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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisches Werkzeug mit einer Einrichtung zum Einstellen der Position eines Werkzeugeinsatzes relativ zu einer Stützbasis. Insbesondere betrifft dieselbe eine geeignete und kostengünstige Einrichtung zum Schalten zwischen einem Fein- und Grobtiefeneinstellmodus bei Rotationswerkzeugen, wie beispielsweise Oberfräsen, Laminatkantenfräsen oder Trockenbauwand-Schneidwerkzeuge.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Eine Oberfräse zum Beispiel weist üblicherweise eine Basis auf, welche ein Werkstück berührt. Ein sich drehender Werkzeugeinsatz ist relativ zur Basis positioniert und schneidet in das Werkstück. Um den möglichen Schnittbereich zu vergrößern, welcher mit einem gegebenen Werkzeugeinsatz enthalten sein kann, sowie zum Zulassen der Verwendung von Werkzeugeinsätzen mit verschiedenen Formen und Größen, ist eine Oberfräse herkömmlich mit einer Tiefeneinstelleinrichtung versehen. Die Feintiefeneinstellung ist zur Präzisionsarbeit erwünscht, wohingegen die Grobeinstellung zum Auswechseln von Einsätzen oder zum Verrichten von Tiefschnittarbeit erwünscht ist.
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Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches Werkzeug mit einer Tiefeneinstelleinrichtung anzugeben, welche einer geeigneten und kostengünstigen Einrichtung zum Schalten zwischen einem Fein- und Grobtiefeneinstellmodus bei Rotationswerkzeugen entspricht. Mit dem Werkzeug kann das Aktuieren einer Tiefeneinstelleinrichtung entsprechend geeignet und kostengünstig erfolgen.
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Das US-Patent
US 7275900 B1 offenbart eine Oberfräse, welche eine Hebeeinrichtung mit einem Schneckengetriebe enthält, welches in einer Stellung mit einer am Motorgehäuse montierten Zahnstangenanordnung zusammenarbeitet, um die Feineinstellung der Position des Motorgehäuses relativ zur Stützbasis desselben zu ermöglichen. Die Drehung eines Exzenterhebels drückt das Schneckengetriebe aus dem Kontakt mit der Zahnstangenanordnung, um eine Grobeinstellung des Motorgehäuses zu ermöglichen.
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Die
US 4 770 573 A beschreibt einen Mechanismus zum Einstellen einer Schnitttiefe einer Fräse. Hierbei kann eine Mutter an einem Führungsbolzen zum Einstellen der Schnitttiefe genutzt werden.
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Die
US 7 490 642 B1 beschreibt eine Vorrichtung zum Einstellen einer Höhe einer Fräse. Die Position eines Gehäuses kann dabei relativ zu einer Basis eingestellt werden. Eine Spindel kann einen Gewindeabschnitt aufweisen und für eine Rotation um eine Achse vorgesehen sein und mit einem Motorgehäuse verbunden sein.
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Die
DE 103 38 501 A1 beschreibt einen Konturfräser. Eine Basis oder ein Motorgehäuse kann eine Tiefeneinstellsäule definieren.
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Die
US 2008 / 0 193 240 A1 beschreibt ein elektrisches Werkzeug mit einem Tiefeneinstellmechanismus. Ein Sperrgerät kann axial bewegbar sein, insbesondere zwischen einer ersten und einer zweiten Position.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Ein elektrisches Werkzeug mit einer Tiefeneinstelleinrichtung wird beschrieben, welches einen Motor mit einem Motorgehäuse, eine Stützbasis zum Stützen des Motorgehäuses und ein Tiefeneinstellelement aufweist, welches mit der Stützbasis verbunden und zwischen zwei Stellungen beweglich ist, wobei das Tiefeneinstellelement in einer ersten Stellung einen Oberflächenabschnitt des Motorgehäuses berührt und in einer zweiten Stellung vom Oberflächenabschnitt des Motorgehäuses beabstandet ist. Die Bewegung des Tiefeneinstellelementes aus der ersten Stellung in die zweite Stellung erfolgt parallel zu einer Ebene, welche zum Oberflächenabschnitt des Motorgehäuses im Wesentlichen tangential ist. Diese Weise des Entfernens des Tiefeneinstellelementes vom Motorgehäuse kann einer Einrichtung, welche eine Schwingung oder Drehung involviert, insofern bevorzugt werden, dass ein Benutzer solch eine Bewegung mit einem einzigen Finger oder Daumen auslösen kann während er zur gleichen Zeit die Stützbasis greift. Die Bewegung in einer geraden Linie erfordert etwas Kraft und ist eine natürliche Bewegung.
