DE102012202777A1 - Hand tool safety device, for interrupting force transmission from motor unit to gear unit, has gear wheel, electronic unit for evaluating failure, and actuator for moving gear wheel for interrupting force transmission - Google Patents
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Abstract
Description
Stand der TechnikState of the art
Es ist bereits eine Handwerkzeugsicherheitsvorrichtung, insbesondere für einen Bohrhammer und/oder eine Bohrmaschine, zur Unterbrechung einer Kraftübertragung von einer Motoreinheit auf eine Getriebeeinheit, vorgeschlagen worden. Eine Unterbrechung der Kraftübertragung erfolgt dabei über eine Kupplung, welche sich bei einem erhöhten Drehmoment öffnet.There has already been proposed a hand tool safety device, in particular for a hammer drill and / or a drill, for interrupting a power transmission from a motor unit to a gear unit. An interruption of the power transmission takes place via a clutch which opens at an increased torque.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die Erfindung geht aus von einer Handwerkzeugsicherheitsvorrichtung, insbesondere für einen Bohrhammer und/oder eine Bohrmaschine, zur Unterbrechung einer Kraftübertragung von einer Motoreinheit auf eine Getriebeeinheit, mit zumindest einem Zahnrad.The invention relates to a hand tool safety device, in particular for a hammer drill and / or a drill, for interrupting a power transmission from a motor unit to a gear unit, with at least one gear.
Es wird vorgeschlagen, dass die Handwerkzeugsicherheitsvorrichtung eine Elektronikeinheit zur Detektierung und/oder Auswertung einer Störung aufweist und zumindest einen Aktuator, der dazu vorgesehen ist, das Zahnrad zur Unterbrechung der Kraftübertragung zu bewegen. Unter einer „Handwerkzeugsicherheitsvorrichtung“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Vorrichtung einer Handwerkzeugmaschine verstanden werden, welche zu einem Schutz eines Bedieners während eines Betriebs des Handwerkzeugs dient. Vorzugsweise ist die Handwerkzeugsicherheitsvorrichtung dazu vorgesehen, eine Kraftübertragung, wie insbesondere eine Drehmomentübertragung, zwischen einer Motoreinheit und einer Getriebeeinheit und/oder eine alternative Kraftübertragungskette zu unterbrechen. Bevorzugt ist die Handwerkzeugsicherheitsvorrichtung dazu vorgesehen, bei einem sicherheitskritischen Ereignis eine Übertragung einer Kraftübertragung zu unterbrechen. Besonders bevorzugt ist die Handwerkzeugsicherheitsvorrichtung innerhalb einer Handwerkzeugmaschine, insbesondere innerhalb eines Gehäuses einer Handwerkzeugmaschine, angeordnet. Dabei soll unter einer „Handwerkzeugmaschine“ in diesem Zusammenhang insbesondere eine Werkstück bearbeitende Maschine, vorteilhaft jedoch eine Bohrmaschine, ein Bohrund/oder Schlaghammer, eine Säge, ein Hobel, ein Schrauber, eine Fräse, ein Schleifer, ein Winkelschleifer, ein Gartengerät und/oder ein Multifunktionswerkzeug verstanden werden. Ferner soll in diesem Zusammenhang unter einer „Kraftübertragung“ insbesondere eine Übertragung von Kräften verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, eine Arbeitsbewegung eines Werkzeugs zu bewirken. Insbesondere kann eine Kraftübertragung durch eine auf eine Welle übertragene Antriebsbewegung in eine drehende Arbeitsbewegung eines Werkzeugs der Handwerkzeugmaschine, wie einen Bohrer, erzeugt werden. Insbesondere kann eine Kraftübertragung eine auf einen Exzenter übertragene Antriebsbewegung eine schlagende Arbeitsbewegung eines Werkzeugs der Handwerkzeugmaschine, wie einen Bohrer oder einen Meißel, bewirken. Unter einer „Motoreinheit“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Elektromotor verstanden werden, der dazu vorgesehen ist, eine drehende Bewegung zum Antrieb der Handwerkzeugmaschine zu erzeugen. Die Motoreinheit kann aber auch von einem anderen, dem Fachmann bekannten Motor gebildet werden, insbesondere von einem pneumatischen Motor und/oder einem Verbrennungsmotor. Die Motoreinheit kann ein Übersetzungsgetriebe enthalten. Des Weiteren soll in diesem Zusammenhang