DE102012221706A1

DE102012221706A1 - Gerätesystem mit einer Schaltvorrichtung zum Schalten zwischen einer motorischen und einer manuellen Vorschubeinrichtung

Info

Publication number: DE102012221706A1
Application number: DE201210221706
Authority: DE
Inventors: Franz Huber; Ralf Pfeiffer
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 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 Betätigungseinrichtung ein Abdeckelement aufweist, wobei das Abdeckelement für die manuelle Vorschubeinrichtung am Führungsschlitten vorgesehene Kopplungselemente zumindest teilweise abdeckt, wenn eine Antriebsbewegung des Vorschubmotors auf eine Schlittenwelle des Führungsschlittens übertragbar ist. Durch die zumindest teilweise Abdeckung der Kopplungselemente mittels des Abdeckelementes verhindert die Schaltvorrichtung, dass die manuelle Vorschubeinrichtung mit dem Führungsschlitten drehfest gekoppelt werden kann, wenn die Vorschubbewegung des Führungsschlittens über die motorische Vorschubeinrichtung erfolgt. Die Verletzungsgefahr für den Bediener und das Risiko von Sachschäden sind reduziert.
Bevorzugt ist die Bedienungseinrichtung mit dem Abdeckelement um eine Schwenkachse zwischen einer Abdeckposition und einer Freigabeposition schwenkbar, wobei die Kopplungselemente für die manuelle Vorschubeinrichtung in der Abdeckposition zumindest teilweise abgedeckt sind und in der Freigabeposition zugänglich sind. Die Schaltvorrichtung wird durch eine Schwenkbewegung der Bedienungseinrichtung zwischen einer ersten und zweiten Schaltposition geschaltet.
In einer bevorzugten Ausführung ist am Führungsschlitten eine zwischen einer Verstellposition und einer Feststellposition verstellbare Arretiereinrichtung vorgesehen, wobei der Führungsschlitten in der Verstellposition entlang der Führungsschiene verschiebbar und in der Feststellposition an der Führungsschiene unverschiebbar befestigt ist. Die Arretiereinrichtung verhindert, dass der Führungsschlitten unbeabsichtigt an der Führungsschiene verschoben wird.
Besonders bevorzugt ist die Schwenkbewegung des Abdeckelementes aus der Abdeckposition in die Freigabeposition in der Verstellposition der Arretiereinrichtung blockiert und in der Feststellposition der Arretiereinrichtung freigegeben. Die Schwenkbewegung des Abdeckelementes ist nur bei festgestelltem Führungsschlitten, d. h. in der Feststellposition der Arretiereinrichtung, möglich. Dadurch wird verhindert, dass der Führungsschlitten sich während des Schaltens zwischen den Vorschubeinrichtungen durch die Gewichtskraft unbeabsichtigt nach unten bewegt. Das Schalten zwischen der motorischen und manuellen Vorschubeinrichtung ist nur bei festgestelltem Führungsschlitten möglich. Die Verletzungsgefahr für den Bediener und das Risiko von Sachschäden ist weiter reduziert.
Besonders bevorzugt weist das Abdeckelement ein Anschlagelement auf, wobei das Anschlagelement in der Verstellposition der Arretiereinrichtung an der Arretiereinrichtung anschlägt. Das Anschlagelement stellt eine einfache konstruktive Variante dar, um die Schwenkbewegung des Abdeckelementes in der Verstellposition der Arretiereinrichtung zu blockieren. Die Blockade der Arretiereinrichtung ist in die Bedienungseinrichtung der Schaltvorrichtung integriert und erhöht die Sicherheit für den Bediener beim Schalten zwischen den Vorschubeinrichtungen.
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.
In einer bevorzugten Ausführung ist die Schalteinrichtung zwischen einer ersten und zweiten Schaltposition schaltbar, wobei die Übertragung der Antriebsbewegung vom Vorschubmotor auf die Schlittenwelle in der ersten Schaltposition unterbrochen ist und die Antriebsbewegung des Vorschubmotors in der zweiten Schaltposition auf die Schlittenwelle übertragbar ist. Eine derart ausgebildete Schalteinrichtung hat den Vorteil, dass in beiden Schaltpositionen eine Vorschubbewegung des Führungsschlittens möglich ist, in der ersten Schaltposition über das Handrad und in der zweiten Schaltposition über die motorische Vorschubeinrichtung.
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.
