Das Lageraufnahmeteil
63 ist mit der Antriebswelle57 drehfest verbunden, könnte auch mit dieser einstückig sein. Ein Vorsprung des Lageraufnahmeteils63 , der sich im Innenraum der Antriebswelle57 befindet, könnte auch zur Querabstützung (quer zu den Achsen36 ,37 ) dienen, was aber vorliegend nicht der Fall ist, da die Abstützung an den beiden Werkzeugwellenlagern61 ,62 erfolgt. - Das Getriebegehäuse
60 ist nunmehr drehfest in dem Maschinengehäuse11 aufgenommen, wofür geeignete Formschlusskonturen, Schrauben und dergleichen vorgesehen sind. Auch eine schwimmende Lagerung mittels beispielsweise Gummiringen oder sonstigen elastischen Elementen ist möglich. - Die Werkzeugwellenlager
61 ,62 bilden eine Werkzeugwellenlagerung. Wird nunmehr die Antriebswelle57 durch das Antriebsteil33 angetrieben, sorgt eine Lagerreibung der Werkzeugwellenlager61 ,62 dafür, dass auch die Werkzeugwelle26 zu dieser Rotation um die Antriebsachse36 mitgenommen wird und somit eine Rotationsbewegung durchführt. Wenn an der Werkzeugwelle26 kein bremsendes Moment angreift, dreht die Werkzeugwelle26 gleich schnell wie die Antriebswelle57 . Ein solcher Betriebsmodus des Exzentergetriebes27 wird nachfolgend als Freirotation-Exzentermodus F bezeichnet. - Die Werkzeugaufnahme
23 kann aber auch in eine Zwangsrotation versetzt werden, wobei sie dann sogenannte hyperzykloide Bewegungen durchmacht, d. h. zum einen eine Drehung um die Antriebsachse36 , zum anderen aber eine überlagerte Exzenterbewegung verursacht durch die Exzentrität38 . Dieser Modus wird als Zwangsrotation-Exzentermodus Z bezeichnet, so dass also die Hand-Werkzeugmaschine mit den Exzentermodi F und Z insgesamt zwei Rotation-Exzentermodi F, Z aufweist. - Für den Zwangsrotation-Exzentermodus Z ist eine Zwangsrotationsführung
64 vorgesehen, die einen Wälzkörper65 und eine Wälzbasis66 umfasst. Zumindest im Zwangsrotation-Exzentermodus Z ist der Wälzkörper65 mit der Werkzeugwelle26 drehfest und die Wälzbasis66 mit dem Getriebegehäuse60 drehfest, mithin also auch dem Maschinengehäuse11 , drehfest. Dies wird deshalb betont, weil durch Aufhebung einer oder beider der vorgenannten Drehfestigkeiten die Zwangsrotation aufgehoben werden könnte, was jedoch beim Ausführungsbeispiel nicht der Fall ist. Vielmehr werden der Wälzkörper65 und die Wälzbasis66 relativ zueinander verstellt, so dass sie in dem Zwangsrotation-Exzentermodus Z in Eingriff sind um die Zwangsrotation zu bewirken. Im anderen Rotation-Exzentermodus, nämlich dem Freirotation-Exzentermodus F sind der Wälzkörper65 und die Wälzbasis66 voneinander entfernt. - Vorliegend ist der Wälzkörper
65 als ein Planetenrad ausgestaltet, das im Innenraum eines die Wälzbasis66 bildenden Hohlrades angeordnet ist. Im Zwangsrotation-Exzentermodus Z ist ein Formschluss zwischen diesen beiden Komponenten vorhanden, so dass der Wälzkörper65 mit seiner Zahnung am Außenumfang mit der Zahnung am Innenumfang der Wälzbasis66 kämmt. - Darüber hinaus ist jedoch auch ein Nur-Exzentermodus N möglich, bei dem das Werkzeug
24 oder25 nicht um die Antriebsachse36 rotiert, sondern lediglich die durch die Exzentrität38 verursachten Exzenterbewegungen durchführt, wenn der Antriebsmotor17 läuft. Bei diesem Nur-Exzentermodus N sind Drehwinkel-Führungsmittel67 mit der Werkzeugwelle26 in Eingriff. - Die Drehwinkel-Führungsmittel
67 umfassen eine erste Linearführung68 , und eine zweite Linearführung69 , die zueinander winkelig, vorliegend rechtwinkelig sind. Eine Führungsachse q der ersten Linearführung68 verläuft beispielsweise quer zur Längsachse28 , eine Führungsachse1 der zweiten Linearführung69 parallel zur Längsachse28 , wobei selbstverständlich auch andere Ausrichtungen der ersten und zweiten Linearführungen68 ,69 relativ zueinander und/oder zum Maschinengehäuse11 prinzipiell auch möglich wären. - Die Linearführungen
68 ,69 umfassen ein erstes und ein zweites Führungselement70 ,71 sowie eine bezüglich des Getriebegehäuses60 drehfeste Führungsbasis72 . Das zweite Führungselement71 ist sandwichartig zwischen dem ersten Führungselement70 und der Führungsbasis72 angeordnet. Das zweite Führungselement71 bildet eine Zwischenlage. Das zweite Führungselement71 ist in der Art eines Schlittens ausgestaltet, der bidirektional beweglich zwischen dem ersten Führungselement70 und der Führungsbasis72 gelagert ist, nämlich entlang der Führungsachsen l und q der beiden Linearführungen68 ,69 . - Die Führungsbasis
