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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Elektrowerkzeug, das ein Bohrhammer und/oder Meißelhammer sein kann.
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Stand der Technik
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Wie in diesem Gebiet bekannt ist, kann ein Elektrowerkzeug, z. B. ein Bohrhammer, drei Betriebsmodi, Schlagbohren, Bohren und Meißeln, haben. Im Schlagbohrmodus führt der Bohrer unter Antrieb eines elektrischen Motors gleichzeitig eine Drehung (Bohrung) und ein Schlag (Meißeln) aus. Im Bohrmodus führt der Bohrer nur eine Drehung aus und aber kein Schlag. Im Meißelbohrmodus führt der Bohrer nur ein Schlag aus und aber keine Drehung.
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Die meisten Bohrhammer umfassen einen elektrischen Antriebsmotor und eine von ihn angetriebene Antriebshülse, die einerseits durch eine Antriebslager ein Schlagwerk in eine hin und her schlagende Bewegung und andererseits über eine Zwischenwelle einen Hammerrohr und damit einen darauf angeordneten Bohrerhalter in eine Drehung antreibt. Die Antriebshülse, Antriebslager, Zwischenwelle sowie ihre andere Zugehöre werden auch als Getriebe bezeichnet.
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Da ein solches Elektrowerkzeug in der Regel bei Materialien wie Beton, Stein oder Steinplatte im Einsatz kommt, kommt es üblicherweise während der Benutzung zu solcher Situation, dass der Bohrer des Bohrhammers plötzlich in diesen Materialien blockiert, wobei der Bohrer sich einem erheblichen Widerstand unterzieht und damit sich ein das Grenzdrehmoment überschreitende Zerstördrehmoment einstellt, was für den Bediener und das Elektrowerkzeug selbst sehr gefährlich und zerstörend ist.
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Aus dem Stand der Technik ist ein Elektrowerkzeug bekannt, das auf dem Hammerrohr mit einer Struktur vorgesehen ist, die eine Übertragung eines Zerstördrehmoments über die Zwischenwelle, Antriebshülse auf den Bediener verhindert. Diese Struktur umfasst hauptsächlich zwei miteinander verbundene Teile. Ein erste Teil und ein zweite Teil umfasst an den gegenüberliegenden Oberflächen jeweils einen Vorsprung bzw. eine Vertiefung, die ineinander einrasten. Wenn der Vorsprung und die Vertiefung am ersten Teil und zweiten Teil ineinander gefügt sind, treibt die Zwischenwelle den Hammerrohr zur Drehung an. Wenn der Bohrer einen erheblichen Widerstand erfährt, überstreitet das Zerstördrehmoment ein Grenzdrehmoment zwischen dem Vorsprung und der Vertiefung und wird die Verbindung der beiden Teile gelöst, so dass die Verbindung der Zwischenwelle mit dem Hammerrohr untergebrochen wird, damit der Bediener geschützt wird.
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Da der elektrische Antriebsmotor jedoch noch im Betrieb ist, werden zwischen dem ersten und zweiten Teil wiederholt gelöst, verbunden, wieder gelöst, wieder verbunden usw., bis der Bediener den elektrischen Motor abschaltet. Vor dem Abschalten des elektrischen Motors wird das das Grenzdrehmoment überschreitende Zerstördrehmoment dauerhaft über diese Struktur auf den Bediener übertragen. Daher besteht noch die Gefahr, den Bediener zu verletzen. Außerdem verkürzt das wiederholte Lösung und Verbindung stark die Lebensdauer der betreffenden Teile, so dass das Elektrowerkzeug selbst beschädigt wird.
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Deswegen ist es wünschenswert, die Struktur vom solchen Elektrowerkzeug zu verbessern, so dass im obigen Fall eine Übertragung der Rotationsbewegung zwischen dem elektrischen Antriebsmotor und dem Bohrer ständig abgebrochen wird, um eine Übertragung des Zerstördrehmoments auf den Bediener zu vermeiden.
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Offenbarung der Erfindung
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Das erfindungsgemäße Elektrowerkzeug umfasst ein Kupplungssystem, ein Umschaltsystem und ein sich dazwischen befindliches Verbindungsteil. Wenn das Elektrowerkzeug einen erheblichen Widerstand erfährt, wird das Kupplungssystem automatisch vom Einkupplungszustand ausgekuppelt, sodass das Elektrowerkzeug von dem ersten Betriebsmodus, in dem eine Drehung ausgegeben wird, in den zweiten Betriebsmodus, in dem keine Drehung ausgegeben wird, überführt wird. Dementsprechend wird das Umschaltsystem vom ersten Gang in den zweiten Gang geschaltet.