Besonders bevorzugt ist die Antriebsbewegung des Vorschubmotors nur auf die Schlittenwelle übertragbar, wenn das Abdeckelement die für die manuelle Vorschubeinrichtung am Führungsschlitten vorgesehenen Kopplungselemente zumindest teilweise abdeckt, d. h. wenn sich das Abdeckelement der Betätigungseinrichtung in der Abdeckposition befindet. Diese Ausführung erhöht die Sicherheit für den Bediener und stellt sicher, dass die motorische Vorschubeinrichtung nur betreibbar ist, wenn die Schaltvorrichtung montiert ist. Sollte die Betätigungseinrichtung mit dem Abdeckelement vom Führungsschlitten entfernt werden, kann der Führungsschlitten nur über das Handrad bewegt werden.
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. Eine mechanische Kupplung ist unempfindlich gegenüber elektrischen Störungen im Gerätesystem.
Bevorzugt ist die schaltbare Kupplung zwischen dem Getriebe und einer zwischen dem Getriebe und der Schlittenwelle angeordneten 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.
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 erfindungsgemäße 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–C die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung der 2, 3 in einer Seitenansicht in einer ersten Position (4A), einer zweiten Position (4B) und einer dritten Position (4C).
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 erfindungsgemäße Schaltvorrichtung 31 zum Schalten zwischen der motorischen Vorschubeinrichtung 25 und der manuellen Vorschubeinrichtung 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 (nicht gezeigt). Die motorische Vorschubeinrichtung 25 ist als abgeschlossene Einheit ausgebildet, die vom Führungsschlitten 23 getrennt und an einem anderen Geräteständer montiert werden kann. Die manuelle Vorschubeinrichtung 26 ist als Handrad ausgebildet und umfasst mehrere Griffstangen 36 und ein Drehstück 37. Das Handrad 26 wird mit einer Steckachse 38 am Führungsschlitten 23 befestigt. Die Steckachse 38 ist durch eine Verriegelungseinrichtung 39 am Führungsschlitten 23 gesichert.
Eine Drehbewegung der Vorschubeinrichtungen 25, 26 wird mit Hilfe des Führungsschlittens 23 in eine Translationsbewegung entlang der Führungsschiene 22 umgewandelt. Der Führungsschlitten 23 umfasst neben einer Halterung für das Kernbohrgerät 12 eine Kopplungseinrichtung 41, die die Drehbewegung der Vorschubeinrichtungen 25, 26 auf den Führungsschlitten 23 überträgt. Die Kopplungseinrichtung 41 besteht aus einer Schlittenwelle 42, die an ihren axialen Enden ein erstes Kopplungselement 43 zur Kopplung der motorischen Vorschubeinrichtung 25 und ein zweites Kopplungselement 44 zur Kopplung der manuellen Vorschubeinrichtung 26 aufweist. Die Schlittenwelle 42 weist an ihrem Umfang eine Kontureinrichtung 45 auf, die mit einer passenden Gegenkontureinrichtung 46 der Führungsschiene 22 zusammenwirkt. Die Kontureinrichtung 45 und die Gegenkontureinrichtung 46 sind in der gezeigten Ausführung als Zahnrad und Zahnstange ausgebildet. Das Zahnrad 45 greift in die Zahnstange 46 ein und wird durch die Drehung der Schlittenwelle 42 entlang der Zahnstange 46 bewegt. Die Schlittenwelle 42 ist um eine Drehachse 47 drehbar ausgebildet.
Der Führungsschlitten 23 kann, wie in 2A gezeigt, eine weitere Schlittenwelle 48 aufweisen, die an ihren axialen Enden ein weiteres erstes Kopplungselement 49 zur Kopplung der motorischen Vorschubeinrichtung 25 und ein weiteres zweites Kopplungselement 50 zur Kopplung der manuellen Vorschubeinrichtung 26 umfasst. Die Kopplungselemente 44, 50 für das Handrad 26 unterscheiden sich im Übersetzungsverhältnis, beispielsweise weist das Kopplungselement 44 ein Übersetzungsverhältnis von 1 zu 1 und das weitere Kopplungselement 50 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 51 geschaltet.
Aus Sicherheitsgründen wird der Führungsschlitten 23 beim Schalten zwischen den Vorschubeinrichtungen 25, 26 mit Hilfe einer Arretiereinrichtung 52 an der Führungsschiene 22 festgestellt, um ein unbeabsichtigtes Verschieben des Kernbohrgerätes 12 während des Schaltens zu verhindern. Der Führungsschlitten 23 ist mittels der Arretiereinrichtung 85 zwischen einer Verstellposition, in der der Führungsschlitten 23 über die Vorschubvorrichtung 13 entlang der Führungsschiene 22 verschiebbar ist, und einer Feststellposition, in der der Führungsschlitten 23 an der Führungsschiene 22 festgestellt ist, verstellbar.
