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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Handwerkzeugmaschine mit einem für einen schlagenden Antrieb eines Einsatzwerkzeugs vorgesehenen mechanischen Schlagwerk, das einen von einer Druckfeder in Richtung des Einsatzwerkzeugs beaufschlagten Schlagkörper aufweist, der drehfest mit einer zugeordneten Antriebswelle verbunden ist und axial verschiebbar an der Antriebswelle gelagert ist, wobei die Druckfeder an ihrem vom Schlagkörper wegweisenden Ende gegen eine Unterlegscheibe anliegt.
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Aus dem Stand der Technik ist eine derartige, als Drehschlagschrauber ausgebildete Handwerkzeugmaschine bekannt, die ein mechanisches Schlagwerk für einen schlagenden Antrieb eines Einsatzwerkzeugs aufweist. Dieses mechanische Schlagwerk weist einen drehfest mit einer zugeordneten Antriebswelle der Handwerkzeugmaschine verbundenen und axial verschiebbar an der Antriebswelle gelagerten Schlagkörper auf. Der Schlagkörper wird mit einer zugeordneten Druckfeder in Richtung des Einsatzwerkzeugs beaufschlagt.
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Nachteilig am Stand der Technik ist, dass im lastfreien Betrieb der Handwerkzeugmaschine, d. h. in einem Betriebsmodus, in dem keine Schlagerzeugung erforderlich ist, der Schlagkörper mit der Antriebswelle mitgedreht wird, während die Druckfeder in Drehrichtung der Antriebswelle im Wesentlichen unbeweglich bleibt, d. h. nicht mitgedreht wird. Dies bewirkt aufgrund hierbei auftretender Reibungskräfte unerwünschte Vibrationen in der Handwerkzeugmaschine, die zu einer nicht unerheblichen Geräuschentwicklung und somit zu Komforteinbussen bei der Benutzung der Handwerkzeugmaschine führen können.
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Offenbarung der Erfindung
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine neue Handwerkzeugmaschine mit einem mechanischen Schlagwerk bereit zu stellen, bei der zumindest eine Reduzierung von im lastfreien Betrieb vom Schlagwerk erzeugten Vibrationen und/oder Geräuschen ermöglicht wird.
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Dieses Problem wird gelöst durch eine Handwerkzeugmaschine mit einem für einen schlagenden Antrieb eines Einsatzwerkzeugs vorgesehenen mechanischen Schlagwerk, das einen von einer Druckfeder in Richtung des Einsatzwerkzeugs beaufschlagten Schlagkörper aufweist, der drehfest mit einer zugeordneten Antriebswelle verbunden ist und axial verschiebbar an der Antriebswelle gelagert ist. Die Druckfeder liegt an ihrem vom Schlagkörper wegweisenden Ende gegen eine Unterlegscheibe an. Die Unterlegscheibe ist axial verschiebbar und drehbar auf der Antriebswelle gelagert.
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Die Erfindung ermöglicht somit die Bereitstellung einer Handwerkzeugmaschine mit einem mechanischen Schlagwerk, bei dem die Unterlegscheibe und somit die Druckfeder im lastfreien Betrieb der Handwerkzeugmaschine mit der Antriebswelle mitdrehen können, sodass zwischen Druckfeder und Unterlegscheibe keine Reibung auftreten kann und somit unerwünschte Vibrationen und eine daraus resultierende unerwünschte Geräuschentwicklung zumindest reduziert werden.
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Gemäß einer Ausführungsform weist die Unterlegscheibe einen Scheibenkörper auf, an dem eine Ringnut ausgebildet ist, in der das vom Schlagkörper wegweisende Ende der Druckfeder angeordnet ist.
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Somit kann eine sichere und stabile Fixierung der Druckfeder an der Unterlegscheibe erreicht werden.
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Die Ringnut des Scheibenkörpers weist bevorzugt in einer von der Antriebswelle radial wegweisenden Richtung einen in Richtung des Einsatzwerkzeugs abgeschrägten Ringkragen auf.
