DE19809133B4 - Handwerkzeugmaschine, insbesondere Bohrschrauber - Google Patents
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Abstract
Bei einer Handwerkzeugmaschine mit einer Werkzeugspindel (12) und einer in einer Antriebskette zwischen einem Elektromotor und der Werkzeugspindel (12) angeordneten Kupplung (13) mit einem Verstellglied (23) zum Einstellen unterschiedlicher Betriebsarten weist das Verstellglied (234) wenigstens eine Einstellposition auf, in der die Kupplung (13) durch eine in Drehrichtung formschlüssige Verbindung ihrer Kupplungsteile (15, 18) starr geschaltet ist, ohne daß unzulässig hohe Axialkräfte auf die Kupplungsteile (15, 18) wirken.
Description
- Stand der Technik
-
EP 437 060 A2 - Aus der
DE 296 01 179 U1 ist bereits eine als Bohrschrauber ausgebildete Handwerkzeugmaschine bekannt, die eine zwischen Antriebsmotor und Werkzeugaufnahme angeordnete Kupplung aufweist, die zur Übertragung unterschiedlich hoher Drehmomente ausgebildet ist. Die Kupplung weist zwei Kupplungsteile auf, die zur Drehmomentübertragung mittels Übertragungsgliedern drehschlüssig verbunden werden. An einem der Kupplungsteile sind als Übertragungsglieder Kugeln vorgesehen, die in entsprechende Rastausnehmungen im anderen Kupplungsteil eingreifen. Die Kugeln sind in Eingriffsrichtung mit einer einstellbaren Vorspannkraft beaufschlagt. In der Eingriffstellung erfolgt die Drehmomentübertragung zwischen den Kupplungsteilen über Übertragungsflächen, in denen sich die Übertragungsglieder gegenseitig berühren. Die Übertragungsflächen sind dabei derart zu einer Drehrichtung der Kupplung angeordnet, dass sich in Abhängigkeit des Drehmomentes eine Kraft in Richtung des Ausrückens der Übertragungsglieder ergibt, die der Vorspannkraft entgegenwirkt. Übersteigt die Ausrückkraft die Vorspannkraft, kommt es zu einem Ausrücken der Kupplung und damit zu einer Unterbrechung der Drehmomentübertragung. - Die bekannte Kupplung hat den Nachteil, daß mit zunehmenden Drehmoment größere Vorspannkräfte bereitgestellt werden müssen, die von den Kupplungsteilen aufzunehmen sind. In der Betriebsstellung Bohren, in der ein Überrasten der Kupplung unerwünscht ist, müssen dann von den Kupplungsteilen besonders hohe Ausrückkräfte aufgenommen werden, was eine entsprechende Auslegung der Handwerkzeugmaschine erforderlich macht.
- Vorteile der Erfindung
- Die erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß ein kombinierter Betrieb einerseits mit Drehmomentvorgabe, wie sie bei Verwendung der Handwerkzeugmaschine als Schrauber gefordert wird, und andererseits mit starrer bzw. nahezu starrer Drehmomentkupplung, wie sie beim Bohren bzw. Schlagbohren gefordert wird, möglich ist, ohne daß hohe Ausrückkräfte auf die Übertragungsglieder bzw. auf die Kupplungsteile wirken. Es erübrigt sich dann die Auslegung der Kupplung auf hohe Ausrückkräfte, was eine kostengünstigere Bauweise ermöglicht.
- Mit der Erfindung wird eine Kupplung für eine Handwerkzeugmaschine vorgeschlagen, bei der das zu übertragende Drehmoment einfach einstellbar ist, und die im Bedarfsfall zuverlässig festgesetzt werden kann.
- Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine möglich.
- Besonders vorteilhaft ist die Anordnung von Übertragungsgliedern eines der Kupplungsteile an einem Übertragungsring. Auf diese Weise wird die Montage der Übertragungsglieder erheblich erleichtert, da anstelle einer Vielzahl von einzelnen Teilen lediglich ein einziger Ring einzusetzen ist.
- Vorteilhaft ist auch die Ausbildung von Übertragungsgliedern einstückig an einem Hohlrad eines Planetengetriebes. Durch diese Anordnung wird die Montage zusätzlich erleichtert.
- Indem die Blockierglieder zusätzlich zu den Übertragungsgliedern in ihre Eingriffstellung bringbar sind, kann die drehstarre Kopplung der Kupplungsteile aus jeder beliebigen Drehmomenteinstellung der Überrastkupplung heraus zugeschaltet werden.
- Vorteilhaft ist es auch, wenn die Blockierglieder mit zur Drehrichtung der Kupplung schräg stehenden Blockierflächen versehen sind, die bei höheren Drehmomentwerten gegenüber den Übertragungsflächen der Übertragungsglieder ausrasten. Auf diese Weise läßt sich die Funktion einer Sicherheitsabschaltung durch die Blockierglieder realisieren.
