DE19716976A1 - Elektrowerkzeugmaschine - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Elektrowerkzeugmaschine für drehend und/oder schlagend arbeitende Werkzeuge, insbesondere Schlagbohrhammer oder Schlagbohrmaschine, der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung.

Bei einer als Bohrhammer ausgebildeten bekannten Elektrowerkzeugmaschine (DE 43 02 083 A1) sitzt von den beiden auf der Vorgelegewelle angeordneten Kupplungsteilen der Kupplung in der Umschaltvorrichtung zum Umschalten zwischen den Betriebsarten "Hammerbetrieb" und "kombinierter Bohr- und Hammerbetrieb" das eine Kupplungsteil freidrehend und axial unverschieblich und das andere Kupplungsteil drehfest, aber axial verschieblich auf der Vorgelegewelle. Das erste Kupplungsteil kämmt mit einem Zahnkranz in einem Ritzel einer von der Abtriebswelle des Elektromotors angetriebenen Koppelwelle, und das zweite Kupplungsteil ist mittels eines am Gehäuse gelagerten, manuell zu betätigenden Umschalters auf der Koppelwelle verschiebbar, so daß in der einen Verschiebestellung die Kupplungsteile drehfest ineinandergreifen und dadurch die eingerückte Kupplung das über seinen Zahnkranz angetriebene erste Kupplungsteil mit der Vorgelegewelle drehfest verbindet und in der anderen Verschiebestellung die Kupplungsteile außer Eingriff miteinander sind und dadurch die ausgerückte Kupplung die freie Drehung des angetriebenen ersten Kupplungsteils auf der Vorgelegewelle ermöglicht. Zur Verschiebung des zweiten Kupplungsteils weist diese eine Umfangsnut auf, in die ein am Umschalter axial vorstehender Exzenterstift eingreift. Wird der Umschalter gedreht, so durchläuft der Exzenterstift einen Halbkreisbogen und verschiebt das zweite Kupplungsteil um einen dem Durchmesser des Halbkreisbogens entsprechenden Weg in Achsrichtung. Das drehfeste Ineinandergreifen der beiden Kupplungsteile wird durch Wälzkörper bewirkt, die in radialen Durchgangsbohrungen des zweiten Kupplungsteils einliegen und mittels eines umschließenden Federrings gehalten sind und in in dem ersten Kupplungsteil angeordnete Rastvertiefungen eingeschoben werden können. Bei eingerückter Kupplung arbeitet der Schlagbohrhammer im kombinierten Bohr- und Schlagbetrieb, und den Wälzkörpern mit Federring kommt zusätzlich die Funktion einer Überlastsicherung zu, die bei festsitzendem Hammerwerkzeug die Drehverbindung zum Elektromotor unterbricht.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Elektrowerkzeugmaschine mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil eines konstruktiv sehr einfachen Aufbaus und einer ausgeprägten Montagefreundlichkeit der Betriebsarten-Um­ schaltvorrichtung. Der mittels eines drehbaren Umschaltknopfes längsverschiebbare Schaltschieber der Umschaltvorrichtung bewegt sich bei seiner Betätigung parallel zu der die Kupplung tragenden Welle, so daß bei Verschiebung des einen Kupplungsteils auf der Welle zwecks Ein- und Ausrücken der Kupplung keine Umlenkung der Kraftrichtung stattfindet und kleine Verschiebekräfte zum Ein- und Ausrücken der Kupplung ausreichen. Die erfindungsgemäße Umschaltvorrichtung ist damit leichtgängig zu schalten und ausgesprochen bedienerfreundlich. Die Umschaltung ist "synchronisiert", d. h. das Umschalten ist nicht nur im Stillstand der Elektrowerkzeugmaschine sondern auch während des Betriebs möglich.

