DE102013218150B4

DE102013218150B4 - Isolationssystem für werkzeug und werkzeug mit demselben

Info

Publication number: DE102013218150B4
Application number: DE102013218150.7A
Authority: DE
Inventors: Achim Kugler; Joerg Schneider
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2013-09-11
Filing date: 2013-09-11
Publication date: 2024-04-18
Anticipated expiration: 2033-09-12
Also published as: WO2015036142A1; CN105517764B; US20160225495A1; DE102013218150A1; CN105517764A

Abstract

Isolationssystem (2) für ein Werkzeug (1), mit einem ersten Element (21) zur elektrischen Isolation des Werkzeugs (1) gegenüber einem Werkzeugabtrieb, welcher ein lösbar montierbares Werkzeugelement (30) des Werkzeugs (1) zum Bearbeiten eines Werkstücks umfasst,wobei das erste Element (21) ein Isolierstück (212) zur elektrischen Trennung der Bearbeitungsstelle an einem Werkstück von dem Werkzeug (1) aufweist,wobei das Isolierstück (212) in einem Antriebsflansch des Werkzeugs (1) angeordnet und mit einem ersten Befestigungselement (213) axial gesichert ist,wobei das Isolierstück (212) in einem Abtriebsflansch aufgenommen und mit einem zweiten Befestigungselement (215) axial gesichert ist,wobei das erste Element (21) zudem Bauteile (216, 217, 218) zur elektrischen Isolation des Werkzeugabtriebs nach außen aufweist zum Einstellen und Sichern der Überdeckung des lösbar montierbaren Werkzeugelements (30) durch eine Bedienperson,wobei das Isolierstück (212) in den Bauteilen (216, 217, 218) angeordnet ist, und wobei die Bauteile (216, 217 und 218) gegenüber dem Isolierstück (212) und einer Abtriebswelle (211, 212, 214, 30) frei drehbar angeordnet sind.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Isolationssystem für ein Werkzeug und ein Werkzeug das mit demselben Isolationssystem ausgestattet ist.
In der Automobilindustrie kommen bei der Batteriemontage von Elektrofahrzeugen Werkzeuge, wie beispielsweise Schraubwerkzeuge, zum Einsatz. Die Batterien sind in der Regel Akkumulatoren, die aus mehreren Elementen bestehen, die miteinander zu verschrauben sind. Hierbei sind die Schrauben auch an spannungsführenden Teilen einzuschrauben. Dabei ist der Schutz einer Bedienperson des Werkzeugs gegen elektrische Spannungen zu gewährleisten, welche für die Bedienperson gefährlich sind.
Derzeit wird dies beispielsweise durch eine Isolierbandumwicklung des Werkzeugs realisiert. Dies ist jedoch sehr aufwändig und fehleranfällig. Zudem kann hierdurch nur die Berührung von spannungsführenden Teilen vermieden werden. Zumindest ein Einschleppen der elektrischen Spannungen vom zu bearbeitenden Werkstück in das Werkzeug kann jedoch nicht verhindert werden.
DE 103 02 483 A1 zeigt einen Isolator für ein elektrisch betriebenes Schraubwerkzeug. Der Isolator ist auf die Aufnahme für einen Schraubaufsatz der Schraubmaschine aufsetzbar, welche das Schraubwerkzeug antreibt. Der Maschinenansatz oder die Werkzeugaufnahme können Bestandteil des Isolators sein. Auf den Isolator ist ein Kunststoffmantel aufgeschrumpft.
DE 20 61 724 A1 zeigt ein Bohrmaschinenfutter für motorgetriebene Werkzeuge mit einem aus einem Stück ausgeformten elektrisch isolierenden Glied.
