DE102012200399A1

DE102012200399A1 - Aufsatz für eine handgeführte Werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE102012200399A1
Application number: DE201210200399
Authority: DE
Inventors: Thomas Zeller
Original assignee: Metabowerke GmbH and Co
Current assignee: Metabowerke GmbH and Co
Priority date: 2011-01-13
Filing date: 2012-01-12
Publication date: 2012-05-03
Also published as: DE202011001477U1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Aufsatz (10) für eine handgeführte Werkzeugmaschine, insbesondere einen Schrauber oder eine Bohrmaschine, umfassend eine Abtriebswelle (40) mit einer Werkzeugaufnahme (42) zur lösbaren Aufnahme eines Werkzeugs, eine Verbindungseinrichtung (30) zur lösbaren Verbindung des Aufsatzes (10) mit der Werkzeugmaschine und eine Einrichtung zur Wandlung des an die Werkzeugaufnahme abgegebenen Drehmoments. Um eine möglichst vielseitige Anwendbarkeit der Werkzeugmaschine mit einem solchen Aufsatz bereitstellen zu können, weist die Einrichtung zur Wandlung des Drehmoments ein Getriebe auf.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Aufsatz für eine handgeführte Werkzeugmaschine, insbesondere einen angetriebenen Schrauber oder eine angetriebene Bohrmaschine, wobei die Werkzeugmaschine ein Gehäuse umfasst, in dem ein Antrieb mit einer antreibenden Welle aufgenommen ist, sowie einen werkzeugseitigen Abtrieb mit einer angetriebenen Welle. Die angetriebene Welle weist eine Werkzeugaufnahme zur lösbaren Aufnahme eines Werkzeugs auf und ist durch eine Getriebeeinheit mit der antreibenden Welle derart verbindbar, dass ein Antriebsdrehmoment von der antreibenden Welle mittels der Getriebeeinheit auf die angetriebene Welle übertragen werden kann.
Derartige Werkzeugmaschinen können angetriebene Schrauber oder Bohrmaschinen sein, die zum Eindrehen und Lösen von Schrauben und/oder zum Bohren verwendet werden, wobei nachfolgend unter der Bezeichnung „Schrauben” im weitesten Sinne alle Arten von Befestigungsmitteln verstanden werden, die ein Gewinde aufweisen, also insbesondere auch Gewindebolzen oder Schraubenmuttern. Diese Werkzeugmaschinen können beispielsweise elektrisch über Netzstrom oder einen Akkumulator angetrieben werden.
Die DE 103 45 135 A1 offenbart einen Akkuschrauber mit einem Getriebe, bei dem das Getriebe und der Antriebsmotor hintereinander in die Gehäuseschalen eines Akkuschraubers montiert sind und das Getriebe die Antriebswelle des Antriebsmotors und die angetriebene Welle des Abtriebs in üblicher Weise miteinander verbindet. Ein solches Getriebe ermöglicht ein Umschalten zwischen einer ersten Drehrichtung zum Einschrauben und einer zweiten Drehrichtung zum Lösen einer Schraube mit Hilfe des Schraubers.
Beim Eindrehen und Lösen der Schrauben kann bekanntlich das benötigte Ausgangs-Drehmoment je nach Anwendungsfall stark variieren. So wird für das Lösen und Eindrehen von Schrauben in vergleichsweise weiche Materialien, wie Holz oder Kunststoff, oder von Schrauben, die selbst aus einem vergleichsweise weichen Material hergestellt sind, wie Kunststoff oder Messing, ein kleines Drehmoment benötigt, um ein Durchdrehen der Schrauben beim Lösen oder Einschrauben zu vermeiden, während umgekehrt bei anderen Anwendungen sehr hohe Eindreh- bzw. Lösedrehmomente benötigt werden können. Gleichermaßen kann auch beim Bohren mit einem Schrauber oder mit einer Bohrmaschine das benötigte Drehmoment zum Einbringen der Bohrung u. a. von dem Material, in das die Bohrung eingebracht werden soll, abhängen und somit stark variieren.
Darüber hinaus wird insbesondere bei gewerblichen Anwendungen oftmals ein Schraubvorgang mit einem vorgegebenen Maximal-Drehmoment gefordert.
Aus der Praxis ist es daher bekannt, einen Schrauber mit einer Drehmomentbegrenzungskupplung zu versehen, die die Drehmomentübertragung unterbricht, sobald ein gewünschtes Drehmoment erreicht ist. Auf diese Weise wird verhindert, dass ein unerwünschtes Überdrehen der Schraube auftritt, welches die Lösbarkeit der Schraubverbindung oder die Haltbarkeit der Schraubverbindung unerwünscht beeinträchtigen kann.
Die DE 101 24 572 A1 offenbart in diesem Zusammenhang, dass solche Drehmomentbegrenzungskupplungen ein asymmetrisches Löseverhalten aufweisen können, um dem Umstand Rechnung zu tragen, dass zum Lösen einer Schraube ein höheres Drehmoment aufgebracht werden muss als zum Eindrehen der Schraube.
