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Stand der
Technik
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Die
Erfindung betrifft eine Handwerkzeugmaschine nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Seit
einigen Jahren finden kabellose Handwerkzeugmaschinen mit einer
netzunabhängigen Spannungsversorgung
für den
Elektromotor breite Anwendung, da die Unabhängigkeit vom Spannungsnetz
viele Vorteile für
die Handhabung solcher Handwerkzeugmaschinen hat.
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Aus
DE 103 45 135 A ist
bereits ein Akkuschrauber mit einem pistolenartigen Handgriff bekannt,
bei dem ein Akku zur Spannungsversorgung in dem Handgriff des Akkuschraubergehäuses integriert
ist. Zum Laden des Akkus wird der Akkuschrauber in eine Ladeschale
gelegt, die standsicher auf einer ebenen Unterlage abstellbar ist.
Dabei sind im Bereich des unteren Endes des Handgriffs Ladekontaktzungen
vorgesehen, die im Lademodus auf Ladekontakten der Ladeschale rasten,
ohne dass gesonderte Kabel oder Kupplungsstecker betätigt werden müssen.
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Aus
DE 102 12 750 A ist
weiterhin eine Handwerkzeugmaschine, wie z.B. eine Bohrmaschine
oder ein Bohrschrauber, bekannt, an deren Gehäuse ein Akkupack-System anbringbar
ist. Zum einen sind für
die mechanische Verbindung des Gehäuses mit dem Akkupack-System
Rastelemente vorgesehen, zum anderen sind für die elektrische Verbindung
Kontaktelemente vorhanden. Der Akkupack kann beispielsweise am Fuß des Handgriffs
der Handwerkzeugmaschine angebracht sein, wobei wenigstens eine
Seitenfläche
des Akkupacks als Standfläche
ausgebildet ist, so dass die mit dem Akkupack-System bestückte Handwerkzeugmaschine auf einer
ebenen Fläche
abstellbar ist.
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Die
Bauweise der aus
DE
102 12 750 A bekannten Handwerkzeugmaschine ist nicht ausreichend
kompakt, da die Komponenten zur Drehmomenterzeugung bzw. -abschaltung
einerseits und das Akkupack-System andererseits räumlich getrennt
voneinander einerseits im Oberteil des Gehäuses, andererseits am Fuß des Handgriffs
angeordnet sind.
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Offenbarung
der Erfindung
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Die
erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine
erlaubt eine kompaktere Bauweise sowie eine bequemere Handhabung.
Dies wird dadurch erreicht wird, dass das Gehäuse ein Oberteil wenigstens
zur Aufnahme eines Elektromotors und eines Getriebes, ein als Handgriff
ausgebildetes Mittelteil sowie ein als Standfuß ausgebildetes Unterteil umfasst,
wobei das Mittelteil den wenigstens einen Akku aufnimmt.
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Bei
der erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine
mit Standfuß ist
der Akku im Bereich des Handgriffes im Gehäuse integriert. Dies erlaubt
eine insgesamt kompakte Bauweise bei gleichzeitig hoher Standfestigkeit
der Handwerkzeugmaschine. Insbesondere kann der Standfuß vergleichsweise
flach ausgeführt
sein, da er keine Akkus aufnehmen muss. Damit ist auch die gesamte
Bauhöhe
der erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine
kleiner als bei einer vergleichbaren Handwerkzeugmaschine mit einem
im Standfuß integrierten
Akku oder einem als Standfuß ausgebildeten
Akku. Dabei wird als Bauhöhe
der Handwerkzeugmaschine die maximale Ausdehnung zwischen Unterseite
des Standfußes
und Oberseite des Oberteils verstanden.
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Vorteilhafterweise
werden hierfür
Lithium-Ionen-Zellen eingesetzt, da sie wegen des fehlenden Memory-Effektes
und der fehlenden Selbstentladung eine hohe Anzahl von Lade-/Entladezyklen
sowie eine lange Lebensdauer ermöglichen
und somit nicht ausgewechselt werden müssen, sondern fest in das Gehäuse eingebaut
sein können.