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 umfasst eine Bedienungseinrichtung 61, eine Übertragungseinrichtung 62, eine Betätigungseinrichtung 63 und eine Schalteinrichtung 64. Die Schalteinrichtung ist als mechanische Kupplung 64 ausgebildet, die zwischen dem Schneckengetriebe 33 und der Abtriebswelle 34 angeordnet ist. Die Schalteinrichtung 64 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 42 übertragen.
Die Bedienungseinrichtung 61 besteht aus einem Handhebel 65, der auf der dem Handrad 26 zugewandten Seite des Führungsschlittens 23 angeordnet ist und um eine Schwenkachse 66 schwenkbar ist. Die Übertragungseinrichtung 62 ist dreiteilig aus einem ersten, zweiten und dritten Übertragungselement 67, 68, 69 ausgebildet. Das erste Übertragungselement ist als Stößel 67 ausgebildet und in einer Führung 70 des Führungsschlittens 23 entlang einer Verschieberichtung 71 verschiebbar. Der Stößel 67 ist an einem dem Handrad 26 zugewandten Ende mit dem Handgriff 65 und an einem der motorischen Vorschubeinrichtung 25 zugewandten Ende mit dem zweiten Übertragungselement 68 verbunden. Die Verschiebung des Stößels 67 erfolgt durch eine Schwenkbewegung des Handgriffs 65 um die Schwenkachse 66, wobei die maximale Verschiebung des Stößels 67 durch ein Anschlagelement 72 begrenzt ist. Das zweite Übertragungselement ist als Hebel 68 ausgebildet, der um eine Drehachse 73 drehbar ausgebildet ist. An einem, dem Stößel 67 abgewandten Ende ist der Hebel 68 mit dem dritten Übertragungselement 69 verbunden. Das dritte Übertragungselement 69 ist in einen Bolzen 74 integriert. Der Bolzen 74 besteht aus einem ersten Bolzenabschnitt 75, der das dritte Übertragungselement 69 bildet, und einem zweiten Bolzenabschnitt 76, der in einer Bohrung 77 der Abtriebswelle 34 geführt ist und die Betätigungseinrichtung 63 für die Schalteinrichtung 64 bildet.
2B zeigt die Betätigungseinrichtung 63 und die Schalteinrichtung 64 in einer vergrößerten Darstellung. Zwischen der Abtriebswelle 34 und dem Schneckengetriebe 33 ist die als mechanische Kupplung ausgebildete Schalteinrichtung 64 angeordnet. Der Kraftschluss zwischen einem Schneckenrad 78 des Schneckengetriebes 33 und der Abtriebswelle 34 erfolgt über Kugeln 79, die von der Betätigungseinrichtung 63 in Bohrungen 80 der Abtriebswelle 34 und in Mitnahmevertiefungen 81 des Schneckenrades 78 verschiebbar sind. Die Betätigungseinrichtung 63 besteht aus dem zweiten Bolzenabschnitt 76 mit zwei verschiedenen Querschnitten 82, 83 und einem die beiden Querschnitte verbindenden Übergangsabschnitt 84. Der zweite Bolzenabschnitt 76 ist in der Bohrung 77 der Abtriebswelle 34 geführt und parallel zur Verschieberichtung 71 verschiebbar. In der 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 42 übertragen. Der große Querschnitt 82 des zweiten Bolzenabschnittes 76 drückt die Kugeln 79 in die Mitnahmevertiefungen 81 des Schneckenrades 78. Die Kugeln 79 stellen einen Kraftschluss zwischen dem Schneckengetriebe 33 und der Abtriebswelle 34 her.
Wenn die Antriebsbewegung des Vorschubmotors 32 auf die Schlittenwelle 42, 48 übertragbar ist, versperrt der Handhebel 65 den Zugang zu den Kopplungselementen 44, 50 für das Handrad 26. Um das Handrad 26 an einem der Kopplungselemente 44, 50 aufstecken und am Führungsschlitten 23 befestigen zu können, muss der Handhebel 65 um die Schwenkachse 66 geschwenkt werden. Durch diese Schwenkbewegung werden die Kopplungselemente 44, 50 für das Handrad 26 freigegeben und gleichzeitig die drehfeste Verbindung zwischen der Schlittenwelle 42 und der motorischen Vorschubeinrichtung 25 unterbrochen.