Aus dem Stand der Technik ist ferner, wie in der EP 1 930 125 A1 offenbart, ein Aufsatz mit einer Einrichtung zur Einstellung des maximalen Drehmoments bekannt. Auch bei diesem Aufsatz wird wiederum das maximale Drehmoment vorgegeben, wobei bei Erreichen des voreingestellten Drehmoments die Ausgangswelle des Aufsatzes von der Antriebswelle des Schraubers getrennt wird. Hierfür weist die Drehmomenteinstell-Einrichtung eine Überrastkupplung mit zwei Kupplungshälften auf, wobei eine Eingangswelle des Aufsatzes mit einer ersten Kupplungshälfte und eine Ausgangswelle mit einer zweiten Kupplungshälfte ausgestattet sind.
Mit einer Drehmomentbegrenzungskupplung oder einer Überrastkupplung, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist, kann jedoch keine Drehmomentübersetzung, sondern nur eine Drehmomentbegrenzung erreicht werden. Eine Drehmomentübersetzung bzw. Umkehr der Drehrichtung wird stattdessen regelmäßig über die in das Gehäuse integrierte Getriebeeinheit erzeugt, wobei durch eine eingebaute Getriebeeinheit nur eine geringe Anzahl festgelegter Übersetzungen vorgegeben werden können.
Bei handgeführten Werkzeugmaschinen besteht eine weitere Anforderung an diese darin, eine möglichst einfache Handhabung der Werkzeugmaschine sicherzustellen. Dies bedeutet, dass die Werkzeugmaschine möglichst klein und leicht gebaut sein sollte, um sich einfach durch den Anwender handhaben zu lassen. Infolgedessen muss auch die eingebaute Getriebeeinheit vergleichsweise leicht und klein gebaut sein, wodurch die Anzahl der zur Verfügung gestellten Übersetzungen regelmäßig auf ein bis drei begrenzt ist.
Um jedoch über die bereitgestellten Übersetzungen hinaus ein vielfältiges Angebot an Einsatzmöglichkeiten einer angetriebenen Werkzeugmaschine auf möglichst einfache Weise bereitzustellen, wird vorgeschlagen, einen Aufsatz für die Werkzeugmaschine, insbesondere für einen angetriebenen Schrauber oder eine angetriebene Bohrmaschine, bereitzustellen, wobei der Aufsatz eine Abtriebswelle mit einer Werkzeugaufnahme zur lösbaren Aufnahme eines Werkzeugs umfasst, eine Verbindungseinrichtung zur lösbaren Verbindung des Aufsatzes mit der Werkzeugmaschine und eine Einrichtung zur Wandlung des an die Werkzeugaufnahme abgegebenen Drehmoments, und wobei die Einrichtung zur Wandlung des Drehmoments ein Getriebe aufweist.
Neben der üblichen Getriebeeinheit einer Werkzeugmaschine wird die Werkzeugmaschine durch einen solchen Aufsatz mit einem zusätzlichen Getriebe versehen, wodurch eine oder mehrere zusätzliche Unter- oder Übersetzungen des zum Arbeiten von der Abtriebswelle an das Werkzeug zur Verfügung gestellten Drehmoments erreicht wird bzw. werden. Beispielsweise kann ein Schrauber ohne Aufsatz in einem Drehmomentbereich von 0–80 Nm eingesetzt werden, während er mit dem Aufsatz zusätzlich in einem Drehmomentbereich von 0–300 Nm (Newtonmeter) arbeiten kann.
Durch Bereitstellung mehrerer Aufsätze, die jeweils Getriebe mit verschiedenen Getriebeübersetzungen aufweisen, kann die Werkzeugmaschine an vollkommen unterschiedliche Anwendungsfälle mit jeweils unterschiedlichen benötigten Drehmomenten angepasst werden. Die Lösbarkeit des Aufsatzes stellt ferner sicher, dass die durch den Aufsatz höhere Gesamtmasse der Werkzeugmaschine nur solange die Handhabung durch den Anwender erschwert, solange der Aufsatz für die gewünschte Anwendung benötigt wird und an dieser angebracht ist.
Die Werkzeugaufnahme dient zur Aufnahme eines Werkzeugs und kann hierzu eine Ausnehmung umfassen, die eine form- und/oder kraftschlüssige Kopplung mit einem darin aufgenommenen Werkzeug bereitstellt. So kann sie gemäß einer ersten Gestaltungsvariante eine mehrkantige bzw. im Querschnitt betrachtet polygonförmige Ausnehmung umfassen, die beispielsweise (im Querschnitt betrachtet) ein gleichseitiges Sechseck (sog. Innensechskant) oder dergleichen bildet. Eingesetzte Werkzeuge mit einer korrespondierenden Verbindungsschnittstelle können infolge einer solchen Ausbildung der Werkzeugaufnahme in drehfeste Verbindung mit der Abtriebswelle gebracht werden. Als Werkzeug kann beispielsweise ein Schraubendreherbit oder ein Einsteckschlüssel eingesetzt werden. Weitere alternative Gestaltungsvarianten, bei denen eine drehfeste Verbindung der Abtriebswelle mit einem in ihrer Werkzeugaufnahme aufgenommenen Werkzeug durch Formschluss erreicht wird, sind selbstverständlich ebenfalls denkbar, wie beispielsweise in der Art einer Nut-Keilwellen-Verbindung oder dergleichen. Weiterhin kann die Ausnehmung zusätzlich oder alternativ mit Mitteln versehen sein kann, die das eingeschobene Werkzeug gegen Verlieren festhalten, so dass, um diese von Hand axial aus der Werkzeugaufnahme herauszuziehen, ein gewisser Widerstand überwunden werden muss.
