DE102012221704A1

DE102012221704A1 - Gerätesystem mit einer Schaltvorrichtung zum Schalten zwischen einer motorischen und einer manuellen Vorschubeinrichtung

Info

Publication number: DE102012221704A1
Application number: DE201210221704
Authority: DE
Inventors: Thomas Blatz
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 2012-11-28
Filing date: 2012-11-28
Publication date: 2014-05-28

Abstract

Gerätesystem (10) aufweisend ein Werkzeuggerät (12), einen Geräteständer (11), eine Vorschubvorrichtung (13) zum Verschieben des Werkzeuggerätes (12) entlang des Geräteständers (11) mit einer motorischen Vorschubeinrichtung (25) und einer manuellen Vorschubeinrichtung (26) und eine Schaltvorrichtung zum Schalten zwischen der motorischen Vorschubeinrichtung (25) und der manuellen Vorschubeinrichtung (26).

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gerätesystem mit einer Schaltvorrichtung zum Schalten zwischen einer motorischen Vorschubeinrichtung und einer manuellen Vorschubeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Stand der Technik
Aus DE 10 2004 033 361 A1 ist ein Gerätesystem bestehend aus einem Geräteständer, einem am Geräteständer verschiebbar angeordneten Kernbohrgerät und einer Vorschubvorrichtung zum Verschieben des Kernbohrgerätes entlang des Geräteständers bekannt. Der Geräteständer umfasst eine Führungsschiene und einen Führungsschlitten zur Aufnahme des Kernbohrgerätes, wobei das Kernbohrgerät über den Führungsschlitten an der Führungsschiene angeordnet ist und mittels der Vorschubvorrichtung entlang der Führungsschiene verschiebbar ist. Die Vorschubvorrichtung umfasst eine motorische Vorschubeinrichtung und eine als Handrad ausgebildete manuelle Vorschubeinrichtung, wobei die motorische Vorschubeinrichtung einen Vorschubmotor und ein Getriebe umfasst. Der Vorschubmotor ist über das Getriebe mit einer Schlittenwelle des Führungsschlittens koppelbar. Die Schlittenwelle weist ein Ritzel auf, das mit einer Zahnstange an der Führungsschiene kämmt. Als Vorschubmotor wird ein Schrittmotor verwendet, der eine Überlastung durch einen zu hohen Vorschub auf einfache Weise vermeiden soll. Das Getriebe, das den Vorschubmotor mit der Schlittenwelle verbindet, ist als Schneckengetriebe ausgebildet.
Das Kernbohrgerät kann wahlweise mit der motorischen Vorschubeinrichtung oder der manuellen Vorschubeinrichtung entlang der Führungsschiene verfahren werden, wobei die motorische Vorschubeinrichtung und die manuelle Vorschubeinrichtung gleichzeitig am Geräteständer montiert sind. Das Schalten zwischen der motorischen Vorschubeinrichtung und der manuellen Vorschubeinrichtung erfolgt über eine Schaltvorrichtung mit einer Bedienungseinrichtung, einer Betätigungseinrichtung und einer Schalteinrichtung. Die Bewegung der Bedienungseinrichtung wird auf die Betätigungseinrichtung übertragen, die die Schalteinrichtung betätigt. Die Schalteinrichtung ist von der Betätigungseinrichtung zwischen einer ersten und zweiten Schaltposition schaltbar; in der ersten Schaltposition ist die Übertragung der Antriebsbewegung vom Vorschubmotor auf die Schlittenwelle unterbrochen und in der zweiten Schaltposition ist die Antriebsbewegung des Vorschubmotors auf die Schlittenwelle übertragbar. Das Handrad umfasst mehrere Griffteile, die schwenkbar angeordnet sind und die drehfest mit der Schlittenwelle des Führungsschlittens gekoppelt sind, wobei die Enden der Griffteile die Bedienungseinrichtung der Schaltvorrichtung bilden. Die Betätigungseinrichtung umfasst einen Stößel, der in einer Bohrung der Schlittenwelle geführt und über ein Federelement vorgespannt ist. Durch Verkippen mindestens eines Griffteils wird der Stößel längs seiner Achse aus einer ersten Position in eine zweite Position verschoben. Der Kraftschluss zwischen dem Schneckengetriebe und der Schlittenwelle erfolgt über Kugeln, die von der Betätigungseinrichtung verschiebbar sind. Die Kugeln sind in Bohrungen der Schlittenwelle und in Mitnahmevertiefungen des Schneckenrades verschiebbar. Der Stößel weist einen ersten und zweiten Querschnitt und einen die beiden Querschnitte verbindenden Übergangsabschnitt auf.
Die bekannte Schaltvorrichtung zum Schalten zwischen einer motorischen Vorschubeinrichtung und einer manuellen Vorschubeinrichtung weist den Nachteil auf, dass die manuelle Vorschubeinrichtung in der ersten und zweiten Schaltposition der Schalteinrichtung drehfest mit der Schlittenwelle gekoppelt ist und bei der Vorschubbewegung über die motorische Vorschubeinrichtung in eine Drehbewegung versetzt wird. Das sich drehende Handrad stellt eine erhebliche Verletzungsgefahr für den Bediener dar und birgt außerdem das Risiko von Sachschäden.
Darstellung der Erfindung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Entwicklung einer Schaltvorrichtung für ein Gerätesystem mit einer motorischen Vorschubeinrichtung und einer manuellen Vorschubeinrichtung, die die Verletzungsgefahr für den Bediener und das Risiko von Sachschäden bei der motorischen Vorschubbewegung reduziert. Außerdem soll das Umschalten zwischen der motorischen Vorschubeinrichtung und der manuellen Vorschubeinrichtung für den Bediener möglichst einfach und intuitiv erfolgen.
Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Gerätesystem erfindungsgemäß durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Schaltvorrichtung eine Übertragung einer Antriebsbewegung vom Vorschubmotor auf eine Schlittenwelle des Führungsschlittens unterbricht, wenn die manuelle Vorschubeinrichtung drehfest mit der Schlittenwelle gekoppelt ist. Dadurch, dass bei drehfest gekoppeltem Handrad die Übertragung der Antriebsbewegung vom Vorschubmotor auf die Schlittenwelle unterbrochen ist, ist sichergestellt, dass das Handrad nur gedreht werden kann, wenn die motorische Vorschubeinrichtung nicht aktiv ist. Solange die Vorschubbewegung des Führungsschlittens über die motorische Vorschubeinrichtung erfolgen kann, ist das Handrad zumindest in der Drehbewegung vom Führungsschlitten entkoppelt. Die Verletzungsgefahr für den Bediener und das Risiko von Sachschäden sind reduziert.
Bevorzugt ist die Schalteinrichtung zwischen einer ersten und zweiten Schaltposition schaltbar, wobei die Antriebsbewegung des Vorschubmotors in der ersten Schaltposition auf die Schlittenwelle übertragbar ist und die Übertragung der Antriebsbewegung vom Vorschubmotor auf die Schlittenwelle in der zweiten Schaltposition unterbrochen ist. Unter dem Begriff ”Schalten” wird das Verbinden (Einschalten) und Trennen (Ausschalten) der Antriebsseite und der Abtriebsseite der Schalteinrichtung verstanden. Eine derart ausgebildete Schalteinrichtung hat den Vorteil, dass in beiden Schaltpositionen eine Vorschubbewegung des Führungsschlittens möglich ist, in der ersten Schaltposition über die motorische Vorschubeinrichtung und in der zweiten Schaltposition über das Handrad. Die Bedienung der Schaltvorrichtung und das Schalten zwischen den Schaltpositionen erfolgt für den Bediener einfach und intuitiv beim Aufstecken und Abnehmen des Handrades.
Als Schalteinrichtungen eignen sich sämtliche Komponenten, mit denen eine Antriebsbewegung unterbrochen werden kann, wobei die Unterbrechung der Antriebsbewegung durch eine Entkopplung der Antriebskomponenten oder durch Ausschalten des Vorschubmotors erfolgen kann. Zu den Komponenten gehören vor allem Kupplungen, Schalter und Kombinationen von Kupplungen und Schaltern.
Die Bedienungseinrichtung weist bevorzugt eine Steckachse auf, wobei die Steckachse in einer Bohrung der manuellen Vorschubeinrichtung verschiebbar ist und mittels einer Verriegelungseinrichtung drehfest mit der Schlittenwelle des Führungsschlittens verbindbar ist. Die Steckachse als Bedienungseinrichtung für die Schaltvorrichtung zu nutzen, hat den Vorteil, dass der Schaltvorgang beim Aufstecken und Verriegeln des Handrades ausgelöst wird und kein separater Schaltvorgang vom Bediener ausgeführt werden muss, die Bedienung der Schaltvorrichtung ist einfach und intuitiv. Außerdem ist kein weiteres Bauteil für die Bedienungseinrichtung an der manuellen Vorschubeinrichtung erforderlich, so dass die Teilezahl reduziert ist.
In einer bevorzugten Ausführung ist zwischen der Bedienungseinrichtung und der Betätigungseinrichtung eine Übertragungseinrichtung angeordnet, wobei die Übertragungseinrichtung die Bewegung der Bedienungseinrichtung auf die Betätigungseinrichtung überträgt. Die zwischengeschaltete Übertragungseinrichtung ermöglicht, die motorische Vorschubeinrichtung als abgeschlossene Baugruppe auszubilden und vom Führungsschlitten zu demontieren. Die motorische Vorschubeinrichtung wird über ein Kopplungselement mit dem Führungsschlitten gekoppelt.
Besonders bevorzugt weist die Übertragungseinrichtung ein Übertragungselement auf, wobei das Übertragungselement in einer Bohrung der Schlittenwelle längs einer Verschieberichtung verschiebbar ist. Die Bewegung der Bedienungseinrichtung wird vom Übertragungselement auf die Betätigungseinrichtung der Schaltvorrichtung in der motorischen Vorschubeinrichtung übertragen. Eine Übertragungseinrichtung mit einem Übertragungselement, das in der Schlittenwelle verschiebbar ist, eignet sich für Schalteinrichtungen, die zwischen der Schlittenwelle und einer Abtriebswelle der motorischen Vorschubeinrichtung angeordnet sind.
Alternativ weist die Übertragungseinrichtung ein erstes und zweites Übertragungselement auf, wobei das erste Übertragungselement in einer Bohrung der Schlittenwelle und das zweite Übertragungselement in einer Bohrung einer zwischen Getriebe und Schlittenwelle angeordneten Abtriebswelle längs einer Verschieberichtung verschiebbar sind. Das erste und zweite Übertragungselement ermöglichen eine mechanische Trennung zwischen dem Führungsschlitten und der motorischen Vorschubeinrichtung, wenn das erste und zweite Übertragungselement nicht fest miteinander verbunden sind. Außerdem kann die Schaltvorrichtung mit geringem Aufwand auf einen Führungsschlitten mit einer ersten und zweiten Schlittenwelle erweitert werden. In der zweiten Schlittenwelle muss ebenfalls ein erstes Übertragungselement vorgesehen sein, dass in einer Bohrung der zweiten Schlittenwelle verschiebbar ist. Eine Übertragungseinrichtung mit einem zweiten Übertragungselement, das in der Abtriebswelle verschiebbar ist, eignet sich für Schalteinrichtung, die zwischen der Antriebswelle und dem Getriebe angeordnet sind.