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

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das verschiebliche Kupplungsteil von einem im ständigen Eingriff mit der Abtriebswelle des Elektromotors befindlichen Antriebsrad gebildet, das freidrehend und axial verschieblich auf der Welle sitzt. Mittels einer Innenverzahnung am Antriebsrad, die mit einer korrespondierenden Außenverzahnung auf der Welle zusammenwirkt, ist durch Verschieben des Antriebsrads die Kupplung einrückbar, deren anderes Kupplungsteil die Welle bildet. Dies hat den Vorteil, daß das für die Kraftflußeinleitung von der Abtriebswelle des Elektromotors in die Getriebekette erforderliche Antriebsrad in der Getriebekette zugleich das schaltbare Kupplungsteil bildet, Bauelemente also eingespart werden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist der um eine zur Vorgelegewelle parallele Achse drehbare Umschaltknopf der Umschaltvorrichtung eine auf dessen Unterseite in Drehrichtung verlaufende rampenartige Steuerkurve auf, und der Schaltschieber liegt mit einer Steuerfahne unter Federkraft auf der Steuerkurve auf und übergreift mit einer Schaltgabel das auf der Welle verschiebliche Antriebsrad.

In vorteilhafter Weise ist gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung der Schaltschieber als Blechstanzteil hergestellt, und sowohl die Steuerfahne als auch eine das Antriebsrad auf dessen beiden Stirnseiten übergreifende Schaltgabel des Schaltschiebers sind aus dem Blechzuschnitt abgebogen. Dieser fertigungstechnisch sehr kostengünstige Ausführung des Umschaltglieds trägt weiter zur Kostensenkung bei.

Zeichnung

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

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Schlagbohrhammers, teilweise aufgeschnitten,

Fig. 2 ausschnittweise einen Längsschnitt des Schlagbohrhammers in Fig. 1 im Bereich seiner Betriebsarten-Umschaltvorrichtung,

Fig. 3 eine Seitenansicht eines Schaltschiebers in der Umschaltvorrichtung in Fig. 2,

Fig. 4 einen Blechzuschnitt des Schaltschiebers in Fig. 3,

Fig. 5 ausschnittweise eine Draufsicht des Maschinengehäuses des Schlagbohrhammers in Richtung Pfeil V in Fig. 2 bei entferntem Deckel.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Der in Fig. 1 in Seitenansicht und in Fig. 2 ausschnittweise im Längsschnitt dargestellte Schlagbohrhammer als Ausführungsbeispiel für eine allgemeine handgeführte Elektrowerkzeugmaschine weist ein Gehäuse 10 mit einem Handgriff 11 und einen an der vom Handgriff 11 abgekehrten Stirnseite des Gehäuses 10 vorstehenden Werkzeughalter 12 zur Aufnahme eines drehend und/oder schlagend arbeitenden Werkzeugs auf. Der Antrieb des Werkzeugs erfolgt durch einen im Gehäuse 10 aufgenommenen, hier nicht dargestellten Elektromotor, dessen Abtriebswelle 13 (Fig. 2) über eine erste Getriebekette den Werkzeughalter 12 in eine rotatorische Bewegung versetzt und über eine zweite Getriebekette an dem im Werkzeughalter 12 drehfest, aber begrenzt axial verschieblich gehaltenen Werkzeug eine hämmernde Schlagbewegung in Axialrichtung erzeugt. Die Abtriebswelle 13 trägt hierzu an ihrem Wellenende ein Abtriebsritzel 14, das die Drehbewegung der Abtriebswelle 13 über ein erstes Antriebszahnrad 15 in die erste Getriebekette und über ein zweites Antriebszahnrad 16 in die zweite Getriebekette einleitet, in welcher die Drehbewegung des Antriebszahnrads 16 in eine hämmernde Schlagbewegung des Werkzeugs umgesetzt wird.