DE 31 44 901 A1 zeigt eine elektrisch isolierte Verbindung in Form einer topfförmigen Hülse aus Isoliermaterial zwischen zwei gleichachsig angeordneten, stabförmigen Elementen aus Metall. Die Hülse wird bei Übertragung eines Drehmoments nur auf Druck beansprucht und liegt in einem Zwischenraum zwischen der Wandung des Längskanals des einen Elements und dem in diesen Längskanal eingreifenden Abschnitt des anderen Elements.
US 5,006,740 A zeigt eine Elektrosäge mit einem Überzug aus einem isolierenden Material, welches das Getriebegehäuse elektrisch isoliert und derart ausgestaltet ist, dass Kühlluft zwischen dem Gehäuse und dem Material strömen kann.
Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Isolationssystem für ein Werkzeug und ein Werkzeug, das mit demselben Isolationssystem ausgestattet ist, bereitzustellen, mit welchen die zuvor genannten Probleme gelöst werden können. Insbesondere soll eine Isolationssystem für ein Werkzeug und ein Werkzeug, das mit demselben Isolationssystem ausgestattet ist, bereitgestellt werden, bei welchen sowohl das Werkzeug als auch dessen Bedienperson gegen elektrische Spannungen geschützt sind, die an einem mit dem Werkzeug zu bearbeitenden Werkstück auftreten.
Diese Aufgabe wird durch ein Isolationssystem für ein Werkzeug nach Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen des Isolationssystems sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Das Isolationssystem für ein Werkzeug bietet ein schlüssiges Gesamtkonzept, das sicherstellt, dass sowohl das Werkzeug als auch dessen Bedienperson gegen elektrische Spannungen geschützt ist, die an einem mit dem Werkzeug zu bearbeitenden Werkstück auftreten. Dadurch ist eine gesamtheitliche Lösung beispielsweise eines Schraubsystems für Kategorie A Verschraubungen bereitgestellt, welches es erlaubt, unter den Bedingungen von „Arbeit unter Spannung“ zu arbeiten.
Das Isolationssystem ist einfach nachrüstbar und kann somit bei einem beliebigen Serienschrauber zum Einsatz kommen. Dies ist auch vorteilhaft für die Ersatzteilhaltung bei einem Nutzer des Werkzeugs.
Das Isolationssystem bietet eine einfache und gut handhabbare Lösung für die zuvor genannte Aufgabe. Das Isolationssystem trägt zu einer hohen Prozesssicherheit des Werkzeugs bei.
Die Aufgabe wird zudem durch ein Werkzeug nach Patentanspruch 7 gelöst. Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen des Werkzeugs sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. Das Werkzeug erzielt die gleichen Vorteile, wie sie zuvor in Bezug auf das Isolationssystem genannt sind.
Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich des Ausführungsbeispiels beschriebenen Merkmale oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.
Nachfolgend ist die Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung und anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigen:

1 eine Seitenansicht eines Werkzeugs mit einem Isolationssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
2 eine Schnittansicht eines Werkzeugs gemäß dem Ausführungsbeispiel.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente, sofern nichts anderes angegeben ist, mit denselben Bezugszeichen versehen.
1 zeigt ein Werkzeug 1 mit einem Isolationssystem 2. Das Werkzeug 1 kann ein Schraubwerkzeug, ein Nietwerkzeug, ein Stanzwerkzeug, eine Bolzensetzwerkzeug, usw. sein. Das Werkzeug 1 in 1 ist ein in der Hand haltbares Werkzeug. Das Werkzeug 1 ist jedoch nicht darauf beschränkt. Das Werkzeug 1 kann auch ein Standwerkzeug sein.
