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Die Erfindung betrifft eine motorisch angetriebene Werkzeugmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Stand der Technik
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Eine derartige Werkzeugmaschine ist aus der
DE 10 2006 059 688 bekannt. Die bekannte Werkzeugmaschine weist ein Werkzeugwechselmagazin mit Werkzeugkammern für jeweils ein Werkzeug auf, das in einer Achse innerhalb des Gehäuses der Werkzeugmaschine drehbar angeordnet ist, wobei die Werkzeugkammern jeweils in eine Übergabelage an eine zu bestückende Werkzeugaufnahme der Werkzeugmaschine verstellbar sind. Die Übergabe eines Werkzeugs aus einer Werkzeugkammer in die Werkzeugaufnahme bzw. aus der Werkzeugaufnahme zurück in eine Werkzeugkammer erfolgt mittels eines Schiebeelements, das auf der dem Werkzeug zugewandten Seite magnetisch ausgebildet ist. Wesentlich dabei ist, dass sich das Schiebeelement in der Betriebsstellung der Werkzeugmaschine, bei der das in der Werkzeugaufnahme befindliche Werkzeug zum Beispiel zum Einschrauben einer Schraube angetrieben ist, an dem Schiebeelement abstützen kann, so dass das Schiebeelement ein Gegenlager für das Werkzeug ausbildet. Hierzu ist es beim Stand der Technik vorgesehen, dass das Schiebeelement mittels eines Verregelungsmechanismus festsetzbar ist. Das Betätigen des Verregelungsmechanismus erfolgt mittels eines separaten Bedienungselements, das vom Bediener zur Betätigung des Schiebeelements getrennt ist. Somit ist für die Einleitung eines Werkzeugwechsels die Betätigung zweier Bedienelemente erforderlich, wozu ein Bediener beide Hände benutzen muss.
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Eine weitere derartige Werkzeugmaschine ist aus der
DE 10 2011 082 787 A1 bekannt. Diese Werkzeugmaschine entspricht in der Grundkonstruktion der
DE 10 2006 059 688 , jedoch mit der Verbesserung, dass lediglich ein einziges Bedienelement erforderlich ist, um einen Werkzeugwechsel auszuführen. Dabei wurde jedoch die innere aufwendige Konstruktion beibehalten. Es werden weiterhin Blockierelemente und Übertragungselemente benötigt, die nicht nur kostspielig sondern auch anfällig sind. Des Weiteren ist von Nachteil, dass einzelne Bits nur zum Schrauben Anwendung finden. Mit dieser Konstruktion ist es nicht möglich, Bits mit Bohrer anzuwenden, denn Bohren ist zwar möglich, aber beim Klemmen und anschließenden Herausziehen bleibt der Bohrer im Bohrloch hängen.
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Hierzu ist die
US 4,604,005 bekannt geworden, die auch Bohrer aus einem Magazin in eine Arbeitsstation übergeben kann, wobei hierbei die Übergebe aus einem Magazin in eine Spannzange erfolgt, die den Bohrer allseitig hält. Diese Konstruktion ist aufwendig und somit kostspielig.
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Offenbarung der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine motorisch betriebene Werkzeugmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzuentwickeln, dass ein Werkzeugwechsel dahingehend vereinfacht wird, dass mit einem einzigen Bedienungselement auf einfacher Weise ein Werkzeug aus einem Magazin in eine Arbeitsstation und zurück befördert wird. Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, dass das Laden eines Werkzeugs aus mindestens zwei Bewegungen – einer Ladebewegung und einer Verriegelung – besteht, wobei der Ladehebel nach einer Ladebewegung längst einer Ladeachse in einen Verregelungsweg quer zur Ladeachse bewegbar ist.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass das Laden eines Werkzeugs aus mindestens zwei Bewegungen, nämlich einer Ladebewegung und einer Verriegelung besteht, wobei die Ladebewegung dadurch entsteht, dass mittels eines Daumens ein Ladehebel entlang einer Ladeachse bis hin zu einem Anschlag geführt wird, wobei dann eine Verriegelung dadurch entsteht, dass der Ladehebel einfach losgelassen wird. Hierdurch drückt eine vorgespannte Feder den Ladehebel radial nach außen.
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Vorteilhaft ist, dass das Beladen und Entladen der Werkzeugmaschine mit Bits mit nur einer Hand- bzw. Fingerbewegung ausgeführt wird.