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Das Tiefeneinstellelement kann ein Schneckengetriebe sein und der Oberflächenabschnitt des Motorgehäuses kann eine Vielzahl an Zähnen aufweisen, welche mit dem Schneckengetriebe kompatibel sind. Solch eine Schnecken- und Zahnstangenanordnung liefert eine geeignete Einrichtung zur Feineinstellung und weist den Vorteil auf, dass die Grobeinstellung durch Entfernen des Schneckengetriebes von der Vielzahl an Zähnen möglich ist.
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Eine Vorspanneinrichtung kann zum Vorspannen des Tiefeneinstellelementes in die erste Stellung vorgesehen sein. Im Gegensatz zu einer Einrichtung, welche das Bewegen des Tiefeneinstellelementes in eine zweite, stabile Stellung involviert, erfordert die Vorspanneinrichtung eine aktive Kraft zum Halten des Tiefeneinstellelementes in der zweiten Stellung. Wenn die Kraft vom Tiefeneinstellelement gelöst wird, kehrt die Vorspanneinrichtung automatisch in die erste eingegriffene Stellung zurück.
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Eine Kegelfeder kann zum Vorspannen des Tiefeneinstellelementes in die erste Stellung vorgesehen sein. Solch eine Vorspanneinrichtung weist den Vorteil auf, dass dieselbe den Träger innerhalb der Auskehlung zentriert. Alternativ kann solch ein Vorspannen über ein Paar Magneten vollbracht werden, welche sich gegenseitig abstoßen. Magneten weisen den Vorteil auf, dass sie eine lang anhaltende, nichtmechanische Vorspannkraft liefern, welche über die Standzeit des Werkzeugs nicht beeinträchtigt werden wird.
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Das Tiefeneinstellelement kann in Bezug auf einen Träger drehbar sein, welcher zum Bewegen des Tiefeneinstellelementes aus der ersten in die zweite Stellung vorgesehen ist. Dies hat den Vorteil, dass ein einzelnes Stück (d.h. der Träger) das Tiefeneinstellelement durch Übersetzen der Vorspannung von der Vorspanneinrichtung positionieren und tragen sowie drücken kann.
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Der Träger kann innerhalb einer Auskehlung in der Stützbasis positioniert sein, wobei die Auskehlung eine Vielzahl an Auskehlungswänden aufweist. Solch eine Auskehlung weist den Vorteil auf, dass sie für den Träger Platz schaffen kann, um mit der Stützbasis verbunden zu bleiben, Merkmale liefern kann, welche den Träger angemessen positionieren und Stabilität und Führung liefern kann, wenn der Träger aus der ersten in die zweite Stellung bewegt wird.
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Eine erste Auskehlungswand kann in Bezug auf die Auskehlung beweglich sein und die Bewegung der ersten Auskehlungswand kann einen Klemmmechanismus zum Klemmen der Stützbasis an das Motorgehäuse steuern. Die erste Auskehlungswand kann geschwenkt werden, um die inneren Arbeiten der Tiefeneinstelleinrichtung zu offenbaren. Dies hilft vorteilhaft bei der Montage und vereinfacht die Remontage, falls Teile zu ersetzen sind. Das gleiche Merkmal weist vorteilhafter Weise die Doppelfunktion auf auch den Klemmmechanismus herbeizuführen.
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Ein Abschnitt des Trägers kann sich durch eine zweite Auskehlungswand erstrecken, um zuzulassen, dass ein Benutzer den Träger innerhalb der Auskehlung bewegt. Solch ein Fortsatz kann als durch einen Benutzer bedienbarer Drucktaster vorgesehen sein, welcher zulässt, dass ein Benutzer den Träger bequem betätigt obwohl derselbe innerhalb der Auskehlung positioniert ist.
