DE102015103650A1

DE102015103650A1 - Hand tool

Info

Publication number: DE102015103650A1
Application number: DE102015103650.9A
Authority: DE
Inventors: Michael Stoll
Original assignee: Metabowerke GmbH and Co
Current assignee: Metabowerke GmbH and Co
Priority date: 2015-03-12
Filing date: 2015-03-12
Publication date: 2016-09-15

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Handwerkzeugmaschiene (10), insbesondere zum Bohren oder Schrauben, umfassend ein Gehäuse (12, 14), eine Antriebseinheit (16) zum drehenden Antrieb einer Arbeitsspindel (18) mit einem Werkzeug, und eine Detektiereinheit zum Ermitteln einer auf das Werkzeug einwirkenden Zug- oder Druckkraft, die im wesentlichen parallel zu der Arbeitsspindel (18) wirkt, wobei die Detektiereinheit ausgebildet ist, um basierend auf der ermittelten Zug- oder Druckkraft ein Signal an die Antriebseinheit (16) zu übermitteln, und wobei die Antriebseinheit (16) in Abhängigkeit von dem empfangenen Signal der Detektiereinheit die Drehrichtung der angetriebenen Arbeitsspindel (18) und/oder die Drehzahl der angetriebenen Arbeitsspindel (18) zu ändern vermag.The present invention relates to a hand tool (10), in particular for drilling or screwing, comprising a housing (12, 14), a drive unit (16) for rotationally driving a work spindle (18) with a tool, and a detection unit for detecting a on the Tool acting tensile or compressive force which acts substantially parallel to the work spindle (18), wherein the detection unit is designed to transmit based on the determined tensile or compressive force, a signal to the drive unit (16), and wherein the drive unit ( 16) in dependence on the received signal of the detection unit is able to change the direction of rotation of the driven work spindle (18) and / or the rotational speed of the driven work spindle (18).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Handwerkzeugmaschine, insbesondere zum Bohren oder Schrauben, umfassend ein Gehäuse und eine Arbeitsspindel zum drehenden Antrieb einer Arbeitsspindel mit einem Werkzeug.The present invention relates to a hand tool, in particular for drilling or screws, comprising a housing and a work spindle for rotationally driving a work spindle with a tool.

Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, Handwerkzeugmaschinen mit einer drehend angetriebenen Arbeitsspindel nicht nur beispielsweise zum Bohren und Schrauben zu nutzen, sondern auch unter Verwendung eines entsprechenden Werkzeugaufsatzes zum Gewindeschneider zu nutzen.From the prior art it is known to use power tools with a rotationally driven work spindle not only, for example, for drilling and screwing, but also to use using a corresponding tool attachment to the tap.

Das Gewindeschneiden als Bearbeitungsvorgang umfasst im Wesentlichen zwei Arbeitsschritte, zum einen das eigentliche Schneiden des Gewindes und zum anderen das Herausdrehen des Gewindeschneidwerkzeugs aus dem geschnittenen Gewinde. Beim zweiten Arbeitsschritt ist insbesondere darauf zu achten, dass das zuvor geschnittene Gewinde nicht beschädigt wird. Der Bearbeitungsvorgang des Gewindeschneidens ist somit vergleichsweise zeitaufwändig.The thread cutting as a machining process essentially comprises two steps, on the one hand the actual cutting of the thread and on the other hand unscrewing the thread cutting tool from the cut thread. In the second step, particular care must be taken to ensure that the previously cut thread is not damaged. The machining process of threading is thus relatively time consuming.

Bei einer aus dem Stand der Technik bekannten Lösung wird ein entsprechendes Werkzeug zum Gewindeschneiden an einer Handwerkzeugmaschine mit einer drehend angetriebenen Arbeitsspindel angebracht und diese in einer ersten Drehrichtung betrieben, die zum Gewindeschneiden geeignet ist. Ist der gewünschte Gewindeschnitt abgeschlossen, so muss das Werkzeug in einer entgegengesetzten Richtung aus dem vorgeschnittenen Gewinde herausgedreht werden. In der Praxis kann dies beispielsweise dadurch erreicht werden, dass der Anwender das Gewindeschneidwerkezug von Hand aus dem Gewinde herausdreht. Bei einer Handwerkzeugmaschine die in zwei Drehrichtungen betrieben werden kann, kann alternativ auch die Drehrichtung der Arbeitsspindel umgedreht werden. Eine solche Drehrichtungsumkehr wird beispielsweise von dem Anwender durch Betätigen eines entsprechenden Handschalters an der Handwerkzeugmaschine bewirkt. Diese zusätzliche Betätigung eines Handschalters macht sich insbesondere dann nachteilig bemerkbar, wenn nicht nur eine Bohrung, sondern mehrere Bohrungen mit einem Gewinde versehen werden sollen.In a solution known from the prior art, a corresponding tool for tapping on a hand tool with a rotating driven working spindle is mounted and operated in a first direction of rotation, which is suitable for tapping. When the desired thread cut is completed, the tool must be unscrewed from the pre-cut thread in an opposite direction. In practice, this can be achieved, for example, by the user turning the threading unit pull out of the thread by hand. In a hand tool that can be operated in two directions, alternatively, the direction of rotation of the work spindle can be reversed. Such a reversal of rotation is effected, for example, by the user by actuating a corresponding manual switch on the hand tool. This additional operation of a manual switch is particularly disadvantageous when not only one hole, but a plurality of holes to be provided with a thread.

Alternativ ist es aus dem Stand der Technik bekannt, Handwerkzeugmaschinen zum Gewindeschneiden einzusetzen, die ausschließlich als Gewindeschneidmaschinen fungieren. Eine solche ist beispielsweise aus er Druckschrift DE 199 45 46 U1 bekannt.Alternatively, it is known from the prior art to use hand power tools for tapping, which act exclusively as thread cutting machines. Such is for example from he pamphlet DE 199 45 46 U1 known.