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Somit kann auf einfache Art und Weise eine radiale Verschiebung der Druckfeder relativ zur Antriebswelle verhindert werden.
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An dem Scheibenkörper sind bevorzugt Verstärkungsstreben ausgebildet.
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Somit kann ein stabiler und zuverlässiger Scheibenkörper bereitgestellt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform ist zwischen der Unterlegscheibe und dem Schlagkörper ein Dämpfungsglied angeordnet.
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Die Erfindung ermöglicht somit ein sicheres Abdämpfen axialer Bewegungen des Schlagkörpers bei einer Schlagerzeugung.
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Die Unterlegscheibe ist bevorzugt durch Kunststoffspritzen an das vom Schlagkörper wegweisende Ende der Druckfeder angeformt.
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Somit kann auf einfache Art und Weise ein gleichzeitiges Drehen von Druckfeder und Unterlegscheibe im lastfreien Betrieb der Handwerkzeugmaschine erreicht werden.
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Gemäß einer Ausführungsform weist der Schlagkörper eine der Druckfeder zugewandte Ringnut auf, in der ein dem Schlagkörper zugewandtes Ende der Druckfeder angeordnet ist.
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Somit kann eine sichere und stabile Fixierung der Druckfeder am Schlagkörper erreicht werden.
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In der Ringnut des Schlagkörpers ist bevorzugt ein Druckkugellager angeordnet. Das dem Schlagkörper zugewandte Ende der Druckfeder liegt vorzugsweise gegen das Druckkugellager an.
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Somit kann auf einfache Art und Weise bei einer Schlagerzeugung durch das Schlagwerk ein Verdrehen des Schlagkörpers relativ zur Druckfeder ermöglicht werden.
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Zwischen dem Druckkugellager und dem dem Schlagkörper zugewandten Ende der Druckfeder ist bevorzugt eine Ringscheibe angeordnet.
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Somit kann eine gleichmäßige Belastung des Druckkugellagers durch die Druckfeder in axialer Richtung erreicht werden.
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Das Eingangs genannte Problem wird auch gelöst durch ein mechanisches Schlagwerk zum schlagenden Antrieb eines Einsatzwerkzeugs einer Handwerkzeugmaschine, das einen von einer Druckfeder in Richtung des Einsatzwerkzeugs beaufschlagten Schlagkörper aufweist, der drehfest mit einer der Handwerkzeugmaschine zugeordneten Antriebswelle verbunden ist und axial verschiebbar an der Antriebswelle gelagert ist. Die Druckfeder liegt an ihrem vom Schlagkörper wegweisenden Ende gegen eine Unterlegscheibe an. Die Unterlegscheibe ist axial verschiebbar und drehbar auf der Antriebswelle gelagert.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die Erfindung ist anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Ansicht einer Handwerkzeugmaschine mit einem Einsatzwerkzeug gemäß einer Ausführungsform,
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2 eine Schnittansicht eines proximalen Abschnitts des mechanischen Schlagwerks der Handwerkzeugmaschine von 1 gemäß einer Ausführungsform,
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3 eine perspektivische Ansicht der Unterlegscheibe von 2,
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4 eine Draufsicht auf eine Oberseite und eine Seitenansicht der Unterlegscheibe von 3,
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5 eine perspektivische Ansicht einer Unterlegscheibe für das mechanische Schlagwerk von 2 gemäß einer weiteren Ausführungsform,
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6 eine Draufsicht auf eine Oberseite und eine Seitenansicht der Unterlegscheibe von 5,
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7 eine Schnittansicht eines distalen Abschnitts des mechanischen Schlagwerks der Handwerkzeugmaschine von 1 gemäß einer Ausführungsform, und
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8 eine perspektivische Ansicht des Druckkugellagers von 7.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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1 zeigt eine mit einer Werkzeugaufnahme 150 versehene Handwerkzeugmaschine 100, die ein Gehäuse 110 mit einem Handgriff 126 aufweist. Gemäß einer Ausführungsform ist die Handwerkzeugmaschine 100 zur netzunabhängigen Stromversorgung mechanisch und elektrisch mit einem Akkupack 130 verbindbar.
