DE102012221068A1

DE102012221068A1 - Anbaumodul für eine Werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE102012221068A1
Application number: DE201210221068
Authority: DE
Inventors: Juergen Lennartz; Christian Lang
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2012-11-19
Filing date: 2012-11-19
Publication date: 2014-05-22

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Anbaumodul (100, 100a; 200, 200a) für eine Werkzeugmaschine (1), welche zumindest eine drehend antreibbare, einen Schnittstellenabschnitt (11a) zur lösbaren aber drehfesten Aufnahme eines wechselbaren Werkzeughalters (13) aufweisende Abtriebswelle (11) umfasst. Das Anbaumodul (100, 100a; 200, 200a) umfasst eine in einem montierten Zustand des Anbaumoduls (100, 100a; 200, 200a) mit der Abtriebswelle (11) in Wirkkontakt bringbare Übersetzungsvorrichtung (90; 90‘) zur Übersetzung einer ersten Drehzahl N1 der Abtriebswelle (11, 11a) in eine zweite, vorzugsweise höhere Drehzahl N2 einer Antriebswelle (185, 185a) eines in dem Anbaumodul (100, 100a; 200, 200a) vorgesehenen Nebennutzantriebs (186). Es wird vorgeschlagen, dass die Übersetzungsvorrichtung (90; 90‘) eine drehbar gelagerte, mit der Abtriebswelle (11) koppelbare und über die Abtriebswelle (11) drehend antreibbare Koppeleinheit (113b) sowie eine Generatoreinheit (155; 255) aufweist. Die Generatoreinheit (155; 255) ist dabei mit der Koppeleinheit (113b) zu deren Antrieb verbindbar, vorzugsweise verbunden, um aus einem Teil einer mechanischen Bewegungsenergie Ekin,AW der Abtriebswelle (11) eine elektrische Energie EEL zu erzeugen. Der Nebennutzantrieb (186) umfasst weiters eine Motoreinheit (183, 183a) zum Antrieb der Antriebswelle (185, 185a), welche zumindest aus einem Teil EEL,ME der elektrischen Energie EEL gespeist werden kann.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Anbaumodul für eine Werkzeugmaschine und eine Werkzeugmaschine mit einem Anbaumodul nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche.
Es ist schon ein Anbaumodul für eine Werkzeugmaschine nach der Art des Oberbegriffs von Anspruch 1 bekannt. So offenbart die WO 2010/032375 A1 ein Staubabsaugmodul zu einer Verwendung an einer als Bohrhammer ausgebildeten Handwerkzeugmaschine, welche zumindest eine drehend antreibbare, einen Schnittstellenabschnitt zur lösbaren aber drehfesten Aufnahme eines wechselbaren Werkzeughalters aufweisende Abtriebswelle umfasst. Insbesondere kann an dem Schnittstellenabschnitt der Abtriebswelle ein Werkzeughalter auswechselbar angeordnet werden oder sein. Das bekannte Staubabsaugmodul umfasst dabei neben einer Absaugvorrichtung eine im montierten Zustand des Moduls mit der Abtriebswelle wirkverbundene Übersetzungseinrichtung zur Übersetzung einer ersten Drehzahl der Abtriebswelle in eine zweite, höhere Drehzahl einer Antriebswelle eines in dem Staubabsaugmodul vorgesehenen Antriebs eines Sauglüfters. Der Antrieb des Sauglüfters bildet dabei gegenüber einem gemäß WO 2010/032375 A1 in einem ebenfalls mit der Abtriebswelle des Bohrhammers derart wirkverbundenen Werkzeughalter, dass ein im Werkzeughalter wechselbar aufgenommenes Einsatzwerkzeug über die Abtriebswelle als Hauptantrieb antreibbar ist, einen Nebennutzantrieb, wobei die Absaugvorrichtung einen Nebennutzen darstellt. Die höhere, zweite Drehzahl der Antriebswelle des Sauglüfters ist dabei erforderlich, um einen wirkungsvollen Saugluftstrom bei gleichzeitig beschränktem Bauvolumen im Staubabsaugmodul zu erzielen.
Gemäß WO 2010/032375 A1 weist die Übersetzungseinrichtung des Staubabsaugmoduls eine Getriebeeinheit auf, welche zumindest in einer ersten Getriebestufe ein Kegelradpaar umfasst. Das Kegelkradpaar dient dabei einerseits der Übersetzung der ersten Drehzahl der Abtriebswelle des Bohrhammers in eine höhere Drehzahl an einer Welle, welche das abtriebsseitige Kegelrad des Kegelradpaares trägt, sowie der gleichzeitigen Umlenkung der Drehachsen zwischen der Abtriebswelle und der Welle des abtriebsseitigen Kegelrads. Die Übersetzungseinrichtung der WO 2010/032375 A1 weist weiters eine zweite, als Stirnradpaar ausgebildete Getriebestufe auf, welche die Drehzahl der Welle des abtriebsseitigen Kegelrads in einer zweiten Stufe auf eine noch höhere Drehzahl der Antriebswelle des Sauglüfters anhebt. Das aus WO 2010/032375 A1 bekannte Staubabsaugmodul hat dabei den Nachteil, dass die zur Verfügung stellbare Saugleistung insbesondere bei Teillastbetrieb oder Arbeiten mit verminderter Drehzahl am Einsatzwerkzeug des Bohrhammers teilweise erheblich schwankt. Darüber hinaus kann eine aktive Staubabsaugung nur bei gleichzeitig aktiviertem Drehantrieb der Abtriebswelle des Bohrhammers erfolgen. Weiters ist der bekannte zweistufige Getriebeaufbau der Übersetzungseinrichtung bezüglich eines erforderlichen Bauraums nicht optimal.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Anbaumodul mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, die Drehzahl N2 der Antriebswelle des Nebennutzantriebs zumindest teilweise, vorzugsweise über einen größeren Bereich von möglichen Drehzahlen N1 der Abtriebswelle der Werkzeugmaschine im wesentlichen konstant gehalten werden kann. Unter einem Nebennutzantrieb wird dabei insbesondere eine Anordnung bzw. ein Nebenantriebsstrang verstanden, welcher von einem, dem eigentlichen Anwendungszweck der Werkzeugmaschine dienenden Antriebsstrang abzweigt und vorzugsweise eine den eigentlichen Anwendungszweck unterstützende und/oder ergänzende Hilfsvorrichtung antreibt.
Als weiterer Vorteil ist anzusehen, dass der Aufbau der Übersetzungseinheit aus einer Generatoreinheit und einer räumlich davon trennbaren Motoreinheit mit der Antriebswelle des Nebennutzantriebs eine größere Freiheit bei dem mit der jeweilige Art des mit dem Anbaumodul verfolgten Anwendungs- bzw. Verwendungszwecks verbundenen inneren Aufbau des Anbaumoduls ermöglicht. Insbesondere steht dem Fachmann bei der Anordnung der Antriebswelle bezogen auf einen anzutreibenden Nebennutzen eine größere Entwicklungsfreiheit zur Verfügung.
Das erfindungsgemäße Anbaumodul weist eine Übersetzungsvorrichtung auf, welche eine drehbar gelagerte, mit der Abtriebswelle koppelbare und über die Abtriebswelle drehend antreibbare Koppeleinheit sowie eine Generatoreinheit aufweist, welche mit der Koppeleinheit zu deren Antrieb verbindbar, vorzugsweise verbunden ist. Die Generatoreinheit ist dabei dazu vorgesehen, aus einem Teil einer mechanischen Bewegungsenergie E_kin,AW der Abtriebswelle der Werkzeugmaschine eine elektrische Energie E_EL zu erzeugen. Weiters umfasst der Nebennutzantrieb des erfindungsgemäßen Anbaumoduls eine Motoreinheit zum Antrieb der Antriebswelle, welche zumindest aus einem Teil E_EL,ME der elektrischen Energie E_EL gespeist werden kann.
Ein erfindungsgemäßes Anbaumodul kann dabei als vorteilhaftes ein Staubabsaugmodul ausgebildet sein. Der erfindungsgemäße Aufbau der Übersetzungsvorrichtung kann jedoch genauso vorteilhaft für andere, insbesondere drehend mechanisch anzutreibende Nebennutzen, wie beispielsweise Gebläse z.B. zum Freiblasen eines Arbeitsbereichs des Einsatzwerkzeugs, Pumpvorrichtungen z.B. für Kühlmitteltransport zum und/oder vom Arbeitsbereich des Einsatzwerkzeugs oder zum Antrieb von Zweitwerkzeugen in Anbaumodulen mit z.B. Schraub-, Schneid- oder Abtragsvorrichtungen als Nebennutzen eingesetzt werden.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ergeben sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale.
Eine besonders einfache Ausbildung einer Generatoreinheit eines erfindungsgemäßen Anbaumoduls umfasst zumindest eine mit der Abtriebswelle der Werkzeugmaschine zu einer Drehmitnahme koppelbare Rotoreinheit sowie zumindest eine, die Rotoreinheit zumindest teilweise radial umgebende, vorzugsweise im Wesentlichen radial umschließende Statoreinheit.
Die Rotoreinheit ist dabei bevorzugt durch mindestens ein form- und/oder kraftschlüssiges Koppelelement mit der Koppeleinheit verbunden, wodurch vorteilhafterweise eine Auslegung an die Gegebenheiten der Werkzeugmaschine erleichtert wird. Alternativ kann die Rotoreinheit aber auch direkt, vorzugsweise durch einteilige Ausbildung oder durch stoffschlüssige Verbindung mit der Koppeleinheit verbunden sein, was eine besonders kostengünstige und/oder kompakte Ausführung erlaubt.
Eine noch größere Flexibilität bei der Auslegung und Ausführung der Wirkverbindung zwischen der Koppeleinheit und der Generatoreinheit kann dadurch erreicht werden, dass die Koppeleinheit über ein Zwischengetriebe mit der Rotoreinheit wirkverbunden ist, so dass eine Drehbewegung der Koppeleinheit auf die Rotoreinheit indirekt übertragbar ist. Unter „indirekt übertragbar“ wird dabei insbesondere eine über eine Getriebeanordnung vermittelte Übertragung einer eingangsseitigen Bewegung auf eine ausgangsseitige Bewegung verstanden. Das Zwischengetriebe umfasst dabei vorzugsweise eine Rad-, Seilzug-, Riemen- und/oder Ketteneinheit.