In einer bevorzugten Ausführung ist die Betätigungseinrichtung in einer Bohrung einer zwischen Getriebe und Schlittenwelle angeordneten Abtriebswelle über eine Feder vorgespannt. Die Vorspannung über die Feder eignet sich für Schaltvorrichtungen, bei denen die Steckachse des Handrades als Bedienungseinrichtung genutzt wird. Das Schalten zwischen der motorischen Vorschubeinrichtung und der manuellen Vorschubeinrichtung ist auf mechanisch einfache Weise realisiert und erfordert vom Bediener keine weiteren Schaltvorgänge. Beim Aufstecken des Handrades auf die Schlittenwelle verschiebt die Steckachse die Übertragungseinrichtung, bis diese an der Betätigungseinrichtung anschlägt. Die Schalteinrichtung wird von der Betätigungseinrichtung aus der ersten Schaltposition in die zweite Schaltposition geschaltet. Die Feder sorgt dafür, dass die Schalteinrichtung aus der zweiten in die erste Schaltposition geschaltet wird, wenn das Handrad von der Schlittenwelle abgenommen ist.
In einer ersten Variante ist die Schalteinrichtung als schaltbare Kupplung ausgebildet. Dabei wird die Kupplung über die Betätigungseinrichtung betätigt und zwischen der ersten und zweiten Schaltposition geschaltet. Als fremdgeschaltete Kupplungen eignen sich vor allem mechanische Kupplungen und elektro-magnetische Kupplungen.
Bevorzugt ist die schaltbare Kupplung zwischen dem Getriebe und der Abtriebswelle oder zwischen der Abtriebswelle und der Schlittenwelle angeordnet. Die Anordnung der Kupplung zwischen Getriebe und Abtriebswelle oder zwischen Abtriebswelle und Schlittenwelle ist für selbsthemmende Getriebe, wie Schneckengetriebe, vorteilhaft. Bei selbsthemmenden Getrieben muss nicht nur die Übertragung der Antriebsbewegung vom Vorschubmotor auf die Schlittenwelle unterbrochen werden, zusätzlich muss das Getriebe von der Schlittenwelle entkoppelt werden, um den Führungsschlitten mittels des Handrades verfahren zu können. Durch die Selbsthemmung des Getriebes kann ein Drehmoment nur aus einer Antriebsrichtung eingeleitet werden, die Drehbewegung in der entgegen gesetzten Richtung ist blockiert; daher muss das Getriebe von der Abtriebswelle oder die Abtriebswelle von der Schlittenwelle entkoppelt werden.
In einer zweiten Variante weist die Schalteinrichtung einen mit der Elektronikeinheit zusammenwirkenden Schalter auf, wobei die Elektronikeinheit den Vorschubmotor in der ersten Schaltposition des Schalters ausschaltet und in der zweiten Schaltposition einschaltet. Als Schalter eignen sich mechanische Schalter, elektrische Schalter und Näherungsschalter. Ein Schalter zum Ein- und Ausschalten des Vorschubmotors hat den Vorteil, dass die Schalteinrichtung mechanisch einfach aufgebaut sein kann. Außerdem ist der Vorschubmotor beim manuellen Antrieb über das Handrad ausgeschaltet und läuft nicht während der manuellen Vorschubbewegung. Das Ein- und Ausschalten des Vorschubmotors eignet sich für Getriebe, die nicht-selbsthemmend ausgebildet sind. Bei selbsthemmenden Getrieben ist neben dem Ausschalten des Vorschubmotors ein Entkoppeln des Getriebes von der Schlittenwelle über eine Kupplung erforderlich.
Besonders bevorzugt weist die Schalteinrichtung eine mit dem Schalter zusammenwirkende Kupplung auf, wobei die Kupplung den Vorschubmotor in der ersten Schaltposition von der Schlittenwelle entkoppelt und in der zweiten Schaltposition drehfest mit der Schlittenwelle koppelt. Die Kombination eines Schalters und einer Kupplung hat den Vorteil, dass das Getriebe von der Schlittenwelle entkoppelt ist und der Vorschubmotor beim manuellen Antrieb ausgeschaltet ist. Ein Schalter, der den Vorschubmotor ein- und ausschaltet und eine mechanische oder elektro-mechanische Kupplung zwischen zwei Schaltpositionen schaltet, eignet sich für motorische Vorschubeinrichtungen mit selbsthemmenden Getrieben, bei denen der Vorschubmotor im manuellen Antrieb ausgeschaltet werden soll.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Führungsschlitten eine erste Schlittenwelle und eine zweite Schlittenwelle auf, wobei die motorische Vorschubeinrichtung und die manuelle Vorschubeinrichtung mit der ersten oder zweiten Schlittenwelle drehfest koppelbar sind. Bei einem Führungsschlitten mit einer ersten und zweiten Schlittenwelle werden an den Schlittenwellen unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse realisiert.
Besonders bevorzugt weist die Übertragungseinrichtung ein erstes Übertragungselement und ein weiteres erstes Übertragungselement auf, wobei das erste Übertragungselement in einer Bohrung der ersten Schlittenwelle und das weitere erste Übertragungselement in einer Bohrung der zweiten Schlittenwelle verschiebbar sind. Dadurch, dass in jeder Schlittenwelle ein Übertragungselement und eine Bohrung vorgesehen sind, ist sichergestellt, dass die Antriebsbewegung des Vorschubmotors nur auf eine Schlittenwelle übertragen werden kann, wenn das Handrad weder auf der ersten noch auf der zweiten Schlittenwelle befestigt ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die manuelle Vorschubeinrichtung zwischen einer Aktivposition und einer Passivposition verstellbar, wobei die manuelle Vorschubeinrichtung in der Aktivposition drehfest mit der Schlittenwelle gekoppelt und in der Passivposition zumindest in der Drehbewegung von der Schlittenwelle entkoppelt ist. Eine zwischen einer Aktivposition und einer Passivposition verstellbare manuelle Vorschubeinrichtung hat den Vorteil, dass das Handrad immer am Führungsschlitten montiert ist und nicht verloren wird. Zum Transport des Geräteständers wird das Handrad vollständig vom Führungsschlitten entfernt und separat transportiert.