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In dem Gehäuse 110 sind ein von dem Akkupack 130 mit Strom versorgter, elektrischer Antriebsmotor 114, ein Getriebe 118 und ein mechanisches Schlagwerk 122 angeordnet. Der Antriebsmotor 114 ist z. B. über einen Handschalter 128 betätigbar, d. h. ein- und ausschaltbar, und kann ein beliebiger Motortyp sein, z. B. ein elektronisch kommutierter Motor oder ein Gleichstrommotor. Vorzugsweise ist der Antriebsmotor 114 derart elektronisch steuer- bzw. regelbar, dass sowohl ein Reversierbetrieb, als auch Vorgaben hinsichtlich einer gewünschten Drehgeschwindigkeit realisierbar sind. Die Funktionsweise und der Aufbau eines geeigneten Antriebsmotors sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt, sodass hier zwecks Knappheit der Beschreibung auf eine eingehende Beschreibung verzichtet wird.
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Der Antriebsmotor 114 ist über eine zugeordnete Motorwelle 116 mit dem Getriebe 118 verbunden, das eine Drehung der Motorwelle 116 in eine Drehung einer zwischen Getriebe 118 und Schlagwerk 122 vorgesehenen Antriebswelle 120 umwandelt. Diese Umwandlung erfolgt bevorzugt derart, dass die Antriebswelle 120 sich relativ zur Motorwelle 116 mit vergrößertem Drehmoment, aber verringerter Drehgeschwindigkeit dreht. Der Antriebsmotor 114 ist illustrativ in einem Motorgehäuse 115 angeordnet und das Getriebe 118 in einem Getriebegehäuse 119, wobei das Getriebegehäuse 119 und das Motorgehäuse 115 beispielhaft in dem Gehäuse 110 angeordnet sind.
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Das mit der Antriebswelle 120 verbundene mechanische Schlagwerk 122 ist beispielhaft ein Dreh- bzw. Rotationsschlagwerk, das schlagartige Drehimpulse mit hoher Intensität erzeugt und auf eine Abtriebswelle 124, z. B. eine Abtriebsspindel, überträgt. An der Abtriebswelle 124 ist die Werkzeugaufnahme 150 vorgesehen, die bevorzugt zur Aufnahme von Einsatzwerkzeugen ausgebildet ist und gemäß einer Ausführungsform sowohl mit einem Einsatzwerkzeug 140 mit Außenmehrkant-Kupplung 142, als auch mit einem Einsatzwerkzeug mit Innenmehrkant-Kupplung verbindbar ist. Das Einsatzwerkzeug 140 ist beispielhaft als Schrauberbit mit der Außenmehrkant-Kupplung 142, illustrativ einer Achtkant-Kupplung, ausgebildet. Ein derartiges Schrauberbit ist hinreichend aus dem Stand der Technik bekannt, sodass hier zwecks Knappheit der Beschreibung auf eine eingehende Beschreibung verzichtet wird.
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Es wird darauf hingewiesen, dass die Handwerkzeugmaschine 100 beispielhaft als Akku-Drehschlagschrauber ausgebildet ist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf Akku-Drehschlagschrauber beschränkt, sondern kann vielmehr bei unterschiedlichen Elektrowerkzeugen Anwendung finden, bei denen das mechanische Schlagwerk 122 zur Schlagerzeugung verwendbar ist, z. B. bei einer Schlagbohrmaschine etc., unabhängig davon, ob das Elektrowerkzeug netzunabhängig mit einem Akkupack oder netzabhängig betreibbar ist.
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2 zeigt einen distalen Abschnitt des in dem Getriebegehäuse 119 angeordneten Getriebes 118 von 1, sowie einen proximalen Abschnitt des mechanischen Schlagwerks 122 von 1 gemäß einer Ausführungsform. Dieses ist illustrativ in einem Gehäuseteil 222 angeordnet, das an dem Getriebegehäuse 119 befestigt ist.