In einer bevorzugten Ausbildung weist die Statoreinheit mindestens ein, vorzugsweise mehrere Spulenelemente auf. Unter einem Spulenelement wird dabei eine elektromagnetische Feldspule mit mindestens einer, vorzugsweise mehrere Windungen umfassenden Wicklung eines elektrischen Leiters, vorzugsweise eines Spulendrahtes verstanden. Insbesondere sind die Spulenelemente dabei derart verschaltet, dass eine in den Spulenelementen erzeugte Induktionsspannungen in einem angeschlossenen Stromkreis zu einem vorteilhaften Stromfluss führt.
In einer bevorzugten Ausführung weist die Rotoreinheit mindestens ein, vorzugsweise mehrere magnetische, vorzugsweise permanent-magnetische Elemente auf. Permanent-magnetische Elemente – sogenannte Dauermagneten – können dabei insbesondere ein ferri- und/oder ein ferromagnetisches Material umfassen, vorzugsweise im Wesentlichen aus einem oder mehreren ferri- und/oder ein ferromagnetischen Materialien bestehen. Besonders geeignete Materialien für permanentmagnetische Elemente sind Ferrite, Bismanol, Al-Ni-Co-Legierungen, Sm-Co-Legierungen, Nd-Fe-B-Legierungen oder Mischungen sowie Komposite aus diesen Materialien.
Eine besonders bevorzugte Ausführung einer erfindungsgemäßen Generatoreinheit kann dadurch erreicht werden, dass das mindestens eine magnetische Element bei einer Drehung der Abtriebswelle ein sich änderndes Magnetfeld in der Statoreinheit, vorzugsweise in dem mindestens einen Spulenelement hervorruft. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Änderung des Magnetfeldes, insbesondere eine Änderung einer magnetischen Feldstärke im Wesentlichen senkrecht zu einer Längserstreckung des mindestens einen Spulenelementes verläuft.
Eine vorteilhafte Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Anbaumoduls umfasst eine Steuer- und/oder Regeleinheit zur Steuerung und/oder Regelung der Generatoreinheit und/oder der Motoreinheit.
Dabei wird unter einer Steuereinheit insbesondere eine elektronische Einheit verstanden, die durch gerichtete Beeinflussung das Verhalten der Generator- und/oder Motoreinheit von außen steuert. Durch den Steuervorgang wird das System gerichtet von einem in einen anderen (ausgewählten) Zustand gebracht. Welcher Zustand angesteuert wird, hängt von der Art des Einflusses ab. Die Information des Steuervorgangs geht immer in die Reaktion ein. Durch eine Steuereinheit kann beispielsweise die Übersetzung zwischen der Drehzahl der Abtriebswelle der Werkzeugmaschine und der Drehzahl der Antriebswelle des Nebennutzantriebs des Anbaumoduls aktiv verändert werden. Auch könnte zwischen verschiedenen Betriebsmodi des Nebennutzantriebs umgeschaltet werden oder Sicherungsmechanismem aktiviert oder deaktiviert werden. Auch können weitere, dem Fachmann bekannte Steuerungsziele in einer derartigen Steuereinheit realisiert sein.
Unter einer Regeleinheit wird insbesondere eine elektronische Einheit, bevorzugte eine Rechnereinheit verstanden, die fortlaufend eine variable Größe, die Regelgröße, erfasst, mit einer anderen variablen Größe, der Führungsgröße, verglichen und im Sinne einer Angleichung an die Führungsgröße beeinflusst wird. Durch eine Regeleinheit kann beispielsweise die Ansteuerung der Motoreinheit derart geregelt werden, dass die Drehzahl der Antriebswelle des Nebennutzantriebs weitestgehend unabhängig von der Drehzahl der Abtriebswelle der Werkzeugmaschine nahezu konstant auf einem gegebenenfalls wählbar einstellbaren Sollwert gehalten wird und/oder zumindest einen unteren bzw. oberen Grenzwert nicht unterschreitet bzw. überschreitet.
Eine besonders vorteilhafte Variante verwendet eine Steuer- und/oder Regeleinheit die auf ein System aus Generatoreinheit und Motoreinheit oder zumindest auf eine der Komponenten dieses Systems einwirken kann.
Eine weitere vorteilhafte Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Anbaumoduls umfasst einen elektrischen Energiespeicher, welcher in einem Stromkreis zwischen der Generatoreinheit und der Motoreinheit derart angeordnet ist. Der Energiespeicher kann dabei zumindest einen Teil E_EL,Speicher der in der Generatoreinheit erzeugten elektrischen Energie E_EL zwischenspeichern und diesen im wesentlichen unabhängig von einem Bewegungszustand der Abtriebswelle der Werkzeugmaschine an die Motoreinheit abgeben. Durch den elektrischen Energiespeicher ist es insbesondere möglich, dass die Antriebswelle des Nebennutzantriebs zumindest zeitlich und/oder leitungsmäßig begrenzt auch bei deaktiviertem Antrieb der Abtriebswelle der Werkzeugmaschine angetrieben werden kann. Dadurch wird es beispielsweise möglich, bei Unterbrechung einer Bohrtätigkeit mit einem Bohrgerät, an dem ein erfindungsgemäß ausgestattetes Absaugmodul vorgesehen ist, eine im wesentlichen ununterbrochene oder zumindest eine nachlaufende Absaugung zu gewährleisten. Auch könnte zumindest in begrenztem Umfang bei einem entsprechend erfindungsgemäß ausgerüsteten Absaugmodul an einem Bohrgerät, welches auch über einen reinen Schlagbetrieb für den Antrieb von Meißeleinsätzen verfügt, auch im Schlagbetrieb eine Absaugung bereitgestellt werden.
Vorteilhaft ist es dabei, wenn der elektrische Energiespeicher eine Akkuanordnung umfasst, da dadurch auch eine längere Arbeitsunterbrechung und/oder längere Nachlaufzeiten des Nebennutzantriebs möglich werden. Diese Ausgestaltung kann insbesondere dadurch besonders vorteilhaft weitergebildet werden, wenn die Akkuanordnung auch durch eine externe elektrische Ladevorrichtung aufgeladen werden kann. Dazu ist beispielsweise an einem Gehäuse des Anbaumoduls eine Ladeschnittstelle, z.B. ein Ladestecker, eine Ladebuchse oder Ladekontakte zum Anschluss einer elektrischen Ladevorrichtung vorgesehen. Alternativ oder ergänzend kann als Ladeschnittstelle auch eine Vorrichtung zum induktiven Laden vorgesehen sein. Weiters kann es vorteilhaft sein, dass die Akkuanordnung als ein Akkupack ausgebildet ist, welcher wechselbar an einem Gehäuse des Anbaumoduls angeordnet ist. Dies ermöglicht den raschen Austausch einer entladenen Akkuanordnung gegen eine geladene Akkuanordnung, um beispielsweise bei einem Schlagbetrieb, wie er im Vorhergehenden umrissen wurde, länger mit einem erfindungsgemäß ausgebildeten Absaugmodul arbeiten zu können.
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Anbaumoduls ist eine Werkzeughaltereinheit vorgesehen, welche das Einsatzwerkzeug lösbar aufnehmen kann und zu einem Antrieb des Einsatzwerkzeugs durch die Abtriebswelle mit der Koppeleinheit gekoppelt ist. Alternativ kann die Koppeleinheit eine Aufnahmeeinheit zur zumindest drehfesten Aufnahme des auswechselbaren Werkzeughalters der Werkzeugmaschine aufweist.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung des erfindungsgemäßen Anbaumoduls ergibt sich, wenn das Anbaumodul zusätzlich eine als Zusatzhandgriff nutzbare Gehäuseanformung, eine Zusatzhandgriffvorrichtung oder eine Befestigungsvorrichtung zur Befestigung eines zur Werkzeugmaschine gehörenden Zusatzhandgriffs aufweist.
In einer bevorzugten Anwendungsausführung eines erfindungsgemäßen Anbaumoduls ist auf der Antriebswelle des Nebennutzantriebs eine Lüftereinheit angeordnet, welche durch die Motoreinheit antreibbar ist. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Anbaumoduls kann dabei die Lüftereinheit über einen größeren Bereich, vorzugsweise zumindest über einen großen, besonders bevorzugt über nahezu den gesamten Teilbereich der anwendungstechnischen Drehzahlen der Abtriebswelle der Werkzeugmaschine in einem bevorzugten Drehzahlbereich für die Lüftereinheit betrieben werden. In diesem Zusammenhang soll unter einem „großen“ Teilbereich zumindest 50% des anwendungstechnischen Drehzahlbereichs der Abtriebswelle der Werkzeugmaschine verstanden werden. „Nahezu gesamt“ meint dabei insbesondere mindest 90% des anwendungstechnischen Drehzahlbereichs.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Anbaumoduls ist im wesentlichen als ein Staubabsaugmodul ausgebildet, welches eine Absaugeinheit, eine Staubabscheideeinrichtung und eine Saugeinheit zur Bereitstellung eines Unterdrucks umfasst, wobei die Saugeinheit die Lüftereinheit umfasst, vorzugsweise aus ihr besteht. Unter einer Absaugeinheit wird dabei insbesondere eine Einheit verstanden, welche einen Arbeitsbereich des Einsatzwerkzeugs im Wesentlichen derart einschließt, dass ein Saugluftstrom mit Staubpartikeln beladener Luft aus dem Arbeitsbereich im Wesentlichen zielgerichtet abtransportieren kann. Die Absaugeinheit kann dabei beispielsweise als Saugglocke, Saugtrichter, Saugmanschette ausgebildet sein, welche zumindest eine dem Arbeitsbereich zugewandte Ansaugöffnung und eine Sauganschlussöffnung aufweist. Vorzugsweise ist weiters eine Werkzeugdurchführung für den Durchtritt des Einsatzwerkzeugs von der Werkzeugmaschine in den Arbeitsbereich vorgesehen. Unter einer Staubabscheideeinrichtung wird insbesondere eine Filtereinrichtung verstanden, welche die mit dem Saugluftstrom mitgeführten Staubpartikel von der Saugluft nach Verlassen der Absaugeinheit wieder trennt. Dabei können die Staubpartikel vorzugsweise in einer Staubsammeleinrichtung aufgefangen werden. Unter einer Saugeinheit wird in diesem Zusammenhang insbesondere eine Einheit verstanden, welche in einem im Wesentlichen abgeschlossenen Volumen einen saugenden Unterdruck und/oder einen auf die Saugeinheit hin gerichteten Luftstrom erzeugen kann. In diesem Sinne stellt beispielsweise die Absaugeinheit im arbeitenden Einsatz ein im Wesentlichen geschlossenes Volumen bereit.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung des Ausführungsbeispiels weist die Absaugeinheit eine das Einsatzwerkzeug in einem Arbeitsbereich im Wesentlichen umschließende Saugglocke auf. Weiters ist eine teleskopierbare Saugluftführung vorgesehen, wie sie beispielsweise aus der DE 10 2006 029 625 A1 bekannt ist, auf deren Beschreibung an dieser Stelle explizit verwiesen wird. Die teleskopierbare Saugluftführung stellt eine radiale Ausrichtung der Saugglocke zum Einsatzwerkzeug im Wesentlichen sicher und verbindet ein Saugvolumen der Saugglocke und mit einem Sammelvolumen der Staubabscheideeinrichtung derart, dass mit einem Saugluftstrom aus der Saugglocke mitgeführte Staubpartikel in dem Sammelvolumen der Staubabscheidevorrichtung gesammelt werden können.