Ausführungsbeispiele
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Diese soll die Ausführungsbeispiele nicht notwendigerweise maßstäblich darstellen, vielmehr ist die Zeichnung, wo zur Erläuterung dienlich, in schematischer und/oder leicht verzerrter Form ausgeführt. Im Hinblick auf Ergänzungen der aus der Zeichnung unmittelbar erkennbaren Lehren wird auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass vielfältige Modifikationen und Änderungen betreffend die Form und das Detail einer Ausführungsform vorgenommen werden können, ohne von der allgemeinen Idee der Erfindung abzuweichen. Die in der Beschreibung, der Zeichnung sowie den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln für sich als auch in beliebiger Kombination für die Weiterbildung der Erfindung wesentlich sein. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, der Zeichnung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale. Die allgemeine Idee der Erfindung ist nicht beschränkt auf die exakte Form oder das Detail der im Folgenden gezeigten und beschriebenen bevorzugten Ausführungsform oder beschränkt auf einen Gegenstand, der eingeschränkt wäre im Vergleich zu dem in den Ansprüchen beanspruchten Gegenstand. Bei gegebenen Bemessungsbereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart und beliebig einsetzbar und beanspruchbar sein. Der Einfachheit halber sind nachfolgend für identische oder ähnliche Teile oder Teile mit identischer oder ähnlicher Funktion gleiche Bezugszeichen verwendet.
Es zeigen:
1 ein erfindungsgemäßes Gerätesystem bestehend aus einem Geräteständer, einem Kernbohrgerät und einer Vorschubvorrichtung zum Verschieben des Kernbohrgerätes entlang des Geräteständers mit einer motorischen Vorschubeinrichtung und einer als Handrad ausgebildeten manuellen Vorschubeinrichtung;
2A, B eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung zum Schalten zwischen der motorischen Vorschubeinrichtung und dem Handrad des in 1 gezeigten Gerätesystems in einer ersten Schaltposition, in der die Vorschubbewegung über die motorische Vorschubeinrichtung erfolgt, wobei 2A die gesamte Schaltvorrichtung und 2B die Komponenten der Schaltvorrichtung in der motorischen Vorschubeinrichtung in vergrößerter Darstellung zeigt;
3A, B die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung der 2A, B in einer zweiten Schaltposition, in der die Vorschubbewegung über das Handrad erfolgt, wobei 3A die gesamte Schaltvorrichtung und 3B die Komponenten der Schaltvorrichtung in der motorischen Vorschubeinrichtung in vergrößerter Darstellung zeigt; und
4A, B eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung, bei der die Vorschubbewegung in einer ersten Schaltposition über die motorische Vorschubeinrichtung (4A) und in einer zweiten Schaltposition über das Handrad (4B) erfolgt.
1 zeigt ein erfindungsgemäßes Gerätesystem 10 bestehend aus einem Geräteständer 11, einem am Geräteständer 11 verschiebbar angeordneten Werkzeuggerät 12 und einer Vorschubvorrichtung 13 zum Verschieben des Werkzeuggerätes 12 entlang des Geräteständers 11.
Das Werkzeuggerät ist als Kernbohrgerät 12 ausgebildet und umfasst ein als Bohrkrone 14 ausgebildetes Bearbeitungswerkzeug, das auf einer Antriebswelle 15 angeordnet ist und von einer Antriebseinrichtung 16 in einer Drehrichtung 17 um eine Drehachse 18 angetrieben wird. Unter dem Begriff ”Antriebseinrichtung” werden sämtliche Antriebskomponenten für die Bohrkrone 14, mit Ausnahme der Antriebswelle 15, zusammengefasst. Die in 1 schematisch dargestellte Antriebseinrichtung 16 ist einem Gerätegehäuse 19 angeordnet und umfasst einen Bohrmotor und eine Elektronikeinheit. Die Bohrkrone 14 ist drehfest auf der Antriebswelle 15 montiert und die Antriebswelle 15 wird vom Bohrmotor um die Drehachse 18 angetrieben. Zwischen dem Bohrmotor und der Antriebswelle 15 können eine oder mehrere Getriebekomponenten zwischengeschaltet sein.
Der Geräteständer 11 besteht aus einer Grundplatte 21, die an einem Untergrund befestigt wird, und einer Führungsschiene 22, die mit der Grundplatte 21 verbunden ist. Das Kernbohrgerät 12 ist über einen Führungsschlitten 23 an der Führungsschiene 22 angeordnet und mittels der Vorschubvorrichtung 13 entlang der Führungsschiene 22 in einer Vorschubrichtung 24 parallel zur Drehachse 18 verschiebbar. Die Vorschubvorrichtung 13 umfasst eine motorische Vorschubeinrichtung 25 und eine als Handrad ausgebildete manuelle Vorschubeinrichtung 26. Das Kernbohrgerät 12 kann wahlweise mit der motorischen Vorschubeinrichtung 25 oder der manuellen Vorschubeinrichtung 26 entlang der Führungsschiene 22 verfahren werden.
Bei dem in 1 gezeigten Gerätesystem 10 sind die motorische Vorschubeinrichtung 25 und die manuelle Vorschubeinrichtung 26 gleichzeitig am Führungsschlitten 23 montiert. Das erfindungsgemäße Gerätesystem 10 weist eine Schaltvorrichtung zum Schalten zwischen der motorischen und der manuellen Vorschubeinrichtung 25, 26 auf. Die Schaltvorrichtung stellt sicher, dass die Vorschubbewegung des Führungsschlittens 23 entweder über die motorische Vorschubeinrichtung 25 oder über die manuelle Vorschubeinrichtung 26 erfolgt, eine gleichzeitige drehfeste Kopplung der Vorschubeinrichtungen 25, 26 mit einer Schlittenwelle des Führungsschlittens 23 ist ausgeschlossen. Durch die Schaltvorrichtung ist das Handrad 26 beim Antrieb über die motorische Vorschubeinrichtung 25 entkoppelt.
