DE202006014850U1

DE202006014850U1 - Mechanisches Schlagwerk

Info

Publication number: DE202006014850U1
Application number: DE202006014850U
Authority: DE
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2006-09-27
Filing date: 2006-09-27
Publication date: 2006-11-23
Anticipated expiration: 2016-09-28
Also published as: JP2008080485A; CN101152709A; GB0718639D0; US20080073092A1; GB2442324A

Abstract

Mechanisches Schlagwerk für einen schlagenden Antrieb eines Einsatzwerkzeugs einer Handwerkzeugmaschine, umfassend eine drehbar gelagerte Antriebswelle (51), einen Schlagkörper (56), welcher mit der Antriebswelle (51) drehfest in Verbindung steht und gegenüber der Antriebswelle (51) axial bewegbar gelagert ist, und eine drehbar gelagerte Abtriebswelle (59), welche mit der Antriebswelle (51) drehfest in Verbindung steht, wobei der Schlagkörper (56) Antriebsnocken (53) und die Abtriebswelle (59) Abtriebsnocken (54) aufweisen, welche für den schlagenden Antrieb des Einsatzwerkzeugs in Wirkverbindung bringbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein axialer Anschlag (70) für den Schlagkörper (56) vorgesehen ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein mechanisches Schlagwerk für eine Handwerkzeugmaschine, insbesondere einen Drehschlagschrauber, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus dem Stand der Technik, z.B. DE 10 2004 032 789 A1, sind Drehschlagschrauber mit V-Nuten-Drehschlagwerk bekannt. Drehschlagwerke im allgemeinen setzen die kontinuierliche Leistungsabgabe des Antriebsmotors in einen schlagförmigen Drehimpuls um, wobei die Energieabgabe des Motors in einer Masse zwischengespeichert wird und schlagartig mittels eines Impulses hoher Leistungsintensität an das Einsatzwerkzeug, z.B. Bohrerbit, weitergegeben wird. Bei V-Nuten-Drehschlagwerken im speziellen wird die Drehbewegung auf eine Gewichtsmasse (Drehschlaggewicht) übertragen, wobei das Drehschlaggewicht so gelagert ist, dass eine Axialbewegung möglich ist. Die Steuerung der Axialbewegung erfolgt durch V-förmige Nuten und Mitnehmerkugeln. Eine Feder sorgt für die Rückstellbewegung des Drehschlaggewichts.
In der Praxis zeigte sich, dass durch einen Aufprall, z.B. bei unbeabsichtigtem Fallenlassen des Drehschlagschraubers, das Drehschlaggewicht einen ausreichend starken Impuls erhalten kann, um entgegen der Rückstellkraft der Feder so weit axial auf der Antriebswelle verschoben zu werden, dass die Mitnehmerkugeln frei gegeben werden und aus den Nuten herausfallen. Danach ist das Schlagwerk nicht mehr betätigbar, so dass das Elektrowerkzeug ausgetauscht bzw. repariert werden muss.
Offenbarung der Erfindung
Das erfindungsgemäße mechanische Schlagwerk hat den Vorteil, dass auch bei einem starken Aufprall, z.B. aufgrund einer unbeabsichtigten oder unsachgemäßen Handhabung, der Schlagkörper nicht übermäßig stark axial entlang der Antriebswelle ausgelenkt wird. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das Schlagwerk für die Drehmitnahme von drehbar gelagerten Komponenten frei bewegbare, d.h. lose, Mitnehmerelemente, z.B. Mitnehmerkugeln, aufweist, welche durch eine starke axiale Verschiebung frei gegeben werden könnten. Die axiale Bewegbarkeit des Schlagkörpers wird erfindungsgemäß dadurch begrenzt, dass das Schlagwerk mit einem axialen Anschlag versehen ist.
Das erfindungsgemäße mechanische Schlagwerk dient dem schlagenden Antrieb eines Einsatzwerkzeugs einer Handwerkzeugmaschine, beispielsweise eines Drehschlagschraubers. Das Schlagwerk umfasst eine drehbar gelagerte Antriebswelle. Es umfasst ferner einen Schlagkörper, welcher mit der Antriebswelle drehfest in Verbindung steht und gegenüber der Antriebswelle axial bewegbar gelagert ist. Weiterhin umfasst das Schlagwerk eine drehbar gelagerte Abtriebswelle welche mit der Antriebswelle drehfest in Verbindung steht. Der Schlagkörper weist Antriebsnocken auf, welche für den schlagenden Antrieb des Einsatzwerkzeugs in Wirkverbindung mit Abtriebsnocken der Abtriebswelle bringbar sind. Dabei befindet sich das Einsatzwerkzeug, z.B. Schrauberbit, in einer Werkzeugaufnahme, welche von der Abtriebswelle antreibbar ist.