Diese Ausgestaltung lässt sich darüber hinaus wie folgt vorteilhaft weiterbilden: Die Staubabscheidevorrichtung weist dann eine, in einem Gehäuse des Anbaumoduls wieder entnehmbar aufnehmbare Staubbox auf, welche einen Sammelbehälter umfasst. Der Sammelbehälter ist mit einem im wesentlichen selbstschließenden Einlassventil, einem Filterelement, einem Saugluftanschluss und einer manuell öffenbaren Entleerungsöffnung Sammelbehälter versehen, wobei das Filterelement einen Sammelraum derart von dem Saugluftanschluss trennt, dass das Filterelement die mit der Saugluft mitgeführten Staubpartikel aus der Saugluft abscheidet, so dass die durch die Saugluftanschluss entweichende Saugluft im wesentlichen frei von Staubpartikeln ist.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Werkzeugmaschine, insbesondere Handwerkzeugmaschine, vorzugsweise aus der Gruppe der Bohr- oder Schlagbohrmaschinen oder der Schlag- und/oder Bohrhämmer, mit einer motorisch angetriebenen Abtriebswelle und einem wechselbar an der Abtriebswelle angeordneten Werkzeughalter zur Aufnahme und zum Antrieb eines Einsatzwerkzeugs, insbesondere eines Bohrers oder Meißels. Die Werkzeugmaschine ist dabei mit einem, anstelle des Werkzeughalters angeordneten und mit der Abtriebswelle wirkverbundenen, erfindungsgemäßen Anbaumodul ausgestattet.
Zur Aufnahme und Anordnung des Anbaumoduls kann dabei die Werkzeugmaschine an mindestens einem Teil eines Gehäuses der Werkzeugmaschine eine maschinenseitige Ausricht- und/oder Arretierhilfe zur Festlegung des Anbaumoduls gegenüber dem Teil des Gehäuses der Werkzeugmaschine versehen sein. Alternativ oder ergänzend kann auch das Anbaumodul eine modulseitige Ausricht- und/oder Arretierhilfe aufweisen.
Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der folgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Teilschnittansicht eines bekannten Bohrhammers mit wechselbarem Werkzeughalter nach DE 103 21 869 A1
2 eine Teilschnittansicht eines Bohrhammers mit einem als Staubabsaugmodul ausgebildeten erfindungsgemäßen Anbaumoduls als erstem Ausführungsbeispiel
3 eine Teilschnittansicht eines Bohrhammers mit einem als Staubabsaugmodul ausgebildeten erfindungsgemäßen Anbaumoduls als zweiten Ausführungsbeispiel
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
1 zeigt ausschnittweise einen bekannten Bohrhammer mit angesetztem Werkzeughalter im Halbschnitt gemäß DE 103 21 869 A1 , wobei der Werkzeughalter in der oberen Schnitthälfte in seiner Montageposition und in der unteren Schnitthälfte in seiner Verriegelungsposition dargestellt ist.
Der in 1 ausschnittweise im Längsschnitt dargestellte Bohrhammer als Ausführungsbeispiel für eine allgemeine Werkzeugmaschine 1, insbesondere Handwerkzeugmaschine, welche zumindest zum drehenden Antrieb eines in dem Werkzeughalter wechselbar aufgenommenen Einsatzwerkzeugs vorgesehen ist und bei der der Werkzeughalter selbst auswechselbar an einer zumindest drehend angetriebenen Abtriebswelle der Werkzeugmaschine angeordnet ist. Der Bohrhammer weist ein Maschinengehäuse 10 auf, in dem einen rohrartige ausgebildete Abtriebswelle 11 mittels Radiallager 12 drehbar angeordnet ist. Die Abtriebswelle 11 ist im vorderen, aus dem Maschinengehäuse 10 vorstehenden und einen Schnittstellenabschnitt 11a bildenden Endbereich im Durchmesser reduziert, der zum Aufnehmen eines Werkzeughalters 13 dient. Der Werkzeughalter 13 ist an sich bekannt und kann beispielsweise zur Aufnahme eines sog. SDS plus- oder SDS max-Werkzeugs ausgebildet sein. Ein solches Werkzeug und ein Werkzeughalter zum Einspannen dieses Werkzeugs ist in der DE 25 51 125 C2 beschrieben, so dass hier nicht näher darauf eingegangen wird.
In der rohrartigen Abtriebswelle 11 ist ein Schlagkolben oder Döpper 33 eines hier nicht weiter dargestellten Schlagwerks axial verschieblich geführt, der von einem hin- und hergehenden Antriebskolben beaufschlagt wird und seine Schlagenergie auf das begrenzt axial verschieblich im Werkzeughalter 13 eingespannte Werkzeug überträgt. An der Abtriebswelle 11 greift außerdem noch ein Drehantrieb an, der die Abtriebswelle 11 zu einem Drehantrieb in Rotation zu versetzen vermag. Ein Ausführungsbeispiel für einen Drehantrieb und ein Schlagwerk ist in der DE 28 20 128 A1 beschrieben. Andererseits ist bezüglich der Erfindung anzumerken, dass für die Umsetzung der Erfindung die Ausbildung der Abtriebswelle 11 als Hohlwelle mit darin angeordnetem Schlagwerk nicht weiter einschränkend ist, sondern lediglich ein mögliches Anwendungsbeispiel darstellt. Vielmehr ist die nachfolgend beschriebene Erfindung ebenso an Werkzeugmaschinen mit alternativen Ausbildungen der zumindest drehend antreibbaren Abtriebswelle 11, wie beispielsweise bei Bohr- oder Schlagbohrmaschinen bekannt, mit von der Arbeitswelle 11 lösbar, wechselbarem Werkzeughalter 13 uneingeschränkt und gleichwertig umsetzbar.
Der Werkzeughalter 13 ist an dem auf der Abtriebswelle 11 vorgesehenem Schnittstellenabschnitt 11a wechselbar aufgesetzt und mittels einer Verriegelungsvorrichtung 14 in seiner Verriegelungsposition auf der Abtriebswelle 11 axial im wesentlichen unverschieblich und drehfest festgelegt. Die Verriegelungsposition des Werkzeughalters 13 ist in der unteren Schnitthälfte der 1 dargestellt. Der Werkzeughalter 13 kann somit u.a. bei Verschleiß oder bei Austausch eines Werkzeughalters 13 z.B. für ein SDS plus- oder SDS max-Werkzeug gegen einen anderen Werkzeughalter 13 z.B. für einen normalen Bohrer gelöst werden.
Um das Wechseln des Werkzeughalters 13 ergonomisch zu gestalten und insbesondere eine einhändige Bedienung beim Wechselvorgang zu ermöglichen ist auf der Abtriebswelle 11 eine Montageposition für den Werkzeughalter 13 vorgesehen, in der der Werkzeughalter 13 unverriegelt auf der Abtriebswelle 11 sitzt und gegen Abfallen gehalten ist. In diese Montageposition wird der Werkzeughalter 13 bei Lösen der Verriegelungsvorrichtung 14 automatisch durch dann wirksam werdende Verschiebemittel verbracht. Hierzu trägt der Werkzeughalter 13 in seinem, den Schnittstellenabschnitt 11a der Abtriebswelle 11 übergreifenden, im Durchmesser vergrößerten und einen komplementären Schnittstellenabschnitt 13a bildenden Endabschnitt mindestens einen Verriegelungskörper 15, wobei im Schnittstellenabschnitt 11a der Abtriebswelle 11 mindestens eine Tasche 16 vorgesehen ist, in die der Verriegelungskörper 15 in der Verriegelungsposition des Werkzeughalters 13 eintaucht und dadurch eine drehfeste sowie axial unverschiebliche Verbindung zwischen der Abtriebswelle 11 und dem Werkzeughalter 13 herstellt. Der Schnittstellenabschnitt 13a bildet zusammen mit dem mindestens einen Verriegelungskörper 15 eine Koppeleinheit 13b. Für die Montageposition des Werkzeughalters 13 ist auf der Abtriebswelle 11 mindestens eine Einwölbung 17 eingearbeitet, in die der Verriegelungskörper 15 mit geringer radialer Anpresskraft einzufallen vermag. Die Einwölbung 17 ist in Aufschieberichtung des Werkzeughalters 13 auf die Abtriebswelle 11 der Tasche 16 axial unmittelbar vorgelagert. In einer bevorzugten Ausführungsform sind jeweils mehrere, beispielsweise vier, um gleiche Drehwinkel zueinander versetzt angeordnete Verriegelungsköper 15, Taschen 16 und Einwölbungen 17 vorgesehen. Die Verriegelungskörper 15 sind in Wanddurchbrüchen des Schnittstellenabschnitts 13a des Werkzeughalters 13 axial unverschieblich aufgenommen und gegen radiales Herausfallen nach außen gesichert. In dem beschriebenen Beispiel gemäß 1 sind die Verriegelungskörper 15 als Kugeln 18 und die Taschen 16 als Radialbohrungen ausgeführt. Das radiale Herausfallen der Kugeln 18 aus dem Radialbohrungen 19 ist durch eine Ringscheibe 20 verhindert, die mittels eines Sicherungsrings 21 auf dem komplementären Schnittstellenabschnitt 13a des Werkzeughalters 13 festgelegt ist und sich an die Kugeln 18 so anlegt, dass diese in den Radialbohrungen 19 ein gewisses Radialspiel besitzen. Die Einwölbungen 17 sind in ihrer Kontur den Kugeln 18 angepasst, und in der Montagestellung liegen die Kugeln 18 mit wenig Vorspannung durch die Ringscheibe 20 in den Einwölbungen 17 ein.
