DE19528924B4

DE19528924B4 - Elektrische Schlagbohrmaschine

Info

Publication number: DE19528924B4
Application number: DE19528924A
Authority: DE
Inventors: Hermann Schaible; Robert Simm
Original assignee: Scintilla AG
Current assignee: Scintilla AG
Priority date: 1995-08-05
Filing date: 1995-08-05
Publication date: 2005-01-27
Anticipated expiration: 2015-08-06
Also published as: GB9616338D0; GB2304067A; ITMI961678A0; GB2304067B; CN1069249C; IT1290416B1; CN1154887A; JPH09117837A; DE19528924A1; ITMI961678A1

Abstract

Elektrische Schlagbohrmaschine mit einer ein Spannfutter, insbesondere Schnellspannfutter (40), für die Werkzeugaufnahme tragenden Arbeitsspindel (11), die in einem Gehäuse (10) drehend gelagert und von einem Elektromotor in Rotation versetzbar ist, mit einem zuschaltbaren Schlagwerk (18), das die Arbeitsspindel (11) zusätzlich in Axialsrichtung periodisch stoßartig verschiebt, und mit einem am Gehäuse (10) festgelegten manuell betätigbaren Umschalthebel (23), der in einer ersten Schaltposition (1) "Schlagbohren" die Arbeitsspindel (11) zum Ankuppeln an das Schlagwerk (18) freigibt und in einer zweiten Schaltposition (2) Drehbohren" die Arbeitsspindel (11) vom Schlagwerk (18) abgekuppelt hält, wobei zur Spannfutterbetägigung zwecks Werkzeugwechsel der Umschalthebel (24) eine dritte Schaltposition (3) "Spindelarretierung" aufweist, in welcher mindestens ein mit dem Umschalthebel (24) gekoppeltes gehäusefestes Sperrelement (30) in eine mit der Arbeitsspindel (11) drehfest verbundene Sperrelement-Aufnahme (33) formschlüssig eingreift, und wobei der Umschalthebel (23) eine Steuerkurve (27) aufweist dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement (30) an einem im Gehäuse (10) axial verschieblichen Abtastkopf...

Description

Die Erfindung geht aus von einer elektrischen Schlagbohrmaschine der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung.

Bei einer bekannten Schlagbohrmaschine dieser Art ( EP 0 463 416 B1 ) mit einem über einem Taumelgetriebe angetriebenen, pneumatischen Schlagwerk weist der Umschalthebel eine dritte Schaltposition auf, in welcher Drehbohren mit höherer Geschwindigkeit möglich ist. In einer vierten Schaltposition kuppelt der Umschalthebel die Arbeitsspindel vom Antriebsgetriebe ab, und durch manuelles Eindrücken eines zusätzlichen Sperrstiftes wird die Arbeitsspindel gegen Rotation am Gehäuse festgelegt, so daß ein reines Schlagbohren bei Spindelarretierungen möglich ist. Dieser Sperrstift greift dabei in eine Arretierverzahnung eines Kupplungsrings ein, der drehfest und axial verschiebbar auf der Arbeitsspindel sitzt. Der Kupplungsring wird über eine Steuerkurve von dem Umschalthebel axial verschoben und für unterschiedliche Drehzahlen der Arbeitsspindel mit zwei Zahnrädern des Antriebsgetriebes wahlweise gekuppelt. Besondere Maßnahmen zum Werkzeugwechsel sind nicht vorgesehen.

Bei einer elektrischen Handwerkzeugmaschine, insbesondere Handkreissäge, ( DE 41 00 412 A1 ) ist es bekannt, zum werkzeuglosen Festlegen der Arbeitsspindel zwecks Wechseln des Drehwerkzeugs, das mit einer auf einem Gewindeabschnitt der Arbeitsspindel aufgeschraubten Festspannmutter gehalten ist, eine Arretiervorrichtung für die Arbeitsspindel vorzusehen, die eine drehfest auf der Arbeitsspindel sitzende Nutscheibe mit zwei diametralen Rastnuten und einen gegen eine Rückstellfeder in die Rastnuten einschiebbaren Raststift umfasst. Beim Werkzeugwechsel ist der axial zur Arbeitsspindel verschiebbare Raststift einzudrücken bis er in eine der beiden Rastnuten einfällt und über die Nutscheibe die Arbeitsspindel blockiert.