In 1 weist das Werkzeug 1 einen Handgriff 11, einen Ein-/ Aus-Schalter 12, ein Batteriefach 13, ein Gehäuse 14 und eine Antriebseinheit 15 auf. In dem Batteriefach 13 kann eine Batterie, wie beispielweise ein wiederaufladbarer Akkumulator oder eine nicht wiederaufladbare Batterie, aufgenommen werden. Dadurch ist das Werkzeug 1 ein kabelloses Werkzeug. Das Gehäuse 13 ist aus einem Material, beispielsweise Kunststoff, usw. gefertigt, das elektrisch isolierend wirkt. Dadurch hat das Werkzeug 1 im Bereich des Gehäuses 13 eine Oberfläche aus einem elektrisch isolierenden Material. An der Antriebseinheit 15 hat das Werkzeug 1 jedoch ein metallisches Gehäuse, insbesondere ein Stahlgehäuse. Somit hat die Antriebseinheit 15 ein elektrisch leitendes Gehäuse.
Das Isolationssystem 2 in 1 weist ein erstes Element 21 und als zweites Element 22 zwei Gehäuseteile 22A, 22B aus einem elektrisch isolierenden Material, wie beispielsweise Kunststoff, usw. auf. Insbesondere sind die zwei Gehäuseteile 22A, 22B zwei isolierende Halbschalen, welche das Metallgehäuse des Winkelantriebs, genauer gesagt die Antriebseinheit 15, umschließen, wie in 1 gezeigt. Die zwei Gehäuseteile 22A, 22B sind durch versenkt angebrachte Befestigungselemente, wie beispielsweise Schrauben, usw. miteinander verbunden.
Das erste Element 21 ist in 1 an der Antriebseinheit 15 befestigt. Insbesondere kann an einem Vierkant der Antriebseinheit 15 eine elektrisch isolierte und elektrisch isolierende Verlängerung als erstes Element 21 mit integriertem Sechskantsteckschlüssel aufgenommen und insbesondere aufgerastet werden. Das erste Element 21 ist noch genauer in 2 dargestellt.
Wie in 2 gezeigt, ist ein Antriebsflansch 211 am Abtriebsvierkant der Antriebseinheit 15 des Werkzeugs 1 aufgesteckt und durch dessen Rastbolzen 16 gehalten. Im Antriebsflansch 211 ist ein Isolierstück 212 angeordnet und sitzt beispielsweise mit Hilfe einer nicht dargestellten formschlüssigen Verzahnung. Durch dieses Isolierstück 212 erfolgt die elektrische Trennung der Bearbeitungsstelle an einem Werkstück von dem Werkzeug 1. Die axiale Sicherung erfolgt über ein erstes Befestigungselement 213 in Form von beispielsweise einer Schraube.
Abtriebsseitig ist das Isolierstück 212 in 2 wieder durch eine formschlüssige Verzahnung im Abtriebsflansch 214 aufgenommen. Die axiale Sicherung erfolgt hier durch ein zweites Befestigungselement 215 in Form eines Spannstifts. Auf den Abtriebsvierkant des Abtriebsflansches 214 kann nun ein käuflicher Sechskantschlüssel als Werkzeugelement 30 aufgesteckt werden. Somit kann der Abtriebsvierkant des Abtriebsflansches 214 auch als Aufnahmeelement zur lösbaren Aufnahme des Werkzeugelements 30 bezeichnet werden.
Die äußere Isolation des ersten Elements 21 erfolgt durch die Bauteile 216, 217 und 218 aus einem elektrisch isolierenden Material, wie beispielsweise Kunststoff, usw. Die Bauteile 216, 217 und 218 umfassen eine Isolierhülse 216, einen Konterring 217 und eine Schraubhülse 218.
Somit kann durch das Isolationssystem 2 die gewünschte zusätzliche elektrische Isolation des Werkzeugs 1 gegen elektrische Spannungen an einem mit dem Werkzeug 1 zu bearbeitenden Werkstück realisiert werden.
Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel kann durch mehr oder weniger weites Aufdrehen der Schraubhülse 218 die Überdeckung der Schraubernuss, also des Sechskantschlüssels 30, eingestellt und mit dem Konterring 217 gesichert werden kann. Die Bedienperson des Werkzeugs 1 hat so die Möglichkeit, eine maximal mögliche Abdeckung bei der notwendigen Zugänglichkeit seiner Schraubstelle selbst einzustellen.