unter einer „Getriebeeinheit“ insbesondere eine Einheit verstanden werden, welche aus zumindest einem Zahnrad besteht. Vorzugsweise ist die Getriebeeinheit dazu vorgesehen, eine Drehzahl und/oder ein Drehmoment einer Antriebswelle zu verändern und/oder zu übertragen. Es sind verschiedene, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Getriebeeinheiten denkbar, wie insbesondere Kegelradgetriebe und/oder Planetengetriebe. Unter einem „Zahnrad“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein, dem Fachmann bekanntes Bauteil eines Getriebes verstanden werden, welches eine Drehbewegung insbesondere formschlüssig auf ein weiteres Zahnrad mittels zumindest einer Verzahnung überträgt. Das Zahnrad kann insbesondere über mehrere Verzahnungen unterschiedlicher Durchmesser und Zähnezahl verfügen. Insbesondere kann das Zahnrad als Schaltzahnrad ausgebildet sein und dazu vorgesehen sein, abhängig von einer Schaltposition in der Handwerkzeugmaschinengetriebevorrichtung, die Übertragung der Antriebsbewegung auf die Welle und/oder den Exzenter umzuschalten. Ferner soll unter einer „Elektronikeinheit“ in diesem Zusammenhang insbesondere eine Einheit verstanden werden, die zumindest einen elektrischen Strom in einem Gas, in einem Leiter, in einem Vakuum und/oder vorteilhaft in einem Halbleiter beeinflusst und/oder ein Steuersignal, wie insbesondere ein elektrisches Signal, erzeugt. Vorzugsweise weist die Elektronikeinheit zumindest einen Transistor, besonders bevorzugt zumindest einen Mikroprozessor, auf. Des Weiteren soll in diesem Zusammenhang unter einer „Störung“ insbesondere ein Ereignis verstanden werden, das während eines Betriebs der Handwerkzeugmaschine auftritt und nicht dem Verwendungszweck der Handwerkzeugmaschine dienlich ist und/oder insbesondere einen Bediener gefährdet. Es sind verschiedene, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Störungen denkbar, insbesondere soll darunter jedoch ein Verhaken eines Werkzeugs der Handwerkzeugmaschine verstanden werden. Unter einem „Aktuator“ soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, die abhängig von einem Steuersignal mit Hilfe einer Energiequelle eine Stellbewegung erzeugt. Die Stellbewegung kann vom Aktuator form- und insbesondere kraftschlüssig auf das Zahnrad übertragen werden. Dem Fachmann sind verschiedene Mechanismen bekannt, mit denen eine Stellbewegung von einem Aktuator auf ein Zahnrad übertragen werden kann, wie zum Beispiel Hebel, Klauen und weitere bekannte Schaltelemente. Das Steuersignal kann bevorzugt ein elektrisches Signal einer Schalteinheit und/oder insbesondere einer Handwerkzeugmaschinensteuereinheit sein. Es sind aber z. B. auch pneumatische und/oder hydraulische Steuersignale denkbar. Die Energiequelle kann insbesondere eine elektrische Energiequelle sein, es sind aber auch z. B. pneumatische und/oder hydraulische Energiequellen denkbar.It is proposed that the hand tool safety device has an electronic unit for detecting and / or evaluating a fault and at least one actuator which is provided to move the gear for interrupting the power transmission. A "hand tool safety device" is to be understood in this context, in particular a device of a hand tool, which serves to protect an operator during operation of the hand tool. Preferably, the hand tool safety device is provided to interrupt a power transmission, in particular a torque transmission, between a motor unit and a gear unit and / or an alternative power transmission chain. Preferably, the hand tool safety device is provided to interrupt transmission of a power transmission in a safety-critical event. Particularly preferably, the hand tool safety device within a hand tool, in particular within a housing of a power tool, arranged. Here, a "hand tool" in this context, in particular a workpiece-processing machine, but advantageously a drill, a hammer and / or hammer, a saw, a planer, a screwdriver, a milling cutter, a grinder, an angle grinder, a garden tool and / or a multi-functional tool understood. Furthermore, in this context, a "power transmission" is to be