- Zeichnung
- Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
1 ausschnittsweise eine als Bohrschrauber ausgebildete Handwerkzeugmaschine im Längsschnitt,2 eine perspektivische Darstellung einer Kupplung der Handwerkzeugmaschine nach1 , teilweise aufgeschnitten,3 eine Explosionsdarstellung der Kupplung nach2 mit Teilen eines Einstellgliedes,4 ausschnittsweise eine perspektivische Darstellung eines Kupplungsteils der Kupplung nach2 ,5 eine perspektivische Darstellung eines anderen Kupplungsteils der Kupplung nach2 in zwei verschiedenen Ansichten,6 eine perspektivische Darstellung der Kupplung nach2 mit Teilen des Einstellgliedes nach3 , teilweise aufgeschnitten,7 eine perspektivische Darstellung eines Blockierschiebers der Kupplung in zwei verschiedenen Ansichten. - Beschreibung der Ausführungsbeispiele
- Die in
1 ausschnittsweise im Längsschnitt dargestellte Handwerkzeugmaschine kann als Bohrmaschine, als Schlagbohrmaschine oder als elektrischer Schrauber mit einstellbarem Drehmoment verwendet werden. In einem mit10 angedeuteten Maschinengehäuse ist ein hier nicht dargestellter Elektromotor aufgenommen, der über ein Getriebe11 eine Werkzeugspindel12 antreibt. Die Werkzeugspindel12 trägt endseitig einen Gewindezapfen121 , auf dem ein Werkzeughalter, insbesondere ein Bohrfutter, aufschraubbar ist, der zur Befestigung von Bohrern, Schlagbohrern oder verschiedenen Schraubwerkzeugen dient. In der Antriebskette zwischen Elektromotor und Werkzeugspindel12 ist eine Kupplung13 angeordnet, deren maximal übertragbares Drehmoment mittels eines als Einstellring ausgebildeten Einstellgliedes19 vorwählbar ist. - Im einzelnen weist die Kupplung
13 ein erstes Kupplungsteil15 auf, an dem stirnseitig ein Übertragungsring16 drehfest und axial verschieblich gehalten ist. Ein zweites Kupplungsteil18 wird von einem Hohlrad17 des als Planetengetriebe ausgebildeten Getriebes11 gebildet. - Erstes Kupplungsteil
15 und zweites Kupplungsteil18 stehen miteinander in drehschlüssigem Eingriff. Am Übertragungsring16 stirnseitig angeordnete, bogenförmige erste Übertragungsglieder161 greifen hierzu in stirnseitige, korrespondierende Ausnehmungen182 am zweiten Kupplungsteil18 ein. Die Ausnehmungen182 sind in Drehrichtung der Kupplung13 von zweiten Übertragungsgliedern181 (siehe2 und4 ) seitlich begrenzt. Das Ineinandergreifen der Übertragungsglieder161 ,181 wird von einer Kupplungsfeder20 bewirkt, die sich einerseits an Klauen162 des Übertragungsrings16 und andererseits am Einstellglied19 abstützt und den Übertragungsring16 in Einrückrichtung der Kupplung13 vorspannt. Das Einstellglied19 ist mit dem ersten Kupplungsteil15 über ein Gewinde151 verbunden. Durch Verdrehen des Einstellgliedes19 gegenüber dem ersten Kupplungteil15 läßt sich das Einstellglied19 in Richtung auf eine in1 gestrichelt dargestellte Axialstellung bringen, in der die Kupplungsfeder20 komprimiert ist und somit eine höhere Vorspannung auf den Übertragungsring16 ausübt. Durch Drehen des Einstellringes19 ist damit das über die Kupplung13 übertragbare Drehmoment einstellbar. - Im Beispielfall dient die Kupplung
13 zur Herstellung einer drehschlüssigen Verbindung zwischen dem ersten Kupplungsteil15 und dem Hohlrad17 . Nur bei eingerückter Kupplung13 läßt sich ein Drehmoment von einem Sonnenrad11a des Getriebes11 über Planetenräder21 , Planetenradhalter21a auf einen Planetenradträger22 übertragen. Das Hohlrad17 ist gegenüber einem Getriebegehäuse24 hierzu drehbar gelagert. Das erste Kupplungsteil15 ist als Kupplungsgehäuse25 ausgebildet. Das Kupplungsgehäuse25 ist drehfest mit dem Getriebegehäuse24 und dem Maschinengehäuse10 verbunden. Die erfindungsgemäße Kupplung13 kann jedoch prinipiell auch zwischen zwei verdrehbaren Teilen im Antriebsstrang angeordnet sein. - Von dem Planetenradträger
22 wird das Drehmoment über eine hier nicht näher zu beschreibende Klauenkupplung26 auf die Werkzeugspindel12 übertragen. Auf der Werkzeugspindel12 sitzt drehfest und axialfest eine Rastenscheibe31 , die mit einem drehfest und axial verschiebbar im Kupplungsgehäuse25 untergebrachten Rastenrad32 ein Schlagwerk30 bildet, das erforderlichenfalls zugeschaltet werden kann und die Werkzeugspindel12 dann schlagend beaufschlägt. - In