72 ist bezüglich des Getriebegehäuses60 abgesehen von einer Pufferung drehfest, jedoch linear verschieblich. Dazu hat eine Halterung73 z. B. Linearführungsbuchsen, Nuten oder dergleichen umfassende Schiebeführungen74 , in denen Führungsvorsprünge75 der Führungsbasis72 entlang einer Stellachse schiebebeweglich gelagert sind, beispielsweise parallel zur Antriebsachse36 . - Ein Kuppeln mittels einer Drehverstellung oder andere Winkellagen der Stellachse zur Antriebsachse
36 wären je nach Betätigungsart der Drehwinkel-Führungsmittel zum Einkuppeln und Auskuppeln mit der Werkzeugwelle26 auch möglich. - Die Führungsvorsprünge
75 stehen von der Führungsbasis72 in Richtung der Halterung73 ab. Diese wiederum ist in einer Aufnahme76 drehfest gehalten. Die Aufnahme76 befindet sich beispielsweise an einem Deckel77 des Getriebegehäuses60 . Durch Verstellen der Führungsbasis72 relativ zur Halterung73 mit Hilfe der Schiebeführungen74 ist es möglich, die Drehwinkel-Führungsmittel67 in Eingriff und außer Eingriff mit der Werkzeugwelle26 zu bringen, um so in den Nur-Exzentermodus N zu schalten oder wieder daraus heraus in einen der Rotation-Exzentermodi F oder Z. - Eine Feder
78 belastet dabei die Drehwinkel-Führungsmittel67 in die Kuppelstellung. Die Feder78 stützt sich einerseits an der Halterung73 und andererseits an der Führungsbasis72 ab. Die Feder78 wird ferner von einem Bolzen79 durchdrungen, der auch in eine dazu passende Bohrung an der Führungsbasis72 eindringt und so für eine weitere Stabilisierung derselben sorgt. - Die Halterung
73 ist als eine elastische Halterung ausgestaltet. Sie umfasst beispielsweise einen z. B. blockartigen Puffer73b aus Gummi oder einem elastischen Kunststoff, in dem die Schiebeführungen74 aufgenommen sind. Die beiden Schiebeführungen74 sind radial entfernt von der Antriebsachse36 , entlang derer der zentrale Bolzen79 verläuft. Somit wirkt also bei einer entsprechenden Drehbeanspruchung um die Antriebsachse36 ein Drehmoment auf die Schiebeführungen74 . Die Schiebeführungen74 können jedoch etwas um die Antriebsachse36 drehen, nämlich um einen Pufferweg80 . Der Pufferweg80 ist vorteilhaft begrenzt durch Drehanschläge81 . Wenn die Führungsvorsprünge75 maximal um den Pufferweg80 ausgelegt sind, schlagen sie an den Drehanschlägen81 an. Dieser Betriebszustand ist allerdings äußert selten, so dass durch die als elastischer Puffer ausgestaltete Halterung73 ein vibrationsarmer Betrieb der Hand-Werkzeugmaschine10 möglich ist. - Es versteht sich, dass die elastische Pufferung und/oder die den Pufferweg begrenzenden Drehanschläge im Zusammenhang mit sich kreuzenden Linearführungen von Drehwinkel-Führungsmitteln bei einer Exzenter-Hand-Werkzeugmaschine optional sind, an sich sogar eine eigenständige Erfindung darstellen.
- Bereits nämlich durch die spielarm linear ineinander gleitenden Führungselemente
70 ,71 sowie die Führungsbasis72 ist ein vibrationsarmer, präziser Betrieb möglich. Die entsprechenden Führungen sind vorliegend als Gleitführungen ausgestaltet, wobei zweckmäßigerweise zueinander passende Metallwerkstoffe oder Kunststoffe verwendet werden, z. B. Messing auf Stahl oder dergleichen, so dass die Drehwinkel-Führungsmittel67 mit geringer Reibung arbeiten, was die Geräuschentwicklung reduziert und zudem auch energiesparend ist. - Wenn eine Rotation um die Antriebsachse
36 um einen Drehwinkelsektor gewünscht wäre, könnten die Linearführungen68 und/oder69 ein gewisses Spiel quer zu ihren Achsen q und l aufweisen. - In dem Nur-Exzentermodus N ist das erste Führungselement
70 , das vorliegend durch einen Vorsprung82 am Wälzkörper65 gebildet ist, in Eingriff mit einer Führungsaufnahme83 am zweiten Führungselement71 , sozusagen dem Zwischenelement. - Vom zweiten Führungselement
71 steht nach oben, d. h. in Richtung der Führungsbasis72 , Seitenführungen160 ab. Von den Seitenführungen160 , die als Wände ausgestaltet sind (rahmenartige Ausgestaltungen oder Haken sind auch möglich) stehen nach innen, d. h. in Richtung der Führungsbasis72 , Haltevorsprünge161 ab, so dass die Führungsbasis72 von der Seite her unter die Führungsvorsprünge163 hindurch geführt werden kann. Die Haltevorsprünge161 halten das zweite Führungselement71 an der Führungsbasis72 , insbesondere beim Auskuppeln von der Werkzeugwelle26 . - Als weitere zweckmäßige Maßnahme kann vorgesehen sein, dass die Drehwinkel-Führungsmittel
67 sozusagen ausgewuchtet sind. So ist beispielsweise am Vorsprung82 eine Auswucht-Aussparung62 angeordnet. Auch weitere Führungsmaßnahmen können getroffen sein, so dass beispielsweise ein Führungsvorsprung163 in der Führungsaufnahme83 angeordnet ist und in Richtung einer Führungsausnehmung164 am zugeordneten Vorsprung82 des Wälzkörpers65 eingreift. - Das Exzentergetriebe