Im einzelnen weist die erste Getriebekette ein Kegelrad 17 auf, das mit dem Antriebszahnrad 15 drehfest auf einem im Gehäuse 10 gelagerten Wellenstummel 18 sitzt und mit einer Kegelverzahnung 19 am Stirnende einer rechtwinklig zur Abtriebswelle 13 im Gehäuse gelagerten Mitnehmerhülse 20 kämmt. Die Mitnehmerhülse 20 ist drehfest direkt oder über eine Überlastkupplung mit einer Spindelhülse 21 verbunden, an deren stirnseitigem Ende der Werkzeughalter 12 drehfest gehalten ist. Die Rotation der Abtriebswelle 13 wird über das Antriebszahnrad 15, das Kegelrad 17 und die Kegelverzahnung 19 auf die Mitnehmerhülse 20 übertragen, die die Spindelhülse 21 mitnimmt, so daß das im Werkzeughalter 12 drehfest aufgenommene Werkzeug rotiert.

Die zweite Getriebekette wird von einem Schlagwerk 22 gebildet, das einen in der Spindelhülse 21 axial verschieblich einliegenden Kolben 23 und einen den Kolben 23 zu einer axialen Bewegung antreibenden Exzenterantrieb oder Kurbeltrieb 24 aufweist, wobei der Kolben 23 am Ende seiner axialen Vorwärtsbewegung auf einen in der Spindelhülse 21 verschieblich gelagerten nicht weiter dargestellten Schläger auftrifft, der einen Döpper 25 mit dessen kolbenfernem Stirnende auf ein Stirnende eines Werkzeugschaftes verschiebt, wobei das stoßartige Auftreffen des Schlägers auf den Döpper 25 in einer Art Hammerbewegung auf das Werkzeug übertragen wird. Der Kurbeltrieb 24 weist einen Kurbelarm 26 und einen am Kurbelarm 26 angelenkten Pleuel 27 auf, der mit dem Kolben 23 gelenkig verbunden ist. Der Kurbelarm 26 sitzt drehfest auf einer im Gehäuse 10 gelagerten Vorgelegewelle 28, auf der auch das mit dem Abtriebsritzel 14 der Abtriebswelle 13 kämmende Antriebszahnrad 16 der zweiten Getriebekette sitzt. Die Gelenkachsen des Pleuels 27 am Kolben 23 und am Kurbelarm 26 sind parallel zueinander und parallel zur Längsachse 281 der Vorgelegewelle 28 ausgerichtet. Das Gelenk zwischen Kurbelarm 26 und Pleuel 27 wird durch eine Bohrung 29 in dem Pleuel 27 realisiert, in die ein exzentrisch zur Längsachse 281 auf dem Kurbelarm 26 angeordneter Drehzapfen 30 hineinragt. Das kolbenseitige Gelenk des Pleuels 27 wird durch eine Querbohrung 31 im Kolben 23 und durch einen durch den Pleuel 27 hindurchgesteckten Querzapfen 32 realisiert, der mit seinen beiden Vorstehenden in die Querbohrung 31 hineinragt. Der Pleuel 27 taucht dabei mit seinem kolbenseitigen Ende in eine von der Stirnseite des Kolbens 23 her eingebrachte diametrale Quernut 54 ein, die sich rechtwinklig zur Querbohrung 31 erstreckt.