2 ist die Kupplung13 in perspektivischer Darstellung teilweise geschnitten gezeigt. Man erkennt das Einstellglied19 , welches in das Gewinde151 im Kupplungsgehäuse25 eingreift, das auf seiner dem Einstellglied19 abgewandten Seite das erste Kupplungsteil15 bildet. Die Kupplungsfeder20 , die sich am Einstellglied19 abstützt, wirkt auf die Klauen162 des Übertragungsrings16 (in2 aufgeschnitten), der in Eingriff mit den zweiten Übertragungsgliedern181 am zweiten Kupplungsteil18 steht. Am zweiten Kupplungsteil18 sind Zähne171 erkennbar, die zum Hohlrad17 gehören. - In
3 ist das Kupplungsgehäuse25 mit dem Gewinde151 gezeigt. In der Explosionsdarstellung von3 ist das mit dem geeigneten Gegengewinde versehene Einstellglied19 dargestellt, das an seinem Außenumfang angeordnete Mitnahmeelemente38 trägt, über die das Einstellglied19 mittels einer Verstellhülse23 drehbar ist. - In
4 ist das Hohlrad17 erkennbar mit den Zähnen171 und dem stirnseitig angeordneten, durch die zweiten Übertragungsglieder181 und die dazwischenliegenden Ausnehmungen182 gebildeten zweiten Kupplungsteil18 . Die zweiten Übertragungsglieder181 sind seitlich mit schräg zur Drehrichtung stehenden Übertragungsflächen181a versehen, an denen die ersten Übertragungsglieder161 abgleiten können. - In den
5a ,5b sind zwei Ansichten des Übertragungsringes16 gezeigt, der die bogenförmigen Übertragungsglieder161 trägt. Die Übertragungsglieder161 bilden ihrerseits Übertragungsflächen161a . Rückseitig der Übertragungsglieder161 sind drei Klauen162 zu erkennen, über die die Federkraft als Vorspannkraft auf den Übertragungsring16 aufgebracht wird. Anstelle eines einstückigen Übertragungsrings16 mit mehreren Übertragungsgliedern161 könnten auch mehrere, z. B. mit getrennten Klauen162 versehene Übertragungsglieder, z. B. Überrastkugeln, drehfest am ersten Kupplungsteil15 vorgesehen sein. - In
6 sind zwei zusätzliche Blockierschieber27 erkennbar, die im ersten Kupplungsteil15 in einem Ringbund axial verschiebbar gelagert sind. Die Blockierschieber27 werden jeweils von einer Feder28 in Richtung auf das Einstellglied19 vorgespannt. Die Federn28 stützten sich jeweils einerseits an einem Vorsprung15b des Kupplungsteiles15 und andererseits an den Blockierschiebern27 ab. Die Federn28 halten die Blockierschieber27 dabei stets in Anlage an einer Kurvenbahn29 , die an der Verstellhülse23 stirnseitig angebracht ist und die in3 durch eine gestrichelte Linie angedeutet ist. Die Kurvenbahn29 weist verschiedene Axiallagen auf, so daß beim Verdrehen der Verstellhülse23 gegenüber dem ersten Kupplungsteil15 die Blockierschieber27 ebenfalls unterschiedlich Axialstellungen einnehmen. - In den
7a und7b ist jeweils einer der Blockierschieber27 in verschiedenen Ansichten gezeigt. In7a ist eine Anschlagfläche272 dargestellt, die der Abstützung an der Kurvenbahn29 dient. Auf der abgekehrten Seite der Anschlagfläche272 ist ein Lagerzapfen273 für die Feder28 erkennbar. Seitliche Führungsflächen274 und275 gestatten die axiale Verschiebbarkeit und sichern die Drehlage der Blockierschieber27 . - An den Blockierschiebern
27 ausgebildete erste Blockierglieder271 sind in7b erkennbar. Diese greifen zwecks Blockierung, d. h. zur drehstarren Drehmomentkopplung der Kupplung13 zwischen zweiten Blockiergliedern183 am zweiten Kupplungsteils18 ein (siehe4 ), wenn die Verstellhülse23 mit der Kurvenbahn29 in eine entsprechende Drehstellung gebracht wird. Die ersten Blockierglieder271 haben dabei seitliche Blockierflächen271a , b, die etwa senkrecht zur Drehrichtung des Hohlrades17 liegen. Die zweiten Blockierglieder183 sind seitlich ebenfalls mit korrespondierenden Blockierflächen183a , b versehen, die senkrecht zur Drehrichtung liegen. Aufgrund der Lage der Blockierflächen183a , b und271a , b senkrecht zur Drehrichtung wird in ihrer Eingriffstellung keine Ausrückkraft auf die Blockierschieber27 ausgeübt, d. h. die Blockierglieder183 ,271 bleiben unabhängig von dem übertragenen Drehmoment stets miteinander in Eingriff. Die Drehmomentabschaltung der Kupplung13 ist somit unwirksam.