27 ist bequem schaltbar. Eine Einhandbedienung zum Schalten zwischen den Betriebsmodi F, Z und N ist möglich. Es sind dabei nicht mehrere Bedienelemente oder Bediengriffe erforderlich, sondern es genügt ein einziger Schaltgriff84 , der vorliegend als Drehgriff ausgestaltet ist. Schiebebetätigungskonzepte, Schrägflächengetriebe oder dergleichen wären allerdings bei anderen Ausgestaltungen optional auch möglich, sind bei der Hand-Werkzeugmaschine10 jedoch nicht realisiert. Der Schaltgriff84 ist an der Oberseite22 des Maschinengehäuses11 angeordnet, so dass er bequem ergriffen werden kann. Zweckmäßig ist die Anordnung des Schaltgriffes84 am Kopfabschnitt44 des Werkzeugbereichs12 . Dem Schaltgriff84 gegenüberliegend sind zweckmäßigerweise Markierungen vorgesehen, die die Betriebsmodi F, N und Z symbolisch darstellen, so dass ein Bediener an der jeweiligen Drehstellung des Schaltgriffes84 unmittelbar den jeweils eingestellten oder vorgewählten Betriebsmodus erkennen kann. - Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Motorschalter
45 eine Verstellung des Schaltgriffs84 blockiert, wenn er den Antriebsmotor17 einschaltet. Es ist auch möglich, dass auch der Schaltgriff84 den Motorschalter45 blockiert, wenn keine eindeutige Schaltstellung eingestellt ist. Zwischen einem Antriebsschalter und einem Getriebeschalter einer erfindungsgemäßen Hand-Werkzeugmaschine ist also zweckmäßigerweise eine Verriegelung des Getriebeschalters durch den Motorschalter und/oder umgekehrt in mindestens einer Stellung des Motorschalters oder des Getriebeschalters vorgesehen. - Der Schaltgriff
84 bildet einen Bestandteil von Schaltmitteln85 zum Schalten des Exzentergetriebes27 . Der Schaltgriff84 wirkt über ein Koppelgelenk, das vorliegend als Kardangelenk86 ausgestaltet ist (andere Gelenke wären denkbar) auf ein Betätigungsglied87 , das seinerseits wiederum mit einem Kulissenbetätigungsglied88 bewegungsgekoppelt, vorliegend drehgekoppelt ist. Das Betätigungsglied87 ist als eine Art Kappe für das Getriebe ausgestaltet. Jedenfalls ist das Betätigungsglied87 an einem vor den Deckel77 vorstehenden Abschnitt des Bolzens79 drehbar gelagert. Zweckmäßigerweise greift ein Vorsprung89 des Deckels77 in eine Aufnahme90 des Betätigungsglied87 ein, so dass auch insoweit eine Drehführung realisiert ist. Jedenfalls kann das Betätigungsglied87 auf dem Deckel77 drehen, beim Ausführungsbeispiel um die Antriebsachse36 , wobei ein Achsversatz optional möglich wäre. - Das Kulissenbetätigungsglied
88 umfasst einen Ringkörper91 , der ebenfalls um die Antriebsachse36 drehbar innerhalb des Getriebegehäuses60 gelagert ist. Vom Ringkörper91 stehen Drehlagervorsprünge92 nach radial außen ab, die in einen Drehführung93 des Getriebegehäuses60 eingreifen. Die Drehführung93 ist beispielsweise als Ringnut ausgeführt. Die Drehführung93 ist beispielsweise zwischen dem Deckel77 und dem Getriebegehäuse60 ausgebildet, was die Montage des Kulissenbetätigungsglieds88 erleichtert. - Der Schaltgriff
84 dreht um eine zur Antriebsachse36 winkelige Achse, wobei durch das als Kardangelenk86 ausgestaltete Koppelgelenk der Winkelversatz zwischen der Drehachse des Schaltgriffes84 und der Drehachse des durch ihn betätigten Betätigungsglieds87 überbrückt wird. - Von dem Ringkörper
91 stehen Mitnahmevorsprünge94 , beispielsweise drei, stirnseitig ab, d. h. vorliegend parallel zur Antriebsachse36 bzw. zentralen Achse des Exzentergetriebes27 . Die Mitnahmevorsprünge94 durchdringen den Deckel77 . Diese hat hierfür Ringnuten95 , beispielsweise am Außenumfang der Aufnahme90 . Die Mitnahmevorsprünge94 greifen in Mitnahmeausnehmungen96 des Betätigungsgliedes87 drehfest ein (ein Drehspiel wäre denkbar), so dass das Betätigungsglied87 bei einer Drehbetätigung das Kulissenbetätigungsglied88 mitnimmt. - Durch eine Drehbetätigung des Betätigungsgliedes
87 lässt sich also das Kulissenbetätigungsglied88 drehverstellen, um einerseits die Position der Drehwinkel-Führungsmittel67 relativ zur Werkzeugwelle26 zu verstellen (Schalten zwischen den Modi F und N) und andererseits die Relativposition der Wälzbasis66 zum Wälzkörper65 (Schalten zwischen den Betriebsmodi Z und F). Dabei ist die Schaltfolge so getroffen, dass das Exzentergetriebe27 vom Zwangsrotation-Exzentermodus Z in den Freirotation-Exzentermodus F gelangt und von dort in den Nur-Exzentermodus N und entsprechend umgekehrt (N–F–Z). - Bei dem Schalten von dem Freirotation-Exzentermodus F in den Nur-Exzentermodus N gleiten Gegenkulissenfolger