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Der Ladehebel wird längst einer Nute geführt, aus einer ersten Laderichtung in eine zweite quer zur Laderichtung, wobei die zweite eine Verriegelung ist, die dadurch entsteht, dass der Ladehebel bevorzugt radial nach außen in Bezug zur Ladeachse bewegbar ist.
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Vorteilhaft ist, dass der Ladehebel mittels Führungen geführt wird und mittels Arretieranschlag in Position gehalten ist
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In bevorzugter Ausführung ist zwischen dem Ladehebel und dem Schiebeelement eine Blattfeder angeordnet. Der Ladehebel wird mittels zweier Führungen gehalten und mittels einer Blattfeder radial nach außen gedrückt. Die Führungen für den Ladehebel sind einerseits eine Nute und Anschläge die an einer Bohrung angeordnet sind. Wird der Ladehebel in axialer Richtung verschoben, so wird er erst in einer Nute geführt und dann wenn er die Nute im Bereich der Bohrung verlässt, wird er mittels an der Bohrung angebrachter Anschläge geführt gehalten.
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Hierbei kommt der Ladehebel mit seinem angeformten Arretierkragen in einer Bohrung zur Anlage. Somit sind der Ladehebel und das Schiebeelement axial der Ladeachse formschlüssig gehalten.
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Vorteilhaft ist, dass der Ladehebel Blattfeder und Schiebeelement einstückig geformt ist. Das einstückige Teil kann aus einem z. B. POM federnden Kunststoffmaterial gespritzt werden.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass eine Kappe an der Werkzeugaufnahme befestigt ist. Diese hat den Vorteil, dass die Bits mit Bohrer nicht aus der Werkzeugaufnahme herausfallen.
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Des Weiteren ist von Vorteil, dass das Gehäuse in zwei Hälften mittig in der Form geteilt ist, so dass die Teilung durch die Mitte der Nute und Bohrung verläuft.
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Eine bevorzugter Ausführung der Erfindung ist, dass dem Arretieranschlag zwei Anschläge auf einer Ebene mit der Achse entgegengesetzt angeordnet sind, so dass die Axiale Kraft im Einsatz, der Druck der beim aufmachen oder zudrehen einer Schrauben entsteht, vom Gehäuse aufgefangen wird.
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Man kann sich auch eine andere Kupplungsmöglichkeit als die mittels eines Magneten vorstellen, z. B. eine Klauenkupplung zwischen Schiebeelement und einem Bit, so dass beim Drehen des Werkzeugmagazins das Einkuppeln zwischen Schiebeelement und einem Bit erfolgt.
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Die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine bietet den Vorteil, dass der Werkzeugwechsel mit nur einer Hand bzw. nur einem Finger durchgeführt, die hierfür erforderliche mechanisch Auslegung einfach gelöst ist und auch einfach ausgelöst wird.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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Weitere Ausbildungsformen und Aspekte der Erfindung werden im Folgenden unabhängig von einer Zusammenfassung in den Patentansprüchen ohne Beschränkung der Allgemeinheit anhand einer Zeichnung näher erläutert.
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Dabei zeigt:
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1 ein Längsschnitt durch eine Werkzeugmaschine im Normalbetrieb in einer vorgeschobenen Position während eines Antriebs eines Werkzeugs in eine Werkzeugaufnahme.
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2 ist eine Teilansicht auf 1 mit Sicht von oben zu sehen im Bereich der Werkzeugwechseleinrichtung.
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3 einen weiteren Längsschnitt durch eine Werkzeugmaschine in einer zurückgezogenen Position des Werkzeugs.
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4 ein weiteres Ausführungsbeispiels einer Werkzeugwechseleinrichtung
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5 eine Draufsicht auf 4 im Bereich der Werkzeugwechseleinrichtung
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1 zeigt eine erfindungsgemäße Werkzeugmaschine 10 in Form eines Akkuschraubers, der natürlich auch eine elektrisch betriebene Bohrmaschine sein kann.
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Die Werkzeuge 12 sind Bits mit einem hinteren Mitnehmer Sechskant und vorne mit einem ungeformten Flach-, Kreuz-, außen und innen Sechskant, um Schrauben zu öffnen oder festzuziehen und verschieden dicken Bohrern.