Bei dem mechanischen Schlagwerk handelt es sich insbesondere um ein Drehschlagwerk, ganz insbesondere um ein V-Nuten-Drehschlagwerk. Die Erfindung kann jedoch auch für andere mechanische Schlagwerke, insbesondere Drehschlagwerke, geeignet sein.
Der Schlagkörper steht mit der Antriebswelle insbesondere über zumindest ein Mitnehmerelement drehfest in Verbindung. Das mindestens eine Mitnehmerelement ist insbesondere ein Wälzkörper, vorzugsweise eine Kugel. Die Drehmitnahme kann dabei derart erfolgen, dass entweder der Schlagkörper von einem Elektromotor angetrieben und die Rotationsbewegung des Schlagkörpers mittels Mitnehmerelemente auf die Antriebswelle übertragen wird oder die Antriebswelle von einem Elektromotor angetrieben und die Rotationsbewegung der Antriebswelle mittels Mitnehmerelemente auf den Schlagkörper übertragen wird. Beispielsweise treibt bei einem an sich bekannten V-Nuten-Drehschlagwerk ein Elektromotor eine Antriebswelle an, welche über Mitnehmerkugeln mit dem Schlagwerk drehfest in Verbindung steht. Die Mitnehmerkugeln befinden sich dabei in V-förmigen Nuten der Antriebswelle.
Die Abtriebswelle des erfindungsgemäßen Schlagwerks ist ebenfalls drehbar gelagert, wobei die Abtriebswelle mit der Antriebswelle drehfest in Verbindung steht. Dies kann z.B. in direkter Weise dadurch erfolgen, dass die Antriebswelle, z.B. über einen Formschluss, mit der Abtriebswelle drehfest verbunden ist. Die Drehmitnahme kann jedoch auch indirekt erfolgen, indem, wie z.B. beim V-Nuten-Drehschlagwerk, der von der Antriebswelle angetriebene Schlagkörper die Rotationsbewegung auf die Abtriebswelle überträgt. Dies geschieht über die Antriebsnocken des Schlagkörpers und die Abtriebsnocken der Abtriebswelle. Hierzu drückt die Rückstellkraft einer Druckfeder den Schlagkörper in Richtung Abtriebswelle, so dass die Abtriebsnocken als Mitnehmerelemente wirken.
Für den schlagenden Antrieb des Einsatzwerkzeugs ist der Schlagkörper zusätzlich auf der Antriebswelle axial bewegbar gelagert. Ferner ist ein Rückstellelement, vorzugsweise eine Druckfeder, z.B. in Form einer Schraubenfeder, vorgesehen, welches den Schlagkörper vorgespannt hält. Dabei kann der Schlagkörper je nach Bauweise des mechanischen Schlagwerks entweder in Richtung der Abtriebswelle oder in Richtung des Antriebsmotors vorgespannt sein. Beispielsweise ist bei einem an sich bekannten V-Nuten-Drehschlagwerk der Schlagkörper durch eine Schraubenfeder als Rückstellelement in Richtung der Abtriebswelle vorgespannt. Dabei liegt das antriebsseitige Ende der Schraubenfeder beispielsweise an dem Gehäuse des Antriebsmotors oder dem Lagerschild eines Lagers für die Antriebswelle an. Die Funktionsweise eines mechanischen Schlagwerks, insbesondere wie für den schlagenden Antrieb eines Einsatzwerkzeugs durch eine Längsbewegung des Schlagkörpers die Antriebsnocken mit den Abtriebsnocken der Abtriebswelle in Wirkverbindung bringbar sind, so dass Energie über die Antriebsnocken auf die Abtriebsnocken übertragbar ist, ist dem Fachmann geläufig und wird daher hier nicht näher beschrieben.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Anschlag als Federelement ausgebildet. Das Federelement ist vorzugsweise aus einem elastischen Material, insbesondere einem Elastomer, z.B. Gummi oder Weichschaum, gebildet. Das Federelement kann jedoch auch eine Feder, z.B. eine Schraubenfeder oder Tellerfeder, aus Metall oder Kunststoff sein. Ein Federelement als Anschlag hat den Vorteil, dass die Axialbewegung des Schlagkörpers durch den Anschlag nicht nur begrenzt wird, sondern auch gedämpft wird.
Ferner ist der Anschlag bevorzugt ringförmig bzw. scheibenförmig ausgebildet. Insbesondere ist der Anschlag ringförmig bzw. scheibenförmig um die Antriebswelle herum angeordnet. Dabei ist der ringförmige bzw. scheibenförmige Anschlag vorzugsweise auf der Antriebswelle gelagert. Er kann z.B. auf die Antriebswelle aufgeschoben und ggf. aufgeklebt sein.