Die Verriegelungsvorrichtung 14 ist an der Abtriebswelle 11 festgelegt und weist u. a. eine Schiebehülse 22 auf, die einen radial nach innen vorspringenden Ringsteg 23 trägt. Die Schiebehülse 22 ist auf einem an der Abtriebswelle 11 befestigten Führungselement 24 axial verschieblich geführt und übergreift mit ihrem dem Maschinengehäuse 10 zugekehrten Ende das Maschinengehäuse 10. Das Führungselement 24 ist als einstückiges Kunststoffspritzteil gefertigt und weist eine auf der Abtriebswelle 11 axial unverschieblich festgelegten Ring 25 und eine Mehrzahl vom Ring 25 axial abstehender Arme 26 auf, die an ihrem freien Ende jeweils einen in Umfangsrichtung vorspringenden Rasthaken 27 tragen. Die Rasthaken 27 bilden einen vorderen Anschlag für den Verschiebeweg der Schiebehülse 22. Der Ringsteg 23 der Schiebehülse 22 übergreift radial einen Sperring 28 der Verriegelungsvorrichtung 14, der außen von den Armen 26 des Führungselements 24 axial verschieblich geführt ist. Zwischen dem Sperring 28 und dem Ring 25 des Führungselements 24 stützt sich eine Schraubendruckfeder 30 ab, die den Sperring 28 gegen den Ringsteg 23 der Schiebehülse 22 anlegt, so dass wiederum der Ringsteg 23 gegen die Rasthaken 27 gedrückt wird. In dieser Verriegelungsposition der Verriegelungsvorrichtung 14 liegt der Sperring 28 auf den Verriegelungskörpern 15 bzw. den Kugeln 18 auf, die in die Taschen 16 eingetaucht sind und verhindert jegliche radiale Verschiebung der Verriegelungskörper 15 bzw. der Kugeln 18.
Die Montage und Demontage des Werkzeughalters 13 erfolgt wie folgt:
Zur Montage wird der Werkzeughalter 13 mit seinem Schnittstellenabschnitt 13a auf den Schnittstellenabschnitt 11a der Abtriebswelle 11 aufgeschoben, bis die Kugeln 18 in Montageposition des Werkzeughalters 13 in den Einwölbungen 17 liegen. Durch weiteres Verschieben in Richtung Maschinengehäuse 10 stoßen die Kugeln 18 an den Sperring 28 an, der so weit zurückgeschoben wird, bis die Kugeln 18 in der Verrieglungsposition des Werkzeughalters 13 in die Taschen 16 eintauchen. In diesem Moment wird der Sperring 28 von der Schraubendruckfeder 30 wieder nach vorn zur Anlage an dem Ringsteg 23 der Schiebehülse 22 verschoben. In dieser Verriegelungsposition liegt der Sperring 28 auf den Kugeln 18 auf und blockiert deren Radialverschiebung, so dass die Kugeln 18 nicht aus den Taschen 16 austauchen können und die Verriegelung zwischen Abtriebswelle 11 und Werkzeughalter 13 zuverlässig erhalten bleibt (untere Schnitthälfte in 1). Die Verriegelung wird bei der Montage also durch einfaches, einhändiges Aufschieben des Werkzeughalters 13 auf der Abtriebswelle 11 automatisch herbeigeführt. Die Maschine kann mit der anderen Hand gehalten werden.
Zur Demontage wird die Schiebehülse 22 in Richtung Maschinengehäuse 10 nach hinten verschoben. Der Ringsteg 23 an der Schiebehülse 22 nimmt dabei den Sperring 28 mit, wie dies in der oberen Schnitthälfte der 1 dargestellt ist. Durch das Verschieben des Sperrrings 28 werden einerseits die Kugeln 18 freigegeben und andererseits die Druckfeder 29 und die Schraubendruckfeder 30 gespannt. Wird nunmehr die Schiebehülse 22 freigegeben, so schiebt die Druckfeder 29 den Werkzeughalter 13 in 1 nach links, wobei die Kugeln 18 aus den Taschen 16 in Folge der nunmehr gegebenen radialen Verschiebbarkeit austreten und in die Einwölbungen 17 in der Montageposition einfallen. Die Druckfeder 29 ist so ausgelegt, dass die Kugeln 18 nicht durch Federkraft aus den Einwölbungen 17 ausgeschoben werden. Die sich ebenfalls entspannende schraubende Druckfeder 30 drückt den Sperring 28 und die Schiebehülse 22 bis zum Anschlag des Ringstegs 23 der Schiebehülse 22 an den Rasthaken 27 des Führungselements 24. Der Werkzeughalter 13 liegt nunmehr entriegelt zur Abnahme von der Abtriebswelle 11 bereit. Schiebt der Bedienende den Werkzeughalter 13 wieder in 1 nach rechts, so wird der Werkzeughalter 13 wieder wie vorstehend beschrieben automatisch verriegelt. Zieht der Bedienende den Werkzeughalter 13 in 1 nach links so wird der Werkzeughalter 13 von der Abtriebswelle 11 abgezogen. Das Betätigen der Schiebehülse 22 und das Abziehen des Werkzeughalters 13 aus seiner Montageposition erfolgt nacheinander mit der gleichen Hand, während die andere Hand die Maschine hält. Die Demontage des Werkzeughalters 13 kann also wiederum einhändig durchgeführt werden.
Der Aufbaus sowie die Funktionsweise des wechselbaren Werkzeughalters 13 nach 1 und gemäß DE 103 21 869 A1 ist an dieser Stelle nur der besseren Verständlichkeit wegen im Detail beschrieben ohne dabei jedoch eine einschränkende Wirkung auf den nachfolgend beschriebenen Erfindungsgegenstand zu haben. Die vorliegende Erfindung wird zwar auf Grundlage einer Werkzeugmaschine mit einem entsprechenden Schnittstellenbereich 11b aufbauend erörtert, jedoch hängt die technische Lehre der Erfindung nicht von der konkreten Ausführung einer Schnittstelle 11b, 13a für einen wechselbaren Werkzeughalter ab. So sind beispielsweise aus DE 196 21 610 A1 , DE 103 24 426 A1 oder DE 198 05 187 A1 alternative Ausführungen von wechselbaren Werkzeughaltern 13‘ mit zugehörigen Schnittstellenbereichen 11b‘, 13a‘ bekannt, welche im Sinne der Erfindung erweitert und genutzt werden können.
2 zeigt den vorderen Abschnitt eines Bohr- und/oder Schlaghammers ähnlich 1 als Beispiel einer Werkzeugmaschine 1, insbesondere einer Handwerkzeugmaschine mit einem anstelle eines wechselbaren Werkzeughalters 13 nach 1 angesetzten erfindungsgemäßen Anbaumodul 100. In der weiteren Beschreibung erhalten alle sich auf das erfindungsgemäße Anbaumodul 100 beziehenden Merkmale Bezugszeichen im Zahlenraum zwischen 100 und 199, wobei vom Werkzeughalter 13 bereits bekannte Merkmale jeweils um 100 erhöhte Bezugszeichen erhalten.
Das erfindungsmäße Anbaumodul 100 ist in der beispielhaft dargestellten Ausführung der 2 als ein Staubabsaugmodul 100a ausgebildet. Das Staubabsaugmodul 100a weist einen Saugkopf 140, ein Saugrohr 145, eine Flanscheinheit 150 und eine Saugeinheit 180 auf.
Der Saugkopf 140 ist dazu vorgesehen bzw. ausgebildet an einer Absaugöffnung 141 an einer in 2 nicht dargestellten Bearbeitungsstelle angesetzt zu werden, insbesondere anzuliegen, wobei er dabei ein durch eine rückwärtige Öffnung 142 hindurchgreifendes, ebenfalls nicht dargestelltes Einsatzwerkzeug vorzugsweise radial umschließt. Das Einsatzwerkzeug, vorzugsweise ein Bohr- und/oder Schlagwerkzeug, ist dazu vorgesehen, in einem Bearbeitungsbetrieb an der Bearbeitungsstelle Material abzutragen. An der Absaugöffnung 141 wird dabei ein über Pfeile dargestellter Absaugluftstrom 143 bereitgestellt, welcher zumindest einen Teil des abgetragenen Materials, insbesondere Bohrstaub und/oder Bohrklein, aus dem Bereich der Bearbeitungsstelle zu entfernen. Vorzugsweise ist der Saugkopf 140 dabei im Wesentlichen als hohle Saugglocke 140a ausgebildet. An die Saugglocke 140a schließt sich zumindest ein rohrartiger Absaugkanal 140b an, welcher den in die Saugglocke 140a strömenden Absaugluftstrom 143 in Richtung auf das Saugrohr 145 leitet.
In der bevorzugten Ausführung nach 2 ist der Saugkopf 140 dabei als Wechselsaugkopf ausgebildet, wobei der Absaugkanal 140b an seinem der Saugglocke 140a entgegengesetzten Ende eine Steckeinheit 144 aufweist. Die Steckeinheit 144 ist dabei dazu vorgesehen bzw. ausgebildet, mit einer Aufnahmeeinheit 146 des Saugrohrs 145 verbunden zu werden. Die Verbindung von Steckeinheit 144 und Aufnahmeeinheit 146 kann dabei als form- und/oder kraftschlüssige Verbindung, insbesondere als Schiebe-, Steck-, Rast- und/oder Clip-Verbindung ausgebildet sein. Die Ausbildung als Wechselsaugkopf hat dabei den Vorteil, dass die Art und Ausbildung der Saugglocke 140a den Erfordernissen des für die Bearbeitung verwendeten Einsatzwerkzeugs durch Austausch des Saugkopfes 140 angepasst werden kann. So kann es vorteilhaft sein, wenn abhängig von einem Bohrdurchmesser eines Bohrwerkzeugs die Größe der Saugglocke 140a und/oder die Durchmesser der Absaugöffnung 141 und/oder der rückwärtigen Öffnung 142 über Austausch des Saugkopfes 140 angepasst werden kann.
Das in 2 beispielhaft dargestellte Absaugrohr 145 weist an seinem einen, dem im an der Handwerkzeugmaschine 1 montierten Zustand des Anbaumoduls 100, 100a entfernten Ende, die Aufnahmeeinheit 146 auf. Weiters umfasst das Absaugrohr 145 ein Teleskoprohr 147, das dazu vorgesehen ist, bei fortschreitender Bearbeitung einen sich durch das Eindringen des Einsatzwerkzeugs in einen Bearbeitungsgegenstand ergebenden Abstandsunterschied zwischen Werkzeugmaschine 1 und Bearbeitungsstelle auszugleichen. Das Teleskoprohr 147 erstreckt sich vom Saugkopf 140 zur Saugeinheit 180, wobei es vorzugsweise in ein Gehäuse 181 der Saugeinheit 180 hineinreicht.
Weiters ist im Teleskoprohr 147 ein Faltenschlauch 148 vorgesehen, welcher den an der Aufnahmeeinheit 146 in das Absaugrohr 145 reichenden Absaugkanal 140b derart aufnimmt, dass der Absaugluftstrom 143 durch den Faltenschlauch 148 weitergeleitet werden kann. An einem der Aufnahmeeinheit 146 gegenüberliegenden Ende des Faltenschlauchs 148 ist dieser mit einer Saugrohranordnung 182 der Saugeinheit 180 verbunden, durch welche Absaugluftstrom 143 in die Saugeinheit 180 eintritt. Das Teleskoprohr 147 und der Faltenschlauch 148 bilden dabei eine teleskopierbare Saugluftführung 149.