2A, B zeigen eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung 31 zum Schalten zwischen der motorischen und der manuellen Vorschubeinrichtung 25, 26 in einem Längsschnitt durch das Gerätesystem 10 der 1 parallel zur Drehachse 18. Die Schaltvorrichtung 31 ist in einer ersten Schaltposition angeordnet, in der die Vorschubbewegung über die motorische Vorschubeinrichtung 25 erfolgt. 2A zeigt die gesamte Schaltvorrichtung 31 und 2B die Komponenten der Schaltvorrichtung 31 in der motorischen Vorschubeinrichtung 25 in einer vergrößerten Darstellung.
Die motorische Vorschubeinrichtung 25 umfasst einen Vorschubmotor 32, ein als Schneckengetriebe ausgebildetes Getriebe 33, eine Abtriebswelle 34 und eine Elektronikeinheit 35 zur Steuerung der motorischen Vorschubeinrichtung 25. Der Vorschubmotor 32 ist beispielsweise als bürstenloser Gleichstrommotor ausgebildet. Die Befestigung der motorischen Vorschubeinrichtung 25 am Führungsschlitten 23 erfolgt über eine Stiftverbindung 36. Die manuelle Vorschubeinrichtung 26 ist als Handrad ausgebildet und umfasst mehrere Griffstangen 37 und ein Drehstück 38. Das Handrad 26 wird mit einer Steckachse 39 am Führungsschlitten 23 befestigt. Die Steckachse 39 ist durch eine Verriegelungseinrichtung 41 am Führungsschlitten 23 gesichert.
Eine Drehbewegung der motorischen Vorschubeinrichtung 25 und der manuellen Vorschubeinrichtung 26 wird mit Hilfe des Führungsschlittens 23 in eine Translationsbewegung entlang der Führungsschiene 22 umgewandelt. Der Führungsschlitten 23 umfasst neben einer Halterung 42 für das Kernbohrgerät 12 eine Kopplungseinrichtung 43, die die Drehbewegung der Vorschubeinrichtungen 25, 26 auf den Führungsschlitten 23 überträgt. Die Kopplungseinrichtung 43 besteht aus einer Schlittenwelle 44, die an ihren axialen Enden ein erstes Kopplungselement 45 zur Kopplung der motorischen Vorschubeinrichtung 25 und ein zweites Kopplungselement 46 zur Kopplung der manuellen Vorschubeinrichtung 26 aufweist. Die Schlittenwelle 44 weist an ihrem Umfang eine Kontureinrichtung 47 auf, die mit einer passenden Gegenkontureinrichtung 48 der Führungsschiene 22 zusammenwirkt. Die Kontureinrichtung 47 und die Gegenkontureinrichtung 48 sind in der gezeigten Ausführung als Zahnrad und Zahnstange ausgebildet. Das Zahnrad 47 greift in die Zahnstange 48 ein und wird durch die Drehung der Schlittenwelle 44 entlang der Zahnstange 48 bewegt. Die Schlittenwelle 44 ist um eine Drehachse 49 drehbar ausgebildet.
Der Führungsschlitten 23 kann, wie in 2A gezeigt, eine weitere Schlittenwelle 51 aufweisen, die an ihren axialen Enden ein weiteres erstes Kopplungselement 52 zur Kopplung der motorischen Vorschubeinrichtung 25 und ein weiteres zweites Kopplungselement 53 zur Kopplung der manuellen Vorschubeinrichtung 26 umfasst. Die Kopplungselemente 46, 53 für das Handrad 26 unterscheiden sich im Übersetzungsverhältnis, beispielsweise weist das Kopplungselement 46 ein Übersetzungsverhältnis von 1 zu 1 und das weitere Kopplungselement 53 ein Übersetzungsverhältnis von 1 zu 3 auf. Die Schlittenwellen 44, 51 werden auch als erste Schlittenwelle 44 und zweite Schlittenwelle 51 bezeichnet. Zwischen die erste und zweite Schlittenwelle 44, 51 ist eine Zwischenwelle 54 geschaltet.
2A zeigt die erste Schaltposition der Schaltvorrichtung 31. Das Handrad 26 ist vom Führungsschlitten 23 demontiert und die Vorschubbewegung erfolgt mittels der motorischen Vorschubeinrichtung 25. Die Schaltvorrichtung 31 sorgt in der ersten Schaltposition für eine drehfeste Kopplung des Schneckengetriebes 33 mit der Abtriebswelle 34. Die Bewegung des Vorschubmotors 32 wird über das Schneckengetriebe 33 und die Abtriebswelle 34 auf die Schlittenwelle 44 übertragen.
Die Schaltvorrichtung 31 umfasst eine Bedienungseinrichtung 61, eine Übertragungseinrichtung 62, eine Betätigungseinrichtung 63 und eine Schalteinrichtung 64. Die Bedienungseinrichtung 61 ist am Handrad 26 vorgesehen und wird von der Steckachse 39 gebildet, die in einer Bohrung 65 des Drehstückes 38 verschiebbar ist. Die Übertragungseinrichtung 62 ist zweiteilig aus einem ersten Übertragungselement 66 und einem zweiten Übertragungselement 67 ausgebildet. Das erste Übertragungselement ist als Stößel 66 ausgebildet und in einer Bohrung 68 der Schlittenwelle 44 entlang einer Verschieberichtung 69 verschiebbar. Die maximale Verschiebung des Stößels 66 ist durch zwei Querstifte 70 begrenzt, die außermittig positioniert sind und zusätzlich als Überlastschutz dienen. Das zweite Übertragungselement 67 ist in der Abtriebswelle 34 geführt.
2B zeigt das zweite Übertragungselement 67, die Schalteinrichtung 64 und die Betätigungseinrichtung 63, die in der motorischen Vorschubeinrichtung 25 angeordnet sind, in einer vergrößerten Darstellung. Die Abtriebswelle 34 ist mit dem ersten Kopplungselement 45 der Schlittenwelle 44 drehfest verbunden. Die Antriebsbewegung des Vorschubmotors 32 wird über das Schneckengetriebe 33 auf die Abtriebswelle 34 übertragen. Zwischen der Abtriebswelle 34 und dem Schneckengetriebe 33 ist die als mechanische Kupplung ausgebildete Schalteinrichtung 64 angeordnet, die die Übertragung der Antriebsbewegung des Vorschubmotors 32 auf die Schlittenwelle 44 unterbricht, wenn das Handrad 26 drehfest mit dem zweiten Kopplungselement 46 der Schlittenwelle 44 gekoppelt ist.