Durch die ringförmige bzw. scheibenförmige Ausbildung des Anschlags, insbesondere in Form eines ringförmige bzw. scheibenförmige Federelements, kommt beim Anschlagen des Schlagkörpers an dem Anschlag eine möglichst große Fläche des Schlagkörpers mit dem Anschlag in Berührung, so dass der Anschlag die Axialbewegung besonders gut dämpfen kann.
Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen mechanischen Schlagwerks, bei dem der Schlagkörper über ein Rückstellelement in Richtung der Abtriebswelle vorgespannt ist, verhindert der axiale Anschlag eine übermäßige axiale Auslenkung des Schlagkörpers in Richtung des Antriebsmotors. Demnach ist bei dieser Ausführungsform der Anschlag im Bereich des antriebsseitigen Endes der Antriebswelle angeordnet. In der alternativen Ausführungsform, in der der Schlagkörper in Richtung des Antriebsmotors vorgespannt ist, verhindert der axiale Anschlag eine übermäßige axiale Auslenkung des Schlagkörpers in Richtung der Abtriebswelle. Hierfür ist der Anschlag im Bereich des abtriebsseitigen Endes der Antriebswelle angeordnet.
Das erfindungsgemäße Schlagwerk eignet sich für eine akkubetriebene oder netzbetriebene Handwerkzeugmaschine, insbesondere für einen Drehschlagschrauber.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
1 den Antriebsstrang einer Handwerkzeugmaschine mit einem mechanischen Drehschlagwerk in Explosionsdarstellung,
2 ein Querschnitt durch das mechanische Drehschlagwerk nach 1.
In der Explosionsdarstellung nach 1 ist der Antriebsstrang eines Drehschlagschraubers mit einem mechanischen Schlagwerk 50 gezeigt. Nachfolgend wird nur auf die wesentlichen Komponenten eingegangen.
Ein Elektromotor 10 (schematisch dargestellt) umfasst eine Ankerwelle 12, auf der ein Zahnrad als Antriebsritzel 31 drehfest angeordnet ist. Das Antriebsritzel 31 bildet ein Teil eines zweistufigen Planetengetriebes 30 und treibt Planetenräder 32 der ersten Getriebestufe an. Die Planetenräder 31 wälzen innerhalb eines Hohlrades 36 ab. Hierdurch wird ein erster Planetenträger 33 gedreht, der wiederum über eine Verzahnung 34 weitere Planetenräder 35 der zweiten Getriebestufe antreibt. Die Planetenräder 35 wälzen innerhalb des Hohlrads 36 ab und treiben einen zweiten Planetenträger 37 an. Der zweite Planetenträger 37 ist drehfest mit einer Antriebswelle 51 des mechanischen Schlagwerks 50 verbunden. Dazu ist nach 1 der Planetenträger 37 in Form von Stiften einstückig mit der Antriebswelle 51 ausgebildet. Die Antriebs welle 51 ist an ihrem getriebeseitigen Ende in einem Lager 52, vorzugsweise einem Wälzlager, insbesondere einem Rillenkugellager, gelagert. Das zweistufige Planetengetriebe 30, das Lager 52 sowie ein Teil der Antriebswelle 51 sind in einem separaten Gehäuse 20 aus Kunststoff aufgenommen. An dem getriebeseitigen Ende ist das Gehäuse 20 mit einer Kappe, ebenfalls aus Kunststoff, als Abdeckelement 22 versehen. Das Abdeckelement 22 hat eine zentrale Öffnung 23 zur Aufnahme der Ankerwelle 12. An dem gegenüber liegenden Ende, dem lagerseitigen Ende, des Gehäuses 20 ragt die Antriebswelle 51 aus dem Gehäuse 20 heraus.
Bei dem mechanischen Schlagwerk 50 nach 1 handelt es sich um eine V-Nuten-Drehschlagwerk. Es umfasst eine drehbar gelagerte Antriebswelle 51 mit Mitnehmerelementen 57 in Form von Mitnehmerkugeln in einer V-förmigen Nut 58. Über die Mitnehmerelemente 57 steht ein Schlagkörper 56 in drehfester Verbindung mit der Antriebswelle 51, so dass die von dem Elektromotor 10 über das Planetengetriebe 30 angetriebene Antriebswelle 51 den Schlagkörper in Rotationsbewegung versetzt. Gleichzeitig ist der Schlagkörper 56 auf der Antriebswelle 51 axial bewegbar gelagert. Der Schlagkörper 56 weist Antriebsnocken 53 auf. Über den Schlagkörper 56 mit den Antriebsnocken 53 steht eine drehbar gelagerte Abtriebswelle 59 mittels Abtriebsnocken 