understood in particular as a transmission of forces which is intended to bring about a working movement of a tool. In particular, a power transmission can be generated by a transmitted to a shaft drive movement in a rotating working movement of a tool of the power tool, such as a drill. In particular, a force transmission can cause a drive movement transmitted to an eccentric to produce a striking working movement of a tool of the handheld power tool, such as a drill or a chisel. A "motor unit" is to be understood in this context, in particular an electric motor which is intended to generate a rotating movement for driving the power tool. However, the motor unit can also be formed by another motor known to the person skilled in the art, in particular by a pneumatic motor and / or an internal combustion engine. The motor unit may include a transmission gear. Furthermore, in this context, a "gear unit" should be understood to mean, in particular, a unit which consists of at least one toothed wheel. Preferably, the gear unit is provided to change and / or transmit a rotational speed and / or a torque of a drive shaft. There are various conceivable to those skilled in gear units conceivable, in particular bevel gear and / or planetary gear. In this context, a "gearwheel" is to be understood as meaning, in particular, a component of a transmission known to the person skilled in the art, which transmits a rotational movement in particular in a form-fitting manner to a further gearwheel by means of at least one toothing. The gear may in particular have a plurality of gears of different diameters and number of teeth. In particular, the gear may be formed as a shift gear and be provided to switch depending on a shift position in the power tool gear device, the transmission of the drive movement to the shaft and / or the eccentric. Furthermore, an "electronic unit" in this context should be understood to mean, in particular, a unit which influences at least one electric current in a gas, in a conductor, in a vacuum and / or advantageously in a semiconductor and / or a control signal, in particular an electrical signal Signal generated. The electronic unit preferably has at least one transistor, particularly preferably at least one microprocessor. Furthermore, in this context, a "disturbance" should be understood to mean, in particular, an event which occurs during operation of the handheld power tool and is not conducive to the intended use of the handheld power tool and / or in particular endangers an operator. There are various, the skilled person seems reasonable sense disturbances conceivable, but in particular it should be understood as a hooking a tool of the power tool. An "actuator" is to be understood in particular as a unit that generates an actuating movement as a function of a control signal with the aid of an energy source. The actuating movement can from the Actuator form and in particular non-positively transmitted to the gear. The person skilled in various mechanisms are known with which an adjusting movement can be transmitted from an actuator to a gear, such as levers, claws and other known switching elements. The control signal may preferably be an electrical signal of a switching unit and / or in particular of a handheld power tool control unit. But there are z. B. also pneumatic and / or hydraulic control signals conceivable. The energy source may in particular be an electrical energy source, but there are also z. B. pneumatic and / or hydraulic energy sources conceivable.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Handwerkzeugsicherheitsvorrichtung kann eine Unterbrechung einer Antriebsbewegung vorteilhaft durch einen Aktuator erfolgen. Ferner kann dadurch selbsttätig, insbesondere bei einer Störung, eine Antriebsbewegung unterbrochen werden.Due to the inventive design of the hand tool safety device interruption of a drive movement can be advantageously carried out by an actuator. Furthermore, a drive movement can thereby be interrupted automatically, in particular in the event of a fault.