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Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist dazu ein Elektrowerkzeug vorgeschlagen, das zumindest einen ersten Betriebsmodus, in dem eine Rotationsbewegung ausgegeben wird, und einen zweiten Betriebsmodus, in dem keine Rotationsbewegung ausgegeben wird, aufweist, umfassend: ein die Rotationsbewegung bereitstellendes Antriebsteil; ein Rotationswerkzeug tragendes und die Rotationsbewegung ausgebendes Drehabtriebsteil; ein Getriebeteil, das dazu ausgebildet ist, die Rotationsbewegung vom Antriebsteil auf das Drehabtriebsteil zu übertragen, sodass das Drehabtriebsteil die Rotationsbewegung ausgibt; ein Kupplungssystem, das einen dem ersten Betriebsmodus entsprechenden Einkupplungszustand und einen dem zweiten Betriebszustand entsprechenden Auskupplungszustand aufweist und dazu ausgebildet ist, bei einem ein vorbestimmtes Drehmoment überstreitenden Widerstandmoment des Elektrowerkzeugs im ersten Betriebsmodus von einem Einkupplungszustand in einen Auskupplungszustand übergeführt zu werden, sodass das Elektrowerkzeug in den zweiten Betriebsmodus geschaltet wird; ein Umschaltsystem, das einen dem ersten Betriebsmodus entsprechenden ersten Gang und einen dem zweiten Betriebsmodus entsprechenden zweiten Gang aufweist; und ein sowohl mit dem Kupplungssystem als auch dem Umschaltsystem verbundenes Verbindungsteil, das ausgebildet ist, bei einer Überführung des Kupplungssystems vom Einkupplungszustand in den Auskupplungszustand ein Schalten des Umschaltsystems vom ersten Gang in den zweiten Gang auszulösen.
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Nach einem optionalen Ausführungsbeispiel ist das Kupplungssystem am Getriebeteil angeordnet und dazu ausgebildet, beim das vorbestimmte Drehmoment überstreitenden Widerstandmoment des Elektrowerkzeugs im ersten Betriebsmodus die Verbindung zwischen dem Getriebeteil und dem Antriebsteil oder zwischen dem Getriebeteil und dem Drehabtriebsteil abzubrechen.
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Nach einem optionalen Ausführungsbeispiel umfasst das Getriebeteil eine axial bewegliche Zwischenwelle, die jeweils über einen ersten Verbindungsmechanismus und einen zweiten Verbindungsmechanismus mit dem Antriebsteil bzw. dem Drehabtriebsteil verbunden ist und die dazu ausgebildet ist, beim das vorbestimmte Drehmoment überstreitenden Widerstandmoment des Elektrowerkzeugs im ersten Betriebsmodus durch eine axiale Verschiebung mit dem Antriebsteil außer Eingriff kommt.
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Nach einem optionalen Ausführungsbeispiel sind der erste Verbindungsmechanismus und der zweite Verbindungsmechanismus Verzahnungsmechanismus, wobei eines oder beide vom ersten und zweiten Verbindungsmechanismus als Schrägverzahnungsmechanismus ausgebildet sind, dadurch das Kupplungssystem ausgebildet ist.
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Nach einem optionalen Ausführungsbeispiel umfasst das Antriebsteil eine Motorabtriebswelle und eine Getriebehülse, die durch die Motorabtriebswelle zur Rotation antreibbar ist, wobei eine an der Getriebehülse vorgesehene Innenverzahnung und ein an der Zwischenwelle vorgesehenes Ritzel den ersten Verbindungsmechanismus bilden.
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Nach einem optionalen Ausführungsbeispiel umfasst das Drehabtriebsteil ein ein Rotationswerkzeug des Elektrowerkzeugs tragendes und das Rotationswerkzeug zur Mitdrehung antreibendes Hammerrohr, wobei ein erstes Zahnrad am Hammerrohr in ein erstes Zahnrad an der Zwischenwelle eingriff und dadurch den zweiten Verbindungsmechanismus bildet.
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Nach einem optionalen Ausführungsbeispiel umfasst das Elektrowerkzeug ferner einen eine translatorische Hubbewegung ausgebenden Schlagwerk, wobei die Getriebehülse eine translatorische Hubbewegung dadurch vornimmt, dass ein an der Zwischenwelle angeordneter Antriebslager den Schlagwerk antreibt.
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Nach einem optionalen Ausführungsbeispiel ist das Verbindungsteil mit der Zwischenwelle verbunden und überträgt bei der axialen Verschiebung der Zwischenwelle diese Bewegung auf das Umschaltsystem.
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Nach einem optionalen Ausführungsbeispiel ist das Kupplungssystem am Drehabtriebsteil angeordnet und bricht es beim das vorbestimmte Drehmoment überstreitenden Widerstandmoment des Elektrowerkzeugs im ersten Betriebsmodus die Verbindung zwischen dem Getriebeteil und dem Drehabtriebsteil ab.