Neben oder zusätzlich zu einer formschlüssigen Verbindung kann jedoch auch eine kraftschlüssige Verbindung der Abtriebswelle mit einem in ihrer Werkzeugaufnahme eingesetzten Werkzeug sinnvoll sein.
Der Aufsatz kann zudem eine Verbindungswelle aufweisen, die zur drehfesten Verbindung mit einer angetriebenen Welle der Werkzeugmaschine mit dieser form- und/oder kraftschlüssig koppelbar ist.
Weiterhin kann das Getriebe als Planetengetriebe ausgebildet sein. Diese Getriebeform hat den Vorteil, dass das Getriebe vergleichweise klein gebaut werden kann und somit nur einen geringen Bauraum benötigt.
Besonders vorteilhaft umfasst das Getriebe des Aufsatzes ein schaltbares Getriebe. Auf diese Weise wird nicht nur eine vorgegebene Über- oder Untersetzung durch Bereitstellung eines zusätzlich ankoppelbaren Getriebes, welches in dem Aufsatz aufgenommen ist, ermöglicht, sondern es können mehrere unterschiedliche Unter- und/oder Übersetzungen mit einem einzigen Aufsatz bereitgestellt werden.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann der Aufsatz ferner ein im wesentlichen zylinderförmiges Gehäuse umfassen, in dem das Getriebe aufgenommen ist, sowie ein an dem Außenumfang des Aufsatz-Gehäuses angeordnetes Schaltmittel zum Schalten des darin aufgenommenen Getriebes. Das Gehäuse des Aufsatzes (Aufsatz-Gehäuse) kann aus Aluminium-Druckguss oder einem anderen geeigneten Material hergestellt sein, wobei das Gehäuse eine ausreichende Festigkeit aufweisen muss, um eine ausreichende Abstützung von Getriebekomponenten des darin aufgenommenen Getriebes und damit die Getriebefunktion sicherzustellen.
Das Schaltmittel kann durch eine Drehung des Schaltmittels um eine Längsachse des zylinderförmigen Aufsatz-Gehäuses relativ zu dem Aufsatz-Gehäuse betätigbar sein. Alternativ sind jedoch auch andere Varianten, beispielsweise ein axial verschiebbares Schaltmittel denkbar, das ein Umschalten zwischen zwei Gangstufen bewirkt, wenn es aus einer ersten Stellung beispielsweise entlang der Längsachse des zylinderförmigen Gehäuses des Aufsatzes in eine zweite Stellung verschoben wird.
Die Verbindungseinrichtung des Aufsatzes kann Verbindungsmittel umfassen, die geeignet sind, mit korrespondierenden Verbindungsmitteln an der Werkzeugmaschine zusammenzuwirken, um eine lösbare Verbindung bereitzustellen. In diesem Zusammenhang ist es denkbar, dass die Verbindungsmittel oder die korrespondierenden Verbindungsmittel einen Spannring umfassen, wobei der Spannring in einer gespannten Stellung einen geringeren Durchmesser aufweist als in einer entspannten Stellung. Mit Hilfe eines solchen Spannrings kann eine reibschlüssige Verbindung zwischen dem Aufsatz und der Werkzeugmaschine im Bereich der Verbindungsmittel erreicht werden.
Um zusätzlich eine axiale und/oder radiale Sicherung der Verbindung des Aufsatzes mit der Werkzeugmaschine bereitzustellen, kann die Verbindungseinrichtung des Aufsatzes zudem Sicherungsmittel aufweisen, die mit korrespondierenden Sicherungsmitteln der Werkzeugmaschine eine formschlüssige Verbindung herzustellen vermögen. Hierzu können die Sicherungsmittel oder die korrespondierenden Sicherungsmittel wenigstens einen Vorsprung zur axialen und/oder radialen Sicherung des Spannrings in dessen gespannter Stellung umfassen, der mit den jeweils anderen Sicherungsmitteln formschlüssig zusammenzuwirken vermag, beispielsweise indem er in wenigstens einer korrespondierenden Ausnehmung aufgenommen ist oder er sich an einem korrespondierenden Vorsprung abstützt, wenn der Spannring gespannt ist.
Eine axiale Sicherung stellt sicher, dass der Aufsatz sich nicht einfach von der Werkzeugmaschine abziehen lässt, sondern in verbundenem Zustand die angetriebene Welle der Werkzeugmaschine mit dem Getriebe des Aufsatzes verbunden bleibt, um eine Übertragung des Drehmoments von der angetriebenen Welle der Werkzeugmaschine auf das Getriebe und die Abtriebswelle des Aufsatzes sicherzustellen.
Indem eine relative Verdrehung des Aufsatzes im verbundenen Zustand des Aufsatzes mit der Werkzeugmaschine um die Drehachse eines Werkzeugs der Werkzeugmaschine und damit in Umfangsrichtung des Aufsatzes verhindert wird, wird das Handling der Werkzeugmaschine mit Aufsatz erleichtert und die Arbeitssicherheit erhöht. In Umfangsrichtung des Aufsatzes auf die Werkzeugmaschine wirkende Kräfte werden auf diese Weise durch die Verdrehsicherung auf den Aufsatz übertragen.