Ferner wird vorgeschlagen, dass das Zahnrad als Antriebsritzel der Motoreinheit ausgebildet ist. Unter einem „Antriebsritzel“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Zahnrad verstanden werden, welches direkt an einer Welle der Motoreinheit gelagert ist. Insbesondere ist das Antriebsritzel dazu vorgesehen, das Antriebsmoment der Motoreinheit zu übertragen. Die Lagerung des Antriebsritzels an der Welle der Motoreinheit ist insbesondere dazu vorgesehen, das Drehmoment von der Welle der Motoreinheit auf das Antriebsritzel kraft- oder formschlüssig zu übertragen. Das Antriebsritzel kann an der Welle der Motoreinheit in Achsrichtung bevorzugt verschiebbar gelagert sein, und/oder die Welle der Motoreinheit kann in der Motoreinheit in Achsrichtung verschiebbar gelagert sein. Dadurch kann vorteilhaft ein Bauraum gering gehalten werden. Ferner kann eine Antriebsbewegung direkt an der Motoreinheit unterbrochen werden.It is also proposed that the gear is designed as a drive pinion of the motor unit. A "drive pinion" should be understood in this context, in particular a gear which is mounted directly on a shaft of the motor unit. In particular, the drive pinion is intended to transmit the drive torque of the motor unit. The bearing of the drive pinion on the shaft of the motor unit is in particular provided to force or positively transfer the torque from the shaft of the motor unit to the drive pinion. The drive pinion may preferably be displaceably mounted on the shaft of the motor unit in the axial direction, and / or the shaft of the motor unit may be displaceably mounted in the motor unit in the axial direction. As a result, advantageously, a space can be kept low. Furthermore, a drive movement can be interrupted directly on the motor unit.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der Aktuator als Linearaktuator ausgebildet ist. Unter einem „Linearaktuator“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Aktuator verstanden werden, welcher eine translatorische Stellbewegung erzeugt. Es sind verschiedene, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Linearaktuatoren denkbar, insbesondere soll darunter jedoch ein Relais verstanden werden. Dadurch kann ein besonders einfacher und robuster Aktuator bereitgestellt werden. Ferner kann über einen Linearaktuator besonders vorteilhaft ein Aktuator zur Bewegung eines Zahnrads bereitgestellt werden.Furthermore, it is proposed that the actuator is designed as a linear actuator. A "linear actuator" is to be understood in this context, in particular an actuator, which generates a translatory actuating movement. There are various, conceivable to those skilled appear reasonable linear actuators, in particular, however, should be understood as a relay. As a result, a particularly simple and robust actuator can be provided. Furthermore, an actuator for moving a gear can be provided with particular advantage via a linear actuator.
Es wird ferner vorgeschlagen, dass die Elektronikeinheit zumindest ein Erfassungselement aufweist, das dazu vorgesehen ist, ein Verkeilen eines Einsatzwerkzeugs zu detektieren. Vorzugsweise ist das Erfassungselement dazu vorgesehen, ein Verkeilen eines Bohrers zu detektieren. Unter einem „Erfassungselement“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Element verstanden werden, das dazu vorgesehen ist, zumindest eine Kenngröße und/oder eine physikalische Eigenschaft aufzunehmen, wobei die Aufnahme aktiv, wie insbesondere durch das Erzeugen und Aussenden eines elektrischen Messsignals, und/oder passiv, wie insbesondere durch eine Erfassung von Eigenschaftsänderungen eines Sensorbauteils, stattfinden kann. Vorzugsweise ist die Erfassungseinheit dazu vorgesehen, eine Störung, wie insbesondere ein Verkeilen eines Bohrers, zu detektieren. Es sind verschiedene, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Erfassungseinheiten denkbar, insbesondere soll darunter jedoch ein Beschleunigungssensor verstanden werden, der besonders bevorzugt eine Beschleunigung eines Gehäuses der Handwerkzeugmaschine detektiert. Dadurch kann zuverlässig und schnell eine Störung erfasst werden, wodurch wiederum eine schnelle Reaktionszeit der Elektronikeinheit erreicht werden kann.It is further proposed that the electronics unit has at least one detection element which is provided to detect a wedging of an insertion tool. Preferably, the detection element is intended to detect wedging of a drill. In this context, a "detection element" is to be understood as meaning, in particular, an element which is intended to accommodate at least one parameter and / or one physical characteristic, the recording being active, in particular by generating and emitting an electrical measurement signal, and / or passively, as may occur in particular by detecting changes in the characteristics of a sensor component. Preferably, the detection unit is provided to detect a fault, such as in particular wedging a drill. There are various conceivable to those skilled in detection units conceivable, but in particular should be understood as an acceleration sensor, which particularly preferably detects an acceleration of a housing of the power tool. As a result, a fault can be reliably and quickly detected, which in turn allows a fast response time of the electronic unit can be achieved.