Der Saugkopf 140 und das Saugrohr 145 bilden dabei eine Absaugeinheit 139, welche im Beispiel nach 2 im Wesentlichen fest mit dem Gehäuse 181 der Saugeinheit 180 verbunden ist. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Absaugeinheit 139 lösbar an oder im Gehäuse 181 der Saugeinheit 180 angeordnet ist. Dazu weist die Absaugeinheit 139 und/oder die Saugeinheit 180 vorzugsweise geeignete, lösbare Haltemittel für eine lösbare Fixierung der Absaugeinheit 139 gegenüber dem Gehäuse 181 auf.
Die Flanscheinheit 150 des erfindungsgemäßen Anbaumoduls 100, 100a aus 2 ist dazu vorgesehen und ausgebildet das Anbaumodul 100, 100a an einer Werkzeugmaschine 1 anzuordnen, insbesondere anzusetzen. Dazu weist die Flanscheinheit 150 ein Gehäuse 151 auf. In einer bei einem Montagevorgang des Anbaumoduls 100, 100a an die Werkzeugmaschine 1 einem Schnittstellenbereich 11b der Werkzeugmaschine 1 gegenüberliegenden Fläche 151a des Gehäuses 151 ist eine Öffnung 152 ausgebildet, welche zur Aufnahme des Schnittstellenbereichs 11b der Werkzeugmaschine 1 vorgesehen ist. Der Schnittstellenbereich 11b umfasst dabei zumindest den Schnittstellenabschnitt 11a der Abtriebswelle 11 und zumindest einen stirnseitigen Teil der Verriegelungsvorrichtung 14. In einer der Fläche 151a gegenüberliegenden Fläche 151b des Gehäuses 151 ist weiters eine zweite Öffnung 153 vorgesehen, welche vorzugsweise der Öffnung 152 gegenüberliegt, insbesondere koaxial zu dieser ausgebildet ist. Die Öffnungen 152, 153 sind dabei vorzugsweise kreisförmig ausgebildet, können jedoch auch andere dem Fachmann vorteilhaft erscheinende Konturformen und insbesondere auch voneinander abweichende Konturen aufweisen. Die Öffnung 152 ist dabei bevorzugt so ausgebildet, dass durch sie auch die stirnseitig hervorstehenden Teile der Verriegelungsvorrichtung 14 der Werkzeugmaschine 1 in die Flanscheinheit 150 eingreifen können, wie es 2 dargestellt ist.
Im Ausführungsbeispiel nach 2 ist in der Öffnung 153 ein Werkzeughalter 113 angeordnet und vorzugsweise drehbar im Gehäuse 151 gelagert. In einer bevorzugten Ausführung ist der Werkzeughalter 113 dabei ähnlich dem Werkzeughalter 13 der 1 ausgebildet. Der Werkzeughalter 113 weist dabei an einem der Öffnung 152 zugewandten Endabschnitt eine zum Schnittstellenabschnitt 11a komplementären Schnittstellenabschnitt 113a auf, wie er bereits von dem Werkzeughalter 13 nach 1 bekannt ist. Über diesen Schnittstellenabschnitt 113a kann der Werkzeughalter 113 in zum Beispiel nach 1 analoger Weise drehfest und vorzugsweise auch axial unbeweglich mit der Abtriebswelle 11 verbunden werden. Der Schnittstellenabschnitt 113a bildet des Werkzeughalters 113 stellt somit ein Beispiel einer Koppeleinheit 113b im Sinne der vorliegenden Erfindung dar. In Bezug auf Aufbau und Wirkungsweise der Ankopplung wird an dieser Stelle auf die vorhergehende Beschreibung zur Montage bzw. Demontage des Werkzeughalters 13 gemäß 1 verwiesen.
Der Flanschabschnitt 150 der Ausführungsform der Erfindung gemäß 2 weist weiters mindestens ein Festlegungsmittel 154, insbesondere zur Drehfestlegung des Anbaumoduls 100, 100a gegenüber dem Gehäuse 10 der Werkzeugmaschine 1 auf. In der Ausführung nach 2 ist das Drehfestlegungsmittel 154 als stegartige Zunge 154a ausgebildet, die sich vom Gehäuse 151 des Flanschabschnitts 150 in Richtung auf die Handwerkzeugmaschine 1 erstreckt. In der bevorzugten Ausführung steht die Zunge 154a dabei mit einer am Gehäuse 10 der Werkzeugmaschine 1 ortsfest, vorzugsweise lösbar ortsfest angeordneten Zusatzhandgriffvorrichtung 10a in Wirkbeziehung. Insbesondere umgreift eine im Endabschnitt der Zunge 154a vorgesehene, in 2 nicht dargestellte Formschlussausnehmung einen Befestigungsabschnitt 10b der Zusatzhandgriffvorrichtung 10a derart, dass die Zunge 154a im Wesentlichen keine Radialbewegung gegenüber der Zusatzhandgriffvorrichtung 10a vollführen kann. Somit wird bei dieser Ausführung der Flanschabschnitt 150 im an der Werkzeugmaschine 1 montierten Zustand des Anbaumoduls 100, 100a gegenüber der Zusatzhandgriffvorrichtung 10a drehfestgelegt.
Eine derartige Ausführung kann mit einer Vielzahl dem Fachmann hinlänglich bekannter Zusatzhandgriffvorrichtungen kombiniert werden. Insbesondere können Zusatzhandgriffvorrichtungen in Betracht kommen, welche über Spannbänder, Verschraubungen oder andere dem Fachmann bekannte Befestigungsmittel an der Werkzeugmaschine befestigt, insbesondere lösbar befestigt sind. Selbstverständlich ist auch eine Kombination mit einer starr an der Werkzeugmaschine 1 vorgesehene Griffvorrichtung, insbesondere Zusatzhandgriffvorrichtung denkbar. Auch kann es von Vorteil sein, wenn das Drehfestlegungsmittel 154 mehr als eine Zunge 154a und/oder weitere Form- oder Kraftschlusselemente, beispielsweise Clips- oder Schraubelemente, zur Drehfestlegung am Gehäuse 10 der Handwerkzeugmaschine umfasst. Alternativ oder ergänzend können Drehfestlegungsmittel der im Vorhergehenden genannten Art auch an einem anderen Gehäuseteil des Anbaumoduls 100, 100a, wie beispielsweise am Gehäuse 181 der Saugeinheit 180 vorgesehen sein.
Alternativ kann das Festlegungsmittel 154 selbst als Klemm-, Spann-, Spannband- und/oder Verschraubungsmittel ausgeführt sein, so dass das Anbaumodul 100, 100a direkt an dem Maschinengehäuse 10 der Handwerkzeugmaschine 1 festgelegt werden kann.
Weiters kann es auch vorteilhaft sein, wenn das Anbaumodul 100, 100a selbst eine die Zusatzhandgriffvorrichtung aufweist. Diese kann beispielsweise starr mit dem Flanschabschnitt 150 und/oder der Saugeinheit 180 verbunden ausgeführt sein.
Schließlich kann es auch vorteilhaft sein, wenn die Werkzeugmaschine 1 Ausricht- und/oder Arretierhilfe zur Festlegung des Anbaumoduls 100, 100a bezogen auf das Gehäuse 10 der Werkzeugmaschine 1 umfasst. Hierbei können beispielsweise Steck-, Rast- und/oder Schraubelemente am Gehäuse 10 vorgesehen sein.
Bei der erfindungsgemäßen Ausführung des Anbaumoduls 100, 100a nach 2 ist im Gehäuse 151 des Flanschabschnitts 150 eine Generatoreinheit 155 aufgenommen. Die Generatoreinheit 155 umfasst dabei eine Statoreinheit 156 sowie eine Rotoreinheit 157.
Die Statoreinheit 156 weist dabei mindestens ein, vorzugsweise mehrere Spulenelemente 158 auf, welche im Gehäuse 151 um die Rotoreinheit 157 angeordnet sind. Bevorzugte Spulenelemente 158 umfassen dabei vorzugsweise eine in 2 nicht gezeigte Drahtwicklung sowie vorteilhafterweise einen von der Drahtwicklung umgebenen Wickelkern vorzugsweise aus einem weichmagnetischen Werkstoff – z.B. einem weichmagnetische Sinter- oder MIM-Werkstoff, besonders bevorzugt aus einem Lamellenstapel aus weichmagnetischen Flach- oder Schichtelementen.
Die Rotoreinheit 157 ist gemäß 2 als Rotorscheibe oder Rotorrad ausgebildet und ist um eine Drehachse drehbar gelagert im Flanschabschnitt 150 angeordnet. Bevorzugt ist die Rotoreinheit 157 dabei über mindestens ein Lager 160 gegenüber dem Gehäuse 151 des Flanschabschnitts 150 drehentkoppelt. Die Drehachse der Rotoreinheit 157 ist dabei vorzugsweise parallel, insbesondere koaxial zu einer Drehachse des Werkzeughalters 113 ausgerichtet. In der bevorzugten Ausführung nach 2 ist die Rotoreinheit 157 drehfest mit dem Werkzeughalter 113 verbunden, so dass bei einer Rotation des Werkzeughalters 113 die Rotoreinheit 157 ebenfalls in Rotation um die Drehachse versetzt wird. In der besonders bevorzugten Ausführung gemäß 2 ist dabei auch der Werkzeughalter 113 über das Lager 160 gegenüber dem Gehäuse 151 des Flanschabschnitts 150 drehentkoppelt, was den Vorteil hat, die Anzahl der Lagerstellen einerseits kostengünstig andererseits bezüglich einer Toleranzauslegung günstig zu reduzieren. Es kann jedoch auch von Vorteil sein, wenn mehr als eine Lagerstelle zur Lagerung des Werkzeughalters 113 und/oder der Rotoreinheit 157 im Flanschbereich vorgesehen sind.