In der als Schlagwerk 22 ausgebildeten zweiten Getriebekette ist eine Betriebsarten-Umschaltvorrichtung 33 vorgesehen, mittels welcher der Bohrhammer aus der Betriebsart "kombinierter Bohr- und Hammerbetrieb" mit sowohl drehend als auch schlagend arbeitendem Werkzeug in die Betriebsart "Bohrbetrieb" mit ausschließlich drehendem Werkzeug und umgekehrt umgeschaltet werden kann. Die Umschaltvorrichtung 33 weist hierzu eine Kupplung 34 und ein manuell zu betätigendes Umschaltglied 35 zum Ein- und Ausrücken der Kupplung 34 auf. Die beiden Kupplungsteile der Kupplung 34 werden einerseits von dem auf der Vorgelegewelle 28 sitzenden Antriebszahnrad 16, das hierzu freidrehend und axial verschieblich auf der Vorgelegewelle 28 sitzt und mit einer Innenverzahnung 36 versehen ist, und von einer Außenverzahnung 37 gebildet, die auf einem ringförmigen Abschnitt der Vorgelegewelle 28 angebracht ist. Durch Verschieben des Antriebszahnrads 16 in Richtung der Längsachse 281 kann dieses mit seiner Innenverzahnung 36 in die Außenverzahnung 37 der Vorgelegewelle 28 eingeschoben werden, so daß das Antriebszahnrad 16 drehfest mit der Vorgelegewelle 28 verbunden ist und die Abtriebswelle 13 über Abtriebsritzel 14 und Antriebszahnrad 16 den Kurbelarm 26 des Kurbeltriebs 24 in Rotation versetzt, der seinerseits den Pleuel 27 zu einer hin- und hergehenden Schwenkbewegung antreibt, welche der Pleuel 27 in eine Axialbewegung des in der Spindelhülse 21 verschieblich geführten Kolbens 23 umsetzt. Wird das Antriebszahnrad 16 auf der Vorgelegewelle 28 soweit verschoben, daß Innenverzahnung 36 und Außenverzahnung 37 außer Eingriff kommen, so dreht das Antriebszahnrad 16 frei auf der Vorgelegewelle 28, und der Kurbeltrieb 24 ist stillgesetzt. Das Schlagwerkzeug 22 ist damit abgeschaltet.

Zum Verschieben des Antriebszahnrads 16 weist das Umschaltglied 35 einen Schaltschieber 38 auf, der mit einer Schaltgabel 39 das Antriebszahnrad 16 auf voneinander abgekehrten Stirnseiten mit geringem Spiel, das eine Drehung des Antriebszahnrads 16 in der Schaltgabel 39 ermöglicht, übergreift. Der Schaltschieber 38 ist parallel zur Längsachse 281 der Vorgelegewelle 28 im Gehäuse 10 verschieblich gehalten und trägt zu seiner Axialverschiebung an seinem schaltgabelfernen Ende eine Steuerfahne 40, die mit einem um eine Drehachse 411 drehbaren Umschaltknopf 41 zusammenwirkt. Wie aus Fig. 2 erkennbar ist, ist das aus Druckguß gefertigte Gehäuse 10 oben offen und mit einem Deckel 42, der vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt ist, abgeschlossen. Der im Querschnitt etwa T-förmige Umschaltknopf 41 ist in einer in dem Deckel 42 angeordneten stufigen Vertiefung 43 aufgenommen, wobei er mit seinem zylinderförmigen Mittelteil 411 in dem durchmesserkleineren Vertiefungsabschnitt 431 der Vertiefung 43 drehbar aufgenommen ist. Die Drehachse 411 des Umschaltknopfes 41 ist parallel zur Längsachse 281 der Vorgelegewelle 28 ausgerichtet. An der Unterseite des Mittelteils 411 des Umschaltknopfes 41 ist eine in Drehrichtung des Umschaltknopfes 41 verlaufende, rampenartige Steuerkurve 44 ausgebildet, an der die Steuerfahne 40 des Schaltschiebers 38 unter Federkraft anliegt. In der in Fig. 2 dargestellten Stellung der Betriebsarten-Umschaltvorrichtung 33 ist die Kupplung 34 eingerückt, und der Schlagbohrhammer arbeitet im kombinierten Betrieb "Bohren und Schlagen". Soll das Schlagwerk 22 abgeschaltet werden, so ist der Umschaltknopf 41 um 180° zu drehen. Dabei läuft die Steuerfahne 40 am Schaltschieber 38 auf die Steuerkurve 44 auf und der Schaltschieber 38 wird gegen die Federkraft in Fig. 2 nach unten verschoben, wobei über die Schaltgabel 39 das Antriebszahnrad 16 auf der Vorgelegewelle 28 in Fig. 2 nach unten verschoben wird. Die Innenverzahnung 36 am Antriebszahnrad 16 wird dadurch aus der Außenverzahnung 37 an der Vorgelegewelle 38 herausgezogen und von dem Schaltschieber 38 in dieser Außereingriffstellung gehalten. Wie in Fig. 3 verdeutlicht ist, trägt die Steuerfahne 40 an ihrem freien Ende eine eingeprägt Mulde 45 und auf der Steuerkurve 44 sind zwei hier nicht dargestellte axial nach unten abstehende Rastnocken vorgesehen. In jeder der beiden Enddrehstellungen des Umschaltknopfes 41 rastet eine dieser beiden Nocken in die Mulde 45 ein.