Es wird weiter vorgeschlagen, dass die Elektronikeinheit dazu vorgesehen ist, bei einem Verkeilen des Einsatzwerkzeugs das Zahnrad über den Aktuator zur Unterbrechung der Kraftübertragung zu bewegen. Vorzugsweise ist die Elektronikeinheit dazu vorgesehen, bei einem Verkeilen des Bohrers das Zahnrad über den Aktuator zur Unterbrechung der Kraftübertragung zu bewegen. Dadurch kann eine zuverlässige Unterbrechung einer Kraftübertragung bei einer Störung realisiert werden. Ferner kann eine Unterbrechung aktiv erfolgen, wodurch insbesondere eine Abklingzeit berücksichtigt werden kann. Des Weiteren kann dadurch insbesondere realisiert werden, dass eine Kraftübertragung nach einer Störung erst wieder hergestellt wird, wenn die Getriebeeinheit und/oder insbesondere ein Werkzeug der Handwerkzeugmaschine zum Stillstand gekommen ist.It is further proposed that the electronic unit is provided to move the gear via the actuator for interrupting the power transmission in a wedging of the insert tool. Preferably, the electronics unit is provided to move the worm gear via the actuator to interrupt the power transmission when wedging the drill. As a result, a reliable interruption of a power transmission can be realized in the event of a fault. Furthermore, an interruption can take place actively, as a result of which, in particular, a decay time can be taken into account. Furthermore, it can be realized in particular that a power transmission after a fault is not restored until the transmission unit and / or in particular a tool of the power tool has come to a standstill.
Ferner wäre denkbar, dass die Elektronikeinheit dazu vorgesehen ist, bei einem Verkeilen des Einsatzwerkzeugs das Zahnrad über den Aktuator in einer Position zur Unterbrechung der Kraftübertragung zu halten, bis die Motoreinheit zumindest annähernd zu einem Stillstand gekommen ist. Vorzugsweise ist die Elektronikeinheit dazu vorgesehen, bei einem Verkeilen des Bohrers das Zahnrad über den Aktuator in einer Position zur Unterbrechung der Kraftübertragung zu halten, bis die Motoreinheit zumindest annähernd zu einem Stillstand gekommen ist. Dabei soll unter „zumindest annähernd zu einem Stillstand gekommen“ in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass eine Drehzahl der Motoreinheit zumindest maximal 20%, vorzugsweise maximal 10% und besonders bevorzugt maximal 5% einer Drehzahl der Motoreinheit zu Beginn einer Unterbrechung beträgt.Furthermore, it would be conceivable for the electronic unit to be provided to hold the toothed wheel over the actuator in a position for interrupting the transmission of force when the insert tool is wedged, until the motor unit has at least approximately come to a standstill. Preferably, the electronics unit is provided to hold the gear on a wedging of the drill over the actuator in a position to interrupt the power transmission until the motor unit has come at least approximately to a standstill. In this context, the term "at least approximately coming to a standstill" in this context should be understood in particular to mean that a rotational speed of the motor unit is at least 20%, preferably at most 10% and particularly preferably at most 5% of a rotational speed of the motor unit at the beginning of an interruption.
Zeichnung drawing
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further advantages emerge from the following description of the drawing. In the drawing, an embodiment of the invention is shown. The drawing, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations.
Es zeigen:Show it:
Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment
Die
Die Handwerkzeugsicherheitsvorrichtung
Das Zahnrad
Der Aktuator
Die Elektronikeinheit
Die Elektronikeinheit
Wird von dem Erfassungselement
Claims (7)
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DE201210202777 DE102012202777A1 (en) | 2012-02-23 | 2012-02-23 | Hand tool safety device, for interrupting force transmission from motor unit to gear unit, has gear wheel, electronic unit for evaluating failure, and actuator for moving gear wheel for interrupting force transmission |
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