Der Kraftschluss zwischen einem Schneckenrad 71 des Schneckengetriebes 33 und der Abtriebswelle 34 erfolgt über Kugeln 72, die von der Betätigungseinrichtung 63 in Bohrungen 73 der Abtriebswelle 34 und in Mitnahmevertiefungen 74 des Schneckenrades 71 verschiebbar sind. Die Betätigungseinrichtung 63 umfasst einen Bolzen 75 mit zwei verschiedenen Querschnitten und einem die beiden Querschnitte verbindenden Übergangsabschnitt. Der Bolzen 75 ist in einer Bohrung 76 der Abtriebswelle 34 geführt und entlang der Verschieberichtung 69 verschiebbar. Der kleinere Querschnitt des Bolzens 75 ist dem ersten Kopplungselement 45 zugewandt und mit dem zweiten Übertragungselement 67 verbunden. Der größere Querschnitt des Bolzens 75 ist über eine Feder 77 in der Bohrung 76 vorgespannt. Das Ausschalten der Kupplung 64 erfolgt über die Verschiebung des Bolzens 75 beim Aufstecken des Handrades 26 und das Einschalten der Kupplung 64 erfolgt beim Abnehmen des Handrades 26 über die Rückstellbewegung der Feder 77.
Die Bohrung 76 der Abtriebswelle 34 weist mehrere Bohrungsabschnitte mit unterschiedlichen Querschnitten auf, wobei die Querschnitte an die verschiedenen Querschnitte des Bolzens 75 angepasst sind. Ein erster Bohrungsabschnitt 78, der dem ersten Kopplungselement 45 zugewandt ist, weist einen Querschnitt auf, der der Bohrung 68 der Schlittenwelle 44 entspricht. Beim Aufstecken des Handrades 26 auf die Schlittenwelle 44 wird der Stößel 66 in der Verschieberichtung 69 verschoben und im ersten Bohrungsabschnitt 78 geführt. An den ersten Bohrungsabschnitt 81 schließen sich ein zweiter Bohrungsabschnitt 79 mit einem kleineren Querschnitt als der erste Bohrungsabschnitt 81 und ein dritter Bohrungsabschnitt 80 mit einem größeren Querschnitt als der zweite Bohrungsabschnitt 79 an. Ein Übergangsabschnitt verbindet den zweiten und dritten Bohrungsabschnitt 79, 80.
In der in 2B dargestellten ersten Schaltposition ist die Kupplung 64 eingeschaltet und die Antriebsbewegung des Vorschubmotors 32 wird über das Schneckengetriebe 33 auf die Abtriebswelle 34 und die Schlittenwelle 44 übertragen. Der große Querschnitt des Bolzens 75 drückt die Kugeln 72 in die Mitnahmevertiefungen 74 des Schneckenrades 71. Die Kugeln 72 stellen einen Kraftschluss zwischen dem Schneckengetriebe 33 und der Abtriebswelle 34 her.
Die zweite Schlittenwelle 51 weist analog zur ersten Schlittenwelle 44 einen zweiten Stößel 81 als weiteres erstes Übertragungselement auf, das in einer Bohrung 82 der zweiten Schlittenwelle 51 verschiebbar ist (2A). Für den Fall, dass die motorische Vorschubeinrichtung 25 und die manuelle Vorschubeinrichtung 26 an verschiedenen Schlittenwellen 44, 51 montiert sind, ist ein Schalten zwischen den Vorschubeinrichtungen 25, 26 nicht erforderlich, da das Handrad 26 bei der Vorschubbewegung über die motorische Vorschubeinrichtung 25 nicht mitgedreht wird. Wenn beide Vorschubeinrichtungen 25, 26 an derselben Schlittenwelle 44, 51 montiert sind, ist die Schaltvorrichtung 31 aktiv und schaltet zwischen der motorischen Vorschubeinrichtung 25 und der manuellen Vorschubeinrichtung 26.
3A, B zeigen eine zweite Schaltposition der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung 31, in der die Vorschubbewegung über die manuelle Vorschubeinrichtung 26 erfolgt und die Übertragung der Antriebsbewegung vom Vorschubmotor 32 auf die Schlittenwelle 44 unterbrochen ist. Dabei zeigt 3A die gesamte Schaltvorrichtung 31 in einem Längsschnitt durch das Gerätesystem 10 der 1 parallel zur Drehachse 18 und 3B die Schalteinrichtung 64 und die Betätigungseinrichtung 63 in einer vergrößerten Darstellung.
Um die Vorschubbewegung von der motorischen Vorschubeinrichtung 25 auf das Handrad 26 umzuschalten, muss einerseits die drehfeste Verbindung zwischen der motorischen Vorschubeinrichtung 25 und der Schlittenwelle 44 aufgehoben und andererseits eine drehfeste Verbindung zwischen dem Handrad 26 und der Schlittenwelle 44 hergestellt werden. Ausgehend von der in 2A, B gezeigten ersten Schaltposition der Schaltvorrichtung 31 wird das Handrad 26 mittels der Steckachse 39 und der Verriegelungseinrichtung 41 am Führungsschlitten 23 befestigt und drehfest mit der Schlittenwelle 44 verbunden. Das zweite Kopplungselement 45 für das Handrad 26 ist so ausgebildet, dass beim Verriegeln der Steckachse 39 mittels der Verriegelungseinrichtung 41 ein Form- oder Kraftschluss zwischen der Schlittenwelle 44 und der Steckachse 39 hergestellt wird.