Eine elektrische Schlagbohrmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 geht aus der EP 0463416 B1 hervor. Diese bekannte elektrische Schlagbohrmaschine mit einer ein Spannfutter, insbesondere Schnellspannfutter, für die Werkzeugaufnahme tragenden Arbeitsspindel, die in einem Gehäuse drehend gelagert und und von einem Elektromotor in Rotation versetzbar ist, weist ein zuschaltbares Schlagwerk auf, das die Arbeitsspindel zusätzlich in Axialrichtung periodisch stoßartig verschiebt, und ist mit einem am Gehäuse festgelegten manuell betätigbaren Umschalthebel versehen, der in einer ersten Schaltposition "Schlagbohren" die Arbeitsspindel zum Ankuppeln an das Schlagwerk freigibt und in einer zweiten Schaltposition "Drehbohren" die Arbeitsspindel vom Schlagwerk abgekuppelt hält, wobei zur Spannfutterbetätigung zwecks Werkzeugwechsel der Umschalthebel eine dritte Schaltposition "Spindelarretierung" aufweist, in welcher mindestens ein mit dem Umschalthebel gekoppeltes gehäusefestes Sperrelement in eine mit der Arbeitsspindel drehfest verbundene Sperrelement-Aufnahme formschlüssig eingreift, und wobei der Umschalthebel eine Steuerkurve aufweist.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße elektrische Schlagbohrmaschine mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass durch die Zuordnung einer weiteren Funktion zu dem Umschalthebel in einfacher Weise ein bedeutender Handhabungskomfort beim Werkzeugwechsel erzielt wird, ohne dass ein zusätzlicher Betätigungsknopf vorgesehen werden muss. Beim Öffnen und Schließen des Spannfutters muss die Arbeitsspindel nicht mehr von Hand festgehalten werden, was bei ungeschickter Handhabung zusätzlich das Öffnen des Spannfutters behindert, sondern muss jetzt der ohnehin vorhandene Umschalthebel in eine weitere Schaltposition gedreht werden. Dadurch wird der Sperrstift verschoben und rastet – ggf. nach kurzem manuellen Drehen der Arbeitsspindel – in die Aufnahme ein und legt die Arbeitsspindel gegen weitere Drehung fest. Diese Arretierung der Arbeitsspindel zum Werkzeugwechsel ist konstruktiv sehr einfach und erfordert einen nur geringen fertigungstechnischen Mehraufwand zur Erzielung eines beträchtlichen Handhabungsvorteils.

Eine fertigungstechnisch sehr kostengünstige Konstruktion erhält man dadurch, dass gemäß der Erfindung der Umschalthebel eine Steuerkurve aufweist, der Sperrstift an einem im Gehäuse axial verschieblichen Abtastkopf ausgebildet ist, der von einer sich gehäuseseitig abstützenden Andruckfeder an die Steuerkurve angepresst wird, und die Steuerkurve so ausgebildet ist, dass beim Überführen des Umschalthebels in seine dritte Schaltposition der Abtastkopf mit Sperrstift axial verschoben wird.

Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen elektrischen Schlagbohrmaschine möglich.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die erste, zweite und dritte Schaltposition des Umschalthebels innerhalb der gleichen Drehrichtung des Umschalthebels in der genannten Reihenfolge nacheinander angeordnet und werden beim Betätigen des Umschalthebels nacheinander und in inversen Schwenkrichtungen des Umschalthebels durchlaufen. Der Umschalthebel weist dabei eine in der ersten und zweiten Schaltposition jeweils wirksame Rastung auf, und seine Umschaltung in die dritte Schaltposition erfolgt gegen die Kraft einer Rückstellfeder, so dass der Umschalthebel nach Loslassen wieder in die zweite Schaltposition automatisch zurückgestellt wird. Diese Konstruktion stellt sicher, dass die Arretierstellung der Arbeitsspindel selbststätig aufgehoben wird, wenn der Umschalthebel nicht mehr willkürlich in seiner dritten Schaltposition "Spindelarretierung" festgehalten wird. Es kann also nicht versehentlich die Arbeitsspindel beim Einschalten der Schlagbohrmaschine arretiert sein, so daß Beschädigungen der Maschine ausgeschlossen sind. In den beiden anderen Schaltstellungen ist der Umschalthebel verrastet, kann also nur bewußt gelöst werden. Auch das trägt dazu bei, Schäden an der Maschine durch unachtsame Handhabung zu vermeiden. Die zumindest in der dritten Schaltposition des Umschalthebels wirksame Rückstellfeder kann als Blattfeder oder als Schraubendruckfeder ausgebildet sein.