3A, B zeigen eine zweite Schaltposition der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung 31, in der die Übertragung der Antriebsbewegung vom Vorschubmotor 32 auf die Schlittenwelle 42, 48 unterbrochen ist und die Vorschubbewegung über die manuelle Vorschubeinrichtung 26 erfolgen kann. Dabei zeigt 3A die gesamte Schaltvorrichtung 31 mit der Bedienungseinrichtung 61, der Übertragungseinrichtung 62, der Betätigungseinrichtung 63 und der Schalteinrichtung 64 in einem Längsschnitt durch das Gerätesystem 10 der 1 parallel zur Drehachse 18 und 3B zeigt die Betätigungseinrichtung 63 und die Schalteinrichtung 64 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 42 aufgehoben werden und andererseits eine drehfeste Verbindung zwischen dem Handrad 26 und der Schlittenwelle 42 hergestellt werden. Ausgehend von der in den 2A, B gezeigten ersten Schaltposition der Schaltvorrichtung 31 wird zunächst der Führungsschlitten 23 über die Arretiereinrichtung 52 an der Führungsschiene 22 in der Feststellposition festgestellt. Anschließend wird der Handhebel 65 um die Schwenkachse 66 geschwenkt und der Stößel 67 entgegen der Verschieberichtung 71 verschoben. Die Verschiebung des Stößels 67 wird über eine Drehbewegung des Hebels 68 um die Drehachse 73 in eine Verschiebung des Bolzens 74 in der Verschieberichtung 71 umgewandelt.
3B zeigt die Betätigungseinrichtung 63 und die Schalteinrichtung 64 in der zweiten Schaltposition. Durch die Verschiebung des Bolzens 74 in der Bohrung 77 ändert sich der Querschnitt des zweiten Bolzenabschnittes 76 im Bereich der Bohrungen 80 und der Mitnahmevertiefungen 81. Die Kugeln 79 bewegen sich nach innen und unterbrechen den Kraftschluss zwischen dem Schneckengetriebe 33 und der Abtriebswelle 34. Die Übertragung der Antriebsbewegung des Vorschubmotors 32 auf die Schlittenwelle 42 ist unterbrochen und die Kopplungselemente 44, 50 für das Handrad 26 sind am Führungsschlitten 23 freigegeben. Das Handrad 26 kann mit der Steckachse 38 auf eines der Kopplungselemente 44, 50 aufgesteckt und über die Verriegelungseinrichtung 39 drehfest mit der Schlittenwelle 42, 48 gekoppelt werden.
4A–C zeigen den Führungsschlitten 23 mit dem Handhebel 65 der Schaltvorrichtung 31 und der Arretiereinrichtung 52 in einer Seitenansicht auf die Kopplungselemente 44, 50 für das Handrad 26 in verschiedenen Positionen.
4A zeigt den Handhebel 65 in der ersten Schaltposition der Schaltvorrichtung 31, in der die Vorschubbewegung über die motorische Vorschubeinrichtung 25 erfolgt und die Arretiereinrichtung 52 in der Verstellposition angeordnet ist. Der Handhebel 65 weist an einem dem Stößel 67 abgewandten Ende ein Anschlagelement 85 auf, das in der Verstellposition des Führungsschlittens 23 an der Arretiereinrichtung 52 anliegt. Die Bewegung des Handhebels 65 ist durch die Arretiereinrichtung 52 blockiert und der Handhebel 65 kann nicht um die Schwenkachse 66 geschwenkt werden. Der Handhebel 65 verdeckt die Kopplungselemente 44, 50 für das Handrad 26 in der ersten Schaltposition und wirkt als Abdeckelement. Um die Vorschubbewegung von der motorischen Vorschubeinrichtung 25 auf das Handrad 26 umschalten zu können, muss die Arretiereinrichtung 52 aus der Verstellposition in die Feststellposition verstellt werden. Die Arretiereinrichtung 52 umfasst einen Hebel 86, der um eine Drehachse 87 zwischen zwei Positionen verstellbar ist. 4B zeigt die Arretiereinrichtung 52 in der Feststellposition, in der keine Vorschubbewegung möglich ist.