Vorzugsweise ist eine Vielzahl von Vorsprüngen und/oder Ausnehmungen vorgesehen, die beispielsweise in der Art eines Verzahnungskranzes angeordnet sind, um eine Verbindung des Aufsatzes in einer Vielzahl von Winkelstellungen relativ zu Werkzeugmaschine mit letzterem zu ermöglichen.
Besonders günstig kann der Spannring mittels einer Schnellspanneinrichtung gespannt werden. Eine solche Schnellspanneinrichtung kann einen Spannbolzen umfassen, der wenigstens an einem ersten Ende ein Gewinde aufweist und mit einer Spannmutter verbindbar ist. Die Schnellspanneinrichtung kann ferner mit einem Exzenterhebel in der Art eines Schnellspanners, wie er bei Fahrrädern z. B. zur Fixierung der Sattelstütze bekannt ist, versehen sein. Eine solche Gestaltung ist aus dem Grunde besonders vorteilhaft, als dass zur Befestigung und zum Lösen des Aufsatzes an der Werkzeugmaschine kein zusätzliches Werkzeug notwendig ist.
Grundsätzlich ist es jedoch auch denkbar die Verbindungseinrichtung alternativ beispielsweise als konzentrische Bajonettverbindungseinrichtung zu gestalten.
Der Aufsatz kann ferner einen Kopplungsabschnitt zur Koppelung mit einem zusätzlichen Handgriff aufweisen. Dies ist insbesondere deswegen günstig, da der Aufsatz mit dem darin aufgenommenen Getriebe zusätzliches Gewicht zu der Werkzeugmaschine hinzufügt, was die Handhabung insbesondere bei Überkopf-Arbeiten mit der Werkzeugmaschine erschweren kann. Indem ein zusätzlicher Handgriff an dem Aufsatz angebracht werden kann, wird auch das Handling der gesamten Werkzeugmaschine mit dem verbundenen Aufsatz erleichtert.
Der Handgriff kann seinerseits mit einer Schnellspanneinrichtung an dem Aufsatz oder der Werkzeugmaschine selbst befestigt werden, wobei der Kopplungsabschnitt beispielsweise im Querschnitt betrachtet kreiszylinderförmig ausgebildet sein kann, wodurch eine einfache Anbringung des Griffs ermöglicht wird. zudem kann eine axiale und/oder radiale Sicherung vorgesehen sein, die den Handgriff axial sichert und eine Verdrehung um eine Drehachse des Werkzeugs der Werkzeugmaschine verhindert, wenn der Handgriff mit der Werkzeugmaschine selbst oder mit dem an der Werkzeugmaschine angebrachten Aufsatz verbunden ist.
Die axiale und/oder radiale Sicherung kann in gleicher Weise wie bei der Verbindung von Aufsatz und Werkzeugmaschine durch Sicherungsmittel erreicht werden, die an dem Handgriff ausgebildet sind und mit korrespondierenden Sicherungsmitteln an dem Aufsatz zusammenzuwirken vermögen. So können diese wenigstens einen Vorsprung zur axialen und/oder radialen Sicherung des Spannrings des Haltegriffs in dessen gespannter Stellung umfassen, der mit den jeweils anderen Sicherungsmitteln formschlüssig zusammenzuwirken vermag, beispielsweise indem er in wenigstens einer korrespondierenden Ausnehmung aufgenommen ist oder er sich an einem korrespondierenden Vorsprung abstützt, wenn der Spannring gespannt ist.
Die Erfindung betrifft schließlich auch eine handgeführte Werkzeugmaschine, die ein Gehäuse umfasst, in dem ein Antrieb mit einer antreibenden Welle aufgenommen ist, einen werkzeugseitigen Abtrieb mit einer angetriebenen Welle, wobei die angetriebene Welle an einem ersten Ende eine Werkzeugaufnahme zur lösbaren Aufnahme eines Werkzeugs aufweist und durch eine Getriebeeinheit mit der antreibenden Welle derart verbindbar ist, dass ein Antriebsdrehmoment von der antreibenden Welle mittels der Getriebeeinheit auf die angetriebene Welle übertragen werden kann, sowie einen Aufsatz mit den vorstehend genannten Merkmalen.
Bei einer solchen Werkzeugmaschine kann ferner die angetriebene Welle der Werkzeugmaschine mit einer Verbindungswelle des Aufsatzes koppelbar sein, die geeignet ist, mit der angetriebenen Welle zusammenzuwirken, um das Getriebe des Aufsatzes mit der angetriebenen Welle der Werkzeugmaschine wirktechnisch zu verbinden. Die Kopplung der angetriebenen Welle mit der Verbindungswelle kann über einen Formschluss und/oder Kraftschluss erfolgen, der eine drehfeste Verbindung der beiden Wellen miteinander erreicht. Dabei kann die Verbindungswelle beispielsweise mit einem Verbindungsabschnitt in Eingriff mit der ohnehin vorhandene Werkzeugaufnahme der angetriebenen Welle gebracht werden, wobei der Verbindungsabschnitt und ein Abschnitt an der Werkzeugaufnahme beispielsweise korrespondierende Geometrien (z. B. einen polygonförmigen Querschnitt, wie einen Innensechskant und einen Außensechskant) aufweisen können, die eine drehfeste Verbindung ermöglichen. Alternativ ist es jedoch ebenfalls möglich, dass beispielsweise die Verbindungswelle im Bereich ihres Verbindungsabschnittes eine Ausnehmung aufweist, in die das freie Ende der angetriebenen Welle der Werkzeugmaschine zumindest abschnittsweise eingreifen kann. Auch in diesem Fall können die angetriebene Welle und die Ausnehmung an der Verbindungswelle beispielsweise korrespondierende Geometrien für eine formschlüssige Verbindung aufweisen.