Um den Bearbeitungsvorgang des Gewindeschneidens mit einer solchen Gewindeschneidmaschine schneller zu gestalten, ist aus dem Stand der Technik eine Werkzeugmaschine bekannt, bei der auf das Betätigen eines Schaltelements verzichtet werden kann und stattdessen der Wechsel der Dehrichtung der Arbeitsspindel (zum Gewindeschneiden und zum Herausdrehen des Gewindes) automatisch herbeigeführt wird. Hierdurch kann der Bearbeitungsvorgang zeitlich beschleunigt werden.In order to make the machining process of tapping faster with such a tapping machine, a machine tool is known from the prior art in which it is possible to dispense with the actuation of a switching element and instead the change of direction of the working spindle (for thread cutting and unscrewing the thread) is automatically brought about. As a result, the machining process can be accelerated in time.

Gemäß der Druckschrift DE 20 2013 100 786 U1 ist dementsprechend eine Werkzeugmaschine mit einem Planetengetriebe offenbart, das zum einen eine Rotationsrichtungsumkehr des Abtriebsrads und zum anderen eine höhere Drehzahl beim Arbeitsgang des Herausdrehens (nach dem Gewindeschnitt) ermöglicht. Hierzu nutzt die Handwerkzeugmaschine den beim Gewindeschneiden auf das Werkzeug aufgebrachten Anpressdruck zur direkten Kopplung eines Abtriebsrades der Arbeitsspindel mit der Antriebseinheit der Handwerkzeugmaschine. Ist der Arbeitsschritt Gewindeschneiden abgeschlossen, so entfällt der Anpressdruck auf das Werkzeug und eine Federeinheit bringt. das an der Arbeitsspindel angebrachte Abtriebsrad in Eingriff mit dem Sonnenrad des Planetengetriebes. Über das Planetengetriebe und dessen Komponenten erfolgt eine Drehrichtungsumkehr sowie eine Übersetzung der Drehzahl.According to the document DE 20 2013 100 786 U1 Accordingly, a machine tool with a planetary gear is disclosed, on the one hand a rotation direction reversal of the driven gear and on the other hand a higher speed during the operation of unscrewing (after the thread cut) allows. For this purpose, the power tool uses the force applied to the tool during tapping contact pressure for direct coupling of a driven wheel of the work spindle with the drive unit of the power tool. If the thread cutting process is completed, the contact pressure on the tool is eliminated and a spring unit is brought. attached to the work spindle output gear in engagement with the sun gear of the planetary gear. About the planetary gear and its components is a reversal of direction and a translation of the speed.

Nachteilig bei der aus dem Stand der Technik bekannten Lösung ist jedoch, dass eine Handwerkzeugmaschine mit entsprechenden mechanischem Komponenten zur Drehrichtungsumkehr und Anpassung der Drehzahl gemäß Dokument DE 20 2013 100 786 U1 nur zum Gewindeschneiden genutzt werden kann und nicht für andere übliche Arbeitsschritte, wie beispielsweise Bohren und Schrauben. Weiterhin nimmt die spezifische Ausgestaltung mit einem Planetengetriebe und einem Abtriebsrad an der Arbeitsspindel vergleichsweise viel Bauraum ein, wodurch die Handwerkzeugmaschine für den Anwender unhandlicher wird.A disadvantage of the known from the prior art solution, however, is that a hand tool with appropriate mechanical components for reversing the direction of rotation and adjustment of the speed according to document DE 20 2013 100 786 U1 can only be used for tapping and not for other common operations, such as drilling and screwing. Furthermore, the specific configuration with a planetary gear and a driven gear on the work spindle takes a comparatively large amount of space, whereby the hand tool is unmanageable for the user.

Die vorliegende Erfindung hat es sich demgegenüber zur Aufgabe gemacht, eine Handwerkzeugmaschine bereitzustellen, die die aus dem Stand der Technik bekannten Vorteile bereitstellt und zugleich die in Zusammenhang damit bekannt gewordenen Nachteile zumindest verringert.The present invention has the object to provide a hand tool that provides the known from the prior art advantages and at the same time reduces the disadvantages become known in connection therewith at least.

Diese Aufgabe wird durch eine Handwerkzeugmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Insbesondere umfasst diese eine Detektiereinheit zum Ermitteln einer auf das Werkzeug einwirkenden Zug- oder Druckkraft, die im Wesentlichen parallel zu der Arbeitsspindel wirkt, wobei die Detektiereinheit ausgebildet ist, um basierend auf der ermittelten Zug- oder Druckkraft ein Signal an die Antriebseinheit zu übermitteln, wobei die Antriebseinheit in Abhängigkeit von dem empfangenen Signal der Detektiereinheit die Drehrichtung der angetriebenen Arbeitsspindel und/oder die Drehzahl der angetriebenen Arbeitsspindel zu ändern vermag.This object is achieved by a hand tool with the features of claim 1. In particular, it comprises a detection unit for determining a tensile or compressive force acting on the tool, which acts essentially parallel to the work spindle, wherein the detection unit is designed to transmit a signal to the drive unit based on the determined tensile or compressive force the drive unit in response to the received signal of Detection unit is able to change the direction of rotation of the driven work spindle and / or the speed of the driven work spindle.

Die vorliegende Erfindung verzichtet somit auf die mechanischen Komponenten des Standes der Technik zur Drehrichtungsumkehr and Drehzahlanpassung und kann hierdurch eine signifikante Verringerung des benötigten Bauraums erreichen. Gleichzeitig wird jedoch weiterhin eine automatische Drehrichtungsumkehr und gegebenenfalls auch eine Anpassung der Drehzahl in Abhängigkeit von dem durchzuführenden Arbeitsschritt erreicht. Die Detektiereinheit nutzt dabei die Erkenntnis, dass beim Gewindeschneiden von dem Anwender ein Anpressdruck auf das Werkzeug aufgebracht werden muss, um ein Gewinde in eine hierfür vorgesehene Bohrung einzuschneiden. Im Unterschied hierzu muss der Anwender eine entgegengesetzt wirkende Zugkraft auf das Werkzeug aufbringen, um dieses nach erfolgtem Gewindeschnitt wieder aus dem geschnittenen Gewinde herauszuführen. Eben diese beiden unterschiedlich wirkenden Kräfte werden von der Detektiereinheit ermittelt und basierend auf der Art der ermittelten Kraft gibt die Detektiereinheit ein Signal an die Antriebseinheit weiter, welche eine Drehrichtungsumkehr und gegebenenfalls eine Drehzahlanpassung der angetriebenen Arbeitsspindel bewirkt.The present invention thus dispenses with the mechanical components of the prior art for reversing the direction of rotation and speed adaptation and can thereby achieve a significant reduction in the required installation space. At the same time, however, an automatic reversal of direction of rotation and optionally also an adaptation of the rotational speed depending on the work step to be performed is still achieved. The detection unit uses the knowledge that when tapping by the user a contact pressure on the tool must be applied to cut a thread in a hole provided for this purpose. In contrast to this, the user has to apply an oppositely acting tensile force to the tool in order to bring it out of the cut thread after the thread has been cut. It is precisely these two forces acting differently that are determined by the detection unit and based on the type of force determined, the detection unit transmits a signal to the drive unit, which causes a reversal of the direction of rotation and optionally a speed adaptation of the driven work spindle.