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Nach einem optionalen Ausführungsbeispiel umfasst das Drehabtriebsteil ein ein Rotationswerkzeug des Elektrowerkzeugs tragendes und das Rotationswerkzeug zur Mitdrehung antreibendes Hammerrohr umfasst wobei das Hammerrohr und Getriebeteil jeweils das ineinander eingreifende erste Zahnrad bzw. zweite Zahnrad umfassen.
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Das Kupplungssystem und das Umschaltsystem umfassen jeweils eine am Hammerrohr angeordnete Kupplungsscheibe und eine Verzahnungsscheibe, wobei die Verzahnungsscheibe lösbar mit dem ersten Zahnrad im Eingriff steht und die Kupplungsscheibe und die Verzahnungsscheibe so ausgebildet sind, dass beim das vorbestimmte Drehmoment überstreitenden Widerstandmoment des Elektrowerkzeugs im ersten Betriebsmodus die Kupplungsscheibe die Verzahnungsscheibe in axialer Richtung des Hammerrohrs verschieben kann, somit die Verzahnungsscheibe mit dem ersten Zahnrad außer Eingriff kommt.
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Nach einem optionalen Ausführungsbeispiel sind das Verbindungsteil mit sowohl der Kupplungsscheibe auch der Verzahnungsscheibe verbunden, wobei die Kupplungsscheibe über das Verbindungsteil die Verzahnungsscheibe in axialer Richtung des Hammerrohrs mitnimmt.
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Nach einem optionalen Ausführungsbeispiel umfasst das Elektrowerkzeug ferner einen eine translatorische Hubbewegung ausgebenden Schlagwerk, wobei das Getriebeteil weiterhin ein den Schlagwerk antreibendes drittes Zahnrad umfasst.
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Nach einem optionalen Ausführungsbeispiel umfasst das Antriebsteil eine Motorantriebswelle, die sowohl das zweite Zahnrad auch das dritte Zahnrad antreibt.
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Nach einem optionalen Ausführungsbeispiel ist die Motorantriebswelle senkrecht zur axialen Richtung des Hammerrohrs oder parallel zur axialen Richtung des Hammerrohrs angeordnet.
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Nach einem optionalen Ausführungsbeispiel umfasst das Umschaltsystem einen vom Gehäuse des Elektrowerkzeugs abgestützten Drehknopf.
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Nach einem optionalen Ausführungsbeispiel ist der Drehknopf zumindest teilweise außerhalb des Elektrowerkzeugs freigelegt.
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Nach einem optionalen Ausführungsbeispiel umfasst der erste Betriebsmodus einen Bohrhammermodus, bei dem das Drehabtriebsteil die Rotationsbewegung ausgibt und der Schlagwerk die translatorische Hubbewegung ausgibt, und einen Bohrmodus, bei dem das Drehabtriebsteil die Rotationsbewegung ausgibt und der Schlagwerk keine translatorische Hubbewegung ausgibt, wobei der zweite Betriebsmodus einen Hammermodus, bei dem das Drehabtriebsteil keine Rotationsbewegung ausgibt und der Schlagwerk die translatorische Hubbewegung ausgibt, und einen Standby-Modus, bei dem das Drehabtriebsteil keine Rotationsbewegung ausgibt und der Schlagwerk keine translatorische Hubbewegung ausgibt, umfasst.
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Nach einem optionalen Ausführungsbeispiel ist das Verbindungsteil mechanisch oder elektronisch dazu ausgebildet, bei einer Überführung des Kupplungssystems vom Einkupplungszustand in den Auskupplungszustand ein automatisches Schalten des Umschaltsystems vom ersten Gang in den zweiten Gang auszulösen.
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Nach einem optionalen Ausführungsbeispiel ist das Elektrowerkzeug ein Bohrhammer, Meißelhammer oder Schlagbohrer.
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Das erfindungsgemäße Elektrowerkzeug umfasst ein Kupplungssystem und ein Umschaltsystem, die bei einem erheblichen Widerstand des Werkzeugs im Rotationsbetriebsmodus eine Übertragung der Rotationsbewegung auf das Werkzeug dauerhaft abbrechen können, so dass das Elektrowerkzeug automatisch vom ersten Gang, bei dem die Rotationsbewegung ausgegeben wird, irreversibel in den zweiten Gang, bei dem keine Rotationsbewegung ausgegeben wird, geschaltet wird. Das Kupplungssystem kann an jeder geeigneten Stelle des Elektrowerkzeugs angeordnet, z. B. an der Zwischenwelle oder am Hammerrohr usw..