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Die Werkzeugmaschine 10 besteht aus einem Gehäuse 14, in dem eine Antriebseinheit angeordnet ist, bestehend aus einem Elektromotor 16 und einem angekoppelten Getriebe, 18 dessen Ausgangswelle 20 ein Endgetriebe 22 mit einer Werkzeugaufnahme 24 antreibt.
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Im Bereich der Ausgangswelle 20 ist ein trommelförmiges, aus der Unterseite des Gehäuses 14 teilweise herausragendes Werkzeugmagazin 26 angeordnet, an dessen Umfang vorzugsweise in gleich großen Winkelabständen Werkzugkammern 28 angeordnet sind, in denen jeweils die Werkzuge 12 aufgenommen sind. Die Werkzugkammern 28 sind im Werkzeugmagazin 26 an ihrer gegenüberliegenden Stirnseite offen ausgebildet. Die Drehachse 30 der Ausgangswelle 20 ist drehbar im festen Trommelbereich angeordnet. Zum Werkzugtausch sind die Werkzugkammern 28 schwenkbar, wobei im oberen Bereich die Werkzugkammer 28 in die Achse der Werkzeugaufnahme 24 fluchtet.
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Das Überführen eines Werkzeugs 12 aus einer Werkzeugkammer 28 in eine Werkzeugaufnahme 24 sowie das Zurückführen eines Werkzeugs 12 aus der Werkzeugaufnahme 24 in die Werkzeugkammer 28 erfolgt mittels einer Werkzeugwechseleinrichtung 32. Die Werkzeugwechseleinrichtung 32 umfasst ein stiftförmiges Schiebeelement 34 und einen Ladehebel 36, der in einer Nute 38 geführt wird. Zwischen dem Ladehebel 36 und dem Schiebeelement 34 ist eine Blattfeder 42 angeordnet und fest damit verbunden, so dass, wenn der Ladehebel 36 in der Nute 38 verschoben wird, auch das Schiebeelement 34 in Richtung einer Ladeachse 44 verschoben wird. Selbstverständlich kann der Ladehebel 36 mit der Blattfeder 42 und dem Schiebeelement 34 aus einem Kunststoffteil hergestellt werden.
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Der Ladehebel 36 besteht aus einem Pilz 46, einem Hals 48 und einem Arretierkragen 50, wobei der Pilz 46 größer ist als die Bohrung 40. Der Arretierkragen 50 ist etwas kleiner als die Bohrung 40 ausgelegt, damit er radial leicht eingeführt werden kann, aber in Richtung der Ladeachse 44 formschlüssig arretiert.
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In 2 ist eine Teilansicht zu sehen, mit Sicht von oben auf 1, im Bereich der Werkzeugwechseleinrichtung 32, wobei gezeigt wird, wie die Nute 38 in eine zur Nute 38 offenen Bohrung 40 mündet. Hinzu kommt noch die Trennung der beiden Gehäuse 14,1 und 14,2, die sich durch die Bohrung 40 und die Nute 38 erstreckt. An der Bohrung 40 sind weitere Anschläge 41 vorhanden die jeweils dazu dienen, den Ladehebel 36, wenn er die Nute 38 verlässt. im Bereich der Bohrung 40 weiter zu führen
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Im Bereich der Nute 38 wird der Ladehebel 36 mittels Hals 48 und in der Bohrung 40 durch Arretierkragen 50 geführt gehalten. Der Ladehebel 36 wird in der Bohrung 40 mittels einer Feder 42 hochgedrückt und in der Bohrung 40 arretiert. Das Lösen dieser Arretierung erfolgt durch das Herunterdrücken des Pilzes 46 mittels eines Fingers.
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In 2 ist auch zu erkennen, dass das Gehäuse 14 in zwei Hälften 14,1 und 14,2 mittig derart geteilt ist, dass die Teilung durch die Mitte der Nute 38 und Bohrung 40 verläuft.
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In 3 zeigt die gleiche erfindungsgemäße Werkzeugmaschine 10 wie 1, mit der Ausnahme, dass der Ladehebel 36 zusammen mit dem Schiebeelement 34 und Werkzeug 12 in einer hinteren zurückgezogenen Position ist. Hierbei ist das Werkzeug 12 wieder im Werkzeugmagazin 26 und kann durch Drehen des Werkzeugmagazins 26 ein anderes Werkzeug 12 in Ladeposition bringen, das mit der Ladeachse 44 fluchtet. Das Mitnehmen des Werkzeugs 12 mit dem Ladehebel 36 erfolgt zusammen mit dem Schiebeelement 34 mittels eines Magneten 52, der mit der Spitze des Schiebeelements 34 fest verbunden ist.