Die Antriebseinheit kann dabei einen elektrischen Motor umfassen, der selbst eine Drehrichtungsumkehr vollziehen kann. Alternativ oder zusätzlich kann jedoch auch ein elektrisch ansteuerbares Getriebe vorgesehen sein, mit dessen Hilfe die Drehrichtungsumkehr und gegebenenfalls die Drehzahlanpassung bewirkt wird.The drive unit may include an electric motor, which itself can perform a reversal of direction. Alternatively or additionally, however, it is also possible to provide an electrically activatable transmission with the aid of which the direction of rotation is reversed and, if appropriate, the speed adaptation is effected.

Es kann ferner vorgesehen sein, dass die Arbeitsspindel zumindest in einem Betriebsmodus, in dem sie zum Gewindeschneiden genutzt werden kann, axial verschiebbar ausgebildet ist.It can also be provided that the work spindle is designed to be axially displaceable at least in an operating mode in which it can be used for thread cutting.

Zudem kann die Detektiereinheit eine Sensoreinrichtung mit einem ersten gehäusefesten Sensormittel und einem zweiten Sensormittel umfasst, wobei das zweite Sensormittel an einem Abschnitt der Arbeitsspindel angeordnet ist und die Sensoreinrichtung eine axiale Verschiebung der Arbeitsspindel relativ zu dem Gehäuse zu ermitteln vermag.In addition, the detection unit may comprise a sensor device with a first housing-fixed sensor means and a second sensor means, wherein the second sensor means is arranged on a portion of the work spindle and the sensor device is able to determine an axial displacement of the work spindle relative to the housing.

In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass der Begriff ”Sensormittel” nicht auf Sensoren beschränkt ist, sondern alle Elemente und Mittel umfasst, die zum Sensieren eines bestimmten Arbeitsschrittes beitragen können. Die axiale Verschiebung der Arbeitsspindel bezeichnet eine Verschiebung in Richtung der Längsachse der Arbeitsspindel, die insbesondere infolge eines wirkenden Anpressdrucks bzw. einer entsprechenden Zugkraft auf das Werkzeug und damit auf die Arbeitsspindel erfolgt.In this context, it should be noted that the term "sensor means" is not limited to sensors, but includes all elements and means that can contribute to the sensing of a particular step. The axial displacement of the work spindle denotes a displacement in the direction of the longitudinal axis of the work spindle, which takes place in particular as a result of an acting contact pressure or a corresponding tensile force on the tool and thus on the work spindle.

Das erste Sensormittel kann ferner einen Hall-Sensor umfassen und das zweite Sensormittel einen Magnetring, der an der Arbeitsspindel angeordnet ist. Der Hall-Sensor ist entsprechend geeignet, um zu ermitteln, dass er sich in einem Magnetfeld befindet, und in Abhängigkeit davon ein elektrisches Signal abzugeben. Folglich wirken diese beiden Sensormittel in bekannter Weise zusammen, um eine Verlagerung der Arbeitsspindel in axialer Richtung relativ zu dem Gehäuse zu ermitteln.The first sensor means may further comprise a Hall sensor and the second sensor means comprises a magnetic ring which is arranged on the work spindle. The Hall sensor is suitably designed to detect that it is in a magnetic field and to emit an electrical signal in response thereto. Consequently, these two sensor means cooperate in a known manner to determine a displacement of the work spindle in the axial direction relative to the housing.

Alternativ ist jedoch auch eine Ausgestaltung mit einem ersten Sensormittel denkabr, das einen Reflektorschalter umfasst, und mit einem zweiten Sensormittel das einen Absatz umfasst, der an der Arbeitsspindel ausgebildet ist. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass der Absatz nicht unmittelbar an der Arbeitsspindel ausgebildet sein muss, sondern alternativ auch an einem zuätzlicen Element angebracht sein kann, das mit der Arbeitsspindel verbunden ist und mit dieser axial verschoben wird. Bei einer solchen Ausgestaltungsvariante erkennt der Reflektorschalter im Falle einer axialen Verschiebung der Arbeitsspindel in bekannter Weise eine Veränderung des Abstands zu dem entsprechend angeordneten Absatz und kann entsprechend ein Signal an die Antriebseinheit weitergeben.Alternatively, however, an embodiment with a first sensor means denkabr comprising a reflector switch, and with a second sensor means comprising a shoulder which is formed on the work spindle. In this context, it should be noted that the paragraph does not have to be formed directly on the work spindle, but alternatively may be attached to a zuätzlicen element which is connected to the work spindle and is moved axially with this. In such an embodiment variant of the reflector switch detects in the case of an axial displacement of the work spindle in a known manner, a change in the distance to the correspondingly arranged paragraph and can pass a signal to the drive unit accordingly.