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Durch den erfindungsgemäßen Aufbau wird das Zerstördrehmoment nicht auf den Bediener des Elektrowerkzeugs übertragen und damit der Bediener sicher und zuverlässig vor Verletzungen geschützt. Außerdem wird die Übertragung der Rotationsbewegung vom Antriebsmotor auf das Werkzeug nach dem Abbruch nicht automatisch wiederhergestellt. Dadurch wird wiederholende Lösung und Verbindung wie im Stand der Technik vermieden. Verschleiß wird reduziert. Die Lebensdauer des Getriebes kann dann wesentlich verlängert werden. Außerdem ist dazu nur erforderlich, Geradzahnrad durch Schrägzahnrad zu ersetzen. Die damit verbundene Strukturänderungen sind minimal und damit die Kosten sind am niedrigsten.
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Zeichnungen
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Die oben genannten und weiteren Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend anhand der detaillierten Beschreibung der in Figuren dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt:
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1 eine Schnittansicht eines Teils des Elektrowerkzeugs nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 eine Schnittansicht eines Teils des Elektrowerkzeugs gemäß 1, bei der hauptsächlich das Umschaltsystem und das Verbindungsteil dargestellt sind;
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3 eine perspektivische Ansicht eines Teils des Elektrowerkzeugs gemäß 1, bei der hauptsächlich das Umschaltsystem und das Verbindungsteil dargestellt sind;
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4 eine Prinzipdarstellung der ersten Ausführungsform des Elektrowerkzeugs gemäß 1 bis 3;
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5 ein erstes Ausführungsbeispiel des Elektrowerkzeugs gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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6 ein zweites Ausführungsbeispiel des Elektrowerkzeugs gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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7, 8 jeweils eine der 4 entsprechenden Prinzipskizze für das Elektrowerkzeug gemäß 5 und 6.
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Ausführungsbeispiele
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Das erfindungsgemäße Elektrowerkzeug ist im Gebiet der Bauarbeit, Dekoration, Haushaltsrenovierung usw. zum Bohren, Lochen usw. auf härten Materialien wie z. B. Beton oder Steinplatten etc. Anwendbar. Es umfasst Bohrhammer, Meißelhammer oder Schlaghammer, wird aber nicht darauf beschränkt.
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Das erfindungsgemäße Elektrowerkzeug weist mindestens zwei Betriebsmodi auf: einen ersten Betriebsmodus, in dem eine Drehung ausgegeben werden kann, und einen zweiten Betriebsmodus, in dem keine Drehung ausgegeben werden kann. Der erste und zweite Betriebsmodus kann jeweils einen, zwei oder mehre verschiedene Betriebsmodi umfassen.
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Strukturell umfasst das erfindungsgemäße Elektrowerkzeug ein eine Drehung ausgebendes Drehabtriebsteil, wie z. B. bei einem Bohrhammer ein Bohrwerkzeug, eine Werkzeughalter sowie einen den Werkzeughalter abstützenden Hammerrohr; ein einen Rotationsantrieb bereitstellendes Antriebsteil, wie z. B. beim Bohrhammer ein Elektromotor und eine Motorabtriebswelle; ein sich zwischen dem Drehabtriebsteil und dem Antriebsteil befindendes Getriebeteil, wie z. B. beim Bohrhammer eine Zwischenwelle und ein Getriebezahnrad usw.. Das Antriebsteil überträgt über das Getriebeteil eine Rotationsbewegung auf das Drehabtriebsteil, damit eine Drehung ausgegeben wird, z. B. eine Bohrbewegung des Bohrhammers.
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Um das Elektrowerkzeug automatisch von dem ersten Betriebsmodus, bei dem die Drehung ausgegeben werden kann, in den zweiten Betriebsmodus, bei dem keine Drehung ausgegeben werden kann, umschalten zu können, ist erfindungsgemäß das Elektrowerkzeug mit dem Kupplungssystem A, Umschaltsystem C und sich dazwischen befindendem Verbindungsteil B vorgesehen.
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Erfindungsgemäß weist das Kupplungssystem A einen Auskupplungszustand und einen Einkupplungszustand auf. Beim eingekuppelten Kupplungssystem liegt das Elektrowerkzeug im ersten Betriebsmodus, während es sich beim ausgekuppelten Kupplungssystem im zweiten Betriebsmodus befindet. Das Kupplungssystem A kann am Getriebeteil angeordnet werden, z. B. wie in 1–4 dargestellt an der Zwischenwelle, und die Kopplung zwischen dem Drehabtriebsteil und dem Getriebeteil und/oder die Kopplung zwischen dem Getriebeteil und dem Antriebsteil einschalten und abbrechen. Das Kupplungssystem kann am Drehabtriebsteil angeordnet werden, z. B. wie in 5–8 dargestellt am Hammerrohr, und die Kopplung zwischen dem Drehabtriebsteil und dem Getriebeteil einschalten und abbrechen, damit die Rotationsbewegung des Antriebsteils nicht mehr auf das Drehabtriebsteil übertragen wird. Das Kupplungssystem kann aber auch am Antriebsteil angeordnet werden und die Kopplung zwischen dem Getriebeteil und dem Antriebsteil einschalten und abbrechen, damit seine Rotationsbewegung nicht mehr auf das Drehabtriebsteil übertragen wird. Das Kupplungssystem kann optional an jeder anderer Stelle angeordnet werden.