Entlang der radial außenliegenden Mantelfläche 157a der Rotoreinheit 157 ist zumindest ein, vorzugsweise mehrere magnetische Elemente 159, insbesondere permanent-magnetische Elemente 159a angeordnet. Vorzugsweise sind die magnetischen Elemente 159, 159a dabei derart auf der Mantelfläche 157a angeordnet, dass sie den Spulenelementen 158 gegenüberliegen und vorzugsweise nur durch einen Luftspalt von den Spulenelementen 158 getrennt sind, welcher kleiner als 20% einer zu den Spulenelementen 158 parallelen Längserstreckung der magnetischen Elemente 159, 159a, insbesondere kleiner als 10% dieser Längserstreckung, vorzugsweise kleiner als 5% dieser Längserstreckung, besonders bevorzugt kleiner als 1% dieser Längserstreckung ist. Die magnetischen Elemente 159, 159a können dabei auf der Mantelfläche 157a oder aber zumindest teilweise in die Mantelfläche 157a eingesenkt auf der Rotoreinheit 157 angeordnet sein. Vorteilhafterweise sind die magnetischen Elemente 159, 159a dabei form-, kraft- und/oder stoffschlüssig mit der Rotoreinheit 157 verbunden, vorzugsweise eingepresst, umschlossen, vergossen, geklebt und/oder geschweißt. Günstigerweise ist auch zwischen über den Umfang der Mantelfläche 157a benachbarten magnetischen Elementen ein Winkelabstand vorgesehen. Vorzugsweise weisen benachbarte magnetische Elemente weiters eine alternierende Ausrichtung ihrer Magnetfelder auf.
In der in 2 gezeigten Ausführung ist die Rotoreinheit 157 mit einer innenliegenden Durchführung 157b direkt auf einem hülsenartigen Bereich 113c des Werkzeughalters 113 angeordnet und vorzugsweise zumindest drehfest mit dem Bereich 113c verbunden, beispielsweise kann dieser Stelle eine formschlüssige und/oder stoffschlüssige Verbindung zum Einsatz kommen. Auch kann es von Vorteil sein, wenn die Rotoreinheit 157, insbesondere die Rotorscheibe bzw. das Rotorrad einteilig mit dem hülsenartigen Bereich 113c ausgeführt ist. Alternativ kann jedoch auch ein form- und/oder kraftschlüssiges Koppelelement, welches in 2 nicht dargestellt ist, zwischen dem hülsenartigen 113c und der Rotoreinheit 157 zur Herbeiführung einer Drehmitnahme der Rotoreinheit 157 vorgesehen sein. Bei an der Werkzeugmaschine 1 angesetztem Anbaumodul 100, 100a wird bei einem über die Abtriebswelle 11 vermittelten drehenden Antrieb des Werkzeughalters 113 die Rotoreinheit 157 ebenfalls in Drehung versetzt, so dass sich die magnetischen Elemente 159, 159a gegenüber den Spulenelementen 158 in ihrer Lage verändern, insbesondere in Umfangsrichtung der Mantelfläche 157a verschieben. Dadurch entsteht in den Spulenelementen 158 ein sich änderndes, insbesondere sich zyklisch änderndes Magnetfeld, welches wiederum in den Drahtwicklungen der Spulenelemente 158 eine elektrische Spannung induziert. Diese elektrische Spannung kann wiederum zum Abgriff einer elektrischen Energie E_EL genutzt werden kann. Auf diese Weise wird ein Teil der an der Abtriebswelle 11 anliegende und auf den Werkzeughalter 113 über die Koppeleinheit 13b übertragene kinetische Energie E_kin,AW in elektrische Energie E_EL umgewandelt.
Die Saugeinheit 180 umfasst zumindest eine als Elektromotor 183a ausgebildete Motoreinheit 183, welcher über eine elektrische Verbindung 184 mit den Spulenelementen 158 der Generatoreinheit 155 verbunden werden kann oder verbunden ist, so dass der Elektromotor 183a zumindest von einem Teil E_EL,ME der in der Generatoreinheit 155 erzeugten elektrischen Energie E_EL gespeist werden kann. Die Motoreinheit 183 weist eine als Antriebswelle 185 ausgebildete Motorwelle 185a auf, welche einen Nebennutzantrieb 186 bildet. Durch die erfindungsgemäße elektromechanische Entkopplung der Abtriebswelle 11 bzw. der Koppeleinheit 113b von der Antriebswelle 185 kann die Drehzahl N2 der Antriebswelle 185 über Bereiche von Drehzahlen N1 der Abtriebswelle 11 der Werkzeugmaschine 1 unabhängig eingestellt, insbesondere erhöht oder herabgesetzt werden. Die Kombination als Generatoreinheit 155 und Motoreinheit 183 wirk somit wie eine Übersetzungseinheit 90 auf das Drehzahlverhältnis von N1 zu N2.
Auf der Motorwelle 185a des Elektromotors 183a ist im beispielhaften Anbaumodul 100, 100a nach 2 ein Lüfterrad 187 drehfest angeordnet. Das Lüfterrad 187 ist dabei in der bevorzugten Ausführung nach 2 in einer vom Motorbereich 181a des Gehäuses 181 über eine Trennwand 181b separierten Lüfterraum 181c angeordnet. Die Motorwelle 185a erstreckt sich dabei durch eine Durchführung 181d in der Trennwand 181b, wobei vorzugsweise in der Durchführung 181d zusätzlich ein in 2 nicht dargestelltes Dichtelement vorgesehen ist. Es kann dabei auch vorteilhaft sein, wenn das Lüfterrad 187 nicht direkt auf der Motorwelle 185a sondern über ein geeignetes, hier nicht dargestelltes zwischen der Motorwelle 185a und einer die Abtriebswelle 185 bildende Lüfterwelle wirkendes Zwischengetriebe 183b antreibbar ist. Der Lüfterraum 181c weist weiters zumindest eine Abluftöffnung 181e auf, welche für einen Druckausgleich bzw. eine Entlüftung des Lüfterraums 181c sorgt. In der Abluftöffnung 181e ist vorzugsweise ein siebartiges Lüftungsgitter vorgesehen.
An den Lüfterraum 181c schließt sich über eine weitere Trennwand 181f getrennt ein Staubraum 181g an, der für das Sammeln der mit dem Absaugluftstrom 143 transportierten Staubpartikel vorgesehen ist. Die Trennwand 181f weist dabei eine Ansaugöffnung 181h in Richtung des Staubraums 181g auf, vor der in Richtung des Staubraums 181g ein Luftfilterelement 188a als Staubabscheideeinrichtung 188 angeordnet ist, welches dazu vorgesehen ist, den aus Richtung der Saugrohranordnung 182 anströmenden und mit Staubpartikeln beladenen Absaugluftstrom 143 von Staubpartikeln zu reinigen, d.h. diese im Staubraum 181g aus dem Absaugluftstrom 143 abzuscheiden, so dass in den Lüfterraum 181c im Wesentlichen von Staubpartikeln befreite Absaugluft eintreten kann.
Wird das Lüfterrad 187 während eine Benutzung einer Handwerkzeugmaschine 1 mit angesetztem erfindungsgemäßen Anbaumodul 100, 100a durch geeignete Bestromung des Elektromotors 183 in Rotation versetzt, erzeugt das Lüfterrad 187 einen Unterdruck im Lüfterraum 181c, welcher den Absaugluftstrom 143 Richtung des mittels Pfeilen dargestellten Luftstrompfades in 2 erzeugt.
Um eine Reinigung des Staubraums 181g, insbesondere eine Wartung eines dort vorzugsweise zusätzlich vorgesehen Staubbehälters oder -beutels vorteilhaft zu begünstigen, weist die Saugrohranordnung 182 weiters an ihrem in den Staubraum 181g reichenden Ende gemäß 2 eine Klappenanordnung 189 auf, die ein staubluftseitiges Ende der Saugrohranordnung 182 solange vom Saugraum 181g trennt, solange kein Absaugluftstrom 143 anliegt. Die Klappenanordnung 189 wirkt dabei wie ein Rückschlagventil.
In der bevorzugten Ausführung nach 2 ist die Saugrohranordnung 182 zu dem gekrümmt ausgeführt, so dass ein Absetzen der Staubpartikel im Staubraum 181g sowie ein Reinigen des Staubraums 181g bzw. eine Wartung eines dort vorzugsweise zusätzlich vorgesehen Staubbehälters oder -beutels vorteilhaft durch eine Schwerkraftwirkung begünstigt wird.
Zur weiteren Ausgestaltung des Absaugmoduls hinsichtlich Führung des Absaugluftstroms 143, Anordnung und Ausführung von Filtern und/oder Staubbehältern, sowie Ausbildung des Saugkopfes sind dem Fachmann eine Vielzahl von Ausführungsformen bereits bekannt, welche mit der dargelegten Erfindung zu vorteilhaften Weiterbildungen kombiniert werden können. Es sei dazu beispielhaft auf die Schriften WO 2009/019057 A1 , DE 10 207 019 646 A1 oder DE 10 2006 039 969 A1 hingewiesen.
Eine weitere bevorzugte Weiterentwicklung des im Vorhergehenden beschriebenen Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Anbaumoduls 100, 100a umfasst weiters eine Steuer- und/oder Regeleinheit 190 zur Steuerung und/oder Regelung der Generatoreinheit 155 und/oder der Motoreinheit 183, 183a. So kann es vorteilhaft sein, wenn die von der Generatoreinheit 155 bereitgestellte elektrische Energie E_EL, insbesondere eine elektrische Spannung, ein elektrischer Strom oder eine elektrische Leistung auf festlegbar Grenzwerte begrenzt oder insbesondere im Bereich festlegbarer Richtwerte gehalten wird. Weiters kann es von Vorteil sein, wenn die der Motoreinheit 183, 183a zugeführte elektrische Energie E_EL,ME auf festlegbar Grenzwerte begrenzt oder insbesondere im Bereich festlegbarer Richtwerte gehalten wird. Insbesondere kann es sinnvoll sein, eine Drehzahl N2 der Motorwelle 185a auf festlegbar Grenzwerte oder insbesondere im Bereich festlegbarer Richtwerte einzustellen oder zu begrenzen. In einer vorteilhaften Weiterbildung kann die Steuer- und/oder Regeleinheit 190 dabei eine Einstellvorrichtung aufweist, über welche ein Benutzer Steuer- und/oder Regelparameter, insbesondere Grenz- und/oder Richtwerte einstellen oder beeinflussen kann.