97 an einer Kulisse98 des Kulissenbetätigungsgliedes88 entlang und zwar aus einem tieferen Abschnitt (näher beim ersten Führungselement70 ) zu einem höheren Abschnitt100 (weiter entfernt vom ersten Führungselement70 ), so dass dadurch das zweite Führungselement71 und die Führungsbasis72 von dem ersten Führungselement70 entgegen der Federkraft der Feder78 abgehoben werden. Der Linearführungseingriff zwischen den Führungselementen70 ,71 ist dann aufgehoben, so dass die Werkzeugwelle26 frei rotieren kann. - In umgekehrter Richtung, d. h. bei einer umgekehrten Drehbewegung des Kulissenbetätigungsglieds
88 , können die Gegenkulissenfolger97 wiederum in den tieferen Abschnitt99 zurückgelangen, so dass die Führungselemente70 ,71 in Eingriff gelangen und der Nur-Exzentermodus N eingestellt ist. Die Gegenkulissenfolger97 sind vorliegend als nach radial außen vorstehende Vorsprünge des zweiten Führungselements71 ausgestaltet. - Das ”Paket” aus Führungsbasis
72 und zweitem Führungselement71 kann in den Innenraum des Ringkörpers91 hinein bzw. wiederum etwas daraus heraus verstellt werden, um zwischen den beiden Betriebsmodi N und F zu schalten. - Zur Betätigung der Wälzbasis
66 , d. h. zu deren Verstellung in den Zwangsrotation-Exzentermodus Z oder daraus heraus, hat das Kulissenbetätigungsglied88 ferner Kulissenfolger101 , die mit einer Gegenkulisse102 eines Gegenkulissengliedes103 zusammenwirken. Das Gegenkulissenglied103 umfasst einen Ringkörper104 , an dessen Stirnseite die Gegenkulisse102 angeordnet ist. Das Gegenkulissenglied103 wiederum betätigt die Wälzbasis66 . - Vorliegend sind die Wälzbasis
66 und das Gegenkulissenglied103 sowohl drehfest, als auch bezüglich der Antriebsachse36 fest miteinander verbunden, so dass eine Verstellung des Gegenkulissengliedes103 eine Verstellung der Wälzbasis66 unmittelbar bewirkt und umgekehrt. Die Wälzbasis66 ist mit dem Gegenkulissenglied103 beispielsweise verrastet. Z. B. stehen Rasthaken165 vom Gegenkulissenglied103 in Richtung der Wälzbasis66 ab und unter- oder hintergreifen diese. - Die Gegenkulisse
102 ist eine Ringkulisse, so dass der Kulissenfolger101 beim Drehen des Kulissenbetätigungsgliedes88 an der Gegenkulisse102 entlang gleitet. Die Gegenkulisse102 hat nunmehr tiefe Abschnitte106 sowie höhere Abschnitte107 , die korrespondierend mit den Kulissenfolgern101 um 120° zueinander drehversetzt sind, so dass eine ringförmig gleichmäßige Abstützung des Kulissenfolgers101 an der Gegenkulisse102 bzw. umgekehrt gegeben ist. Dies ist übrigens auch bei der weiter oben liegenden Kulissenpaarung der Fall, da die Gegenkulissenfolger97 einander diametral entgegengesetzt angeordnet sind, so dass eine gleichmäßige Abstützung der Drehwinkel-Führungsmittel67 an der Kulisse98 möglich ist. - Die Gegenkulissenfolger
97 werden von den Drehlagervorsprüngen92 gebildet, jedenfalls von deren radial inneren Abschnitten. An der Unterseite dieser Drehlagervorsprünge92 sind Rastvorsprünge108 angeordnet, die an der Gegenkulisse102 entlang gleiten. Wenn nun die Kulissenfolger101 an den höheren Abschnitten107 entlang gleiten, wird dadurch das Gegenkulissenglied103 in einer Richtung vom Wälzkörper65 weg kraft-beaufschlagt, so dass die Wälzbasis66 vom Wälzkörper65 weg bewegt wird und außer Eingriff gelangt. Dann ist die Werkzeugwelle26 von der Zwangsrotationsführung64 frei und kann relativ zur Antriebsachse36 frei drehen. Der Freirotation-Exzentermodus F ist eingestellt. - Wird jedoch das Kulissenbetätigungsglied
88 in Gegenrichtung verdreht, gleitet die Gegenkulisse102 unterhalb der Kulissenfolger101 entlang, bis die höheren Abschnitte107 den Kulissenfolgern101 gegenüberstehen. Eine Kraftbeaufschlagung durch eine Feder109 , die die Wälzbasis66 in Richtung des Wälzkörpers65 beaufschlagt, führt dabei dazu, dass die Wälzbasis66 mit dem Wälzkörper65 in Eingriff gelangt. - An den höheren Abschnitten
107 sind ferner Rastausnehmungen105 vorgesehen, in die die Rastvorsprünge108 einrasten können, so dass die Getriebestellung des Exzentergetriebes27 zumindest bezüglich des Freirotation-Exzentermodus' F festlegbar ist. - Anhand der Federn
78 und109 ist eine Drehvorwahl des Schaltgriffes84 möglich. Wenn eine passende Drehstellung der Werkzeugwelle26 bezüglich der zugeordneten Eingriffkonturen, nämlich beispielsweise der Führungsaufnahme83 oder eine passende Zahnstellung von Wälzkörper65 und Wälzbasis66 erreicht ist, wird die jeweilige Schalthandlung vom Nur-Exzentermodus N in den Zwangsrotation-Exzentermodus Z oder in den Freirotation-Exzentermodus F vollständig abgeschlossen. - Die Wälzbasis