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Ein Längsschlitz kann auf einer dritten Auskehlungswand derart vorgesehen sein, dass der Längsschlitz als Einrichtung zum Führen der Bewegung des Trägers innerhalb der Auskehlung verwendet wird. Dies weist den Vorteil des Beschränkens der Bewegung des Trägers auf während gleichzeitig zugelassen wird, dass sich das Schneckengetriebe frei dreht. Solch ein Positionieren kann vorteilhaft verwendet werden, um zu gewährleisten, dass das Schneckengetriebe die Wände der Auskehlung nicht in einer Weise berührt, welche die Funktion desselben beeinträchtigen würde.
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Die Einstelleinrichtung kann sich durch den Längsschlitz in der dritten Auskehlungswand zum Betätigen des Tiefeneinstellelementes innerhalb der Auskehlung erstrecken. Obwohl das Tiefeneinstellelement in Form eines Schneckengetriebes innerhalb des Hohlraums abgedichtet ist, kann eine geeignete Einrichtung zum Betätigen des Schneckengetriebes außerhalb der Auskehlung an einer Stelle vorgesehen sein, welche dem Benutzer einen bequemen Zugang liefert.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Vorderansicht einer Oberfräse in einer Feineinstellposition nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 2 ist eine Vorderansicht der Oberfräse in einer Grobeinstellposition.
- 3 ist eine Perspektivansicht eines Trägers, welcher ein Bauteil der Tiefeneinstelleinrichtung ist.
- 4 ist eine Vorderseiten-Perspektivansicht der abgesonderten Oberfräsenbasis von unten.
- 5 ist eine Vorderansicht einer Oberfräsenbasis nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
- 6 ist eine Vorderansicht einer Oberfräsenbasis nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
- 7 ist eine Perspektivansicht eines Trägers nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Eine Oberfräse 10 mit einer festen Stützbasis 12, welche die Stellung einer Motoreinheit 14 fixiert, ist in 1 gezeigt. Damit die Position der Motoreinheit 14 relativ zur Stützbasis 12 verstellt werden kann, ist eine Tiefeneinstelleinrichtung 16 vorgesehen. Die Motoreinheit 14 enthält ein Motorgehäuse 18 zum Umgeben eines Motors (nicht gezeigt) und vorzugsweise ein Zahnradgetriebe (nicht gezeigt) zum entsprechenden Erzeugen und Modulieren einer Hochgeschwindigkeitsdrehung einer Ausgangswelle 20. Ein Werkzeugeinsatz (nicht gezeigt) kann an der Ausgangswelle 20 über verschiedene Werkzeugbefestigungseinrichtungen angebracht werden, wie beispielsweise eine Spannzangenmutter 22. Die Leistung zum Motor wird entweder mit einem Elektrokabel zum Aufnehmen von Wechselstrom oder über eine immanente oder entfernbare, wiederaufladbare Gleichstrombatterie geliefert.
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Die Stützbasis 12 ist zudem mit Griffen 24 zum Führen einer im Wesentlichen flachen Bodenfläche 26 entlang eines Werkstückes versehen. Alternativ kann die Oberfräse umgedreht und an der Unterseite eines herkömmlichen Oberfräsentisches befestigt werden. In diesem Fall ist die Oberfräsenstellung fest und der Benutzer führt ein Werkstück über die Bodenfläche 26. Die anschließend beschriebene Einstelleinrichtung arbeitet ungeachtet davon, ob die Oberfräse aufrecht oder umgedreht ist oder ob dieselbe stationär oder an der richtigen Stelle befestigt ist.
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Wie detailliert beschrieben werden wird, kann die Tiefeneinstelleinrichtung 16 zwei Konfigurationen annehmen, eine, welche die Feineinstellung ermöglicht (siehe 1), und die Andere, welche die Grobeinstellung ermöglicht (siehe 2). Eine dritte Konfiguration, bei welcher weder die Fein- noch die Grobeinstellung möglich ist, ist nicht veranschaulicht, aber wird später beschrieben werden. Die Feineinstellung wird durch Drehung eines Einstellknopfes 28 herbeigeführt, welcher über die Schneckenwelle 30 mit dem mit der Stützbasis 12 verbundenen Schneckengetriebe 32 verbunden ist. Das Schneckengetriebe 32 dient als Tiefeneinstellelement, welches in der Standardstellung desselben eine kompatible Zahnstange 34 in Eingriff nimmt, welche einen Oberflächenabschnitt des Motorgehäuses 18 aufweist. Solch eine Einstellung gilt als „Fein-“ oder „Präzisions-“ Einstellung, da eine volle Drehung des Einstellknopfes 28 die Motoreinheit 14 in Bezug auf die Stützbasis um nur ca. 1/16 Zoll (1,6mm) nach oben und unten bewegen wird.