Eine weitere bevorzugte Fortbildung des im Vorhergehenden beschriebenen Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Anbaumoduls 100, 100a umfasst weiters einen elektrischen Energiespeicher 191, welcher im Pfad der elektrischen Verbindung 184 zwischen der Generatoreinheit 155 und der Motoreinheit 183 derart angeordnet ist, so dass der Energiespeicher 191 zumindest einen Teil E_EL,Speicher der in der Generatoreinheit 155 erzeugten elektrischen Energie E_EL zwischenspeichern und diesen im wesentlichen unabhängig von einem Bewegungszustand der Abtriebswelle 11 an die Motoreinheit 183 abgeben kann. Ein derartiger Energiespeicher 191 kann beispielsweise aus einem Kondensator, einer Akkuanordnung und/oder einem in das Anbaumodul 100, 100a einsetzbaren, eine Akkuanordnung umfassenden Akkupack umfassen, vorzugsweise daraus bestehen. Unter einer Akkuanordnung wird dabei insbesondere eine Anordnung mit einer oder mehreren wiederaufladbaren Akkumulatorzellen, beispielsweise NiCd-, NiMH-, LiIon- oder LiPo-Zellen, verstanden. Vorteilhafterweise kann dabei am Anbaumodul 100, 100a zusätzlich eine Ladeschnittstelle – beispielsweise Ladebuchse, Ladekontakte, Empfangseinheit einer Vorrichtung zum induktiven Laden, oder ähnliches – vorgesehen sein, so dass die Akkuanordnung auch über eine externe elektrische Ladevorrichtung geladen werden kann. Die Integration eines elektrischen Energiespeichers erlaubt dabei vorteilhaft eine Inbetriebnahme der Motoreinheit 183 und damit des Nebennutzantriebs 186 unabhängig von dem aktuellen Bewegungszustand der Abtriebswelle 11. So kann im Falle des in 2 gezeigten Staubabsaugmoduls 100a beispielsweise erreicht werden, dass eine Saugwirkung noch einige Zeit nach Abschaltung eines Drehantriebs des Werkzeughalters 113 zur Verfügung steht oder bei niedriger Drehzahl N1 der Abtriebswelle 11 und damit des Werkzeughalters 113 zumindest über einen begrenzten Zeitraum eine konstant hohe Saugwirkung über eine hohe Drehzahl N2 der Antriebswelle 185 gewährleistet wird. Auch wird es möglich für einen begrenzten Zeitraum bei abgeschaltetem Drehantrieb des Werkzeughalters 113, beispielsweise bei reinem Schlagantrieb eines Bohr- und/oder Schlaghammers, eine Saugwirkung zur Verfügung zu stellen.
Eine besonders bevorzugte Weiterbildung sieht vor, zwischen der Generatoreinheit 155 und der Motoreinheit 183 im Pfad der elektrischen Verbindung 184 eine in 2 nicht dargestellte Gleichrichtereinheit anzuordnen, welche eine von der Generatoreinheit 155 bereitgestellten elektrischen Wechselstrom in einen Gleichstrom überführt. Eine derartige Gleichrichtereinheit kann insbesondere in Verbindung mit einem elektrischen Energiespeicher 191 von Vorteil sein.
3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Anbaumoduls 200, insbesondere eines erfindungsgemäßen Staubabsaugmoduls 200a. Zum Beispiel nach 2 gleiche oder gleichwirkende Merkmale erhalten dabei der Übersichtlichkeit halber dieselben Bezugszeichen wie in 2, insbesondere wird auch auf deren Beschreibung im Vorhergehenden verwiesen. Die folgende Beschreibung des Ausführungsbeispiels nach 3 beschränkt sich auf die wesentlichen Unterschiede zum ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Zusätzliche oder veränderte Merkmale erhalten in diesem Zusammenhang eine um 100 erhöhte Bezugsziffer.
Das zweite Ausführungsbeispiel nach 3 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel im Wesentlichen durch eine geänderte Anordnung der Generatoreinheit 255 innerhalb des Anbaumoduls 200, 200a sowie deren mechanische Anbindung an die Koppeleinheit 113b am Werkzeughalter 113. Der Werkzeughalter 113 und der Schnittstellenabschnitt 113a sind dabei identisch zur Ausführung nach 1 aufgebaut, so dass diesbezüglich auf die vorhergehende Beschreibung verwiesen wird. Jedoch ist im hülsenartige Bereich 113c des Werkzeughalters 113 anstelle der Rotoreinheit 157 ein Eingangsrad 293 eines Zwischengetriebes 292 vorgesehen, insbesondere im hülsenartigen Bereich 213c angeordnet, vorzugsweise zumindest drehfest mit dem hülsenartigen Bereich 113c verbunden.
In der vorliegenden Ausführung nach 3 ist das Eingangsrad 293 über eine zwischen einer äußeren Mantelfläche 293a des Eingangsrades 293 und dem Gehäuse 151 der Flanscheinheit 150 angeordnete Lagervorrichtung 260, insbesondere einer Wälzlagervorrichtung 260a, beispielsweise einer Kugel- oder Rollenlagervorrichtung, gegenüber der Flanscheinheit 150 drehbar gelagert. In einer radial innenliegenden Durchführung 293b des Eingangsrades 293 ist der hülsenartige Bereich 113c angeordnet und vorzugsweise zumindest drehfest mit dem Eingangsrad 293 verbunden. In einer bevorzugten Ausführung ist das Eingangsrad 293 starr mit dem hülsenartigen Bereich 113c verbunden oder sogar einteilig mit dem Bereich 113c ausgeführt, so dass die Lagervorrichtung 260, 260a auch zu einer Drehlagerung des Werkzeughalters 113 in der Flanscheinheit 150 dient. Vorzugsweise kann so, auf eine weitere Lagerung verzichtet werden.
Im Beispiel nach 3 ist das Zwischengetriebe 292 als Riemen-, Ketten- oder Seilzuggetriebe 292a ausgebildet, wobei das Eingangsrad 293 auf seiner äußeren Mantelfläche 293a einen Mitnahmeabschnitt 293c aufweist. Auf dem Mitnahmeabschnitt 293c ist eine Lauffläche 294 derart ausgebildet, dass ein auf der Lauffläche 294 angeordneter Riemen, Seilzug oder Kette durch ein Drehmoment des Eingangsrades 293 verursachte Antriebskräfte aufnehmen kann. So kann die Lauffläche 294 beispielsweise als Reibfläche 294a für das Zusammenspiel mit einem Riemen 295, wie er in 3 dargestellt ist, ausgebildet oder aber auch mit einem Zahnkranz 294b für das Zusammenwirken mit einer Kette versehen sein.
An einer in 3 nicht gezeigten Welle der Generatoreinheit 255 ist ein ebenfalls nicht dargestelltes Ausgangsrad des Zwischengetriebes 292 angeordnet, wobei die Welle dazu vorgesehen ist, eine Rotoreinheit 257 der Generatoreinheit 255 drehend anzutreiben. Im bevorzugten Beispiel nach 3 ist das Ausgangsrad als Laufrad zum Antrieb durch den Riemen 295 ausgebildet, wodurch das am Eingangsrad 293 anliegende Drehmoment auf das Ausgangsrad und somit die Welle der Generatoreinheit 255 übertragen werden kann. Auch das Ausgangsrad weist dabei vorzugsweise eine Reibfläche zum kraftschlüssigen Zusammenwirken mit dem Riemen 295 auf. Wird anstelle eines Riemens 295 eine Kette für die Drehmomentübertragung im Zwischengetriebe 292 eingesetzt, weist das Ausgangsrad vorzugsweise ebenfalls einen Zahnkranz für das Zusammenwirken mit der Kette auf.
Durch entsprechende Wahl der Durchmesser von Eingangsrad 292, insbesondere an der Lauffläche 294, und Ausgangsrad auf der Welle der Generatoreinheit 255 kann zusätzlich eine erste Übersetzung der eingangsseitigen Drehzahl N1 der Abtriebswelle 11 in eine Drehzahl N1‘ der Welle der Generatoreinheit 255 eingestellt werden. So kann über das Zwischengetriebe 292 vorteilhaft eine Eingangsdrehzahl an der Welle der Generatoreinheit 255 auf die Erfordernisse der jeweiligen Generatoreinheit angepasst werden.
Weiters erlaubt das Vorsehen eines Zwischengetriebes 292 zwischen der Koppeleinheit 113b und einer eingangsseitigen Welle der Generatoreinheit 255, fertig vormontierte Generatoreinheiten in das erfindungsgemäße Anbaumodul 200, 200a zu montieren, was bei einer direkten Anordnung der Generatoreinheit 155 um die Koppeleinheit 113b bzw. den hülsenartigen Bereich 113c, wie es im Beispiel nach 2 gezeigt ist, nur erschwert möglich ist. Die Generatoreinheit 255 umfasst dabei in zu 2 analoger aber hier nicht detailliert dargestellter Weise eine Rotoreinheit 257 mit
mindestens einem, vorzugsweise mehreren magnetischen, insbesondere permanent-magnetischen Elementen 259, 259a sowie eine Statoreinheit 256 mit zumindest einem Spulenelement 258. Da dem Fachmann Generatoreinheiten 255 wie beispielsweise Dynamo-Einheiten in Aufbau und Funktionsweise hinlänglich bekannt wird an dieser Stelle auf eine detailliertere Beschreibung verzichtet, zumal deren Detailmerkmale nicht erfindungswesentlich sind.
Selbstverständlich kann anstelle eines Riemen-, Ketten- oder Seilzuggetriebes 292a auch ein Rad-, insbesondere Zahnradgetriebe als Zwischengetriebe 292 eingesetzt werden. So ist insbesondere auch eine Ausführung mit einem Kegelradgetriebe denkbar, wie es aus WO 2010/032375 A1 bekannt ist. Auch kann eine Ausführung als Mehrstufengetriebe, ggf. sogar als von einem Benutzer schaltbares Mehrstufengetriebe für eine Zwischengetriebe 292 im Sinne des Ausführungsbeispiel nach 3 von Vorteil sein. Darüber hinaus können sich vorteilhafte Variationen des Ausführungsbeispiels nach 3 durch eine Ausführung des Zwischengetriebes 292 als stufenloses Getriebe ergeben, da mit einer derartigen Ausführung eine an der eingangsseitigen Welle des Generatoreinheit anliegende Drehzahl bzw. anliegendes Drehmoment über einen größeren Bereich von Drehzahlen N1 der Abtriebswelle 11 nahezu konstant gehalten werden können.
Im weiteren Aufbau sowie in der Funktionsweise unterscheiden sich die Ausführungsformen nach 3 nicht wesentlich von den Ausführungsformen nach 2. Auch hier wird die von der Generatoreinheit 255 erzeugte elektrische Energie zumindest teilweise an die aus 2 bereits bekannte Motoreinheit 183 zum Antrieb der Antriebswelle 185 des Nebennutzantriebs 186 weitergeben. Auch in diesen Ausführungen wirken die Generatoreinheit 255 und die Motoreinheit 183 zusammen mit dem Zwischengetriebe 292 als Übersetzungseinheit 90‘ für die Drehzahl N1 der Abtriebswelle 11 zu Drehzahl N2 der Antriebswelle 185. Bezüglich der Beschreibung der weiteren Ausgestaltung des Anbaumoduls 200, insbesondere die konkrete Ausbildung als Staubabsaugmodul 200a, sowie etwaigen Erweiterungs- und Fortbildungsvarianten wird daher auf die Detailbeschreibung zu 2 verwiesen. Insbesondere können auch in den Ausführungen nach 3 eine Steuer- und/oder Regeleinheit 190 und/oder ein elektrischer Energiespeicher 191 vorteilhafte Weiterentwicklungen erhalten werden.