Zeichnung

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

1 ausschnittweise einen Längsschnitt einer Schlagbohrmaschine,

2 ausschnittweise einen Schnitt längs der Linie II-II in 1,

3 bis 5 jeweils eine Draufsicht gemäß Richtung Pfeil III in 1 eines Ausschnitts von Umschalthebel und Sperrstift in der Schlagbohrmaschine in drei verschiedenen Schaltpositionen des Umschalthebels.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Die in 1 ausschnittweise im Längsschnitt dargestellte elektrische Schlagbohrmaschine weist ein Gehäuse 10 auf, in welcher eine Arbeitsspindel 11 drehbar und begrenzt axial verschiebbar gelagert ist. Die Arbeitsspindel 11 ist von einem Elektromotor angetrieben, von dem in 1 nur die Abtriebswelle 12 dargestellt ist. Die Abtriebswelle 12 ist endseitig mit einem Antriebsritzel 13 versehen, das mit dem Zahnkranz eines auf der Arbeitsspindel 11 festsitzenden Stirnrads 14 kämmt. Abtriebswelle 12 und Arbeitsspindel 11 sind in einer gehäusefesten Lagerbrücke 15 drehbar gelagert. Die beiden Lager 16 und 17 sind als Radiallager, vorzugsweise als Wälz- oder Nadellager, ausgebildet.
Die Arbeitsspindel 11 kann beim Drehen zusätzlich durch ein wahlweise zuschaltbares Schlagwerk 18 in Axialrichtung periodisch stoßartig verschoben werden, wodurch das sog. Schlagbohren möglich wird. Das als sog. Rastschlagwerk ausgebildete Schlagwerk 18 wirkt über zwei Kränze mit gleichmäßig über den Umfang verteilten Rastnocken oder Rastschrägen 19,20 auf die Arbeitsspindel 11, von denen die Rastschrägen 19 an einer in die Lagerbrücke 15 eingepreßten Rastscheibe 21 und die Rastschrägen 20 an der der Lagerbrücke 15 zugekehrten Stirnseite des Stirnrads 14 ausgebildet sind. Beim Schlagbohren werden die beiden Rastschrägenkränze durch den Werkzeugandruck des Bedieners entgegen der Kraft einer Schraubendruckfeder 42 miteinander in Eingriff gehalten, die sich einerseits an der Arbeitsspindel 11 und andererseits an einer gehäusefesten Hülse 22 abstützt, die die Arbeitsspindel 11 koaxial umgibt. Die beim Rotieren der Arbeitsspindel 11 aneinander entlanggleitenden Rastschrägen 19, 20 erzeugen die axialen Verschiebestöße der Arbeitsspindel 11.
In der oberen Hälfte der 1 ist die Schlagbohrmaschine in ihrer Arbeitsstellung "Schlagbohren" dargestellt, in welcher das beschriebene Schlagwerk 18 wirksam ist. In der in 1 unteren Hälfte ist die Arbeitsstellung "Drehbohren" der Schlagbohrmaschine dargestellt, in welcher das Schlagwerk 18 abgekuppelt ist. Zum Einstellen der verschiedenen Arbeitsweisen der Schlagbohrmaschine ist ein Umschalthebel 23 vorgesehen, der eine erste Schaltposition "Schlagbohren" und eine zweite Schaltposition "Drehbohren" sowie eine dritte Schaltposition "Spindelarretierung" aufweist. Der Umschalthebel 23 besteht aus einer Schaltscheibe 24, die im Gehäuse 10 um eine zur Gehäuseachse parallele Drehachse 25 drehbar ist und aus einem am Umfang der Schaltscheibe 24 einstückig angeformten Griffstück 26, das von der Schaltscheibe 24 rechtwinklig absteht und sich in Gehäuseachsrichtung erstreckt. Auf der Schaltscheibe 24 ist eine Gleitfläche 27 ausgebildet, die über den Drehwinkelbereich der Schaltscheibe 24 von der ersten Schaltposition bis zur dritten Schaltposition in Richtung ihrer Drehachse 25 ansteigt, wie dies in den Darstellungen der 3 – 5 zu erkennen ist. Die Verschieberichtung der Gleitfläche 27 beim Schwenken der Schaltscheibe 24 um den Schwenkwinkel α in 2 ist in 3 – 5 durch den Doppelpfeil 28a gekennzeichnet.
Mit der Gleitfläche 27 wirkt ein Abtastkopf 28 zusammen, der von einer Druckfeder 29 an die Gleitfläche 27 angedrückt wird. Auf der Rückseite trägt der Abtastkopf 28 ein Sperrelement in Form eines im Durchmesser reduzierten Sperrstift 30. Abtastkopf 28 und Sperrstift 30 sind einstückig und bilden einen Verschiebezapfen 31. Der Verschiebezapfen 31 ist in einer Stufenbohrung 32 in der Lagerbrücke 15 axial verschieblich geführt, wobei der Abtastkopf 28 in dem im Durchmesser größeren Bohrungsabschnitt der Stufenbohrung 32 und der Sperrstift 30 in dem im Durchmesser kleineren Bohrungsabschnitt der Stufenbohrung 32 einliegt. Der durchmessergrößere Bohrungsabschnitt der Stufenbohrung 32 erstreckt sich über einen Teil des Sperrstiftes 30 hinweg und nimmt die Druckfeder 29 auf, die den Sperrstift 30 umgibt und sich stirnseitig einerseits an der radialen Übergangsschulter von Sperrstift 30 und Abtastkopf 28 und andererseits an der radialen Schulter am Übergang des durchmessergrößeren Bohrungsabschnitts zum durchmesserkleineren Bohrungsabschnitt der Stufenbohrung 32 abstützt. Der durchmesserkleinere Bohrungsabschnitt der Stufenbohrung 32 kann auch in der Rastscheibe 21 vorgesehen werden, wodurch sich eine erhöhte Lagerfestigkeit für den Sperrstift 30 ergibt.