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Das Umschaltsystem weist entsprechend mindestens zwei folgende Gänge: einen dem Einkupplungszustand des Kupplungssystems und somit dem ersten Betriebsmodus des Elektrowerkzeugs entsprechenden ersten Gang und einen dem Auskupplungszustand des Kupplungssystems und somit dem zweiten Betriebsmodus des Elektrowerkzeugs entsprechenden zweiten Gang. Bevorzugt kann das Umschaltsystem am Außengehäuse des Elektrowerkzeugs abgestützt werden. Besonders bevorzugt kann das Umschaltsystem mindestens teilweise außerhalb des Elektrowerkzeugs freigelegt werden, um ggf. manuell durch den Benutzer zu betätigen.
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Das Verbindungsteil ist sowohl mit dem Kupplungsteil auch dem Umschaltsystem verbunden und kann automatisch den Einkuppel-/Auskupplungszustand auf das Umschaltsystem übertragen, damit das Umschaltsystem automatisch vom ersten Gang auf den zweiten Gang geschaltet wird. Das Verbindungsteil kann jede geeignete Struktur aufweisen, z. B. Stange, Bolzen, Rührstange usw..
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Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf Zeichnungen anhand eines Bohrhammers als Beispiel das Prinzip der Erfindung näher erläutert. In den Zeichnungen werden die funktion- und aufbaugleichen oder -ähnlichen Elemente mit gleichen oder entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet.
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1 stellt ein Teil des Bohrhammers 100 in Teilschnittansicht dar. 1 zeigt die das oben genannte Drehabtriebsteil bildenden Hauptbestandteile: ein Hammerrohr 10, ein am Hammerrohr drehfest befestigtes Zahnrad 12; das das oben genannte Antriebsteil bildende Hauptbestandteil: Motorabtriebswelle 20 des Elektromotors, die im Beispiel in der Figur eine Zahnwelle ist; sowie die das oben genannte Getriebeteil bildenden Hauptbestandteile: Zwischenwelle 30 und Getriebehülse 50.
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An der Zwischenwelle 30 ist ein Zahnrad 32 drehfest befestigt, der im Eingriff mit dem Zahnrad 12 bleibt, so dass der Hammerrohr 10 von der Zwischenwelle 30 zur Rotation angetrieben wird. An der Getriebehülse 50 ist ein Zahnrad 52 drehfest befestigt, der im Eingriff mit der Zahnwelle 20 bleibt, so dass die Getriebehülse 50 von der Motorabtriebswelle 20 zur Rotation angetrieben wird. Ferner ist ein Zahnrad 34 drehfest an der Zwischenwelle 30 befestigt, das ausgebildet ist, im Eingriff mit einer Innenverzahnung 54 der Getriebehülse 50 zu bleiben, so dass die Zwischenwelle 30 von der Getriebehülse 50 zur Rotation angetrieben wird.
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Während einer Hammerbohrung treibt die Motorwelle 20 durch einen Eingriff mit dem Zahnrad 52 die Getriebehülse 50 zur Rotation an. Die Getriebehülse 50 treibt durch den Eingriff der Innenverzahnung 54 mit dem Zahnrad 34 die Zwischenwelle 30 zur Rotation an. Mit der Rotationsbewegung der Zwischenwelle 30 wird durch den Eingriff des Zahnrads 32 mit dem Zahnrad 12 der Hammerrohr 10 zur Rotation angetrieben, so dass der Bohrhammer eine Bohrbewegung ausgibt.
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In der ersten Ausführungsform nach dem Prinzip der vorliegenden Erfindung ist das Kupplungssystem, welches das Elektrowerkzeug automatisch in den zweiten Betriebsmodus umschalten kann, wenn der Bohrhammer im ersten Betriebsmodus einen erheblichen Widerstand erfährt, am Getriebeteil, z. B. an der dargestellten Zwischenwelle 30, angeordnet.