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Die Zahnstange 34 weist im Allgemeinen eine flache Form mit zahlreichen hervorstehenden Zähnen 36 auf (siehe 2). Die Zahnstange 34 wird vorzugsweise separat von dem Rest des im Allgemeinen zylindrischen Motorgehäuses 18 ausgebildet und an demselben entweder durch teilweises Einlassen in das Motorgehäuse 18 oder auf nicht eingelassene Weise befestigt, so dass es leicht aus dem Motorgehäuse 18 hervorsteht. Zwar weist die Zahnstange im Allgemeinen eine flache Form auf, aber dieselbe kann auch leicht bogenförmig sein, um mit der zylindrischen Gesamtform des Motorgehäuses 18 übereinzustimmen. Die Zahnstange 34 kann alternativ ein immanentes Teil des Motorgehäuses 18 mit Zähnen 36 sein, welche in das Motorgehäuse 18 ausgebildet werden, beispielsweise während der Herstellung des Gehäuses über ein Formgebungsverfahren. Egal, ob die Zahnstange 34 entlang der Breite derselben flach oder bogenförmig ist, dieselbe ist im Wesentlichen eben und definiert eine erste generell ebene Oberfläche, aus welcher die Zähne 36 hervorstehen. Da die Zähne eine einheitliche Form aufweisen, kann man sich vorstellen, dass die äußersten Abschnitte der Zähne 36 auf einer zweiten generell ebenen Oberfläche parallel zur ersten generell ebenen Oberfläche liegen.
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Eine Halterung 38 dient als Träger für das Schneckengetriebe 32 (siehe 3). Die Halterung 38 enthält zwei Befestigungsöffnungen 40 zum Lagern der Schneckenwelle 30 und Zulassen, dass sich dieselbe und daher das Schneckengetriebe 32 drehen. Die Halterung 38 kann aus der Standardstellung (siehe 1), in welcher das Schneckengetriebe 32 die Zahnstange 34 in Eingriff nimmt, in eine verschobene Stellung (siehe 2) bewegt werden, in welcher das Schneckengetriebe 32 von der Zahnstange 34 beabstandet ist. In dieser verschobenen Stellung ist die Grobtiefeneinstellung möglich, da ein Benutzer die Motoreinheit 14 in Bezug auf die Stützbasis 12 verschieben kann. Dies wird als „grobe“, „ungefähre“ oder „schnelle“ Einstellung bezeichnet, da die Motoreinheit 14 um mehrere Zoll (beispielsweise ca. 5cm) relativ zur Stützbasis 12 schnell bewegt werden kann.
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Die Vorspanneinrichtung, wie beispielsweise eine Schraubenfeder 42, drückt die Halterung 38 in die Standardstellung. Die Halterung 38 ist auf eine Auskehlung 44 beschränkt, welche innerhalb eines Abschnitts der Stützbasis 12 ausgebildet ist. Die Auskehlung 44 ist weitgehend durch Endwände 46 und 48 der Auskehlung sowie eine obere Auskehlungswand 50 und eine untere Auskehlungswand 52 definiert. Die Schraubenfeder 42 ist vorzugsweise eine Kegelfeder und wird dadurch in Position gehalten, dass der größere Teil der Kegelform innerhalb der Auskehlung 44 über eine Auskehlungsrückwand 54 und einen Haltevorsprung 56 fest gehalten wird, welcher sich von der Auskehlungswand 46 erstreckt. Die kleinere Seite der Kegelform der Schraubenfeder 42 verbindet sich mit einem Vorsprung 58 auf der Halterung 38 und ist ausgerichtet, um die Halterung 38 von der Auskehlungswand 46 wegzudrücken. Aufgrund der Kegelform der Feder ist die Halterung innerhalb des Hohlraums 44 zentriert. Ein Drucktaster 60 erstreckt sich durch die Auskehlungswand 48 am gegenüberliegenden Ende der Auskehlung 44 (siehe 1). Dies ermöglicht einem Benutzer die Halterung 38 manuell entgegen der Vorspannkraft der Schraubenfeder 42 zu drücken (siehe 2).