Alternativ oder zusätzlich zu einer wie auch immer gearteten formschlüssigen Verbindung ist jedoch auch eine kraftschlüssige Kopplung der angetriebenen Welle mit der Verbindungswelle denkbar. Beispielsweise können diese reibschlüssig miteinander drehfest verbunden werden. So ist es denkbar, dass ein in der Werkzeugaufnahme der angetriebenen Welle eingesetzter Verbindungsabschnitt der Verbindungswelle in reibschlüssiger Verbindung mit einem korrespondierenden Abschnitt der Werkzeugaufnahme steht. Alternativ kann beispielsweise auch ein Reibschluss zwischen einem in einer Ausnehmung an der Verbindungswelle aufgenommenen Endabschnitt der angetriebenen Welle und einem Abschnitt der Ausnehmung der Verbindungswelle eine drehfeste Kopplung der Wellen miteinander erreichen. Somit gilt für die Verbindung der angetriebenen Welle der Werkzeugmaschine mit der Verbindungswelle des Aufsatzes das gleiche wie bereits vorstehend im Zusammenhang mit der Werkzeugaufnahme des Aufsatzes ausgeführt, nämlich dass diese über einen Form- und/oder Kraftschluss erreicht werden kann.
Bei einer besonderen Ausführungsform der Werkzeugmaschine kann ferner die Werkzeugaufnahme der angetriebenen Welle der Werkzeugmaschine in gleicher Weise wie die Werkzeugaufnahme der Abtriebswelle des Aufsatzes ausgebildet sein. Dieses kann besonders günstig sein, wenn die Werkzeugmaschine in gleicher Weise mit und ohne Aufsatz betrieben werden soll, wobei die ohnehin an der angetriebenen Welle der Werkzeugmaschine vorgesehene Werkzeugaufnahme in gleicher Weise zur antreibenden Verbindung mit der Verbindungswelle des Aufsatzes genutzt werden kann.
Die Werkzeugmaschine kann elektrisch angetrieben werden, wobei der Antrieb einen Elektromotor umfassen kann. Ferner kann die Werkzeugmaschine insbesondere einen Schrauber oder eine Bohrmaschine umfassen.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben, die eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung darstellen. Der Fachmann wird die in der Zeichnung, der Beschreibung und den Ansprüchen in Kombination offenbarten Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen schematisch:
1 eine isometrische Ansicht eines erfindungsgemäßen Aufsatzes und eines abtriebsseitigen Endes einer Werkzeugmaschine, mit der der Aufsatz lösbar verbunden werden kann;
2a, 2b eine Vorder- bzw. Rückansicht des erfindungsgemäßen Aufsatzes der 1; und
3 einen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Aufsatzes gemäß den 1 bis 2b, der mit dem antriebsseitigen Ende einer Werkzeugmaschine verbunden ist.
Die 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Aufsatz in isometrischer Ansicht, der allgemein mit dem Bezugszeichen 10 versehen ist. In den 2a und 2b ist der Aufsatz 10 in einer Vorder- bzw. Rückansicht gezeigt. Die 3 zeigt schließlich eine längsgeschnittene Ansicht des Aufsatzes 10 in einem mit der Werkzeugmaschine verbundenem Zustand, wobei die Schnittansicht entlang der Längsachse L einer angetriebenen Welle 60 der Werkzeugmaschine verläuft. In der Schnittansicht ist der Aufsatz 10 vollständig geschnitten dargestellt, während von den Bauteilen der Werkzeugmaschine nur die angetriebene Welle 60 geschnitten gezeigt ist (Teilschnitt).
Der Aufsatz 10 ist mit einem abtriebsseitigen Ende 50 einer Werkzeugmaschine (nicht dargestellt) lösbar verbindbar. Bei der Werkzeugmaschine handelt es sich beispielsweise um einen elektrisch angetriebenen, handgeführten Schrauber. In der 1 sind nur die zur Erklärung der Erfindung notwendigen Teile der Werkzeugmaschine gezeigt. Die Werkzeugmaschine kann sowohl mit als auch ohne Aufsatz betrieben werden.
Das abtriebsseitige Ende 50 in der in 1 dargestellten Ausführungsform umfasst den Endabschnitt der angetriebenen Welle 60 der Werkzeugmaschine sowie ein Gehäuse 52, in dem die angetriebene Welle 60 teilweise aufgenommen ist. Das Gehäuse 52 ist im wesentlichen hülsenförmig, in der dargestellten Ausführungsform mit einem zylinderförmigen Abschnitt (in 1 links) und einem kegelstumpfförmigen Abschnitt (in 1 rechts), ausgebildet und kann einteilig mit dem Motorgehäuse der Werkzeugmaschine (nicht dargestellt) geformt sein. Alternativ kann das Gehäuse jedoch auch mit dem Motorgehäuse der Werkzeugmaschine (nicht dargestellt), wie in 1 gezeigt, über Verbindungsbereiche 54, die Bohrungen 54a aufweisen, mittels Befestigungsmitteln (wie z. B. Schrauben) verbindbar sein.