Alternativ zu einer Ausgestaltungsvariante, bei der die Detektiereinheit eine Sensoreinrichtung zur Erfassung der axialen Verschiebung der Arbeitsspindel relativ zu dem Gehäuse umfasst, ist es jedoch auch denkbar, dass die Detektiereinheit wenigstens einen Drucksensor an einem Gehäuseabschnitt aufweist, der von einem Anwender bei der Verwendung der Handwerkzeugmaschine umgriffen wird. In diesem Fall wird von dem wenigstens einen Drucksensor an dem Gehäuseabschnitt ermittelt, ob eine nennenswerte Veränderung der auf den Gehäuseabschnitt einwirkenden Kräfte (Druck/Zug) erfolgt und in Abhängigkeit hiervon ein Signal an die Antriebseinheit weitergegeben.As an alternative to a design variant in which the detection unit comprises a sensor device for detecting the axial displacement of the work spindle relative to the housing, however, it is also conceivable for the detection unit to have at least one pressure sensor on a housing section which is used by a user when using the handheld power tool is encompassed. In this case, it is determined by the at least one pressure sensor on the housing section, whether a significant change in the forces acting on the housing section forces (pressure / train) takes place and in response to this a signal to the drive unit.

Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Detektiereinheit eine Aktivierungseinheit umfasst, die zum Umschalten zwischen wenigstens zwei Betriebsmodi der Handwerkzeugmaschine dient, wobei die Handwerkzeugmaschine in einem ersten Betriebsmodus zum Gewindeschneiden genutzt werden kann.It may further be provided that the detection unit comprises an activation unit which serves for switching between at least two operating modes of the hand tool, wherein the hand tool can be used in a first operating mode for tapping.

Wie bereits vorliegend ausgeführt, handelt es sich bei der erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine um eine Werkzeugmaschine, die insbesondere auch zum Bohren oder Schrauben genutzt werden kann. In einem solchen Betriebsmodus ist es vorteilhaft, wenn die Drehrichtung der angetriebenen Arbeitsmittel unabhängig von ermittelten, im wesentlichen axial auf das Werkzeug einwirkenden Zug- oder Druckkräften unverändert bleibt. Erst in einem Betriebsmodus, in dem ein Gewinde geschnitten werden soll, ist es sinnvoll, dass in Abhängigkeit von der ermittelten Zug- oder Druckkraft eine Drehrichtungsumkehr und gegebenenfalls eine Drehzahlanpassung der sich drehenden Arbeitsspindel erfolgt. Demgemäß dient die Aktivierungseinheit dazu, die erfindungsgemäße Funktion der Anpassung der Drehrichtung und gegebenenfalls der Drehzahl der angetriebenen Arbeitsspindel zu aktivieren bzw. zu deaktivieren.As already stated herein, the hand tool according to the invention is a machine tool which can be used in particular for drilling or screwing. In such an operating mode, it is advantageous if the direction of rotation of the driven working means remains unchanged independently of determined tensile or compressive forces acting essentially axially on the tool. Only in In an operating mode in which a thread is to be cut, it makes sense that, depending on the determined tensile or compressive force, a reversal of the direction of rotation and optionally a speed adaptation of the rotating work spindle takes place. Accordingly, the activation unit is used to activate or deactivate the function according to the invention of adjusting the direction of rotation and optionally the speed of the driven work spindle.

Die Aktivierungseinheit kann ferner einen Umschalter umfassen, der zur Betätigung durch einen Anwender an einer Außenseite des Gehäuses angeordnet ist und zumindest teilweise in das Gehäuseinnere hineinragt, wobei der Umschalter einen Hohlraum zur Aufnahme von Elektronikkomponenten der Detektiereinheit begrenzt. Mit Hilfe eines solchen Umschalters kann ein Anwender den gewünschten Betriebsmodus vorwählen und damit anzeigen, ob er eine automatische Drehzahlanpassung bzw. Drehrichtungsumkehr in Abhängigkeit von einer ermittelten Zug- oder Druckkraft wünscht oder nicht. Der vorgesehene Umschalter umfasst besonders vorteilhaft zusätzlich einen Hohlraum zur Aufnahme von Elektronikkomponenten der Detektiereinheit, wodurch eine Doppelfunktion des Umschalters erreicht wird.The activation unit may further comprise a change-over switch, which is arranged for actuation by a user on an outer side of the housing and at least partially protrudes into the housing interior, wherein the switch defines a cavity for receiving electronic components of the detection unit. With the aid of such a changeover switch, a user can preselect the desired operating mode and thus indicate whether or not he wishes an automatic speed adaptation or reversal of the rotational direction as a function of a determined tensile or compressive force. The envisaged changeover switch particularly advantageously additionally comprises a cavity for accommodating electronic components of the detection unit, whereby a double function of the changeover switch is achieved.

Dabei kann vorgesehen sein, dass in dem Hohlraum des Umschalters eine Leiterplatine aufgenommen ist, die elektrisch mit wenigstens einem Bestandteil der Sensoreinrichtung verbunden ist. Eine solche Ausgestaltung ist insbesondere vorteilhaft in Kombination mit Sensormitteln, die zur Ermittlung der axialen Verschiebung der Arbeitsspindel relativ zu dem Gehäuse dienen. Alternativ kann jedoch bei einer entsprechenden Anordnung des Umschalters an dem Gehäuse der Handwerkzeugmaschine auch eine Kombination mit dem Drucksensor an einem Gehäuseabschnitt sinnvoll sein, der von einem Anwender bei Verwendung der Handwerkzeugmaschine umgriffen wird.It can be provided that in the cavity of the switch a printed circuit board is received, which is electrically connected to at least one component of the sensor device. Such a configuration is particularly advantageous in combination with sensor means which serve to determine the axial displacement of the work spindle relative to the housing. Alternatively, however, with a corresponding arrangement of the changeover switch on the housing of the handheld power tool, a combination with the pressure sensor on a housing section may be useful, which is encompassed by a user when using the handheld power tool.