66 und das mit dieser fest verbundene Gegenkulissenglied103 sind bezüglich der Antriebsachse36 drehfest, jedoch parallel zur Antriebsachse36 mittels Linearführungen110 verstellbar. Die Linearführungen110 umfassen Führungsstangen111 , die fest mit dem Deckel77 verbunden sind. Jedenfalls verlaufen die Linearführungen110 parallel zur Antriebsachse36 und sind bezüglich des Getriebegehäuses60 festgelegt. Die Führungsstangen111 durchdringen Führungsaufnahmen112 am Gegenkulissenglied103 sowie der Wälzbasis66 , die an jeweiligen Führungsvorsprüngen113 vorgesehen sind. Die Führungsvorsprünge113 stehen radial nach außen vor den Ringkörper104 sowie die ringförmige Wälzbasis vor und sind zudem noch in Nuten114 am Innenumfang des Getriebegehäuses60 verdrehgesichert, so dass die Kombination als Wälzbasis66 und Gegenkulissenglied103 ausschließlich linear beweglich ist, jedoch verdrehgesichert. - Aufgrund des Nur-Exzentermodus' N kann nicht nur das einen runden Schleifteller
115 aufweisende Werkzeug24 verwendet werden, sondern auch das Werkzeug25 , das eine polygonale, vorliegend dreieckförmige Schleifplatte116 hat (in Draufsicht). Mithin ist also die Außenkontur des Werkzeugs25 polygonal, was bei dem Freirotation-Exzentermodus F und dem Zwangsrotation-Exzentermodus Z zu Verletzungen des Bedieners, Beschädigungen des Werkstückes und dergleichen anderen negativen Folgen führen könnte. Hier schaffen die folgenden Maßnahmen Abhilfe:
Das Werkzeug24 kann in mehreren Relativ-Drehwinkelstellungen an der Werkzeugaufnahme23 , insbesondere deren Bajonett118 , befestigt werden. - Das Bajonett
118 umfasst eine Bajonett-Scheibe119 , die mittels einer Federanordnung, z. B. eines Federpaketes120 , federbelastet ist. Eine Schraube121 durchdringt das Federpaket120 und die Bajonett-Scheibe119 und ist von unten her in die Werkzeugwelle26 eingeschraubt. Mithin belastet also das Federpaket120 die Bajonett-Scheibe119 in Richtung einer Andruckplatte122 . Von der Bajonett-Scheibe119 stehen Bajonett-Vorsprünge123 ,124 nach radial außen ab, wobei der Bajonett-Vorsprung124 schmaler ist als die beiden anderen Bajonett-Vorsprünge123 . Die Vorsprünge123 ,124 bilden insgesamt eine Drehwinkelkodierung125 . - Die Bajonett-Vorsprünge
123 ,124 können durch Bajonett-Aussparungen126 ,127 an Bajonett-Aufnahmen128 oder129 , also Maschinenhalterungen, der Werkzeuge24 ,25 durchgesteckt werden, wobei anschließend das Werkzeug24 oder25 relativ zur Werkzeugaufnahme23 verdreht wird, so dass die Vorsprünge123 ,124 mit Hintergreifvorsprüngen130 der Bajonett-Aufnahmen128 ,129 zur Anlage kommen bzw. an Drehanschlägen131 anschlagen. - Die Bajonett-Aussparungen
126 erstrecken sich über größere Drehwinkelabstände als die schmalere Bajonett-Aussparung127 . Durch diese passt nur der schmalere Bajonett-Vorsprung124 durch. Somit ist nur dann möglich, dass drehwinkelsensitive Werkzeug25 , nämlich den Deltateller, an der Werkzeugaufnahme23 zu befestigen, wenn die Werkzeugaufnahme23 und das Werkzeug25 drehwinkelrichtig zueinander stehen. Somit bilden also die Aussparungen126 ,127 eine Gegenkodierung132 , die mit der Drehwinkelkodierung125 zusammenwirkt. - Die Werkzeuge
24 ,25 haben an ihrer vorteilhaft elastischen Unterseite zweckmäßigerweise Klettflächen oder sonstige Befestigungsmittel180 zur Befestigung eines Schleifblatts oder eines Polierelements. An der Unterseite sind vorteilhaft auch Absaugöffnungen181 angeordnet, die über zur Oberseite der Werkzeuge24 ,25 führende Kanäle182 mit einem Absaugraum117b kommunizieren, der mit dem Staubabfuhrkanal49 verbunden ist. - Die Werkzeuge
24 ,25 sind mit ringförmigen Dichtungen149 versehen, die an der Werkzeugaufnahme23 im montierten Zustand in Zusammenwirkung mit der Werkzeugaufnahme23 den Absaugraum117b abdichten. - Bei dem runden Werkzeug
24 genügt die Federkraft des Federpaketes120 , die eine Anlagefläche130b der Werkzeuge24 ,25 zur Andruckplatte122 hin beaufschlagen, um das Werkzeug24 auch beim Ausschalten des Antriebsmotors17 zuverlässig am Bajonett118 zu halten. - Bei dem Werkzeug
25 hingegen ist eine zusätzliche Drehverriegelung vorgesehen. Die Drehverriegelung umfasst einen Riegel133 , der zweckmäßigerweise mit einem Schiebegriff134 betätigbar ist. Der Riegel133 wirkt in seiner Verriegelungsstellung, in der er in einen der Bajonett-Vorsprünge123 oder124 eingreift oder diesen hintergreift, als zweiter, den Drehanschlägen131 entgegengesetzter Drehanschlag. - Der Riegel
133 ist vorteilhaft in die Verriegelungsstellung federbelastet. Der Bediener muss also lediglich den Schiebegriff134 betätigen, d. h. in Richtung der Bearbeitungsfläche41 des Werkzeugs25 verstellen, um den Riegel133 in seine Lösestellung zu verstellen. Die Verriegelung geschieht quasi automatisch, wenn das Delta-Werkzeug25 in seine richtige Position gedreht ist, nämlich dann, wenn seine Spitze135 zur Vorderseite20 des Maschinengehäuses11 weist. - Auch im Zusammenhang mit einem Werkzeugwechsel des Werkzeugs