Die angetriebene Welle 60 hat an ihrem freien Ende im Bereich ihrer Stirnfläche eine mehrkantige Ausnehmung 62 zur Aufnahme eines Einsatzwerkzeugs, beispielsweise eines Schrauberbits, oder eines Bohrfutters. Die Ausnehmung 62 kann hierzu beispielsweise sechs Innenkanten 64 (vgl. 3) aufweisen, die im Querschnitt betrachtet ein gleichseitiges Sechseck (Innensechskant) bilden. Um ein Bohrfutter zu fixieren, ist ferner an der Außenumfangsfläche der angetriebenen Welle 60 an deren freien Ende ein Außengewinde 66 vorgesehen.
Das abtriebsseitige Ende 50 der Werkzeugmaschine weist ferner Sicherungsmittel zur axialen und zur radialen Sicherung eines damit verbundenen Aufsatzes 10 oder eines alternativ hieran anbringbaren zusätzlichen Handgriffs (nicht dargestellt) an seinem zylindrischen Abschnitt auf. Diese werden nachfolgend detaillierter in Zusammenhang mit der Verbindungseinrichtung 30 des Aufsatzes 10 beschrieben.
Der Aufsatz 10 umfasst ein Gehäuse 20, das an seinem einen Ende (Verbindungsabschnitt 12, in 1 rechts) eine Verbindungseinrichtung 30 aufweist und an seinem anderen Ende (Kopplungsabschnitt 14, in 1 links) eine Abtriebswelle 40 zumindest abschnittsweise aufnimmt. Das Gehäuse 20 ist, wie in 3 deutlicher erkennbar ist, zweiteilig ausgebildet und umfasst eine erste, äußere Gehäusehülse 22 (in 3) sowie eine zweite, innere Gehäusehülse 24. Die innere Gehäusehülse 24 ist teilweise in der äußeren Gehäusehülse 22 aufgenommen und kann, wie in 2a und 2b gezeigt mittels Verbindungsmitteln 84a, 84b mit der äußeren Gehäusehülse 22 fest verbunden (z. B. verschraubt oder vernietet) werden.
Ferner umfasst die innere Gehäusehülse 24 den Verbindungsabschnitt 12 des Aufsatzes 10. Dieser ist nicht in der äußeren Gehäusehülse 22 aufgenommen und umfasst eine Trennnut 26, die die Gehäusewand der inneren Gehäusehülse 24 durchsetzt, sowie zwei die Trennnut 26 flankierende Verbindungsschenkel 28a und 28b.
Mit Hilfe der Verbindungseinrichtung 30 kann der durch die Trennnut 26 geschaffene Abstand zwischen den Verbindungsschenkeln 28a, 28b verändert und somit der Umfang der Gehäuseshülse 24 an dem Verbindungsabschnitt 12 beispielsweise verringert werden. Somit fungiert das freie Ende der inneren Gehäusehülse 24 mit der Trennnut 26 und den Verbindungsschenkeln 28a, 28b in der Art eines Spannrings, der integral mit dem Gehäuse 20 ausgebildet ist.
Die Verbindungseinrichtung 30 umfasst ferner einen Schnellspanner mit einem Gewindebolzen 32, der zumindest an einem freien Ende ein Außengewinde aufweist und mit einer Mutter 34 verbindbar ist. An seinem zweiten freien Ende ist der Gewindebalzen 32 mit einem Exzenterhebel 36 verbunden, der über eine Achse A₁ (vgl. 2a, 2b) relativ zu dem Gewindebolzen 32 verschwenkbar ist. Der Gewindebolzen 32 erstreckt sich durch miteinander fluchtende Durchgangsbohrungen, welche an den Verbindungsschenkeln 28a, 28b ausgebildet sind.
Das Funktionsprinzip des Schnellspanners entspricht dem eines üblichen Schnellspanners, wie er beispielsweise auch zum Fixieren einer Sattelstütze oder einer Radfelge eines Fahrrads verwendet wird, und wird daher an dieser Stelle nicht näher erläutert.
An ihrem Innenumfang weist die innere Gehäusehülse 24 im Bereich des Verbindungsabschnitts 12 Sicherungsmittel zur axialen Sicherung des mit der angetriebenen Welle 60 der Werkzeugmaschine verbundenen Aufsatzes 10 (vgl. 3) auf. Diese sind durch einen umlaufenden von der Innenumfangsfläche vorstehenden Vorsprung 38 gebildet, der in eine korrespondierende Nut 58 an der Außenumfangsfläche des Gehäuses 52 zur Axialsicherung eingreift, wenn der durch das freie Ende der inneren Gehäusehülse 24 mit der Trennnut 26 und den Verbindungsschenkeln 28a, 28b gebildete Spannring gespannt ist.
Ferner weist die innere Gehäusehülse 24 im Bereich des Verbindungsabschnitts 12 an ihrer Stirnkante Sicherungsmittel zur radialen Sicherung bzw. Verdrehsicherung des mit der angetriebenen Welle 60 der Werkzeugmaschine verbundenen Aufsatzes 10 (vgl. 3) auf. Diese sind durch radiale Ausnehmungen 68 (vgl. 2a, 3) gebildet, die in der Art eines inversen Zahnkranzes entlang der Stirnkante verlaufen und korrespondierende Sicherungsmittel in Form von radialen Vorsprüngen 56 aufzunehmen vermögen, die an dem Außenumfang des Gehäuses 52 der Werkzeugmaschine ausgebildet sind (vgl. 1).