Lithium-Ionen-Zelle haben
weiterhin den Vorteil, dass aufgrund ihrer höheren Energiedichte das Gewicht
der Handwerkzeugmaschine im Vergleich zu einer Handwerkzeugmaschine
mit Akku auf Basis einer Nickel-Cadmium- oder Nickel-Metallhybrid-Zelle
niedriger ist. Es können
beispielsweise drei in Reihe geschaltete, zylinderförmige Li-Ionen-Zellen
mit z.B. je 3,6 V zu einer Gesamtspannung von 10,8 V vorgesehen
sein. Um die Handwerkzeugmaschine noch kompakter zu gestalten, kann
alternativ zu den zylinderförmigen Einzelzellen
eine einzelne, vorzugsweise der Kontur des Handgriffs angepasste,
Lithium-Polymer-Zelle
eingesetzt werden.
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Der
als Handgriff ausgebildete Mittelteil der erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine
ist insbesondere als pistolenartiger Handgriff ausgebildet. Der
pistolenartige Handgriff ist aus ergonomischen Gründen bevorzugt,
da er besonders handlich ist und eine besonders vorteilhafte Kraftübertragung
in der zur Arbeitsrichtung parallelen Achse der Handwerkzeugmaschine
aufweist. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird als Arbeitsrichtung
diejenige Richtung angesehen, in der die Handwerkzeugmaschine im
Betrieb, z.B. beim Bohren, Schrauben, geführt wird. Ferner ist bei einem
pistolenartigen Handgriff die Anordnung des Ein- und Ausschalters
in Form eines Druckabzugs besonders vorteilhaft.
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Das
als Standfuß ausgebildete
Unterteil hat insbesondere eine Unterseite, welche auf einer im Wesentlichen
ebenen Fläche
abstellbar ist. Die Unterseite ist derart ausgebildet, dass sie
zumindest teilweise auf einer im Wesentlichen ebenen Fläche abstellbar
ist. Die Unterseite kann auch so gestaltet sein, dass sie insbesondere
vollflächig
auf einer im Wesentlichen ebenen Fläche abstellbar ist. Die erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine
ist auf der Unterseite des Standfußes ohne weitere Abstützung, z.B.
in einem Halte- oder
Trageelement, abstellbar.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist der Standfuß derart
ausgebildet, dass zum Laden des wenigstens einen Akkus der Standfuß in einer Lade-Vorrichtung
(nachfolgend auch als Ladestation bezeichnet) abstellbar ist. Damit
hat die Lade-Vorrichtung neben der Ladefunktion eine Park- bzw. Ständerfunktion.
Die Lade-Vorrichtung ist derart ausgebildet, dass der Standfuß in der
Lade-Vorrichtung abstellbar ist. Dazu weist die Lade-Vorrichtung
eine Ausnehmung zur Aufnahme des Standfußes auf. Die Ausnehmung ist
insbesondere so gestaltet, dass der Standfuß formschlüssig in die Ausnehmung eingreift. So
entspricht beispielsweise die Tiefe der Ausnehmung im Wesentlichen
der Höhe
des Standfußes. Eine
erhöhte
Standfestigkeit des Standfußes
in der Ausnehmung der Lade-Vorrichtung
kann durch eine zusätzliche
kraftschlüssige
Verbindung, insbesondere Schnappverbindung, zwischen Standfuß und Ausnehmung
bewirkt werden. Der Standfuß und
die Ausnehmung sind dazu mit Schnappelementen versehen, die ineinander
eingreifen. Dies erlaubt eine stabile, aber leicht lösbare Verbindung
des Standfußes mit
der Ausnehmung. Ferner sind an dem Standfuß Kontaktelemente für die elektrische
Verbindung des Standfußes
mit der Lade-Vorrichtung vorgesehen. Die Rastelemente und/oder Kontaktelemente
sind bevorzugt an der Unterseite des Standfußes angeordnet. Sie können zusätzlich oder
alternativ auch an einer oder mehreren Seitenflächen vorgesehen sein. Die Kontaktelemente
der Lade-Vorrichtung ragen in einem entsprechenden Bereich der Ausnehmungen aus
der Lade-Vorrichtung heraus, so dass die Kontaktelemente der Lade-Vorrichtung die Kontaktelemente
des Standfußes
kontaktieren.