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Um die Bewegung der Halterung 38 innerhalb der Auskehlung 44 zudem zu stützen und zu begrenzen, ist die obere Auskehlungswand 50 mit einem Führungsschlitz 62 versehen und die untere Auskehlungswand 52 mit einem Führungsschlitz 63 versehen, durch welchen sich die Schneckenwelle 30 erstreckt. Ein Endabschnitt der Schneckenwelle 30, welcher sich durch den Führungsschlitz erstreckt, ist an einem Einstellknopf 28 angebracht (siehe 4), welcher im Allgemeinen entlang der Oberseite der oberen Auskehlungswand 50 gleitet.
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Ein Zugang zur Auskehlung 44 wird durch eine vordere Auskehlungswand 64 geliefert, welche wie eine Schwingtür konfiguriert ist. Die vordere Auskehlungswand 64 wirkt in Bezug auf eine Zapfenklemme 66, welche konfiguriert ist, die Flansche 68 und 70 der Stützbasis entweder zu trennen oder zusammenzuführen, auch als Hebedaumen. Dies umfasst eine Tiefenarretiereinrichtung. Wenn die Auskehlungswand 64 in der offenen Konfiguration ist (siehe 4), sind die Flansche 68 und 70 voneinander getrennt und lassen dadurch eine Fein- oder Grobtiefeneinstellung zu. Wenn die Auskehlungswand 64 in der geschossenen Konfiguration ist (nicht gezeigt), wirkt die Zapfenklemme, um die Flansche 68 und 70 nahe zueinander zu bringen, so dass die Stützbasis 12 das Motorgehäuse 18 der Motoreinheit 14 in eine feste Stellung klemmt, in welcher keine Tiefeneinstellung möglich ist.
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In 5 wird eine alternative, aber vollkommen analoge Ausführungsform für die Stützbasis gezeigt. An sich wird das gleiche Nummerierungsschema verwendet, aber mit dem Zusatz eines „a“ nach der Nummer, um anzuzeigen, dass das Merkmal von der alternativen Ausführungsform der 5 ist. Insbesondere wurde die Ausrichtung der Halterung 38a innerhalb der Auskehlung 44a umgekehrt. Weitere Unterschiede in den Details sind in 5 veranschaulicht, aber hierin nicht detailliert beschrieben.
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Eine weitere alternative Ausführungsform, welche im Wesentlichen mehr Unterschiede zu der anfänglichen Ausführungsform aufweist, wird in den 6 und 7 gezeigt. Es wird nochmals das gleiche Nummerierungsschema für gemeinsame Elemente verwendet, aber in diesem Fall durch ein „b“ gefolgt. In dieser Ausführungsform ist die Vorspannkraft auf die Halterung 38b durch magnetische Abstoßung geliefert. Ein Dauermagnet 72 ist auf der Halterung 38b in einem Hohlraum 74 montiert und ein zweiter Dauermagnet 76 ist innerhalb der Auskehlung 44b an der richtigen Stelle befestigt. Das Magnetpaar wird derart ausgewählt, dass die zwei Magneten 72 und 76 einander abstoßen und dadurch die Halterung 38b wie in der ersten Ausführungsform in die Standardstellung drücken. Um den Dauermagneten 72 im Hohlraum 74 zu halten, ist ein flexibler Einschnappverbindungsarm 78 auf der Halterung 38b vorgesehen. Andere Merkmale des Trägers 38b, wie beispielsweise ein Drucktaster 60b und Öffnungen 40b sind mit denen der Anfangsausführungsform vergleichbar.
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Es wird vorhergesehen, dass eine alternative Konfiguration, welche Magnete verwendet, welche einander anziehen, auch verwendet werden könnte, um die Halterung 38b in der Standardstellung zu halten, aber dies wird weniger erwünscht, da entweder der Benutzer an der Halterung ziehen anstatt drücken müsste oder ein Drucktaster entwickelt werden müsste, welcher konfiguriert wäre das Magnetpaar nicht zu stören und dennoch eine Druckbewegung zulassen müsste.