Claims (13)
- Handwerkzeugmaschine, insbesondere Bohrschrauber, mit einer Kupplung (
13 ), die zur Übertragung unterschiedlich hoher Drehmomentwerte ausgebildet ist und die wenigstens zwei Kupplungsteile (15 ,18 ) aufweist, die jeweils mit wenigstens einem Übertragungsglied (161 ,181 ) drehfest verbunden sind, wobei die Übertragungsglieder (161 ,181 ) mittels einer einstellbaren Vorspannkraft einer Kupplungsfeder (20 ) mit dem jeweiligen Übertragungsglied (181 ,161 ) des anderen Kupplungsteils (18 ,15 ) in drehschlüssigem Eingriff gehalten werden, wobei die Kupplungsteile (15 ,18 ) zusätzlich zu den Übertragungsgliedern (161 ,181 ) jeweils mit wenigstens einem Blockierglied (271 ,183 ) drehfest gekoppelt sind, die im Bohr- bzw. Schlagbohrbetrieb zur Übertragung eines maximalen Drehmomentes miteinander in Eingriff bringbar sind und wobei die Blockierglieder (271 ,183 ) Blockierflächen (271a , b;183a , b) zur Drehmomentübertragung haben, die derart zur Drehrichtung der Kupplung (13 ) angeordnet sind, daß bei der Drehmomentübertragung im wesentlichen keine drehmomentabhängige Ausrückkraft auf die Blockierglieder (271 ,183 ) wirkt. - Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsglieder (
161 ,181 ) Übertragungsflächen (161a ,181a ) zur Drehmomentübertragung aufweisen, die derart zur Drehrichtung der Kupplung (13 ) angeordnet sind, daß bei einer Drehmomentübertragung eine drehmomentabhängige Ausrückkraft entgegen der Kraft der Kupplungsfeder (20 ) auf die Übertragungsglieder (161 ,181 ) wirkt. - Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Kupplungsteil (
15 ) eine Mehrzahl erster Übertragungsglieder (161 ) aufweist, die an einem Übertragungsring (16 ) ausgebildet sind, der von der Kupplungsfeder (20 ) in eine Eingriffstellung mit zweiten Übertragungsgliedern (181 ) eines zweiten Kupplungsteils (18 ) gedrängt wird. - Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Übertragungsring (
16 ) drehfest und axial verschiebbar mit dem ersten Kupplungsteil (15 ) gekoppelt ist. - Handwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Kupplungsteil (
15 ) von einem Kupplungsgehäuse (25 ) gebildet wird und das zweite Kupplungsteil (18 ) drehfest mit einem Hohlrad (17 ) eines Planetengetriebes verbunden ist. - Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Kupplungsteil (
18 ) einstückig mit dem Hohlrad (17 ) verbunden ist, wobei eine Mehrzahl zweiter Übertragungsglieder (181 ) an einer Stirnseite des Hohlrades (17 ) vorgesehen sind. - Handwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Kupplungsfeder (
20 ) einerseits am Übertragungsring (16 ) und andererseits an einem über ein Gewinde (151 ) gegenüber dem ersten Kupplungsteil (15 ) axial verschiebbaren Einstellglied (19 ) abstützt. - Handwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Blockierglieder (
271 ,183 ) zusätzlich zu den Übertragungsgliedern (161 ,181 ) in ihre Eingriffstellung bringbar sind. - Handwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Blockierflächen (
271a , b;183a , b) etwa quer zur Drehrichtung der Kupplung (13 ) liegen. - Handwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Blockierflächen (
271a , b) an wenigstens einem Blockierschieber (27 ) ausgebildet sind, der gegenüber einem ersten Kupplungsteil (15 ) verschiebbar gelagert ist. - Handwerkzeugmaschine nach Anspruche 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Blockierflächen (
183a , b) an einem zweiten Kupplungsteil (18 ) ausgebildet sind. - Handwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Blockierschieber (
27 ) jeweils von einer Feder (28 ) gegen eine Kurvenbahn (29 ) an einer Verstellhülse (23 ) gedrängt wird. - Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Verstellhülse (
23 ) sowohl die Vorspannung der Kupplungsfeder (20 ), als auch das Ein- bzw. Ausrücken der Blockierglieder (183 ,271 ) steuerbar ist.
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