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Die
Lade-Vorrichtung kann zusätzlich
Ausnehmungen zur Aufbewahrung von auswechselbaren Einsatzwerkzeugen
aufweisen. Diese Ausnehmungen sind vorzugsweise auf der Oberseite
der Lade-Vorrichtung vorgesehen, können aber auch seitlich in
der Lade-Vorrichtung angeordnet sein.
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Vorzugsweise
sind in dem Standfuß Mittel zur
elektronischen Drehmomentbegrenzung vorgesehen. Eine elektronische
Drehmomentbegrenzung ermöglicht
insbesondere eine geringere Baulänge der
Handwerkzeugmaschine im Vergleich zu einer Handwerkzeugmaschine
mit mechanischer Drehmomentkupplung. Unter der Baulänge einer
Handwerkzeugmaschine wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung die
Länge des
Oberteils verstanden. Für
eine gezielte Ansteuerung der Drehmomentbegrenzung sind in dem Standfuß wenigstens
eine Leiterplatte (Platine) mit den entsprechenden Bauelementen
vorgesehen. Eine elektronische Drehmomentbegrenzung bzw. -abschaltung
ist aus dem Stand der Technik bekannt. Dabei kann beispielsweise
das Strom kontrollierende Prinzip eines Stillstandschraubers angewendet
werden. In Vorversuchen wird ein Abschaltwert für das Drehmoment ermittelt,
der an einem Potentiometer eingestellt wird. Im Betrieb der Handwerkzeugmaschine
wird die proportional mit dem Drehmoment des Motors ansteigende
Stromstärke
mit der an dem Potentiometer ansteigenden Stromstärke, z.B. über einen
digitalen Controller, verglichen. Beim Erreichen des Sollwertes
wird ein Abschaltimpuls ausgelöst,
der den Elektromotor stillsetzt. Das Erreichen des maximalen Drehmoments und
das Abschalten des Drehmoments kann dem Bediener durch ein akustisches
Signal, z.B. einen Piepton, angezeigt werden. Ferner kann die Gefahr
einer thermischen Überlastung
durch ein weiteres akustisches Signal, z.B. drei aufeinander folgende
Pieptöne,
angezeigt werden.
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Zur
Einstellung des Drehmoments umfassen die Mittel zur elektronischen
Drehmomentbegrenzung einen Drehknopf, vorzugsweise im Standfuß, besonders
bevorzugt auf der Oberseite des Standfußes. Anhand einer Skale am
Umfang des Drehknopfes kann das gewünschte Drehmoment eingestellt werden.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine
weist der Standfuß wenigstens
eine Strahlungsquelle auf. Die Strahlungsquelle ist vorzugsweise
eine Leuchtdiode (light emitting diode, LED). Die Strahlungsquelle,
insbesondere die Leuchtdiode, ist in einem äußeren Bereich des als Standfuß ausgebildeten
Unterteils angeordnet. Die Strahlungsquelle ist vorzugsweise im Bereich
des freien Endes des Standfußes
angeordnet, da so die Strahlungsquelle nicht von der Hand des Bedieners
verdeckt wird. Als freies Ende des Standfußes wird dasjenige Ende angesehen,
das von dem als Handgriff ausgebildeten Mittelteil des Gehäuses abgewandt
ist. Ferner ist die Strahlungsquelle bevorzugt an der Oberseite
des Standfußes angeordnet
und so ausgerichtet, dass der Arbeitsbereich beleuchtet ist. Im
Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter dem Arbeitsbereich
einer Handwerkzeugmaschine derjenige Bereich aufgefasst, der zumindest
das freie Ende des im Oberteil eingespannten Einsatzwerkzeugs, z.B.