Eine vorteilhafte Variante kann sich auch dadurch ergeben, dass anstelle des Werkzeughalters 113 im Anbaumodul 100, 100a, 200, 200a eine dem Schnittstellenbereich 11b analog aufgebaute Aufnahmeeinheit vorgesehen ist, welche zur Aufnahme des bei der Montage des Anbaumoduls 100, 100a, 200, 200a an der Werkzeugmaschine 1 entfernten Werkzeughalters 13 vorgesehen bzw. ausgebildet ist. Vorzugsweise ist diese Aufnahmeeinheit dabei mit der Koppeleinheit 113b verbunden, besonders bevorzugt im Wesentlichen einteilig mit dieser ausgeführt.
Neben der hier im Detail beschriebenen Ausführung als Staubabsaugmodul 100a, 200a kann ein erfindungsgemäßes Anbaumodul 100, 200 mit seinem Nebennutzantrieb 186 auch zur Verwendung als Gebläsemodul ausgebildet sein, wobei vorzugsweise auf der Antriebswelle 185 eine Lüftereinheit ähnlich dem Lüfterrad 187 vorgesehen ist, welche anstelle eines Unterdrucks einen Überdruck erzeugt. Weitere alternative Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen Anbaumoduls 100, 200 könnten sich durch die Verwendung des Nebennutzantriebs 186 zum Antrieb einer Pumpvorrichtung, beispielsweise zur Bereitstellung von Kühl- und/oder Schmiermittel, ergeben. Im Übrigen sind dem Fachmann weitere Anwendungszwecke für einen erfindungsgemäßen Nebennutzantrieb 186 bekannt, welche von einer erfindungsgemäßen Ausbildung eines Anbaumoduls 100, 200 vorteilhaft verbessert werden können und deren Kombination dem Fachmann mit der hier offenbarten Erfindung keine Schwierigkeiten bereitet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2010/032375 A1 [0002, 0002, 0003, 0003, 0003, 0079]
DE 102006029625 A1 [0025]
DE 10321869 A1 [0030, 0033, 0041]
DE 2551125 C2 [0034]
DE 2820128 A1 [0035]
DE 19621610 A1 [0041]
DE 10324426 A1 [0041]
DE 19805187 A1 [0041]
WO 2009/019057 A1 [0067]
DE 10207019646 A1 [0067]
DE 102006039969 A1 [0067]

Claims

Anbaumodul (100, 100a; 200, 200a) für eine Werkzeugmaschine (1), welche zumindest eine drehend antreibbare, einen Schnittstellenabschnitt (11a) zur lösbaren aber drehfesten Aufnahme eines wechselbaren Werkzeughalters (13) aufweisende Abtriebswelle (11) umfasst, umfassend eine in einem montierten Zustand des Anbaumoduls (100, 100a; 200, 200a) mit der Abtriebswelle (11) in Wirkkontakt bringbare Übersetzungsvorrichtung (90; 90‘) zur Übersetzung einer ersten Drehzahl N1 der Abtriebswelle (11, 11a) in eine zweite, vorzugsweise höhere Drehzahl N2 einer Antriebswelle (185, 185a) eines in dem Anbaumodul (100, 100a; 200, 200a) vorgesehenen Nebennutzantriebs (186), dadurch gekennzeichnet, dass die Übersetzungsvorrichtung (90; 90‘) eine drehbar gelagerte, mit der Abtriebswelle (11) koppelbare und über die Abtriebswelle (11) drehend antreibbare Koppeleinheit (113b) sowie eine Generatoreinheit (155; 255) aufweist, welche mit der Koppeleinheit (113b) zu deren Antrieb verbindbar, vorzugsweise verbunden ist, um aus einem Teil einer mechanischen Bewegungsenergie E_kin,AW der Abtriebswelle (11) eine elektrische Energie E_EL zu erzeugen, und wobei weiters der Nebennutzantrieb (186) eine Motoreinheit (183, 183a) zum Antrieb der Antriebswelle (185, 185a) umfasst, welche zumindest aus einem Teil E_EL,ME der elektrischen Energie E_EL gespeist werden kann.
Anbaumodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Generatoreinheit (155; 255) zumindest eine mit der Koppeleinheit (113b) zu einer Drehmitnahme koppelbare Rotoreinheit (157; 257) sowie zumindest eine, die Rotoreinheit (157; 257) zumindest teilweise radial umgebende, vorzugsweise im Wesentlichen radial umschließende Statoreinheit (156; 256) umfasst.
Anbaumodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotoreinheit (157) durch mindestens ein form- und/oder kraftschlüssiges Koppelelement oder aber direkt, vorzugsweise durch einteilige Ausbildung oder durch stoffschlüssige Verbindung mit der Koppeleinheit (113b, 113c) verbunden ist.
Anbaumodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppeleinheit (113b, 113c) über ein Zwischengetriebe (292) mit der Rotoreinheit (257) wirkverbunden ist, so dass eine Drehbewegung der Koppeleinheit (113b, 113c) auf die Rotoreinheit (257) indirekt übertragbar ist, wobei das Zwischengetriebe (292) vorzugsweise eine Rad-, Seilzug-, Riemen- und/oder Ketteneinheit umfasst.
Anbaumodul nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Statoreinheit (156; 256) mindestens ein, vorzugsweise mehrere Spulenelemente (158; 258) aufweist.
Anbaumodul nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotoreinheit (157; 257) mindestens ein, vorzugsweise mehrere magnetische, vorzugsweise permanent-magnetische Elemente (159, 159a; 259, 259a) aufweist.
Anbaumodul nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine magnetische Element (159, 159a; 259, 259a) bei einer Drehung der Abtriebswelle (11) ein sich änderndes Magnetfeld in der Statoreinheit (156; 256), vorzugsweise in dem mindestens einen Spulenelement (158; 258) hervorruft.
Anbaumodul nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Steuer- und/oder Regeleinheit (190) zur Steuerung und/oder Regelung der Generatoreinheit (157; 257) und/oder der Motoreinheit (183, 183a).
Anbaumodul nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen elektrischen Energiespeicher (191), welcher in einem Stromkreis (184) zwischen der Generatoreinheit (157; 257) und der Motoreinheit (183, 183a) derart angeordnet ist, so dass der Energiespeicher (191) zumindest einen Teil E_EL,Speicher der in der Generatoreinheit (157; 257) erzeugten elektrischen Energie E_EL zwischenspeichern und diesen im wesentlichen unabhängig von einem Bewegungszustand der Koppeleinheit (113b) an die Motoreinheit (183, 183a) abgeben kann.
Anbaumodul nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Energiespeicher (191) eine Akkuanordnung umfasst, welche insbesondere auch durch eine externe elektrische Ladevorrichtung aufgeladen werden kann.
Anbaumodul nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Akkuanordnung als ein Akkupack ausgebildet ist, welcher wechselbar an einem Gehäuse (181) des Anbaumoduls (100, 100a; 200, 200a) angeordnet ist.
Anbaumodul nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Werkzeughalter (113) vorgesehen ist, welcher ein Einsatzwerkzeug lösbar aufnehmen kann und zu einem Antrieb des Einsatzwerkzeugs durch die Abtriebswelle (11) mit der Koppeleinheit (113b) gekoppelt ist, oder dass die Koppeleinheit (113b) eine Aufnahmeeinheit zur zumindest drehfesten Aufnahme des auswechselbaren Werkzeughalters der Werkzeugmaschine aufweist.
Anbaumodul nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Antriebswelle (185, 185a) des Nebennutzantriebs (186) eine Lüftereinheit, insbesondere ein Lüfterrad (187) angeordnet ist, welche durch die Motoreinheit (183, 183a) antreibbar ist.
Anbaumodul nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Anbaumodul im wesentlichen als ein Staubabsaugmodul (100a; 200a) ausgebildet ist, welches eine Absaugeinheit (140c), eine Staubabscheideeinrichtung (188, 188a) und eine Saugeinheit (180) zur Bereitstellung eines Unterdrucks umfasst, wobei die Saugeinheit (180) die Lüftereinheit, insbesondere das Lüfterrad (187) umfasst, vorzugsweise aus ihr besteht.
Anbaumodul nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Absaugeinheit (140c) eine das Einsatzwerkzeug in einem Arbeitsbereich im wesentlichen umschließende Saugglocke (140a), eine teleskopierbare Saugluftführung (149), welche eine radiale Ausrichtung der Saugglocke (140a) zum Einsatzwerkzeug im wesentlichen sicherstellt, ein Saugvolumen der Saugglocke (140a) bereitstellt und weiters mit einem Sammelvolumen der Staubabscheideeinrichtung (188, 188a) derart verbindet, dass mit einem Absaugluftstrom (143) aus der Saugglocke (140a) mitgeführte Staubpartikel in das Sammelvolumen der Staubabscheidevorrichtung (188, 188a) gesammelt werden können.
Anbaumodul nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Staubabscheidevorrichtung (188, 188a) eine, in einem Gehäuse (181) des Anbaumoduls wieder entnehmbar aufnehmbare Staubbox aufweist, welche einen Sammelbehälter umfasst, der mit einem im wesentlichen selbstschließenden Einlassventil, einem Filterelement, einem Saugluftanschluss und einer manuell öffenbaren Entleerungsöffnung Sammelbehälter versehen ist, wobei das Filterelement einen Sammelraum derart von dem Saugluftanschluss trennt, dass das Filterelement die mit der Saugluft mitgeführten Staubpartikel aus der Saugluft abscheidet, so dass die durch die Saugluftanschluss entweichende Saugluft im wesentlichen frei von Staubpartikeln ist.
Werkzeugmaschine, insbesondere Handwerkzeugmaschine, vorzugsweise aus der Gruppe der Bohr- oder Schlagbohrmaschinen oder der Schlag- und/oder Bohrhämmer, mit einer motorisch angetriebenen Abtriebswelle (11) und einem wechselbar an der Abtriebswelle (11) angeordneten Werkzeughalter (13) zur Aufnahme und zum Antrieb eines Einsatzwerkzeugs, insbesondere eines Bohrers oder Meißels, gekennzeichnet durch ein anstelle des Werkzeughalters (13) angeordneten und mit der Abtriebswelle (11) wirkverbundenen Anbaumoduls (100, 100a; 200, 200a) nach einem Ansprüche 1 bis 16.