In 3 sind Schaltscheibe 24 und Verschiebezapfen 31 in ihrer Stellung dargestellt, welche sie in der ersten Schaltposition "Schlagbohren" des Umschalthebels 23 einnehmen, die in 2 mit 1 gekennzeichnet ist. In 4 ist die Stellung von Schaltscheibe 24 und Verschiebezapfen 31 dargestellt, die sie in der zweiten Schaltstellung "Drehbohren" des Umschalthebels 23 einnehmen, die in 2 mit 2 gekennzeichnet ist. In 5 ist die Stellung von Schaltscheibe 24 und Verschiebezapfen 31 dargestellt, welche sie in der dritten Schaltposition "Spindelarretierung" des Umschalthebels 23 einnehmen, die in 2 mit 3 gekennzeichnet ist. Durch die ansteigende Gleitfläche 27 wird der Verschiebezapfen 31 zunehmend in die Stufenbohrung 32 in der Lagerbrücke 15 hineingeschoben, bis schließlich in der dritten Schaltposition (5) das freie Ende des Sperrstifts 30 in eine Sperrstift-Aufnahme 33, die als Axialbohrung 41 in dem Stirnrad 14 eingebracht ist, eindringt. In dieser Schaltposition des Umschalthebels 23 wird das Stirnrad 14 über den Sperrstift 30 an der Lagerbrücke 15 undrehbar festgelegt, und da das Stirnrad 14 drehfest mit der Arbeitsspindel 11 verbunden ist, kann auch diese nicht gedreht werden. In 3 – 5 ist deutlich zu sehen, daß in der Gleitfläche 27 auf der Schaltscheibe 24 zwei Einsenkungen oder Rastlöcher 34, 35 vorgesehen sind, die so angeordnet sind, daß der endseitig kugelig geformte Abtastkopf 28 in der Schaltposition 1 des Umschalthebels 23 in das Rastloch 34 (3) und in der Schaltposition 2 des Umschalthebels 23 in das Rastloch 35 (4) einfällt. Diese beiden Schaltpositionen des Umschalthebels 23 sind damit verrastet, und der Umschalthebel 23 kann nur durch Aufbringen eines gewissen Drehmomentes aus diesen Schaltpositionen 1 und 2 wieder herausgedreht werden.
Wie in 2 dargestellt ist, ist beim Überführen des Umschalthebels 23 von seiner zweiten Schaltposition 2 in seine dritte Schaltposition 3 zwischen Gehäuse 10 und Schaltscheibe 24 eine Rückstellfeder wirksam, die den Umschalthebel 23 nach dessen Loslassen wieder in seine Umschaltposition 2 zurückstellt. In 2 ist diese Rückstellfeder als Blattfeder 36 ausgebildet, die an der Schaltscheibe 24 befestigt und in der Schaltposition 2 des Umschalthebels 23 zur Anlage an einem Gehäusevorsprung 37 kommt. Beim Überführen des Umschalthebels 23 von Schaltposition 2 in Schaltposition 3 wird diese Blattfeder 36, wie in 2 angedeutet ist, gespannt. Anstelle der Blattfeder 36 kann auch eine Schraubendruckfeder vorgesehen werden, die in einer Führung entlang eines Umfangbogens der Schaltscheibe 24 gehalten ist und sich stirnseitig an der Schaltscheibe 24 und an einem Gehäusevorsprung abstützt.
Wie bereits erwähnt, ist in der in 4 dargestellten Schaltposition 2 des Umschalthebels 23 (Schaltposition "Drehbohren") das Schlagwerk 18 von der Arbeitsspindel 11 abgekuppelt. Um dies zu erreichen, ist – wie dies in 1 dargestellt ist – am Ende der Arbeitsspindel 11 ein Sackloch mit darin eingesetzter Kugel 38 vorgesehen. Beim Umschalten des Umschalthebels 23 von Schaltposition 1 in Schaltposition 2 gelangt ein Schaltblech 39 zwischen Schaltscheibe 24 und Kugel 38 und verschiebt dabei die Arbeitsspindel 11 mit darauf fest sitzendem Stirnrad 14 axial um einen solchen Verschiebeweg, daß die Rastschrägen 19,20 des Schlagwerks 18 außer Eingriff kommen. Dies ist in 1 im unteren Teil dargestellt.
Die Schaltposition 3 des Umschalthebels 23 ("Spindelarretierung") dient dazu, beim Wechseln des Bohrwerkzeugs, also des Schlag- oder Drehbohrers, das auf der Arbeitsspindel 11 angeordnete Schnellspannfutter 40, durch welches das Bohrwerkzeug drehfest in der Arbeitsspindel 11 gehalten wird, zu betätigen zu können. Über den Umschalthebel 23 ist die Arbeitsspindel 11 werkzeuglos arretiert und muß beim Bedienen des Schnellspannfutters 40 nicht besonders festgehalten werden. Mit dieser dritten Schaltposition des Umschalthebels 23 wird ein wesentlicher Komfortgewinn in der Bedienung des Schnellspannfutters 40 beim Werkzeugwechsel erzielt.