24 haben die Drehwinkel-Führungsmittel67 Vorteile: Wenn sie nämlich in dem Nur-Exzentermodus N stehen, kann sich die Werkzeugaufnahme23 nicht mehr um die Antriebsachse36 drehen. Ein Befestigen und Lösen des Werkzeuges24 ist somit sehr einfach durch eine simple Drehbewegung zu bewerkstelligen. Die Drehwinkel-Führungsmittel67 wirken als ein sogenannter Spindelstopp. - Die Drehwinkel-Führungsmittel
67 sind, was beim Werkzeug25 vorteilhaft ist, in nur einer Drehwinkelstellung der Werkzeugwelle26 mit der Antriebswelle57 in Eingriff zu bringen, so dass die Drehwinkelstellung der Werkzeugaufnahme23 zur Betriebsstellung des Werkzeugs25 in Relation zum Maschinengehäuse11 passt (Spitze135 zur Vorderseite20 ), wobei alternativ aber auch eine andere oder mehrere andere Drehwinkelstellungen denkbar sind, so dass die Spitze135 schräg oder seitlich quer vor das Maschinengehäuse11 vorstehen könnte. - Der Vorsprung
82 am Wälzkörper65 ist nämlich derart ausgestaltet, dass er nur in der richtigen Drehwinkelstellung relativ zum zweiten Führungselement71 in dessen Führungsaufnahme83 passt. Dazu haben Führungsflächen136 ,137 unterschiedliche Abstände zur die Werkzeugachse37 schneidenden Diagonalen des Wälzkörpers65 , korrespondierend dazu auch Führungsflächen138 und139 an der zugeordneten Führungsaufnahme83 . Durch die außermittige bzw. exzentrische Anordnung der Führungsflächen136 –139 ist es nur dann möglich, sie miteinander in Eingriff zu bringen, wenn der Drehwinkel des Vorsprungs82 , mithin also auch der damit drehfesten Werkzeugwelle26 bzw. der Werkzeugaufnahme23 zur Drehposition des maschinenseitig drehwinkelstabilen zweiten Führungselementes71 passt. Wenn also die Drehwinkel-Führungsmittel67 im Nur-Exzentermodus N stehen, d. h. die Führungselemente70 ,71 in Eingriff sind, passt auch die Drehwinkelposition des drehwinkelsensiblen Werkzeugs25 , so dass die Spitze135 nach vorn zur Vorderseite20 passt. - An der der Spitze
135 entgegengesetzten Seite hat das Werkzeug25 einen Betätigungsvorsprung140 . Dieser eignet sich beispielsweise dazu, das Werkzeug25 zu ergreifen, um es zu drehen. Zudem erfüllt der Betätigungsvorsprung140 auch eine Sperrfunktion, in dem er mit einem Sperrkörper141 zusammenwirkt. Eine dem Maschinengehäuse11 im montierten Zustand oder zu montierenden Zustand des Werkzeuges25 zugewandte Oberseite des Betätigungsvorsprungs140 , der eine stangenförmige oder stabförmige Gestalt hat, bildet eine Sperrkontur142 , die mit dem Sperrkörper141 zusammenwirkt. Die Sperrkontur142 durchläuft beim Montieren an der Werkzeugaufnahme23 einen Montageweg143 und nimmt im montierten Zustand schließlich eine Endstellung144 ein. Sowohl auf dem Montageweg143 als auch in der Endstellung144 wirkt die Sperrkontur142 mit dem Sperrkörper141 zusammen und zwar wechselweise derart, dass bei in der Endstellung144 befindlichem Werkzeug25 eine Verstellung des Exzentergetriebes27 in einen der Rotation-Exzentermodi F oder Z nicht möglich ist bzw. umgekehrt, wenn das Exzentergetriebe27 in einen dieser Modi verstellt ist, ist es nicht möglich, das Werkzeug25 an der Werkzeugaufnahme23 zu befestigen. - Der Sperrkörper
141 ist außen am Getriebegehäuse60 linear geführt. Das Getriebegehäuse60 ist also insoweit geschlossen. Diese Maßnahme ist insbesondere deshalb vorteilhaft, weil der Sperrkörper141 vor die Außenkontur des Maschinengehäuses11 vorsteht, nämlich nach unten, zumindest dann wenn er eine in10a dargestellte, zu den Werkzeugen24 oder25 vorverstellte erste Stellung einnimmt, sozusagen eine Werkzeug-Sperrstellung. Somit stellt also eine Durchtrittsöffnung145 , durch die ein Sperrvorsprung146 aus dem Maschinengehäuse11 durchtritt, ein Risiko dar, dass Staub in den Innenraum des Maschinengehäuses11 eintritt. Demgegenüber ist allerdings das Getriebegehäuse60 gekapselt. - Der Sperrvorsprung
146 steht von einem Winkelabschnitt147 ab, der seinerseits winkelig von einem Stangenabschnitt148 des Sperrkörpers141 nach radial außen (bezogen auf das Getriebegehäuse60 ) absteht. Der Stangenabschnitt148 ist unmittelbar am Außenumfang des Getriebegehäuses60 geführt, d. h. er ist an die Kontur des Getriebegehäuses60 angepasst. Mit Hilfe des Winkelabschnitts147 wird ein Radialversatz zwischen dem Getriebegehäuse60 und einem Außenumfang der Dichtung149 , die das Werkzeug25 zur Werkzeugaufnahme23 hin aufweist, überbrückt. Somit wirkt also der Sperrvorsprung146 in seiner ersten Stellung in einem Bereich außerhalb der Dichtung149 , nämlich auf die Sperrkontur142 . - Ein Axialverstellweg des Sperrkörpers