Der Umschalter kann mit einem Stellmittel verbunden sein, wobei das Stellmittel in Abhängigkeit von seiner Position eine axiale Verschiebbarkeit der Arbeitsspindel relativ zu dem Gehäuse unterbinden oder freigeben kann. Ein solches Stellmittel kann beispielsweise im Wesentlichen scheibenförmig ausgebildet sein, insbesondere in der Art eines Stellblechs, wie es auch auf dem technischen Gebiet von Schlagbohrmaschinen zum Umschalten zwischen einem schlagenden Betrieb und einem nicht schlagenden Betrieb bekannt ist.The change-over switch can be connected to an adjusting means, wherein the adjusting means, depending on its position, can prevent or release axial displaceability of the work spindle relative to the housing. Such an adjusting means may for example be substantially disc-shaped, in particular in the manner of a setting plate, as is also known in the technical field of impact drills for switching between a beating operation and a non-impacting operation.

Bei einer derartigen Ausgestaltung des Umschalters bewirkt dieser nicht nur eine elektronische Aktivierung bzw. Deaktivierung der Drehrichtungsumkehr und gegebenenfalls Drehzahlanpassung der Arbeitsspindel, sondern bewirkt zugleich auch mechanisch das Feststellen bzw. Lösen der axialen Verschiebbarkeit der Arbeitsspindel relativ zu dem Gehäuse.In such an embodiment of the switch this causes not only an electronic activation or deactivation of the direction of rotation reversal and optionally speed adjustment of the work spindle, but at the same time also mechanically causes the detection or release of the axial displaceability of the work spindle relative to the housing.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele und der nachfolgenden Ansprüche deutlich. Die Figuren zeigen dabei einzelne Merkmale der vorliegenden Erfindung in Kombination miteinander, wobei der Fachmann diese selbstverständlich losgelöst voneinander betrachten und gegebenenfalls zu weiteren sinnvollen Unterkombinationen verbinden kann, wodurch sich zum Teil auch vorteilhafte Wirkungen einstellen können, die über die Summe der Einzelwirkungen hinausgehen.Further features and advantages of the invention will become apparent from the embodiments illustrated in the figures and the following claims. The figures show individual features of the present invention in combination with each other, the skilled person, of course, considered detached from each other and, where appropriate, can connect to other useful sub-combinations, which can also adjust some beneficial effects that go beyond the sum of the individual effects.

Es zeigen schematisch:They show schematically:

1 einen Längsschnitt eines Teils einer erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine in einer ersten Schaltstellung des Umschalters; 1 a longitudinal section of a portion of a hand tool of the invention in a first switching position of the switch;

2 einen Längsschnitt gemäß 1, wobei der Umschalter sich in einer zweiten Schaltstellung befindet; 2 a longitudinal section according to 1 wherein the switch is in a second switching position;

3 den Umschalter der erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine gemäß den 1 und 2 in isometrischer Darstellung; 3 the switch of the hand tool according to the invention according to the 1 and 2 in isometric view;

4 ein Gehäuseteil der erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine gemäß den 1 und 2 in isometrischer Darstellung; 4 a housing part of the hand tool according to the invention according to the 1 and 2 in isometric view;

5 ein Stellmittel der erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine gemäß den 1 und 2 in isometrischer Darstellung; 5 an adjusting means of the hand tool according to the invention according to the 1 and 2 in isometric view;

6 einen Querschnitt durch die Handwerkzeugmaschine gemäß der 1 entlang der Linie VI-VI; und 6 a cross section through the power tool according to the 1 along the line VI-VI; and

7 einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine gemäß der 2 entlang der Linie VII-VII. 7 a cross section through the hand tool according to the invention according to the 2 along the line VII-VII.

Die 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine, wobei in der 1 nur ein erfindungswesentlicher Ausschnitt der Handwerkzeugmaschine gezeigt ist und diese allgemein mit dem Bezugszeichen 10 angegeben ist.The 1 shows a longitudinal section through a hand tool according to the invention, wherein in the 1 only one essential to the invention section of the power tool is shown and this generally with the reference numeral 10 is specified.

Die Handwerkzeugmaschine 10 umfasst ein Gehäuse 12 mit einem Gehäusedeckel 14 sowie eine Antriebseinheit 16, die einen Elektromotor und gegebenenfalls ein Getriebe umfasst. Mittels der Antriebseinheit 16 wird eine Arbeitsspindel 18 angetrieben, so dass sich diese um eine Längsachse L dreht. An einem freien Ende der Arbeitsspindel 18, das in einem montierten Zustand außerhalb des Gehäuseteils 14 angeordnet ist, ist eine Werkzeugaufnahme 20 vorgesehen, welche in üblicher Weise zur Aufnahme eines Werkzeugs dient.The hand tool machine 10 includes a housing 12 with a housing cover 14 and a drive unit 16 comprising an electric motor and optionally a transmission. By means of the drive unit 16 becomes a work spindle 18 driven so that it rotates about a longitudinal axis L. At a free end of the work spindle 18 that in one assembled state outside of the housing part 14 is arranged, is a tool holder 20 provided, which serves in the usual way for receiving a tool.

In der dargestellten Ausführungsform der Arbeitsspindel 18 ist diese drehfest und axial unverschieblich mit einem Reflektorkörper 22 verbunden, der im Wesentlichen einen topfförmigen Aufbau aufweist. An seinem Außenumfang (dem Topfrand) weist der Reflektorkörper 22 einen Absatz 24 auf, der ein Sensormittel im Sinne der vorliegenden Erfindung darstellt. Der topfförmige Reflektorkörper 22 begrenzt ferner zwischen seiner Innenumfangsfläche und der Außenfläche der Arbeitsspindel 18 einen Zwischenraum, in dem eine Spiralfeder 26 aufgenommen ist und die Arbeitsspindel 18 gegen ein Stellblech 28 in eine erste Arbeitsposition vorspannt.In the illustrated embodiment of the work spindle 18 this is rotationally fixed and axially immovable with a reflector body 22 connected, which has a substantially cup-shaped structure. At its outer periphery (the pot edge), the reflector body 22 a paragraph 24 auf, which represents a sensor means in the context of the present invention. The cup-shaped reflector body 22 further defines between its inner peripheral surface and the outer surface of the work spindle 18 a space in which a coil spring 26 is included and the work spindle 18 against a setting plate 28 biased into a first working position.