Beim Aufstecken des Handrades 26 auf das Kopplungselement 46 schlägt die Steckachse 39 am Stößel 66 an und verschiebt den Stößel 66 in der Verschieberichtung 69. Der Stößel 66 bewegt sich in den ersten Bohrungsabschnitt 78 und schlägt am Bolzen 75 an. Der Bolzen 75 wird gegen die Federkraft der Feder 77 in der Verschieberichtung 69 verschoben, bis das Handrad 26 verriegelt ist. Bei der Verschiebung des Bolzens 75 ändert sich der Querschnitt im Bereich der Mitnahmevertiefungen 74. Die Kugeln 72 werden in einer Richtung senkrecht zur Verschieberichtung 69 nach innen gedrückt und unterbrechen den Kraftschluss zwischen dem Schneckengetriebe 33 und der Abtriebswelle 34. Die Kupplung 64 ist ausgeschaltet und die Übertragung der Antriebsbewegung vom Vorschubmotor 32 auf die Schlittenwelle 44 unterbrochen.
4A, B zeigen eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung 91 zum Schalten zwischen einer motorischen Vorschubeinrichtung 92 und einer manuellem Vorschubeinrichtung 26, die mit einem Führungsschlitten 93 verbunden werden. Das Schalten zwischen den Vorschubeinrichtungen wird anhand des Gerätesystems 10 der 1 erläutert. Als manuelle Vorschubeinrichtung wird das Handrad 26 des Gerätesystems 10 eingesetzt. Die motorische Vorschubeinrichtung 92 unterscheidet sich von der motorischen Vorschubeinrichtung 25 durch das Getriebe und die Abtriebswelle. Die motorische Vorschubeinrichtung 92 umfasst den Vorschubmotor 32 (siehe 2A), ein Kegelradgetriebe 94, eine an das Kegelradgetriebe 94 angepasste Abtriebswelle 95 und die Elektronikeinheit 35 (siehe 2A). Der Führungsschlitten 93 unterscheidet sich vom Führungsschlitten 23 durch das Kopplungselement für die motorische Vorschubeinrichtung 92. Der Führungsschlitten 93 weist eine Schlittenwelle 96 mit einem ersten Kopplungselement 97 und dem zweiten Kopplungselement 46 auf.
4A zeigt die Schaltvorrichtung 91 in einer ersten Schaltposition, in der das Handrad 26 von der Schlittenwelle 96 entkoppelt und die Antriebsbewegung des Vorschubmotors 32 auf die Schlittenwelle 96 übertragbar ist, und 4B zeigt die Schaltvorrichtung 91 in einer zweiten Schaltposition, in der das Handrad 26 drehfest mit der Schlittenwelle 96 gekoppelt und die Übertragung der Antriebsbewegung vom Vorschubmotor 32 auf die Schlittenwelle 96 unterbrochen ist.
Die Schaltvorrichtung 91 umfasst eine Bedienungseinrichtung 101, eine Übertragungseinrichtung 102, eine Betätigungseinrichtung 103 und eine Schalteinrichtung 104, die als mechanische Kupplung zwischen der Abtriebswelle 95 und der Schlittenwelle 96 ausgebildet ist. Die Bedienungseinrichtung 101 ist analog zur Bedienungseinrichtung 61 der Schaltvorrichtung 31 aufgebaut und wird von der Steckachse 39 gebildet, die in der Bohrung 65 verschiebbar ist. Die Übertragungseinrichtung 102 umfasst ein Übertragungselement 105, das als Stößel ausgebildet ist und in einer Bohrung 106 der Schlittenwelle 96 längs der Verschieberichtung 69 verschiebbar ist. Der Kraftschluss zwischen der Abtriebswelle 95 und der Schlittenwelle 96 erfolgt über einen Querstift 107, der von der Betätigungseinrichtung 103 längs der Verschieberichtung 69 verschiebbar ist. Der Querstift 107 ist in Nuten 108 der Abtriebswelle 95 verschiebbar. Im ersten Kopplungselement 97 sind Nuten 109 vorgesehen, in die der Querstift 107 in der ersten Schaltposition eingerastet ist. Die Betätigungseinrichtung 97 umfasst ein Schiebeelement 111 mit einem ersten und zweiten Querschnitt. Das Schiebeelement 111 ist in einer Bohrung 112 der Abtriebswelle 95 angeordnet und über eine Feder 113 in der Bohrung 112 vorgespannt.
In der in 4A gezeigten ersten Schaltposition der Schaltvorrichtung 91 ist die Antriebsbewegung des Vorschubmotors 32 auf die Schlittenwelle 96 übertragbar. Die Abtriebswelle 95 ist über die Kupplung 104 drehfest mit der Schlittenwelle 96 gekoppelt und die Drehbewegung der Abtriebswelle 95 wird über die Schlittenwelle 96 in eine Bewegung des Führungsschlittens 93 entlang der Führungsschiene 22 umgewandelt. Beim Aufstecken des Handrades 26 auf das zweite Kopplungselement 46 wird der Stößel 105 über die Steckachse 39 des Handrades 26 in der Bohrung 106 längs der Verschieberichtung 69 verschoben. Der Stößel 105 schlägt mit einem, der Steckachse 39 abgewandten Ende am Schiebeelement 111 an und verschiebt das Schiebeelement 111 und den Querstift 107 gegen die Federkraft der Feder 113 in der Verschieberichtung 69. Durch die Verschiebung des Querstiftes 107 wird der Kraftschluss zwischen der Abtriebswelle 95 und der Schlittenwelle 96 aufgehoben und die motorische Vorschubeinrichtung 92 ist vom Führungsschlitten 93 entkoppelt (4B). Sobald das Handrad 26 vom zweiten Kopplungselement 46 abgenommen wird, entspannt sich die komprimierte Feder 113 und kehrt in ihre Ausgangsposition zurück. Durch die Rückstellbewegung der Feder 113 werden das Schiebeelement 111 und der Querstift 107 entgegen der Verschieberichtung 69 in Richtung des ersten Kopplungselementes 97 verschoben, bis der Querstift 107 in die Nuten 109 des ersten Kopplungselementes 97 eingerastet ist. Der eingerastete Querstift 107 stellt den Kraftschluss zwischen der Abtriebswelle 95 und der Schlittenwelle 96 her (4A).