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Das Getriebe 118 ist beispielhaft ein Planetengetriebe und hat illustrativ ein Sonnenrad 209, mindestens ein Planetenrad 215, 217, einen Planetenträger bzw. Mitnehmer 218, sowie ein axial und radial unbeweglich im Getriebegehäuse 119 angeordnetes Hohlrad 206. Das Sonnenrad 209 ist beispielhaft über eine Lagereinrichtung 219 an der Antriebswelle 120 drehbar gelagert. Der Mitnehmer 218 ist illustrativ einstückig mit der Antriebswelle 120 ausgebildet, z. B. an diese angeformt. Alternativ hierzu kann der Mitnehmer 218 über eine geeignete Verbindungseinrichtung mit der Antriebswelle 120 verbunden sein.
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Das Planetengetriebe 118 kann gemäß einer Ausführungsform zwischen mehreren Stufen umschaltbar sein und ist illustrativ zwischen einer ersten und einer zweiten Stufe umschaltbar, wobei die erste Stufe von dem Sonnenrad 209, dem mindestens einen Planetenrad 215, 217, dem Planetenträger bzw. Mitnehmer 218 und dem Hohlrad 206 gebildet wird. Eine zweite Stufe 211 ist zwecks Knappheit und Klarheit der Zeichnung lediglich angedeutet. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass dem Fachmann ein entsprechender Aufbau eines geeigneten Planetengetriebes hinreichend bekannt ist, sodass hier auf eine eingehende Beschreibung verzichtet werden kann.
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In einem distalen Abschnitt des Getriebegehäuses 119 ist beispielhaft ein als Kugellager ausgebildetes Lager 234 zur Lagerung der Antriebswelle 120 angeordnet. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass auch andere Lagertypen im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendbar sind. Z. B. kann das Lager 234 alternativ als Gleitlager, Nadelhülse, Rollenlager oder ein anderer Wälzlagertyp realisiert werden.
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Gemäß einer Ausführungsform ist an einer distalen Stirnseite 299 des Getriebegehäuses 119 eine dem mechanischen Schlagwerk 122 zugeordnete Unterlegscheibe 240 angeordnet, die eine Öffnung 242 aufweist und über diese drehbar sowie axial verschiebbar auf der Antriebswelle 120 gelagert ist. Darüber hinaus ist ein Schlagkörper 225 drehfest mit der Antriebswelle 120 verbunden und axial verschiebbar auf dieser gelagert. Zwischen dem Schlagkörper 225 und der Unterlegscheibe 240 ist ein illustrativ auf der Antriebswelle 120 gelagertes Dämpfungsglied 244 angeordnet, sowie eine die Antriebswelle 120 umgreifende Druckfeder 228 zur Schlagerzeugung im Betrieb der Handwerkzeugmaschine 100 von 1, wie unten stehend beschrieben.
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Die Druckfeder 228 liegt an ihrem vom Schlagkörper 225 wegweisenden Ende 227 gegen die Unterlegscheibe 240 an, wobei die Unterlegscheibe 240 z. B. durch Kunststoffspritzen an die Druckfeder 228 angeformt sein kann. Alternativ hierzu können die Druckfeder 228 und die Unterlegscheibe 240 einstückig ausgebildet sein. Ein dem Schlagkörper 225 zugewandtes Ende 226 der Druckfeder 228 ist in dem Schlagkörper 225 angeordnet, wie unten bei 7 beschrieben.
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Gemäß einer Ausführungsform stützt die Druckfeder 228 sich an der Unterlegscheibe 240 ab und beaufschlagt den Schlagkörper 225 in distaler Richtung, d. h. in Richtung des Einsatzwerkzeugs 140 von 1, wie mit einem Pfeil 229 angedeutet. Im lastfreien Betrieb der Handwerkzeugmaschine 100 von 1, d. h. falls keine Schlagerzeugung erforderlich ist, dreht sich der Schlagkörper 225 in einer in 2 gezeigten, distalen Endposition mit der Antriebswelle 120. Hierbei drehen sich die Druckfeder 228 und mit dieser die Unterlegscheibe 240 zumindest im Wesentlichen reibungsfrei ebenfalls mit der Antriebswelle 120.