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In 1 sind sowohl die Zähne der Zahnräder 32 und 34 als auch die Zähne der damit eingreifenden Zahnräder 12 und 54 als Schrägzähne ausgebildet. Wenn der Bohrhammer während einer Bohrung einen erheblichen Widerstand oder ein Zerstördrehmoment erfährt (siehe 1), nimmt die Zwischenwelle 30 aufgrund des Eingriffs von den Zahnrädern 12 und 32 mit Schrägzähnen eine axiale Kraft F1 auf und die Zwischenwelle 30 aufgrund des Eingriffs vom Zahnrad 34 mit den Schrägzähnen der Innenverzahnung 54 der Getriebehülse 50 eine axiale Kraft F2 auf. Die Zwischenwelle 30 wird dann nach links verschoben, so dass das Zahnrad 34 mit der Innenverzahnung 54 der Getriebehülse 50 außer Eingriff kommt, wenn die Summe der Kräfte F1 und F2 einen vorbestimmten Wert überstreitet. Somit treiben die Motorabtriebswelle 20 und die Getriebehülse 50 den Antriebshammerrohr 10 nicht mehr zur Rotation an. Die Bohrbewegung stoppt.
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Die beiden Paare von Schrägverzahnungen bilden das oben genannte Kupplungssystem. Es ist dem Fachmann verständlich, dass in abhängig von dem vorbestimmten Wert des Zerstördrehmoments, dem für eine axialen Verschiebung der Zwischenwelle 30 zu beseitigenden Widerstand, sowie durch eine geeignete Bestimmung eines Parameters, wie des Spiralwinkels der Schrägzähne, bereits eins der oben genannten Schrägverzahnungspaare das erfindungsgemäße Kupplungssystem bilden kann. Es ist nicht nötig, die beiden Paare von Schrägverzahnungen als Schrägverzahnungen auszubilden.
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In 1 ist auch ein Teil des Umschaltsystems gezeigt. 2 und 3 zeigen jeweils eine Teilschnittsansicht und ein Teilperspektive des Verbindungsteils und des Umschaltsystems. Das Umschaltsystem umfasst einen üblicherweise am Außengehäuse abgestützten Drehknopf 62, eine Druckfeder 61, an beiden Enden der Feder befindliche Kugelkörper 63, einen Z-förmigen Antriebsbolzen 64 und ein mit der Zwischenwelle 30 zusammen axial verschiebbares bogenförmiges Außengehäuse 66. Ein Stift 68 ist an der Zwischenwelle 30 befestigt und verschiebt sich mit der Zwischenwelle 30 nach links bzw. rechts zusammen. Wenn sich die Zwischenwelle 30 mit dem Stift 68 nach links verschiebt, nimmt ein Schenkel 72 einer U-förmigen Rast ein Ende 76 des Z-förmigen Antriebsbolzens 64 mit. Ein im Drehknopf 62 befestigtes Ende 78 des Z-förmigen Antriebsbolzens 64 zwingt dann den Drehknopf 62 zu drehen. Dadurch kann der Antriebsbolzen 64 die axiale Bewegung der Zwischenwelle 30 auf den Drehknopf 62 übertragen, sodass der Drehknopf 62 automatisch vom ersten Gang P1 (1) in den zweiten Gang P2 (2) geschaltet wird.
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Der Drehknopf 62 weist zumindest einen dem Einkupplungszustand des Kupplungssystems entsprechenden ersten Gang P1 und einen dem Auskupplungszustand des Kupplungssystems entsprechenden zweiten Gang P2. 1 zeigt den Drehknopf 62 im ersten Gang P1, bei dem sich das Elektrowerkzeug in einem Betriebsmodus, z. B. Bohrhammermodus befindet, in dem eine Bohrbewegung ausgegeben wird.
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Darüber hinaus kann je nach den tatsächlichen Fällen der Spiralwinkel der Schrägzähne der Zahnräder 12 und 32 gleich oder aber auch ungleich wie der Spiralwinkel der Schrägzähne der Zahnräder 34 und 54 vorgesehen sein.
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Dem Fachmann ist verständlich, dass der Bohrhammer ferner ein Schlagabtriebsteil zum Ausgeben einer translatorischen Hubbewegung aufweist. Zurück auf die 1 umfasst das Schlagabtriebsteil einen innerhalb des Hammerrohrs 10 angeordneten Schlagwerk (nicht dargestellt). Ein an der Zwischenwelle 30 angeordnete Antriebslager 42 ist mit der Getriebehülse 50 gekoppelt. Die Motorabtriebswelle 20 des Elektromotors treibt die Getriebehülse 50 zur Rotation an, so dass das Antriebslager 42 geschwenkt wird und damit den oben genannten Schlagwerk zur Hubbewegung antreibt. Hier erfolgt ein Schlagbetrieb des Bohrhammers. Dies ist kein Schwerpunkt der vorliegenden Erfindung und wird daher nicht weiter erläutert.