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102004033361 A1 [0002]

Claims

Gerätesystem (10) aufweisend – ein Werkzeuggerät (12), – einen Geräteständer (11) mit einer Führungsschiene (22) und einem Führungsschlitten (23; 93) zur Aufnahme des Werkzeuggerätes (12), – eine Vorschubvorrichtung (13) zum Verschieben des Werkzeuggerätes (12) entlang der Führungsschiene (22) mit einer motorischen Vorschubeinrichtung (25; 92) und einer manuellen Vorschubeinrichtung (26), wobei die motorische Vorschubeinrichtung (25; 92) einen Vorschubmotor (32), ein Getriebe (33; 94) und eine Elektronikeinheit (35) zur Steuerung der motorischen Vorschubeinrichtung (25; 92) umfasst, und – eine Schaltvorrichtung (31; 91) zum Schalten zwischen der motorischen Vorschubeinrichtung (25; 92) und der manuellen Vorschubeinrichtung (26), wobei die Schaltvorrichtung (31; 91) eine Bedienungseinrichtung (61; 101), eine Betätigungseinrichtung (63; 103) und eine Schalteinrichtung (64; 104) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltvorrichtung (31; 91) eine Übertragung einer Antriebsbewegung vom Vorschubmotor (32) auf eine Schlittenwelle (44, 51; 96) des Führungsschlittens (23; 93) unterbricht, wenn die manuelle Vorschubeinrichtung (26) drehfest mit der Schlittenwelle (44, 51; 96) gekoppelt ist.
Gerätesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (64; 104) zwischen einer ersten und zweiten Schaltposition schaltbar ist, wobei die Antriebsbewegung des Vorschubmotors (32) in der ersten Schaltposition auf die Schlittenwelle (44, 51; 96) übertragbar ist und die Übertragung der Antriebsbewegung vom Vorschubmotor (32) auf de Schlittenwelle (44, 51; 96) in der zweiten Schaltposition unterbrochen ist.
Gerätesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedienungseinrichtung (61; 101) eine Steckachse (39) aufweist, wobei die Steckachse (39) in einer Bohrung (65) der manuellen Vorschubeinrichtung (26) verschiebbar ist und mittels einer Verriegelungseinrichtung (41) drehfest mit der Schlittenwelle (44, 51; 96) des Führungsschlittens (23; 93) verbandbar ist.
Gerätesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Bedienungseinrichtung (61; 101) und der Betätigungseinrichtung (63; 103) eine Übertragungseinrichtung (62; 102) angeordnet ist, wobei die Übertragungseinrichtung (62; 102) die Bewegung der Bedienungseinrichtung (61; 101) auf die Betätigungseinrichtung (63; 103) überträgt.
Gerätesystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungseinrichtung (102) ein Übertragungselement (105) aufweist, wobei das Übertragungselement (105) in einer Bohrung (106) der Schlittenwelle (96) längs einer Verschieberichtung (69) verschiebbar ist.
Gerätesystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungseinrichtung (62) ein erstes und zweites Übertragungselement (66, 67) aufweist, wobei das erste Übertragungselement (66) in einer Bohrung (68) der Schlittenwelle (44) und das zweite Übertragungselement (67) in einer Bohrung (76) einer zwischen Getriebe (33) und Schlittenwelle (44, 51) angeordneten Abtriebswelle (34) längs einer Verschieberichtung (69) verschiebbar sind.
Gerätesystem nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (63; 103) in einer Bohrung (76; 112) einer zwischen Getriebe (33; 93) und Schlittenwelle (44, 51; 96) angeordneten Abtriebswelle (34; 94) über eine Feder (77; 113) vorgespannt ist.
Gerätesystem nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung als schaltbare Kupplung (64; 104) ausgebildet ist.
Gerätesystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (64; 104) zwischen dem Getriebe (33) und der Abtriebswelle (34) oder zwischen der Abtriebswelle (95) und der Schlittenwelle (96) angeordnet ist.
Gerätesystem nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung einen mit der Elektronikeinheit (35) zusammenwirkenden Schalter aufweist, wobei die Elektronikeinheit (35) den Vorschubmotor (32) in der ersten Schaltposition des Schalters einschaltet und in der zweiten Schaltposition des Schalters ausschaltet.
Gerätesystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung einen mit dem Schalter zusammenwirkende Kupplung aufweist, wobei die Kupplung den Vorschubmotor (32) in der ersten Schaltposition von der Schlittenwelle entkoppelt und in der zweiten Schaltposition drehfest mit der Schlittenwelle koppelt.
Gerätesystem nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsschlitten (23) eine erste Schlittenwelle (44) und eine zweite Schlittenwelle (51) aufweist, wobei die motorische Vorschubeinrichtung (25) und die manuelle Vorschubeinrichtung (26) mit der ersten oder zweite Schlittenwelle (44, 51) drehfest koppelbar sind.
Gerätesystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungseinrichtung (62) ein erstes Übertragungselement (66) und ein weiteres erstes Übertragungselement (81) aufweist, wobei das erste Übertragungselement (66) in einer Bohrung (76) der ersten Schlittenwelle (44) und das weitere erste Übertragungselement (81) in einer Bohrung (82) der zweiten Schlittenwelle (51) verschiebbar sind.
Gerätesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die manuelle Vorschubeinrichtung (26) zwischen einer Aktivposition und einer Passivposition verstellbar ist, wobei die manuelle Vorschubeinrichtung (26) in der Aktivposition drehfest mit der Schlittenwelle (44) gekoppelt und in der Passivposition zumindest in der Drehbewegung von der Schlittenwelle (44) entkoppelt ist.