In 1 sind nur vier radiale Vorsprünge 56 gezeigt, es können jedoch selbstverständlich auch mehr oder weniger Vorsprünge 56 vorgesehen sein, beispielsweise können über den gesamten Außenumfang des Gehäuses 52 verteilt in der Art eines Zahnkranzes radiale Vorsprünge 56 angeordnet sein, wie dies am Beispiel der Vorsprünge 16 an der äußeren Gehäusehülse 22 des Aufsatzes 10 gezeigt ist (vgl. 1, 2b).
Wie bereits vorstehend angedeutet, kann die Werkzeugmaschine auch ohne Aufsatz betrieben werden. In diesem Fall können die korrespondierenden Sicherungsmittel 56, 58 auch zur axialen und/oder radialen Sicherung eines zusätzlich anbringbaren Handgriffs (nicht dargestellt) genutzt werden, der beispielsweise ebenfalls mit einem Schnellspanner an der Werkzeugmaschine angebracht werden kann und die gleichen Sicherungsmittel aufweist, wie der Aufsatz 10 im Bereich des Verbindungsabschnitts 12.
Um einen solchen zusätzlichen Handgriff auch dann anbringen zu können, wenn die Werkzeugmaschine mit Aufsatz betrieben wird, weist das Gehäuse 20 des Aufsatzes 10 im Bereich des Kopplungsabschnitts 14 an dem Außenumfang der äußeren Gehäusehülse 22 die im wesentlichen gleichen korrespondierenden Sicherungsmittel 16 und 18 zur axialen und radialen Sicherung auf, wie das Gehäuse 52 der Werkzeugmaschine.
Der Aufsatz 10 umfasst ferner, wie vorstehend bereits angedeutet, eine Abtriebswelle 40, die an ihrem freien Ende aus dem Gehäuse 20 vorragt und im Bereich ihrer Stirnfläche eine mehrkantige Ausnehmung 42 zur Aufnahme eines Einsatzwerkzeugs umfasst, beispielsweise eines Schrauberbits, oder eines Bohrfutters. Die Ausnehmung 42 kann hierzu beispielsweise sechs Innenkanten 42a (vgl. 3) aufweisen, die im Querschnitt betrachtet ein gleichseitiges Sechseck bilden (vgl. 2b). Um ein Bohrfutter zumindest radial zu sichern, sind ferner an der Außenumfangsfläche der Abtriebswelle 40 an deren freien Ende Abflachungen 42b (als mögliche Alternativgestaltung zu dem Außengewinde 66 der angetriebenen Welle 60) vorgesehen (vgl. 1 und 2b).
Die Abtriebswelle 40 wird in der dargestellten Ausführungsform mit Hilfe einer Verbindungswelle 70 und eines Getriebes 80 mit der angetriebenen Welle 60 der Werkzeugmaschine in der nachfolgend beschriebenen Weise gekoppelt: Die Verbindungswelle 70 weist an einem ersten Ende einen Verbindungsbereich 72 auf, der die gleiche Außengeometrie besitzt wie ein in der mehrkantigen Ausnehmung 62 aufnehmbares Einsatzwerkzeug, beispielsweise die Außengeometrie eines Schrauberbits. Eine alternative Gestaltung der Kopplung in der Art eines Form- und/oder Kraftschlusses, wie sie vorstehend im allgemeinen Teil der Beschreibung beschrieben ist, ist jedoch ebenfalls denkbar.
Im verbundenen Zustand ist der Verbindungsbereich 72 der Verbindungswelle 70 in der Ausnehmung 62 der angetriebenen Welle 60 aufgenommen und gegen eine Verdrehung um die Längsachse L gesichert. An ihrem zweiten Ende weist die Verbindungswelle 70 eine Außenverzahnung auf. Das zweite Ende bildet somit das Sonnenrad 74 des als Planetengetriebe 80 ausgebildeten Getriebes des Aufsatzes 10.
Die Abtriebswelle 40 ist in der dargestellten Ausführungsform der 1 bis 3 konzentrisch mit und mit axialem Abstand (bezogen auf die Längsachse L) zu der Verbindungswelle 70 angeordnet. An ihrem der Verbindungswelle 70 zugewandtem Endabschnitt ist die Abtriebswelle 40 des Aufsatzes mit einem Planetenträger 76 für Planetenräder 82 verbunden bzw. integral mit diesem ausgebildet. Die Planetenräder 82 stehen in kämmenden Eingriff mit dem Sonnenrad 74 der Verbindungswelle 70 und rollen an einem Hohlrad 78 ab, das innerhalb des Gehäuses 20 gehäusefest angebracht ist. Das Hohlrad 78 kann beispielsweise an der äußeren Gehäusehülse 22 verschweißt sein oder dergleichen. In bekannter Weise wird somit ein Drehmoment von der Verbindungswelle 70 über die damit in Eingriff stehenden Planetenräder 82 auf die Abtriebswelle 40 des Aufsatzes 10 übertragen.
Eine alternative Gestaltung der Getriebeverbindung zwischen der Abtriebswelle 40 und der Verbindungswelle 70 ist selbstverständlich ebenfalls möglich.