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Bei einer Schlagerzeugung des mechanischen Schlagwerks 122 im Betrieb der Handwerkzeugmaschine 100 von 1 wird der Schlagkörper 225 gegen die Kraft der Druckfeder 228 axial in die proximale Richtung, d. h. in Richtung der Unterlegscheibe 240 bzw. entgegengesetzt zu dem Pfeil 229, verschoben. Hierbei wird durch die auf die Unterlegscheibe 240 ausgeübte Kraft der Druckfeder 228 eine weitere Drehung der Unterlegscheibe 240 und somit der Druckfeder 228 unterbunden, während der Schlagkörper 225 wie bei 7 beschrieben seine Drehung fortsetzt. Um eine übermäßige axiale Verschiebung des Schlagkörpers 225 zu vermeiden, wird dieser in einer vorgegebenen, proximalen Endposition von dem Dämpfungsglied 244 in axialer Richtung blockiert, wobei ein Anschlagen des Schlagkörpers 225 von dem Dämpfungsglied 244 abgedämpft wird. Der Schlagkörper 225 wird dann zur Schlagerzeugung von der Druckfeder 228 wieder in die in 2 gezeigte distale Endposition zurück gefedert. Da die Funktionsweise eines mechanischen Schlagwerks sowie die Schlagerzeugung durch ein derartiges Schlagwerk dem Fachmann hinreichend bekannt sind, wird hier zwecks Knappheit der Beschreibung auf eine eingehende Beschreibung verzichtet.
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3 zeigt die Unterlegscheibe 240 von 2 mit der Öffnung 242, die beispielhaft etwa zentral ausgeführt ist. Gemäß einer Ausführungsform hat die Unterlegscheibe 240 einen mit Verstärkungsstreben 341, 342, 343, 344, 345 versehenen Scheibenkörper 340, an den eine im Wesentlichen senkrecht hierzu ausgebildete Ringwand 346 angeformt ist, sodass Scheibenkörper 340 und Ringwand 346 etwa umgedreht topfartig ausgebildet sind.
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Die Ringwand 346 ist mit einer radialen Erweiterung 349 versehen, die sich in 2 in einer von der Antriebswelle 120 radial wegweisenden Richtung etwa parallel zum Scheibenkörper 340 erstreckt und an der ein Ringkragen 348 ausgebildet ist, der derart in Bezug auf die radiale Erweiterung 349 abgeschrägt ist, dass zwischen Ringwand 346 und Ringkragen 348 eine Ringnut 347 ausgebildet ist. Nach einer Montage der Unterlegscheibe 240 in der Handwerkzeugmaschine 100 von 1 ist dieser Ringkragen 348 wie in 2 gezeigt in Richtung des Einsatzwerkzeugs 140 von 1 abgeschrägt. In der Ringnut 347 ist in 2 das vom Schlagkörper 225 wegweisende Ende 227 der Druckfeder 228 angeordnet.
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4 verdeutlicht die an dem Scheibenkörper 340 vorgesehenen Verstärkungsstreben 341, 342, 343, 344, 345 sowie einem Winkel 410, mit dem der Ringkragen 348 von der radialen Erweiterung 349 abgeschrägt ist.
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5 und 6 zeigen eine beispielhafte, alternative Ausführungsform einer Unterlegscheibe 500 für das mechanische Schlagwerk 122 von 1 und 2. Diese hat im Gegensatz zur Unterlegscheibe 240 von 2 bis 4 keinen Ringkragen 348.