Ansonsten ist auch bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das Werkzeug 1 und sein Isolationssystem 2 auf die gleiche Weise aufgebaut, wie in Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel beschrieben.
Gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel sind die Bauteile 216, 217 und 218 nicht fest mit der Abtriebswelle, die aus den Bauteilen 211, 212, 214, 30 gebildet wird, verbunden. Dies bedeutet, dass die Bauteile 216, 217 und 218 im normalen Betrieb zwar reibschlüssig mitgeschleppt werden und sich mit der Abtriebswelle aus den Bauteilen 211, 212, 214, 30 drehen. Jedoch bleiben die Bauteile 216, 217 und 218 bei Berührung stehen. Demzufolge sind die Bauteile 216, 217 und 218 frei drehbar angeordnet. Damit können die Bauteile 216, 217 und 218 Verletzungen bei der Bedienperson des Werkzeugs 1 verhindern, die z. B. durch Aufwickeln eines Kleidungsstücks der Bedienperson an dem Werkzeug 1 und/oder seinem Isolationssystem 2 entstehen können.
Ansonsten ist auch bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das Werkzeug 1 und sein Isolationssystem 2 auf die gleiche Weise aufgebaut, wie in Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel beschrieben.
Gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel ist das erste Element 21 so ausgeführt, dass das erste Element 21 nicht ohne Demontage von dem zweiten Element 22 entfernt werden kann. Eine solche Konstruktion verhindert das einfache, beispielsweise werkzeuglose, Ändern des isolierten Abtriebs durch eine Bedienperson des Werkzeugs 1. Dadurch kann die Sicherheit für das Werkzeug 1 und seiner Bedienperson weiter erhöht werden.
Ansonsten ist auch bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das Werkzeug 1 und sein Isolationssystem 2 auf die gleiche Weise aufgebaut, wie in Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel beschrieben.
Alle zuvor beschriebenen Ausgestaltungen des Werkzeugs 1 und des Isolationssystems 2 können einzeln oder in allen möglichen Kombinationen Verwendung finden. Insbesondere können alle Merkmale und/oder Funktionen der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele beliebig kombiniert werden. Zusätzlich sind insbesondere folgende Modifikationen denkbar.
Die in den Figuren dargestellten Teile sind schematisch dargestellt und können in der genauen Ausgestaltung von den in den Figuren gezeigten Formen abweichen, solange deren zuvor beschriebenen Funktionen gewährleistet sind.
Das erste Befestigungselement 213 kann je nach Bedarf auch auf eine andere Weise ausgeführt sein als durch eine Schraube. Das zweite Befestigungselement 215 kann je nach Bedarf auch auf eine andere Weise ausgeführt sein als durch einen Spannstift, beispielsweise durch eine Schraube. Es sind für beide Befestigungselemente 213, 215 auch Befestigungen in Form von Schweißen, Kleben, einer Snapverbindung, usw. möglich.

Claims

Isolationssystem (2) für ein Werkzeug (1), mit einem ersten Element (21) zur elektrischen Isolation des Werkzeugs (1) gegenüber einem Werkzeugabtrieb, welcher ein lösbar montierbares Werkzeugelement (30) des Werkzeugs (1) zum Bearbeiten eines Werkstücks umfasst, wobei das erste Element (21) ein Isolierstück (212) zur elektrischen Trennung der Bearbeitungsstelle an einem Werkstück von dem Werkzeug (1) aufweist, wobei das Isolierstück (212) in einem Antriebsflansch des Werkzeugs (1) angeordnet und mit einem ersten Befestigungselement (213) axial gesichert ist, wobei das Isolierstück (212) in einem Abtriebsflansch aufgenommen und mit einem zweiten Befestigungselement (215) axial gesichert ist, wobei das erste Element (21) zudem Bauteile (216, 217, 218) zur elektrischen Isolation des Werkzeugabtriebs nach außen aufweist zum Einstellen und Sichern der Überdeckung des lösbar montierbaren Werkzeugelements (30) durch eine Bedienperson, wobei das Isolierstück (212) in den Bauteilen (216, 217, 218) angeordnet ist, und wobei die Bauteile (216, 217 und 218) gegenüber dem Isolierstück (212) und einer Abtriebswelle (211, 212, 214, 30) frei drehbar angeordnet sind.