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In 3 kann man gut eine Kappe 54 erkennen, die insbesondere bei einem Werkzeugmagazin 26 Anwendung findet, welches zum Teil mit Bohrern bestückt ist. Die Kappe verhindert, dass die Bohrer beim Bohren und Klemmen nach vorne herausgezogen werden.
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Die Arbeitsweise der Werkzeugmaschine 10 ist, dass zuerst das Werkzeugmagazin 26 solange gedreht wird, bis das gewünschte Werkzeug 12 in Ladeposition, also fluchtend mit der Ladeachse 44, ist. Anschließend wird der Ladehebel 36 aus der Stellung in 2 in die Stellung in 1 in Richtung Ladeachse 44 vorgeschoben, so dass das Schiebeelement 34 das Werkzeug 12 aus dem Werkzeugmagazin 26 in die Werkzeugaufnahme 24 übergibt. In der Endposition bewegt sich der Ladehebel 36 durch die vorgespannte Feder 42 in Pfeilrichtung 56 radial nach oben, wobei der Arretierkragen 50 in die Bohrung 40 einrastet, was bewirkt, dass das Schiebeelement 34 in Richtung der Ladeachse 44 formschlüssig arretiert ist.
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Nach getaner Arbeit, zum Beispiel ein Loch mit einem Bohrer zu bohren, wird der Ladehebel 36 in Pfeilrichtung 56 mittels Finger quer zur Ladeachse 44 nach unten gedrückt und nach hinten gezogen, so dass der Hals 48 des Ladehebels 36 entlang der Nute 38 nach hinten wie in 2 gezeigt verfährt.
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In dieser Position kann jetzt ein neues Werkzeug 12 aus dem Werkzeugmagazin 26 ausgewählt werden, indem am Werkzeugmagazin 26 solange gedreht wird, bis das gewünschte Werkzeug 12 in Flucht mit der Ladeachse 44 ist. Beim erneutem Laden eines Werkzeugs 12 wird wieder der Ladehebel 36 entlang der Nute 38 vorgeschoben, bis der Arretierkragen 50 in die Bohrung 40 quer zur Ladeachse 44 einen Verregelungsweg durch die Vorspannung einer Blattfeder 42 ausführt und in Pfeilrichtung 56 nach oben einrastet. Somit ist beim Anziehen einer Schraube mittels Werkzeug 12 das Schiebeelement 34 in Richtung der Ladeachse 44 arretiert.
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4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiels einer Werkzeugwechseleinrichtung 60, auch hier ist ein Schiebeelement 62, ein Ladehebel 64, Arretieranschlag 66 und ein fest stehender Anschlag 68 vorhanden. Der Ladehebel 64 und Arretieranschlag 66 sind einstückig ausgelegt, wobei der Ladehebel 64 in einer Nute 70 geführt gehalten ist. Ein Anschlag 68 ist an einer Führungsschiene 72 angeordnet, die mit einem Gehäuse 74 fest verbunden ist. Zwischen den Teilen Ladehebel 64, Arretieranschlag 66 und dem Schiebeelement 62 ist eine Feder 76 angeordnet. Der Ladehebel 64 ist in der rechten Position in einer Arbeitsposition und in der linken – gestrichelt – in einer zurückgezogenen Position gezeigt.
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5 zeigt eine Draufsicht auf 4 im Bereich der Werkzeugwechseleinrichtung 60 und es ist gut zur erkennen, dass der Arretieranschlag 66 sich an zwei Anschlägen 68,1 und 68,2 abstützt die einstückig mit der Führungsschiene 72,1 und Führungsschiene 72,2 ausgelegt sind. Die Führungsschienen 72,1 und 72,2 sind Teil des Gehäuse 74.
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Diese Ausführung hat den Vorteil, dass in der Arbeitsposition der Arretieranschlag 66 mit dem Anschlag 68 genau auf einer Ebene mit der Achse 78 des Schiebeelement 62 liegen, so dass der axiale Arbeitsdruck, der Druck der beim aufmachen oder zudrehen einer Schrauben entsteht, aufgefangen wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006059688 [0002, 0003]
- DE 102011082787 A1 [0003]
- US 4604005 [0004]