Claims

Elektrische Schlagbohrmaschine mit einer ein Spannfutter, insbesondere Schnellspannfutter (40), für die Werkzeugaufnahme tragenden Arbeitsspindel (11), die in einem Gehäuse (10) drehend gelagert und von einem Elektromotor in Rotation versetzbar ist, mit einem zuschaltbaren Schlagwerk (18), das die Arbeitsspindel (11) zusätzlich in Axialsrichtung periodisch stoßartig verschiebt, und mit einem am Gehäuse (10) festgelegten manuell betätigbaren Umschalthebel (23), der in einer ersten Schaltposition (1) "Schlagbohren" die Arbeitsspindel (11) zum Ankuppeln an das Schlagwerk (18) freigibt und in einer zweiten Schaltposition (2) Drehbohren" die Arbeitsspindel (11) vom Schlagwerk (18) abgekuppelt hält, wobei zur Spannfutterbetägigung zwecks Werkzeugwechsel der Umschalthebel (24) eine dritte Schaltposition (3) "Spindelarretierung" aufweist, in welcher mindestens ein mit dem Umschalthebel (24) gekoppeltes gehäusefestes Sperrelement (30) in eine mit der Arbeitsspindel (11) drehfest verbundene Sperrelement-Aufnahme (33) formschlüssig eingreift, und wobei der Umschalthebel (23) eine Steuerkurve (27) aufweist dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement (30) an einem im Gehäuse (10) axial verschieblichen Abtastkopf (28) ausgebildet ist, der von einer sich gehäuseseitig abstützenden Andruckfeder (29) an die Steuerkurve (27) so ausgebildet ist; dass zumindest bei Überführen des Umschalthebels (23) in seine dritte Schaltposition (3) der Abtastkopf (28) mit Sperrstift (30) axial verschoben wird.
Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste, zweite und dritte Schaltposition (1, 2, 3) des Umschalthebels (23) innerhalb der gleichen Drehrichtung des Umschalthebels (23) in der genannten Reihenfolge nacheinander angeordnet sind.
Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Umschalthebel (23) eine in der ersten Schaltposition (1) und eine in der zweiten Schaltposition (2) jeweils wirksame Rastung (34, 35) aufweist und dass eine Rückstellfeder (36) vorgesehen ist, die beim Überführen des Umschalthebels (23) in die dritte Schaltposition (3) gespannt wird und den Umschalthebel (23) nach Loslassen wieder zurückstellt.
Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellfeder als Blattfeder (36) oder als Schraubendruckfeder ausgebildet ist.
Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrelement-Aufnahme (33) als eines Axialbohrung (41) ausgebildet ist, die in ein drehfest mit der Arbeitsspindel (11) verbundenes Getrieberad (14) eines zwischen Elektromotor und Arbeitsspindel (11) eingeschalteten Getriebes eingebracht ist.
Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement als Sperrstift (30) am Abtastkopf (28) mit demgegenüber reduzierten Außendurchmesser einstückig ausgebildet ist, dass der Abtastkopf (28) in dem durchmessergrößeren Bohrungsabschnitt und der Sperrstift (30) in dem durchmesserkleineren Bohrungsabschnitt einer Stufenbohrung (32) axial verschieblich geführt ist, die in einer gehäusefesten Lagerbrücke (15) eingebracht ist, und dass die Andruckfeder (29) als eine auf dem Sperrstift (30) sitzende Schraubendruckfeder ausgebildet ist, die sich einerseits am Abtastkopf (28) und andererseits an der in der Stufenbohrung (32) ausgebildeten radialen Übergangsschulter zwischen den Bohrungsabschnitten abstützt.
Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Umschalthebel (23) eine Schaltscheibe (24) aufweist, die um eine zur Gehäuseachse parallele Drehachse (25) im Gehäuse (10) drehbar gelagert ist und dass die Steuerkurve als in Axialrichtung ansteigende Gleitfläche (27) auf der Scheibenoberfläche ausgebildet ist.
Maschine nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastungen in der ersten und zweiten Schaltposition (1, 2) des Umschalthebels (23) durch Einsenkungen (34, 35) in der Gleitfläche (27) realisiert sind, in die der endseitig kugelig geformte Abtastkopf (28) unter der Kraft der Andruckfeder (29) einfällt.