141 ist durch Linearanschläge begrenzt. In der ersten Stellung (10a ) schlägt der Winkelabschnitt147 beispielsweise am Antriebsteil33 , insbesondere dessen unteren Rand, an. In Gegenrichtung, d. h. in Richtung einer vom Werkzeug24 oder25 weg verstellten zweiten Stellung (sozusagen einer Werkzeug-Freigabestellung), wirkt ein Umfangsvorsprung150 im Übergangsbereich zwischen Getriebegehäuse60 und Deckel77 als Längsanschlag, an den nämlich eine Stufe151 des Sperrkörpers141 an dem Umfangsvorsprung150 anschlägt. Somit ist also der axiale Stellweg des Sperrkörpers141 begrenzt. - Zu seiner Betätigung in die erste Stellung wirkt nunmehr ein Schrägflächengetriebe
152 (andere Getriebe, z. B. Zahn- oder Seilgetriebe sind denkbar). Das Schrägflächengetriebe152 umfasst eine Betätigungsglied-Schrägfläche153 am Betätigungsglied87 sowie eine Sperrkörper-Schrägfläche154 am oberen, freien Ende des Sperrkörpers141 . Die Betätigungsglied-Schrägfläche153 ist an einem Betätigungsvorsprung155 vorgesehen, der nach radial außen vor das Betätigungsglied87 vorsteht. - Wenn das Betätigungsglied
87 gegen den Uhrzeigersinn verdreht wird, jedenfalls in Richtung auf den Sperrkörper141 zu, gleiten die beiden Schrägflächen153 ,154 aneinander entlang, wobei der Sperrkörper141 in Richtung der Werkzeugaufnahme23 verstellt wird (siehe Pfeil in10b ). Wenn das Betätigungsglied87 jedoch entgegengesetzt gedreht wird, kommt der Sperrkörper141 nach oben hin frei, so dass er aus seiner ersten Stellung in die zweite Stellung gelangen kann. - Dorthin ist der Sperrkörper
141 vorteilhaft durch eine Feder156 in die zweite Stellung belastet. Die Feder156 stützt sich einerseits am Maschinengehäuse11 , d. h. am Außenumfang der Durchtrittsöffnung145 , und andererseits am Sperrkörper141 , konkret dem Winkelabschnitt147 . - Diese Bewegung nach oben in Richtung der zweiten Stellung ist jedoch dann nicht möglich, wenn das Betätigungsglied
87 die in10a dargestellte Stellung einnimmt, die es im Freirotation-Exzentermodus F und dem Zwangsrotation-Exzentermodus Z einnimmt. Dann steht eine Sperrfläche157 am oberen, stirnseitigen Ende des Sperrkörpers141 einer Gleitfläche158 am Betätigungsvorsprung155 gegenüber. Die Gleitfläche158 gleitet beim Drehen des Betätigungsglieds87 an der Sperrfläche157 entlang. Da jedoch die beiden Flächen157 ,158 in der ersten Stellung des Sperrkörpers141 in ihrer Normalenrichtung aufeinander wirken, kann der Sperrkörper141 nicht mehr in die zweite Stellung nach oben, d. h. von der Werkzeugaufnahme23 weg, verstellt werden. Dann ist es nicht mehr möglich, den Betätigungsvorsprung140 am Sperrvorsprung146 vorbeizudrehen, d. h. dass das Werkzeug25 nicht an der Werkzeugaufnahme23 montierbar ist. - Im Freirotation-Exzentermodus F wäre es nunmehr prinzipiell möglich, dass das Werkzeug
24 frei rotiert und bis zur Drehzahl der Antriebswelle57 beschleunigt. Dem wirkt ein Bremsglied170 entgegen, das zugleich die Funktion einer Dichtung ausübt. Das Bremsglied170 ist ein ringförmiges Bremsglied, das mit deiner Stirnseite an einer Bremsplatte171 , die die Werkzeugaufnahme23 ringförmig umgibt, reibt. Die Bremsplatte171 , sozusagen ein Bremsring, ist sozusagen zweckmäßigerweise ein auswechselbares Bauteil, das bei Verschleiß gewechselt werden kann. - Einem innovativen Konzept folgend steht von der Bremsplatte
171 noch ein Bremssegment172 winkelig ab, an dem aufgrund der Exzentrität38 das Werkzeug24 in bestimmten Drehwinkelstellung entlang reibt und dadurch ein Bremsmoment erfährt. Festzuhalten ist also, dass das Bremssegment172 und das Bremsglied170 nicht ständig, sondern nur in bestimmten Drehwinkelzuständen miteinander in Eingriff sind, so dass die Bremswirkung nicht über eine gesamte Rotation des Werkzeugs24 stattfindet, sondern nur über Teilbewegungen. Dadurch ist eine vorteilhafte Bremswirkung erzielbar. - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
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- DE 4310270 A1 [0002]
Claims (15)
- Hand-Werkzeugmaschine, insbesondere Schleifmaschine und/oder Poliermaschine, mit einem Antriebsmotor (