Bohrer, Schrauberbit, umfasst.
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Die
Strahlungsquelle, insbesondere Leuchtdiode, ist bevorzugt durch
eine im Wesentlichen transparente Abdeckscheibe abgedeckt, welche
konvex gekrümmt
ist, so dass die Abdeckscheibe als Sammellinse dient und den von
der Leuchtdiode ausgesandten Lichtstrahl auf den Arbeitsbereich
der Handwerkzeugmaschine fokussiert.
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In
einer weiteren Ausführungsform
weist der Standfuß wenigstens
ein Sichtfeld zur Anzeige des Ladungszustands des Akkus auf. Der
Ladungszustand wird insbesondere mittels einer Leuchtdiode angezeigt.
Es können
auch mehrere Sichtfelder vorgesehen sein, die jeweils einen unterschiedlichen
Ladungszustand des Akkus anzeigen. Mehrere Sichtfelder können beliebig
zueinander angeordnet sein. So können
z.B. drei Sichtfelder nebeneinander angeordnet sein, wobei jeweils
ein Sichtfeld einen bestimmten Anteil, z.B. 100%, 60% und 30%, der
Ladekapazität
anzeigt. Bei mehreren Sichtfeldern zur Anzeige verschiedener Ladungszustände kann
auch für jeden
Ladungszustand eine Leuchtdiode mit einer anderen Farbe gewählt werden.
Bevorzugt ist das wenigstens eine Sichtfeld auf der Oberseite des Standfußes angeordnet.
Damit ist das Sichtfeld für den
Bediener gut erkennbar.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform nimmt
der Standfuß,
insbesondere die Oberseite des Standfußes, wenigstens eine Strahlungsquelle,
ein Sichtfeld zur Anzeige des Ladungszustands des Akkus und eine
Einrichtung zur Einstellung des Drehmoments auf.
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Das
Oberteil der erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine
nimmt wenigstens einen Elektromotor, z.B. einen herkömmlichen
Gleichstrommotor, und ein Getriebe, z.B. ein mehrstufiges Planetengetriebe,
auf. Der Elektromotor treibt über
das Getriebe eine Arbeitsspindel an, die ein Spannfutter aufweist. Das
Spannfutter kann ein Schnellspannfutter, wie z.B. für Bohrmaschinen üblich, ein
Einsteckfutter oder Magnetfutter sein.
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Das
Oberteil, Mittelteil und Unterteil des Gehäuses der Handwerkzeugmaschine
sind insbesondere einstückig
ausgebildet. Die Gehäuseform
bestehend aus Oberteil, Mittelteil und Unterteil erlaubt eine vorteilhafte
Verteilung der Komponenten auf das gesamte Gehäuse, wodurch eine kompakte
Bauweise erzielt wird. Das Gehäuse
ist bevorzugt zweischalig ausgebildet, wobei eine Gehäuseschale
die Komponenten, wie Elektromotor, Getriebe, Akku, Leiterplatte,
aufnimmt.
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Bei
der erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine
handelt es sich insbesondere um eine Akku betriebene Handwerkzeugmaschine,
z.B. eine Akku-Bohrmaschine, eine Akku-Schlagbohrmaschine, einen
Akku-Schrauber.