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Nach dem Prinzip der vorliegenden Erfindung wird die Zwischenwelle 30 mit einer axialen Kraft nach links (siehe 1) beaufschlagen, wenn das Bohrwerkzeug des Bohrhammers einen erheblichen Widerstand oder ein Zerstördrehmoment erfährt. Wenn die axiale Kraft F1 + F2 oder F1 oder F2 die Zwischenwelle 30 gegen den Widerstand nach links verschiebt, wird die Zwischenwelle 30 nicht mehr von der Motorabtriebswelle 20 angetrieben, sodass die Kopplung dazwischen komplett abgebrochen wird. Dies schützt einerseits den Bediener vor Verletzungen durch das Zerstörmoment. Andererseits kommt es nicht wie beim Aufbau gemäß dem Stand der Technik zur Beschädigung der inneren Bauteile.
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4 zeigt eine vereinfachte Darstellung der Betriebsweise gemäß 1–3. Darin wird schematisch dargestellt ein die Rotationsbewegung ausgebende Werkzeug 80, z. B. ein Bohrer, der Bohrhammer 10, die Zwischenwelle 30, die Zahnräder 12 und 32, die Motorantriebswelle 20, ein mit der Motorantriebswelle 20 eingreifendes Zahnrad 52, einen Schlagwerk 82 sowie ein Schwenklager 42 usw.. Dabei ist das erfindungsgemäße Kupplungssystem A an der Zwischenwelle 30 des Getriebsteils angeordnet und das Umschaltsystem C, also der Drehknopf 62 zum Umschalten am Außengehäuse abgestützt und das Verbindungsteil B (der Z-förmige Antriebsbolzen 64) zwischen dem Kupplungssystem A und dem Umschaltsystem C angeordnet, um ein Umschalten des Zustandes des Kupplungssystems A automatisch auf das Umschaltsystem C zu übertragen, sodass das Umschaltsystem C automatisch vom ersten Gang auf den zweiten Gang geschlatet wird.
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Wie zuvor beschrieben ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Strukturanordnung in 1–4 beschränkt. 5–7 zeigen eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Kupplungssystem A am Hammerrohr 10 des Drehabtriebsteils angeordnet und dazu ausgebildet, beim Zerstördrehmoment den Antrieb des Hammerrohrs 10 durch die Zwischenwelle 30 abzubrechen.
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Als ein Beispiel der zweiten Ausführungsform umfasst generell das Kupplungssystem A im Wesentlichen eine Kupplungsscheibe und eine Feder, welche gegen die Kupplungsscheibe gedrückt ist, wobei das Umschaltsystem C einen Drehknopf und eine Verzahnungsscheibe usw. umfasst. Sowohl die Kupplungsscheibe als auch die Verzahnungsscheibe sind am Hammerrohr 10 angeordnet. Das Umschaltsystem C kann einen wie in der ersten Ausführungsform von 1–4 ausgebildeten Drehknopf 62 umfassen. Aufgrund einer Entkopplung des Kupplungssystems A kann das Umschaltsystem C über das Verbindungsteil B automatisch vom ersten Gang P1 in 1 auf den zweiten Gang P2 schalten.
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Das Verbindungsteil B ist dazu ausgebildet, sowohl mit der Kupplungsscheibe als auch der Verzahnungsscheibe zu verbinden. Es kann z. B. die in 5 und 6 dargestellte Struktur oder jede andere Struktur, die gleichen Funktionen ermöglichen, aufweisen. Wenn der Hammerrohr 10 ein Zerstördrehmoment, das größer als das vorbestimmten Drehmoment ist, erfährt, bewegt die Kupplungsscheibe das Verbindungsteil B entlang des Hammerrohrs, wobei das Verbindungsteil B die Verzahnungsscheibe mitnimmt, sodass die Verzahnungsscheibe mit dem Zahnrad 12 am Hammerrohr 10 außer Eingriff kommt und das gedrehte Zahnrad 12 nicht mehr den Hammerrohr 10 mitdreht.
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5 und 6 zeigen jeweils einen Bohrhammer 200 bzw. 300 für zwei verschiedene Strukturen, die das Kupplungssystem A, das Verbindungsteil B und das Umschaltsystem C nach der zweiten Ausführungsform umfassen. 7 und 8 zeigen jeweils eine der 4 entsprechenden Prinzipdarstellung des Bohrhammers von 5 und 6.