Isolationssystem (2) nach Anspruch 1, zudem mit einem zweiten Element (22) zur elektrischen Isolation von metallischen Teilen der Antriebseinheit (15) des Werkzeugs (1).
Isolationssystem (2) nach Anspruch 2, wobei das zweite Element (22) derart ausgestaltet und an dem ersten Element (21) angeordnet ist, dass der Werkzeugabtrieb nur mit Demontage des zweiten Elements (22) von dem Werkzeug (1) demontierbar ist.
Isolationssystem (2) nach Anspruch 2 oder 3, wobei das zweite Element (22) zum Umschließen eines Stahlgehäuses der Antriebseinheit (15) des Werkzeugs (1) ausgestaltet ist, und wobei das zweite Element zwei Halbschalen (21A, 21B) aus elektrisch isolierendem Material umfasst, die zum Umschließen des Stahlgehäuses der Antriebseinheit (15) des Werkzeugs (1) ausgestaltet sind.
Isolationssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das erste Element (21) ein elektrisch isoliertes und isolierendes Element ist, an welchem ein Aufnahmeelement zur lösbaren Aufnahme des Werkzeugelements (30) integriert ist.
Isolationssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Bauteile (216, 217, 218) derart angeordnet sind, dass sie im normalen Betrieb reibschlüssig mitgeschleppt werden und sich mit der Abtriebswelle (211, 212, 214, 30) mitdrehen, jedoch bei Berührung stehen bleiben, so dass sich die Bauteile (216, 217 und 218) gegenüber einer Abtriebswelle (211, 212, 214, 30) frei drehbar angeordnet sind.
Werkzeug (1), mit einer Antriebseinheit (15) zum Antrieb eines Werkzeugelements (30), das am Abtrieb der Antriebseinheit (15) lösbar montierbar ist, und einem ersten Element (21) zur elektrischen Isolation des Werkzeugs (1) gegenüber dem Abtrieb, wobei das erste Element (21) ein Isolierstück (212) zur elektrischen Trennung der Bearbeitungsstelle an einem Werkstück von dem Werkzeug (1) aufweist, wobei das Isolierstück (212) in einem Antriebsflansch des Werkzeugs (1) angeordnet und mit einem ersten Befestigungselement (213) axial gesichert ist, wobei das Isolierstück (212) in einem Abtriebsflansch aufgenommen und mit einem zweiten Befestigungselement (215) axial gesichert ist, wobei das erste Element (21) zudem Bauteile (216, 217, 218) zur elektrischen Isolation des Werkzeugabtriebs nach außen aufweist zum Einstellen und Sichern der Überdeckung des lösbar montierbaren Werkzeugelements (30) durch eine Bedienperson, wobei das Isolierstück (212) in den Bauteilen (216, 217, 218) angeordnet ist, und wobei die Bauteile (216, 217 und 218) gegenüber dem Isolierstück (212) und einer Abtriebswelle (211, 212, 214, 30) frei drehbar angeordnet sind.
Werkzeug (1) nach Anspruch 7, zudem mit einem zweiten Element (22) zur elektrischen Isolation von metallischen Teilen des Werkzeugabtriebs.
Werkzeug (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Werkzeug (1) ein kabelloses Werkzeug (1) ist.
Werkzeug (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Werkzeug (1) ein Schraubwerkzeug oder Nietwerkzeug oder Stanzwerkzeug ist.