Wie in der 1 dargestellt, ist die Arbeitsspindel 18 in einer ersten Stellung des Stellblechs 28 (vgl. auch 6) entlang der Längsachse L axial verschiebbar, bis das Stellblech 28 an einem Distanzblech 30 anschlägt. In dieser ersten Stellung des Stellblechs 28 ist es möglich, mit Hilfe der erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine 10 ein Gewinde zu schneiden, sofern ein entsprechendes Werkzeug in der Werkzeugaufnahme 20 aufgenommen ist.Like in the 1 shown, is the work spindle 18 in a first position of the adjusting plate 28 (see also 6 ) along the longitudinal axis L axially displaceable until the adjusting plate 28 on a spacer plate 30 strikes. In this first position of the adjusting plate 28 It is possible with the aid of the hand tool of the invention 10 to cut a thread, provided a corresponding tool in the tool holder 20 is included.

Dabei wird durch den von einem Anwender aufgebrachten Anpressdruck auf das zu bearbeitenden Werkstück und den resultierenden Gegendruck des Werkstücks die Arbeitsspindel 18 relativ nach innen in des Gehäuse 12 der Handwerkzeugmaschine 10 hineinverlagert, bis das Distanzblech 30 an dem Stellblech 28 anschlägt. Hierdurch erfolgt auch eine Verlagerung des Absatzes 24 am Reflektorkörper 22 relativ zu dem Gehäuse 12.In this case, the work spindle is caused by the applied pressure applied by a user on the workpiece to be machined and the resulting back pressure of the workpiece 18 relatively inward in the housing 12 the hand tool machine 10 shifted into it, until the spacer plate 30 on the adjusting plate 28 strikes. This also results in a shift of the paragraph 24 on the reflector body 22 relative to the housing 12 ,

Des Gehäuse 12 weist neben dem Gehäusedeckel 14 einen abschnittsweise das Gehäuse bildenden Umschalter 32 auf, der an der Außenseite des Gehäuses 12 angeordnet ist und abschnittsweise (mit seinem Vorsprung 34) in das Gehäuse 12 hineinragt. Hierzu weist das Gehäuse 12 eine Ausnehmung 56 auf (vgl. 59 durch der Vorsrpung 34 des Umschalters 32 in das Gehäuseinner hineinragt. Die Ausnehmung ist dabei so dimensioniert, dass auch eine radiale Drehbewegung des Umschalters 32 zum Umschalten zwischen wenigstens zwei Betriebsmodi der Handwerkzeugmaschiene 10 möglich ist.The case 12 points next to the housing cover 14 a sectionally the housing forming switch 32 on the outside of the case 12 arranged and sections (with its projection 34 ) in the housing 12 protrudes. For this purpose, the housing 12 a recess 56 on (cf. 59 through the prescription 34 of the switch 32 protrudes into the housing interior. The recess is dimensioned so that a radial rotational movement of the switch 32 for switching between at least two operating modes of the hand tool 10 is possible.

An dem Vorsprung 34 ist ferner ein Reflektorschalter 36 angebracht, der in bekannter Weise mit dem Absatz 24 des Reflektorkörpers 22 zusammenwirkt und eine Verlagerung der Arbeitsspindel 18 entlang der Längsachse L zu detektieren vermag. Der Reflektorschalter 36 wird von dem Vorsprung 34 in einem montierten Zustand in einem geringen Abstand zu dem Reflektorkörper 22 gehalten, wobei der Absatz 24 zumindest in einer Position in einer gemeinsamen virtuellen Schnittebene mit dem Reflektorschalter 36 liegt (vgl. 1).At the projection 34 is also a reflector switch 36 attached, in a known manner with the paragraph 24 of the reflector body 22 interacts and a displacement of the work spindle 18 along the longitudinal axis L is able to detect. The reflector switch 36 gets off the lead 34 in a mounted state at a short distance to the reflector body 22 held, the paragraph 24 at least in one position in a common virtual cutting plane with the reflector switch 36 lies (cf. 1 ).

Ist der Arbeitsschritt des Gewindeschneidens abgeschlossen und soll das Gewindeschneidwerkzeug aus dem geschnittenen Gewinde herausgezogen werden, so entfällt die Anpresskraft durch den Anwender und damit auch der von dem Werkstück auf das Werkzeug und die Arbeitsspindel 18 wirkende Gegendruck, so dass die Arbeitsspindel 18 durch die Rückstellfeder 26 wieder aus dem Gehäusedeckel 14 herausgeschoben wird, bis des Distanzblech 30 mit den dazwischen liegenden Komponenten, d. h. dem Axiallager 38 und dem Reflektorkörper 22, an einem weiteren Lager der Arbeitsspindel 18 oder einem Gehäuseabsatz anschlägt.If the thread cutting operation is completed and the thread cutting tool is to be withdrawn from the cut thread, the contact force by the user and thus also by the workpiece on the tool and the work spindle are eliminated 18 acting back pressure, so that the work spindle 18 by the return spring 26 again from the housing cover 14 is pushed out until the spacer plate 30 with the intermediate components, ie the thrust bearing 38 and the reflector body 22 , at another bearing of the work spindle 18 or a housing paragraph abuts.

Der Reflektorschalter 36 detektiert auch diese axiale Verschiebung des Reflektorkörpers 22 und damit der Arbeitsspindel 18 und sendet ein entsprechendes Signal an die Antriebseinheit 16, wodurch eine Drehrichtungsumkehr der Arbeitsspindel 18 und gegebenenfalls auch eine Drehzahlanpassung bewirkt wird.The reflector switch 36 also detects this axial displacement of the reflector body 22 and thus the work spindle 18 and sends a corresponding signal to the drive unit 16 , whereby a reversal of the direction of rotation of the work spindle 18 and optionally also a speed adjustment is effected.

Hierzu kann die Antriebseinheit 16 beispielsweise eine Drehrichtungsumkehr durch den Elektromotor selbst veranlassen oder einen Schaltvorgang an einem zugehörigen Getriebe elektronisch bewirken.For this purpose, the drive unit 16 For example, cause a reversal of rotation by the electric motor itself or effect a switching operation on an associated gear electronically.