Der Schaltschieber 38 mit Schaltgabel 39 und Steuerfahne 40 ist als Blechstanzteil hergestellt, dessen Blechzuschnitt in Fig. 4 dargestellt ist. Nach Ausstanzen des Blechzuschnitts werden die Gabelzinken 39° und 392 und die Steuerfahne 40 längs der in Fig. 4 strichliniert dargestellten Biegelinien um 90° aus dem ebenen Blechzuschnitt abgebogen, so daß der in Fig. 3 im Profil zu sehende Schaltschieber 38 entsteht. Zur Aufbringung der Federkraft am Schaltschieber 38 weist dieser noch zwei quer abstehende Schieberarme 46, 47 auf, die einerseits als Widerlager für im Gehäuse 10 angeordnete Druckfedern 48, 49 (Fig. 5) und andererseits zur Führung des Schaltschiebers 38 im Gehäuse 10 dienen.

In Fig. 5 ist das leere Druckgußgehäuse 10 bei abgenommenem Kunststoffdeckel 42 ausschnittweise dargestellt. Die beiden Druckfedern 48, 49 sind in Führungskammern 50, 51 aufgenommen und vorgespannt, die im Gehäuse 10 ausgebildet sind. Auf den einander zugekehrten Seiten ist in jeder Führungskammer 51 ein Führungsschlitz 52 bzw. 53 vorgesehen, der sich über den Verschiebeweg der beiden Schieberarme 46, 47 am Schaltschieber 38 erstreckt. Durch diese Führungsschlitze 52, 53 greifen die Schieberarme 46, 47 hindurch, und die vorgespannten Druckfedern 48, 49 legen über die Schieberarme 46, 47 die Steuerfahne 40 gegen die rampenartige Steuerkurve 44 auf der Unterseite des Umschaltknopfes 41 an.

Claims (14)

1. Elektrowerkzeugmaschine für drehend und/oder schlagend arbeitende Werkzeuge, insbesondere Schlagbohrhammer oder Schlagbohrmaschine, mit einem Werkzeughalter (12) zur Aufnahme eines Werkzeugs, mit wenigstens einer von einer Abtriebswelle (13) eines Elektromotors angetriebenen Getriebekette zum Betreiben des Werkzeugs in wenigstens zwei unterschiedlichen Betriebsarten und mit einer Umschaltvorrichtung (33) zum Umschalten zwischen den Betriebsarten, die eine in der wenigstens einen Getriebekette angeordnete Kupplung (34) mit wenigstens zwei auf einer Welle (28) angeordneten Kupplungsteilen und ein manuell zu betätigendes Umschaltglied (35) zum Ein- und Ausrücken (34) durch axiales Verschieben eines der Kupplungsteile auf der Welle (28) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltglied (35) einen drehbaren Umschaltknopf (41) aufweist, dessen Drehachse (411) etwa parallel zu einer Längsachse (281) der Welle (28) liegt und mittels dem ein Schaltschieber (38) betätigbar ist, der etwa parallel zur Drehachse (411) des Umschaltknopfs (41) längsverschieblich ist und das verschiebliche Kupplungsteil (16) in Schaltrichtung formschlüssig hintergreift

2. Elektrowerkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verschiebliche Kupplungsteil ein im ständigen Eingriff mit der Abtriebswelle (13) befindliches Antriebsrad (16) ist, das freidrehend und axial verschieblich auf der Welle (28) sitzt.

3. Elektrowerkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsrad (16) auf seiner Innenringfläche eine Innenverzahnung (36) trägt, die mit einer korrespondierenden Außenverzahnung (37) an dem anderen, mit der Welle (28) vorzugsweise fest verbundenen Kupp­ lungsteil in Eingriff bringbar ist.

4. Elektrowerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle als Vorgelegewelle (28) ausgebildet ist.

5. Elektrowerkzeugmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse (281) der Vorgelegewelle (28) etwa senkrecht zu einer Achse des Werkzeughalters (12) steht.

6. Elektrowerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschaltknopf (41) eine auf seiner Unterseite in seine Drehrichtung verlauf ende, rampenartige Steuerkurve (44) aufweist und daß der Schaltschieber (38) eine unter Federkraft sich auf der Steuerkurve (44) abstützende Steuerfahne (40) aufweist.

7. Elektrowerkzeugmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltschieber (38) zwei in diametrale Richtungen querabstehende Schieberarme (46, 47) aufweist, an deren von der Steuerfahne (40) abgekehrten Unterseite sich jeweils von einem ortsfesten Widerlager aufgenommenen Druckfedern (48, 49) abstützen.

8. Elektrowerkzeugmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfedern (48, 49) in jeweils einer von zwei im Maschinengehäuse (10) ausgebildeten Führungskammern (50, 51) einliegen und daß die Führungskammern (50, 51) auf einander zugekehrten Seiten über den Verschiebeweg der Schieberarme (46, 47) sich erstreckende Längsschlitze (52, 53) aufweisen, in denen jeweils einer der Schieberarme (46, 47) endseitig geführt ist.

9. Elektrowerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 6-8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltschieber (38) an seinem von der Steuerfahne (40) abgekehrten Ende eine Schaltgabel (39) trägt, deren rechtwinkig abstehende Gabelzinken (391, 392) das Antriebsrad (16) auf dessen beiden Stirnseiten mit Spiel übergreifen.

10. Elektrowerkzeugmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltschieber (38) als Blechstanzteil hergestellt und die Steuerfahne (40) und die Schaltgabel (39) aus dem Blechzuschnitt ausgebogen sind.

11. Elektrowerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (34) in einem eine von zwei Getriebeketten bildenden Schlagwerk (22) angeordnet ist, das eine axiale Hammerbewegung auf ein im Werkzeughalter (12) drehfest und axial begrenzt längsverschieblich aufgenommenen Werkzeug bei über die zweite Getriebekette drehendem Werkzeug erzeugt.

12. Elektrowerkzeugmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Schlagwerk (22) einen in einer Hülse (21) axial verschieblich gelagerten Kolben (23) aufweist, dessen axial beschleunigte Antriebsbewegung über einen Döpper (25) auf das im Werkzeughalter (12) eingespannte Werkzeug übertragen wird, und daß zwischen dem Kolben (23) und der Vorgelegewelle (28) ein Exzenterantrieb oder Kurbeltrieb (24) angeordnet ist.

13. Elektrowerkzeugmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Vorgelegewelle (28) ein radial abstehender Kurbelarm (26) drehfest verbunden ist und daß ein Pleuel (27) am Kolben (23) und am Kurbelarm (26) mit zur Vorgelegewelle (28) parallelen Gelenkachsen angelenkt ist.

14. Elektrowerkzeugmaschine nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die den Kolben (23) axial verschieblich aufnehmende Hülse (21) von der Abtriebswelle (13) über ein Kegelgetriebe (17-19) antreibbar ist und endseitig den Werkzeughalter (12) drehfest trägt.