In der gezeigten Ausführungsform ist die Verbindungswelle 70 ferner über ein Lager 46 innerhalb der inneren Gehäusehülse 24 abgestützt, während die Abtriebswelle 40 über ein Lager 44 (in 3 als Doppellager ausgebildet) an der äußeren Gehäusehülse 22 abgestützt ist. Zur axialen Lagesicherung der Lager 44 und 46 sind in üblicher Weise Absätze und Sicherungsringe 44a, 44b bzw. 46a, 46b vorgesehen.
Mit Hilfe des lösbar mit der Werkzeugmaschine verbindbaren Aufsatzes 10 und des darin aufgenommenen Getriebes 80 ist es möglich, eine zusätzliche Über- oder Untersetzung des von der angetriebenen Welle 60 der Werkzeugmaschine bereitgestellten Drehmoments zu erreichen. Gleichzeitig kann der Aufsatz mit Hilfe der Verbindungseinrichtung 30 schnell und einfach – ohne zusätzliches Werkzeug – mit der Werkzeugmaschine verbunden bzw. von dieser gelöst werden, so dass die Werkzeugmaschine nur dann eine erhöhte Masse und Baulänge aufweist, wenn der Aufsatz 10 für eine bestimmte Anwendung benötigt und mit dieser verbunden ist. Die Verwendung eines erfindungsgemäßen Aufsatzes 10 ermöglicht somit eine schnelle und unkomplizierte Umrüstung der Werkzeugmaschine für eine gewünschte Anwendung.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10345135 A1 [0003]
DE 10124572 A1 [0007]
EP 1930125 A1 [0008]

Claims

Aufsatz (10) für eine handgeführte Werkzeugmaschine, ins besondere einen Schrauber oder eine Bohrmaschine, umfassend eine Abtriebswelle (40) mit einer Werkzeugaufnahme (42) zur lösbaren Aufnahme eines Werkzeugs, eine Verbindungseinrichtung (30) zur lösbaren Verbindung des Aufsatzes (10) mit der Werkzeugmaschine und eine Einrichtung zur Wandlung des an die Werkzeugaufnahme abgegebenen Drehmoments, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Wandlung des Drehmoments ein Getriebe aufweist.
Aufsatz (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugaufnahme (42) als eine mehrkantige Ausnehmung ausgebildet ist.
Aufsatz (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe ein Planetengetriebe (80) umfasst.
Aufsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe ein schaltbares Getriebe umfasst.
Aufsatz (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinrichtung (30) des Aufsatzes (10) Verbindungsmittel umfasst, die geeignet sind, mit korrespondierenden Verbindungsmitteln an der Werkzeugmaschine zusammenzuwirken, um eine lösbare Verbindung bereitzustellen.
Aufsatz (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsmittel oder die korrespondierenden Verbindungsmittel einen Spannring umfassen, wobei der Spannring in einer gespannten Stellung einen geringeren Durchmesser aufweist als in einer entspannten Stellung.
Aufsatz (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannring mittels einer Schnellspanneinrichtung gespannt werden kann.
Aufsatz (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnellspanneinrichtung einen Spannbolzen (32) umfasst, der wenigstens an einem ersten Ende ein Gewinde aufweist und mit einer Spannmutter (34) verbindbar ist.
Aufsatz nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinrichtung des Aufsatzes zudem Sicherungsmittel für eine axiale und/oder radiale Sicherung der Verbindung des Aufsatzes mit der Werkzeugmaschine aufweist, die mit korrespondierenden Sicherungsmitteln der Werkzeugmaschine eine formschlüssige Verbindung herzustellen vermögen.
Aufsatz nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungsmittel oder die korrespondierenden Sicherungsmittel wenigstens einen Vorsprung umfassen, und dass die jeweils anderen der Sicherungsmittel oder die korrespondierenden Sicherungsmittel eine Ausnehmung umfassen, in die der Vorsprung einzugreifen vermag, wenn der Aufsatz mit der Werkzeugmaschine verbunden ist.
Aufsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufsatz einen Kopplungsabschnitt aufweist, der mit einem zusätzlichen Haltegriff koppelbar ist.
Handgeführte Werkzeugmaschine, umfassend: – ein Gehäuse, in dem ein Antrieb mit einer antreibenden Welle aufgenommen ist, – einen werkzeugseitigen Abtrieb mit einer angetriebenen Welle (60), wobei die angetriebene Welle (60) eine Werkzeugaufnahme (62) zur lösbaren Aufnahme eines Werkzeugs aufweist und durch eine Getriebeeinheit mit der antreibenden Welle derart verbindbar ist, dass ein Antriebsdrehmoment von der antreibenden Welle mittels der Getriebeeinheit auf die angetriebene Welle (60) übertragen werden kann, sowie einen Aufsatz (10) nach den Ansprüchen 1 bis 11.
Handgeführte Werkzeugmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die angetriebene Welle (60) mit einer Verbindungswelle (70) des Aufsatzes (10) form- und/oder kraftschlüssig koppelbar ist, um das Getriebe des Aufsatzes (10) mit der angetriebenen Welle (60) der Werkzeugmaschine zu verbinden.
Handgeführte Werkzeugmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugaufnahme (62) der angetriebenen Welle (60) der Werkzeugmaschine in gleicher Weise wie die Werkzeugaufnahme (42) der Abtriebswelle (40) des Aufsatzes (10) ausgebildet ist.