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Ein
weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Laden
der erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine,
im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch als Lade-Vorrichtung bezeichnet. Die
Lade-Vorrichtung hat eine Ausnehmung zur Aufnahme des als Standfuß ausgebildeten
Unterteils der Handwerkzeugmaschine. Der Standfuß greift formschlüssig und/oder
kraftschlüssig
in die Ausnehmung ein. Für
einen kraftschlüssigen
Eingriff sind Rast- bzw. Schnappelemente an dem Standfuß und in
der Ausnehmung vorgesehen, beispielsweise an der Unterseite des
Standfußes.
Weiterhin sind in der Ausnehmung und an dem Standfuß, beispielsweise
an der Unterseite, Kontaktelemente vorgesehen, die miteinander kontaktierbar
sind, um zum Laden des Akkus in der Handwerkzeugmaschine eine elektrisch leitende
Verbindung zwischen dem Standfuß der Handwerkzeugmaschine
und der Lade-Vorrichtung herzustellen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es
zeigen
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1 eine
Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine
in perspektivischer Ansicht
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2 die
Handwerkzeugmaschine nach 1 in einer
Seitenansicht
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3 die
Handwerkzeugmaschine nach 1 sowie
eine Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum Laden der Handwerkzeugmaschine in perspektivischer Ansicht
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4 die
Handwerkzeugmaschine nach 1 in der
Lade-Vorrichtung nach 3
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5 die
Unterseite des Standfußes
der Handwerkzeugmaschine nach 1 in der
Draufsicht
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6 ein
Ausschnitt der Ausnehmung der Lade-Vorrichtung nach 3 in
perspektivischer Ansicht.
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In 1 ist
eine bevorzugte Ausführungsform
eines Akku-Schraubers 100 dargestellt. Das Gehäuse 10 besteht
aus einem Oberteil 11, einem Mittelteil 12 und
einem Unterteil 13. Das Mittelteil 12 ist in Form
eines pistolenartigen Handgriffs 14 ausgebildet, d.h. das
Oberteil 11 und das Mittelteil 12 sind ähnlich einer
Pistole gewinkelt zueinander angeordnet. Im oberen Bereich des Handgriffs 14 unterhalb des
Oberteils 11 ist ein Schalter 15 zum Ein- und Ausschalten
in Form eines Druckabzugs vorgesehen. Dieser wird ähnlich einer
Pistole mit dem Zeigefinger betätigt.
Das als Handgriff 14 ausgebildete Mittelteil 12 nimmt
wenigstens einen Akku (nicht dargestellt) auf. Das Unterteil 13 ist
als Standfuß 16 ausgebildet.
Der Standfuß 16 hat
eine im Wesentlichen ebene Unterseite 17, auf der der Standfuß 16 auf
einer im Wesentlichen ebenen Fläche
abstellbar ist. Das Unterteil 13 ist zu dem Mittelteil 12 ebenfalls
gewinkelt angeordnet. Oberteil 11, Mittelteil 12 und
Unterteil 13 sind einstückig,
wobei aufgrund der gewinkelten Anordnung von Oberteil 11,
Mittelteil 12 und Unterteil 13 das Gehäuse 10 C-förmig ausgebildet ist.
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In
dem Standfuß 16 sind
Mittel zur elektronischen Drehmomentbegrenzung vorgesehen, die zumindest
eine Leiterplatte 25 (siehe 5), einen
Potentiometer und einen Drehknopf 21 zur Einstellung des
Drehmoments anhand einer am Umfang des Drehknopfs 21 auf
der Oberseite 18 des Standfußes 16 angeordneten
Skala (nicht dargestellt) umfassen.
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Ferner
weist der Standfuß 16 auf
seiner Oberseite 18 wenigstens eine Strahlungsquelle 22 in Form
einer Leuchtdiode (light emitting diode, LED) auf. Die Strahlungsquelle
ist so angeordnet und so ausgerichtet, dass der Arbeitsbereich 29 beleuchtet ist.
Als Arbeitsbereich 29 wird derjenige Bereich aufgefasst,
der zumindest das freie Ende des im Oberteil 11 eingespannten
Einsatzwerkzeugs 20, hier ein Schrauberbit, umfasst.