17 ) zum Antreiben einer Werkzeugaufnahme (23 ) für ein Werkzeug (24 ,25 ), insbesondere einen Schleifteller oder Polierteller, wobei der Antriebsmotor (17 ) in einem Maschinengehäuse (11 ) der Hand-Werkzeugmaschine (10 ) aufgenommen ist, an dessen Oberseite (22 ) ein Handgriff (14 ) zum Halten und Führen der Hand-Werkzeugmaschine (10 ) und an dessen beim Betrieb der Handwerkzeugmaschine (10 ) dem zu bearbeitenden Werkstück zugewandten Unterseite (21 ) eine Werkzeugaufnahme (23 ) für das Werkzeug (24 ,25 ) angeordnet ist, wobei bezüglich des Maschinengehäuses (11 ) ein Abtriebsteil (32 ) des Antriebsmotors (17 ) um eine Motorachse (40 ) rotierbar und ein Antriebsteil (33 ) zum Antrieb der Werkzeugaufnahme (23 ) um eine Antriebsachse (36 ) rotierbar gelagert und mittels eines ein Übertragungsglied (30 ) aufweisenden Übertragungsgetriebes (29 ) miteinander drehgekoppelt sind, und wobei die Werkzeugaufnahme (23 ) und das Antriebsteil (33 ) in einem Werkzeugbereich (12 ) des Maschinengehäuses (11 ) und der Antriebsmotor (17 ) in einem Motorbereich (13 ) des Maschinengehäuses (11 ) angeordnet sind, wobei der Werkzeugbereich (12 ) und der Motorbereich (13 ) in einem Abstand zueinander bezogen auf eine Längsachse (28 ) des Maschinengehäuses (11 ) an einander entgegengesetzten Endbereichen des Handgriffs (14 ) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorachse (40 ) und/oder die Antriebsachse (36 ) von der Oberseite (22 ) des Maschinengehäuses (11 ) zur Unterseite (21 ) des Maschinengehäuses (11 ) verlaufen. - Hand-Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungsglied (
30 ) einen Transmissionsriemen (31 ) umfasst. - Hand-Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorachse (
40 ) und/oder die Antriebsachse (36 ) parallel zueinander sind. - Hand-Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Werkzeugbereich (
12 ) und dem Motorbereich (13 ) ein Verbindungsabschnitt (15 ) des Maschinengehäuses (11 ), insbesondere für das Übertragungsglied (30 ) und/oder für einen Staubabfuhrkanal (49 ), verläuft, und dass zwischen dem Handgriff (14 ) und dem Verbindungsabschnitt (15 ) eine Durchgrifföffnung (46 ) vorhanden ist, die ein Umgreifen des Handgriffs (14 ) ermöglicht. - Hand-Werkzeugmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Handgriff (
14 ) und der Verbindungsabschnitt (15 ) den Werkzeugbereich (12 ) und den Motorbereich (13 ) in der Art von Längsstreben miteinander verbinden. - Hand-Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein von dem Antriebsmotor (
17 ) antreibbares Lüfterrad (55 ) zwischen einer Ausströmöffnung (51 ) zum Ausblasen oder Absaugen von Luft aus dem Maschinengehäuse (11 ) und dem Verbindungsabschnitt (15 ) oder dem Handgriff (14 ) angeordnet ist. - Hand-Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsteil (
33 ) ein Bestandteil eines in dem Werkzeugbereich (12 ) angeordneten Getriebes zum Antreiben der Werkzeugaufnahme (23 ) ist. - Hand-Werkzeugmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe ein Exzentergetriebe (
27 ) umfasst oder bildet, und dass das Antriebsteil (33 ) an einer Hohlwelle des Exzentergetriebes (27 ) angeordnet oder durch diese gebildet ist, wobei in der Hohlwelle eine Werkzeugwelle (26 ), an der die Werkzeugaufnahme (23 ) angeordnet ist, exzentrisch zur Antriebsachse (36 ) des Antriebsteils (33 ) gelagert ist. - Hand-Werkzeugmaschine nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe Schaltmittel (
85 ) umfasst, mit denen es zwischen mindestens zwei Betriebsmodi (F, N, Z), insbesondere verschiedene Drehzahlstufen und/oder verschiedenen Werkzeugbewegungsmustern, zum Antreiben des Werkzeugs (24 ,25 ) schaltbar ist. - Hand-Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein manuell betätigbarer Schaltgriff (
84 ) zum Schalten des Getriebes an einer Außenseite des Werkzeugbereichs (12 ) des Maschinengehäuses (11 ) angeordnet ist, und dass mindestens ein durch den Schaltgriff (84 ) betätigbares Element dem Handgriff (14 ) zugesandt in einem Zwischenraum zwischen dem Antriebsmotor (17 ) und der Werkzeugaufnahme (23 ) angeordnet ist. - Hand-Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Betätigungsgetriebe zum Schalten des Getriebes zwischen dem Handgriff (
14 ) und dem Getriebe angeordnet ist, wobei das Betätigungsgetriebe und das Schaltgetriebe zur Antriebsachse (36 ) koaxial sind. - Hand-Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebsteil (
32 ) und/oder das Antriebsteil (33 ) im Bereich der Unterseite (21 ) des Maschinengehäuses (11 ) angeordnet ist. - Hand-Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Handgriff (
14 ) eine zu einem Umgreifen geeignete Röhrengestalt aufweist und/oder sich entlang der Längsachse (28 ) erstreckt und zu einem Umgreifen von einer Querseite des Maschinengehäuses (11 ) vorgesehen ist - Hand-Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Handgriff (
14 ) mindestens eine elektrische Komponente, insbesondere eine Steuerung (42 ) und/oder ein elektrische Einstellelement (43 ), angeordnet ist. - Hand-Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Handgriff (
14 ) einen Strömungskanal für Kühlluft aufweist oder bildet.
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