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In 5 ist der Bohrhammer mit 200 bezeichnet, wobei die Motorantriebswelle 220 senkrecht zum Hammerrohr 210 dargestellt ist. Die Motorantriebswelle 220 ist ebenfalls in Form von Zahnwelle ausgebildet, die bei einer Drehung das erste Zahnrad 252 und zweite Zahnrad 254 zur Rotation antreibt. Das erste Zahnrad 252 treibt das Zahnrad 212 am Hammerrohr 210 und damit den Hammerrohr 210 zur Rotation an, sodass der Bohrhammer 200 eine Rotationsbewegung (Bohren) ausgibt. Das zweite Zahnrad 254 dient zum Antrieb eines im Hammerrohr 210 aufgenommenen Schlagwerks, damit der Bohrhammer 200 eine translatorische Hubbewegung (Hammer) ausgibt.
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Das Kupplungsteil A ist am Hammerrohr 210 angeordnet und umfasst die Kupplungsscheibe 214 und die Feder 218, die gegen die Kupplungsscheibe 214 gedrückt ist. Beim normalen Bohren treibt das Zahnrad 212 die Verzahnungsscheibe 216 und den Hammerrohr 210 zur Rotationsbewegung an. Wenn der Bohrhammer 200 ein Zerstördrehmoment, das ein vorbestimmte Drehmoment überschreitet, erfährt, verschiebt sich die Kupplungsscheibe 214 gegen der Wirkung der Feder 218 in axialer Richtung vom Hammerbohr 210 nach links und nimmt zugleich die als Verbindungsteil B dienende Verbindungsstange 264 und die Verzahnungsscheibe 216 nach links mit. Einerseits kommt die Verzahnungsscheibe 216 außer Eingriff mit dem Zahnrad 212, sodass die Antriebswirkung zwischen dem Zahnrad 212 und dem Hammerrohr 210 abgebrochen und damit der Hammerrohr 210 nicht mehr zur Rotation angetrieben wird. Andererseits schaltet durch die Verschiebung des Verbindungsteils 264 nach links das Umschaltsystem C, und zwar der Drehknopf 262, automatisch vom ersten Gang, bei dem der Hammerrohr 210 die Rotationsbewegung ausgibt, in den zweiten Gang, bei dem der Hammerrohr 210 keine Rotationsbewegung ausgibt.
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6 zeigt eine andere Struktur des Bohrhammers 100 nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Dabei sind vom Bohrhammer 300 ein Außengehäuse 301, ein Hammerrohr 310 und eine von einer Motorantriebswelle (nicht dargestellt) angetriebene Zwischenwelle 330 dargestellt. Die Zwischenwelle 330 bleibt mittels des Zahnrades 332 im Eingriff mit dem Zahnrad 312 und treibt den Hammerrohr 310 zur Rotation. Im Unterschied zur Struktur des Bohrhammers in 6 ist in diesem Ausführungsbeispiel die Motorantriebswelle parallel zum Hammerrohr 310 und zur Zwischenwelle 330 angeordnet.
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In diesem Ausführungsbeispiel ist das Kupplungssystem A ebenfalls am Hammerrohr 310 angeordnet und umfasst eine ähnliche Struktur wie das Kupplungssystem in 5. Im Unterschied dazu ist die Struktur der als Verbindungsteil B dienenden Verbindungsstange 364 entsprechend den Erfordernissen modifiziert.
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Erfindungsgemäß kann das Kupplungssystem A auch jede andere Struktur aufweisen und an jeder anderen Stelle angeordnet werden, sofern das oben beschriebene Ziel, den Antrieb des Hammerrohrs zur Rotation abzubrechen, erreichbar ist. Ebenso können auch das Umschaltsystem C und das Verbindungsteil jede geeignete Struktur aufweisen, sofern das Ziel der Erfindung erreichbar ist. Insbesondere kann das Verbindungsteil B mechanisch zwischen dem Kupplungssystem A und dem Umschaltsystem C verbunden sein, wie oben beschrieben. Das Kupplungssystem A kann auch optional elektronisch mit dem Umschaltsystem C verbunden sein, sodass das Umschaltsystem C mit einer Überführung des Kupplungssystems A vom Einkupplungszustand in den Auskupplungszustand automatisch vom ersten Gang in den zweiten Gang geschaltet und gleichzeitig ein irreversibles Umschalten sichergestellt wird.
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Oben werden unter Bezugnahme auf Zeichnungen die bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung angegeben. Dem Fachmann ist verständlich, dass die obige Angabe nur zur Erläuterung des Prinzips der Erfindung dinet und nicht den Schutzumfang der Erfindung beschränkt. Ohne Abweichung vom Prinzip und Inhalt der vorliegenden Erfindung kann der Fachmann die in den Zeichnungen dargestellten sowie oben beschriebenen Merkmale, Strukturen, Formen usw. verändern, ergänzen oder ersetzen und alle solche Veränderungen, Ergänzungen oder Ersetzungen sind von dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung umfasst.