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7 zeigt einen distalen Abschnitt des mechanischen Schlagwerks 122 von 1 und 2 gemäß einer Ausführungsform, mit dem auf der Antriebswelle 120 gelagerten Schlagkörper 225, der von der Druckfeder 228 in Richtung der Abtriebswelle 124 beaufschlagt ist. Diese ist über einen Abtriebsnocken 724 drehfest an der Antriebswelle 120 befestigt.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der Schlagkörper 225 topfförmig ausgebildet, mit einem ringförmigen Bodenabschnitt 798, dessen der Abtriebswelle 124 zugewandte Stirnseite 730 im lastfreien Betrieb der Handwerkzeugmaschine 100 von 1 gegen den Abtriebsnocken 724 anliegt. An dem mit einer zentralen Öffnung 799 ausgebildeten Bodenabschnitt 798 sind ein innerer, ringförmiger Wandabschnitt 732 und ein äußerer, ringförmiger Wandabschnitt 734 angeformt, die mit dem Bodenabschnitt 798 eine in 7 der Druckfeder 228 zugewandte Ringnut 736 ausbilden.
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In der Ringnut 736 ist das dem Schlagkörper 225 zugewandte Ende 226 der Druckfeder 228 angeordnet, das illustrativ gegen eine Ringscheibe 760 anliegt, die an der Druckfeder 228 befestigt oder an diese angeformt sein kann. Die Druckfeder 228 beaufschlagt die Ringscheibe 760 in Richtung des Bodenabschnitts 798 und somit in Richtung des Abtriebsnockens 724 gegen ein in der Ringnut 736 angeordnetes Druckkugellager 750. Dieses hat einen etwa U-förmigen Trägerring 752, in dem eine Mehrzahl von Kugeln 754, 756 angeordnet sind. Die Ringscheibe 760 liegt gegen den Trägerring 752 an und die Kugeln 754, 756 somit gegen den Bodenabschnitt 798. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die Ringscheibe 760 lediglich zur Erzielung einer verbesserten Druckauflageverteilung am Druckkugellager 750 Anwendung findet und somit auch eine Ausgestaltung des mechanischen Schlagwerks 122 ohne die Ringscheibe 760 möglich ist, bei der das dem Schlagkörper 225 zugewandte Ende 226 der Druckfeder 228 unmittelbar gegen das Druckkugellager 750 anliegt.
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Das Druckkugellager 750 ist gemäß einer Ausführungsform dazu ausgebildet, bei einer Schlagerzeugung des mechanischen Schlagwerks 122 im Betrieb der Handwerkzeugmaschine 100 von 1 eine Drehung des Schlagkörpers 225 relativ zur Druckfeder 228 zu ermöglichen. Wie bereits bei 2 beschrieben wird bei einer derartigen Schlagerzeugung eine Drehung der Druckfeder 228 unterbunden, während der Schlagkörper 225 seine Drehung bzw. Rotation um die Antriebswelle 120 fortsetzt. Hierbei dreht sich der Schlagkörper 225 ebenfalls relativ zum Druckkugellager 750, das durch die Kraft der Druckfeder 228 an einer weiteren Drehung gehindert wird und dessen Kugeln 754, 756 somit in der Ringnut 736 eine Rollbewegung ausführen. Nach der Schlagerzeugung bzw. im lastfreien Betrieb der Handwerkzeugmaschine 100 von 1 dreht sich das Druckkugellager 750 erneut mit der Druckfeder 228, der Ringscheibe 760 und dem Schlagkörper 225 bis zur nächsten Schlagerzeugung.
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8 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform des Druckkugellagers 750 von 7. 8 verdeutlicht eine in dem etwa U-förmig ausgebildeten Trägerring 752 angeordnete Mehrzahl von Kugeln, von denen zwecks Einfachheit und Übersichtlichkeit der Zeichnung nur die Kugeln 754, 756 gekennzeichnet sind. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die Ausgestaltung eines geeigneten Druckkugellagers 750 dem Fachmann hinreichend bekannt ist, sodass hier zwecks Knappheit der Beschreibung auf eine eingehende Beschreibung verzichtet wird.