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Die
Strahlungsquelle 22 in Form einer Leuchtdiode ist bevorzugt
durch eine im Wesentlichen transparente Abdeckscheibe 23 abgedeckt, welche
konvex gekrümmt
ist, so dass die Abdeckscheibe 23 als Sammellinse dient
und den von der Leuchtdiode ausgesandten Lichtstrahl auf den Arbeitsbereich 29 des
Akku-Bohrers 100 fokussiert.
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Weiterhin
weist der Standfuß 16 auf
seiner Oberseite 18 wenigstens ein Sichtfeld 24 zur
Anzeige des Ladungszustands des Akkus auf. Der Ladungszustand wird
insbesondere mittels einer Leuchtdiode angezeigt. In der dargestellten
Ausführungsform nach 1 sind
drei Sichtfelder 24 vorgesehen, die jeweils einen unterschiedlichen
Ladungszustand des Akkus, z.B. 100%, 60% und 30% der Ladekapazität, anzeigen.
Die drei Sichtfelder 24 werden durch drei verschiedene
Leuchtdioden mit drei unterschiedlichen Farben, z.B. grün, gelb,
rot gebildet.
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Der
Standfuß 16 ist
darüber
hinaus derart ausgebildet, dass zum Laden des wenigstens einen Akkus
der Standfuß 16 in
einer Lade-Vorrichtung 200 abstellbar ist. Damit hat die
Lade-Vorrichtung 200 neben der Ladefunktion eine Park-
bzw. Ständerfunktion.
Die Lade-Vorrichtung 200 weist eine Ausnehmung 30 zur
Aufnahme des Standfußes 16 auf.
Die Ausnehmung 30 ist insbesondere so gestaltet, dass der
Standfuß 16 formschlüssig und
kraftschlüssig
in die Ausnehmung 30 eingreift (siehe 4).
Dazu weist die Innenfläche 31 der
Ausnehmung 30 einen Vorsprung 32 auf. Der Vorsprung 32 greift
in eine Ausnehmung 33 auf der Unterseite 17 des
Standfußes 16 ein.
Zusätzlich
ist der Vorsprung 32 mit Schnappelementen 34 in
Form von mit Federn beaufschlagten Riegeln versehen.
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Ferner
sind auf der Unterseite 17 des Standfußes 16 in der Ausnehmung 33 Kontaktelemente 35 für die elektrische
Verbindung des Standfußes 16 mit der
Lade-Vorrichtung 200 vorgesehen. Die Kontaktelemente 36 der
Lade-Vorrichtung 200 ragen in einem entsprechenden Bereich
der Innenfläche 31 der
Ausnehmung 30 aus der Lade-Vorrichtung 200 heraus, so
dass die Kontaktelemente 36 der Lade-Vorrichtung 200 die
Kontaktelemente 35 des Standfußes 16 kontaktieren.
Die Lade-Vorrichtung 200 wird über ein Kabel 38 an
eine Stromversorgung angeschlossen. Sie ist auf einer im Wesentlichen
ebenen Fläche
abstellbar.
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Die
Lade-Vorrichtung 200 weist zudem Aussparungen 37 zur
Aufbewahrung von auswechselbaren Einsatzwerkzeugen 20 auf.
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4 zeigt
den Akku-Schrauber in der Lade-Vorrichtung 200. Darin ist
zu erkennen, dass die Form der Ausnehmung 30 an die Form
des Standfußes 16 angepaßt ist,
so dass der Standfuß 16 in
die Ausnehmung 30 eingreift. Die Seitenflächen 19 des Standfußes 16 sind
von den Seitenflächen 39 der Ausnehmung 30 umgeben.
Die Unterseite 17 des Standfußes 16 liegt zumindest
teilweise an der Innenfläche 31 der
Ausnehmung 30 an.