Sobald der Führungsschlitten 23 an der Führungsschiene 22 festgestellt ist, kann der Handhebel 65 um die Schwenkachse 66 geschwenkt werden. 4C zeigt den Handhebel 65, der aus der ersten Schaltposition (4A) durch eine Schwenkbewegung um die Schwenkachse 66 in die zweite Schaltposition bewegt wurde. In der zweiten Schaltposition sind die Kopplungselemente 44, 50 für das Handrad 26 zugänglich. Das Handrad 26 wird auf eines der Kopplungselemente 44, 50 aufgesteckt und über die Verriegelungseinrichtung 39 drehfest mit der Schlittenwelle 42, 48 verbunden. Bevor der Führungsschlitten 23 über das Handrad 26 entlang der Führungsschiene 22 bewegt werden kann, muss die Arretiereinrichtung 52 in die Verstellposition (siehe 4A) bewegt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102004033361 A1 [0002]

Claims

Gerätesystem (10) aufweisend • ein Werkzeuggerät (12), • einen Geräteständer (11) mit einer Führungsschiene (22) und einem Führungsschlitten (23) zur Aufnahme des Werkzeuggerätes (12) und • eine Vorschubvorrichtung (13) zum Verschieben des Werkzeuggerätes (12) entlang der Führungsschiene (22) mit einer motorischen Vorschubeinrichtung (25) und einer manuellen Vorschubeinrichtung (26), wobei die motorische Vorschubeinrichtung (25) einen Vorschubmotor (32), ein Getriebe (33) und eine Elektronikeinheit (35) zur Steuerung der motorischen Vorschubeinrichtung (25) umfasst, und • eine Schaltvorrichtung (31) zum Schalten zwischen der motorischen Vorschubeinrichtung (25) und der manuellen Vorschubeinrichtung (26), wobei die Schaltvorrichtung (31) eine Bedienungseinrichtung (61), eine Betätigungseinrichtung (63) und eine Schalteinrichtung (64) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedienungseinrichtung (61) ein Abdeckelement (65) aufweist, wobei das Abdeckelement (65) für die manuelle Vorschubeinrichtung (26) am Führungsschlitten (23) vorgesehene Kopplungselemente (44, 50) zumindest teilweise abdeckt, wenn eine Antriebsbewegung des Vorschubmotors (32) auf eine Schlittenwelle (42, 48) des Führungsschlittens (23) übertragbar ist.
Gerätesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedienungseinrichtung (61) mit dem Abdeckelement (65) um eine Schwenkachse (66) zwischen einer Abdeckposition und einer Freigabeposition schwenkbar ist, wobei die Kopplungselemente (44, 50) für die manuelle Vorschubeinrichtung (26) in der Abdeckposition zumindest teilweise abgedeckt sind und in der Freigabeposition zugänglich sind.
Gerätesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass am Führungsschlitten (23) eine zwischen einer Verstellposition und einer Feststellposition verstellbare Arretiereinrichtung (52) vorgesehen ist, wobei der Führungsschlitten (23) in der Verstellposition entlang der Führungsschiene (22) verschiebbar und in der Feststellposition an der Führungsschiene (22) unverschiebbar befestigt ist.
Gerätesystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkbewegung des Abdeckelementes (65) aus der Abdeckposition in die Freigabeposition in der Verstellposition der Arretiereinrichtung (52) blockiert und in der Feststellposition der Arretiereinrichtung (52) freigegeben ist.
Gerätesystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckelement (65) ein Anschlagelement (85) aufweist, wobei das Anschlagelement (85) in der Verstellposition an der Arretiereinrichtung (52) anschlägt und die Drehung des Abdeckelementes (65) aus der Abdeckposition in die Freigabeposition blockiert.
Gerätesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Bedienungseinrichtung (61) und der Betätigungseinrichtung (63) eine Übertragungseinrichtung (62) angeordnet ist, wobei die Übertragungseinrichtung (62) die Bewegung der Bedienungseinrichtung (61) auf die Betätigungseinrichtung (63) überträgt.
Gerätesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (63) zwischen einer ersten und zweiten Schaltposition schaltbar ist, wobei die Übertragung der Antriebsbewegung vom Vorschubmotor (32) auf eine Schlittenwelle (42, 48) des Führungsschlittens (23) in der ersten Schaltposition unterbrochen ist und die Antriebsbewegung des Vorschubmotors (32) in der zweiten Schaltposition auf die Schlittenwelle (42, 48) übertragbar ist.
Gerätesystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsbewegung des Vorschubmotors (32) nur auf die Schlittenwelle (42, 48) übertragbar ist, wenn das Abdeckelement (65) die für die manuelle Vorschubeinrichtung (26) am Führungsschlitten (23) vorgesehenen Kopplungselemente (44, 50) zumindest teilweise abdeckt.
Gerätesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung als schaltbare Kupplung (64) ausgebildet ist.
Gerätesystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (64) zwischen dem Getriebe (33) und einer zwischen dem Getriebe (33) und der Schlittenwelle (42, 48) angeordneten Abtriebswelle (34) oder zwischen der Abtriebswelle (34) und der Schlittenwelle (42, 48) angeordnet ist.
Gerätesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, 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 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung eine 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.