In der 2 ist die vorstehend beschriebene Handwerkzeugmaschine 10 ebenfalls in einem Längsschnitt gezeigt, wobei in dieser Darstellung das Stellblech 28 um die Längsachse L verdreht gezeigt ist und in dieser zweiten Stellung eine Arretierung der Arbeitsspindel 18 bewirkt (vgl. auch 7).In the 2 is the hand tool described above 10 also shown in a longitudinal section, in this illustration, the adjusting plate 28 is shown twisted about the longitudinal axis L and in this second position, a locking of the work spindle 18 causes (see also 7 ).

Wie anhand der nachfolgenden 3 bis 5 deutlicher zu erkennen ist, ist das Stellblech 28 im Wesentlichen scheibenförmig mit drei axialen Erhebungen 40 ausgebildet. Ferner ist ein radialer Vorsprung mit einer Eingriffsstruktur 42 vorgesehen, die mit dem Umschalter 32 zusammenzuwirken vermag. Hierzu ist der Vorsprung mit Eingriffsstruktur 42 an dem Abschnitt 34 des Umschalter 32 aufgenommen und wird bei einer radialen Bewegung des Umschalters 32 relativ zu dem Gehäuse 12 entsprechend radial mitbewegt. Entsprechend dieser radialen Bewegung des Stellblechs erfolgt eine von den Erhebungen 40 eingeleitete axiale Bewegung des Stellblechs 28.As with the following 3 to 5 can be seen more clearly, is the adjusting plate 28 essentially disc-shaped with three axial elevations 40 educated. Further, a radial projection with an engagement structure 42 provided with the switch 32 to cooperate. This is the projection with engagement structure 42 at the section 34 the switch 32 recorded and is at a radial movement of the switch 32 relative to the housing 12 moved radially accordingly. According to this radial movement of the adjusting plate takes place from the surveys 40 initiated axial movement of the adjusting plate 28 ,

In einer ersten Stellung des Stellblechs 28, in der dieses die Arbeitsspindel 18 für eine axiale Verschiebung freigibt, sind die axialen Erhebungen 40 in entsprechenden Ausnehmungen des Gehäuses aufgenommen, während diese sich in einer zweiten Stellung des Stellblechs 28 (vgl. 2 und 7) an einem Abschnitt des Gehäuses 12 abstützen, wodurch die axiale Verschiebung des Stellblechs 28 eingeleitet wird. Bei einer radialen Verstellung des Stellblechs 28 von seiner zweiten Stellung in seine erste Stellung dient die Rückstellfeder 26 nicht nur zur axialen Rückstellung der Arbeitsspindel 18, sondern auch zur axialen Rückstellung des Stellblechs 28.In a first position of the adjusting plate 28 in which this is the work spindle 18 for axial displacement, the axial elevations are 40 taken in corresponding recesses of the housing, while this is in a second position of the adjusting plate 28 (see. 2 and 7 ) at a section of the housing 12 support, whereby the axial displacement of the adjusting plate 28 is initiated. In a radial adjustment of the adjusting plate 28 from its second position to its first position serves the return spring 26 not only for the axial return of the work spindle 18 , but also for the axial return of the adjusting plate 28 ,

Wie in der 3 und auch den 6 und 7 ebenfalls deutlich zu erkennen ist, definiert der Umschalter 32 zwischen sich und dem Gehäuse 12 einen Hohlraum, in dem eine Leiterplatine 44 mit einem mechanischen Schalter 46, elektrischen Leitungen 48 zur Verbindung eines Sensormittels, insbesondere des Reflektorschalters 36, und gegebenenfalls weiteren elektrischen Leitungen (nicht dargestellt) aufgenommen ist.Like in the 3 and also the 6 and 7 is also clearly visible, defines the switch 32 between himself and the case 12 a cavity in which a printed circuit board 44 with a mechanical switch 46 , electrical wiring 48 for connecting a sensor means, in particular the reflector switch 36 , and optionally further electrical lines (not shown) is received.

Der mechanischen Schalter 46 dient dabei zur elektrischen Aktivierung bzw. Deaktivierung des Sensormittels, insbesondere des Reflektorschalters 36. Hierzu weist der Schalter 46 weist in bekannter Weise einen Schaltknopf 46a auf, der bei einer radialen Bewegung des Umschalters 32 relativ zu dem Gehäuse 12 in die Ausnehmung 50 des Gehäuses 12 einzugreifen vermag oder in Anlage mit den seitlichen Gehäusewänden 52 (benachbart zu der Ausnehmung 50) des Gehäuses 12 gelangt und hierdurch nach innen gedrückt wird. Eine Stützkante 62 sichert den mechanischen Schalter 46 auf der Leiterplatine 44 zuätzlich gegen durch diese Schaltbewegung eingeleitete Scherkräfte.The mechanical switch 46 serves for the electrical activation or deactivation of the sensor means, in particular of the reflector switch 36 , For this purpose, the switch 46 has a switch button in a known manner 46a on, the case of a radial movement of the switch 32 relative to the housing 12 into the recess 50 of the housing 12 can engage or in abutment with the side housing walls 52 (adjacent to the recess 50 ) of the housing 12 enters and is thereby pressed inwards. A supporting edge 62 secures the mechanical switch 46 on the circuit board 44 in addition to initiated by this switching movement shear forces.

An der Ausnehmung 50 des Gehäuses 12 sind ferner Durchbrüche 54 vorgesehen, durch welche elektronische Leitungen von dem Umschalter 32 in das Gehäuseinnere und beispielsweise zu der Antriebseinheit und deren Steuerung geführt werden können.At the recess 50 of the housing 12 are also breakthroughs 54 provided by which electronic lines from the switch 32 into the housing interior and, for example, to the drive unit and its control can be performed.

Der Umschalter 32 weist eine Außenfläche 58 auf, die die Ausnehmungen 50 und 56 des Gehäuses 12 in jeder Stellung des Umschalters 32 abzudecken vermag, so dass dieser einen Teil des Gehäuses bildet und das ungewünschte Eindringen von Schmutzpartikeln und dergleichen in das Gehäuse 12 wirksam verhindern kann. Der Vorsprung 34 ist in der Art einer Halteklammer ausgebildet und weist außenseitige Haltenasen 60 auf, die in die Ausnehmung 56 einzuschnappen vermögen und somit neben einer radialen Verschiebbarkeit des Umschalters 32 eine Sicherung an dem Gehäuse 12 bereitstellen. Zugleich dient der Vorsprung 34 wie bereits vorstehend ausgeführt zur Halterung des Sensormittels 36 und zur Aufnahme des Vorsprungs mit der Engriffsstruktur 42 des Stellblechs 28.The switch 32 has an outer surface 58 on that the recesses 50 and 56 of the housing 12 in every position of the switch 32 can cover so that it forms a part of the housing and the unwanted penetration of dirt particles and the like into the housing 12 can effectively prevent. The lead 34 is formed in the manner of a retaining clip and has outside retaining lugs 60 on that in the recess 56 be able to snap and thus in addition to a radial displacement of the switch 32 a fuse on the housing 12 provide. At the same time serves the projection 34 as already stated above for mounting the sensor means 36 and for receiving the projection with the handle structure 42 of the adjusting plate 28 ,

Insgesamt wird mit der vorliegenden Erfindung eine bauraumsparende und leicht zu handhabende Lösung für eine automatische Drehrichtungsumkehr und ggf. Drehzahlanpassung bereitgestellt, die ein schnelles und unkompliziertes Gewindeschneiden ermöglicht. Dadurch das die Drehrichtungsumkehr nach erfolgtem Gewindeschnitt automatisch erfolgt, wird zudem das Risiko gemindert, dass bei das Gewinde beim nachfolgenden Herausführen des Werkzeugs verletzt wird, da der Anwender die Maschine unverändert greifen kann und keine manuelle Umschaltung der Drehrichtung vornehmen muss.Overall, a space-saving and easy-to-use solution for an automatic reversal of rotation and possibly speed adjustment is provided with the present invention, which allows a quick and easy threading. The fact that the reversal of direction of rotation is carried out automatically after the thread has been cut also reduces the risk of the thread being damaged during the subsequent removal of the tool, since the user can grasp the machine unchanged and does not have to manually change the direction of rotation.

Weiterhin ist die vorliegende Handwerkzeugmaschine nicht auf den Einsatz als Gewindeschneidemaschine begrenzt, sondern kann je nach Wahl des voreinstellbaren Betriebsmodus auch zum Schrauben oder Bohren genutzt werden. Dabei ist besonders günstig, dass die Arbeitsspindel zum Bohren oder Schrauben axial festgestellt ist, während sie im Betriebsmodus des Gewindeschneidens axial verschiebbar ist. Der erfindungsgemäße Umschalter ermöglicht weiterhin eine bauraumsparende und sichere Aufnahme der benötigten Elektronikkomponenten und verbindet diese in sinnvoller Weise mit einem mechanischen Schalter zur Vorwahl des jeweiligen Betriebsmodus der Handwerkzeugmaschine.Furthermore, the present hand tool is not limited to use as a thread cutting machine, but can also be used for screwing or drilling depending on the choice of the presettable operating mode. It is particularly advantageous that the work spindle is axially fixed for drilling or screwing, while it is axially displaceable in the operating mode of tapping. The switch according to the invention further enables a space-saving and secure recording of the required electronic components and connects them in a meaningful way with a mechanical switch for preselecting the respective operating mode of the power tool.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 1994546 U1 [0005]
DE 202013100786 U1 [0007, 0008]

Claims

Hand tool ( 10 ), in particular for drilling or screwing, comprising: a housing ( 12 . 14 ), a drive unit ( 16 ) for the rotary drive of a work spindle ( 18 ) with a tool, and a detection unit for determining a force acting on the tool tensile or compressive force, which is substantially parallel to the work spindle ( 18 ), wherein the detection unit is designed to transmit a signal to the drive unit based on the determined tensile or compressive force ( 16 ), and wherein the drive unit ( 16 ) in dependence on the received signal of the detection unit, the direction of rotation of the driven work spindle ( 18 ) and / or the speed of the driven work spindle ( 18 ) is able to change.

Hand tool machine ( 10 ) according to claim 1, wherein the detection unit comprises a sensor device with a first housing-fixed sensor means and a second sensor means, wherein the second sensor means at a portion of the work spindle ( 18 ) is arranged and the sensor device, an axial displacement of the work spindle ( 18 ) relative to the housing ( 12 . 14 ) can determine.

Hand tool machine ( 10 ) according to claim 2, wherein the first sensor means comprises a Hall sensor and that the second sensor means comprises a magnetic ring which is attached to the work spindle.

Hand tool machine ( 10 ) according to claim 2, wherein the first sensor means comprises a reflector switch ( 36 ) and wherein the second sensor means ( 26 ) comprises a shoulder attached to the work spindle ( 18 ) is trained.

Hand tool according to claim 1, wherein the detecting unit has at least one pressure sensor on a housing portion which is encompassed by a user in the use of the hand tool.

Hand tool machine ( 10 ) according to one of the preceding claims, wherein the detection unit comprises an activation unit which is used for switching between at least two operating modes of the handheld power tool ( 10 ), wherein the hand tool ( 10 ) can be used in a first operating mode for tapping.

Hand tool machine ( 10 ) according to claim 6, wherein the activation unit comprises a switch ( 32 ) for actuation by a user on an outside of the housing ( 12 ) is arranged and at least partially protrudes into the housing interior, wherein the switch ( 32 ) a cavity for receiving electronic components ( 44 . 46 . 48 ) of the detection unit limited.

Hand tool machine ( 10 ) according to claim 7, wherein in the cavity of the switch ( 32 ) a printed circuit board ( 44 ) electrically connected to at least one component ( 36 ) of the sensor device is connected.

Hand tool according to claim 7 or 8, wherein the switch ( 32 ) with an actuating means ( 28 ), wherein the adjusting means depending on its position, an axial displaceability of the work spindle ( 18 ) relative to the housing ( 12 . 14 ) can prevent or release.

Hand tool machine ( 1 ) according to claim 9, wherein the adjusting means ( 28 ) is formed substantially disc-shaped.