54 in drehfester Verbindung mit der Antriebswelle 51. Im nicht schlagenden Antrieb ist der Schlagkörper 56 über eine Druckfeder 55 in Richtung der Abtriebswelle 59 vorgespannt. Dabei greifen die Antriebsnocken 53 derart in die Abtriebsnocken 54 ein, dass die Rotationsbewegung des Schlagkörpers 56 auf die Abtriebswelle 59 übertragen wird. Die Abtriebswelle 59 ist ebenfalls in einem Lager 61 gelagert. Eine Unterlegscheibe 24 dient der Aufnahme und Fixierung der Druckfeder 55 sowie dem Schutz des Gehäuses 20 vor Erwärmung und Verschleiß durch die Reibung der Druckfeder 55. Zur Aufnahme eines Einsatzwerkzeugs (nicht dargestellt) ist die Abtriebswelle 59 mit einer Werkzeugaufnahme 62 verbunden. Das Schlagwerk 50 ist in einem Gehäuseteil 63, vorzugsweise aus Metall, aufgenommen. Eine Gehäuseblende 64 aus einem elastischen Kunststoff deckt zumindest einen Teil des Gehäuseteils 63 ab.
Auf die Funktionsweise eines V-Nuten-Drehschlagwerks wird hier nicht im Detail eingegangen, da sie dem Fachmann hinlänglich bekannt ist. Zur Funktionsweise sei nur soviel angedeutet, dass sich durch eine an einem Werkstück anliegende Schraube (nicht dargestellt) die Drehmomentanforderung schlagartig erhöht und die Drehbewegung der Abtriebswelle 59 blockiert wird. Der von der Antriebswelle 51 angetriebene Schlagkörper 56 dreht sich weiter und wird durch die Mitnehmerelemente 57 in den V-Nuten 58 entgegen der Rückstellkraft der Druckfeder 55 in Richtung des antriebsseitigen Endes der Antriebswelle 51 gedrückt. Dabei treffen die Antriebsnocken 53 des Schlagkörpers 56 auf die Abtriebsnocken 54 der Abtriebswelle 59, wodurch die durch die Rotation gespeicherte Energie des Schlagkörpers 56 auf die Abtriebswelle 59 übertragen wird. Durch diese Längsbewegung rutschen die Antriebsnocken 53 an den Abtriebsnocken 54 noch und gleiten über diese hinweg.
Der besseren Übersichtlichkeit wegen ist in 1 das mechanische Schlagwerk 50 ohne Anschlag dargestellt. In dem Querschnitt gemäß 2 ist ein axialer Anschlag 70 jedoch deutlich zu erkennen. In der Ausführungsform nach 2 ist der axiale Anschlag 70 durch ein ringförmiges bzw. scheibenförmiges Federelement aus einem Elastomer gebildet. Der Durchmesser des scheibenförmigen Federelements aus Elastomer ist kleiner als der Durchmesser der Druckfeder 55, so dass der Anschlag 70 innerhalb der Druckfeder 55 anordenbar ist. Der Anschlag 70 ist auf der Antriebswelle 51 drehfest gelagert und liegt an der Unterlegscheibe 24 an. Dadurch ist die maximale axiale Auslenkung des Schlagkörpers 56 auf der Antriebswelle 51 entgegen der Druckkraft der Druckfeder 55 in Richtung des antriebsseitigen Endes der Antriebswelle 51 begrenzt. Ohne axialen Anschlag 70 könnte der Schlagkörper 56 noch weiter axial in Richtung des antriebsseitigen Endes der Antriebswelle 51 bewegt werden, so dass die Mitnehmerelemente 57 frei gegeben und aus den V-Nuten 58 herausfallen könnten.

Claims

Mechanisches Schlagwerk für einen schlagenden Antrieb eines Einsatzwerkzeugs einer Handwerkzeugmaschine, umfassend eine drehbar gelagerte Antriebswelle (51), einen Schlagkörper (56), welcher mit der Antriebswelle (51) drehfest in Verbindung steht und gegenüber der Antriebswelle (51) axial bewegbar gelagert ist, und eine drehbar gelagerte Abtriebswelle (59), welche mit der Antriebswelle (51) drehfest in Verbindung steht, wobei der Schlagkörper (56) Antriebsnocken (53) und die Abtriebswelle (59) Abtriebsnocken (54) aufweisen, welche für den schlagenden Antrieb des Einsatzwerkzeugs in Wirkverbindung bringbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein axialer Anschlag (70) für den Schlagkörper (56) vorgesehen ist.
Schlagwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (70) als Federelement ausgebildet ist.
Schlagwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (70) aus einem elastischen Material, insbesondere einem Elastomer, gebildet ist.
Schlagwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (70) ringförmig ausgebildet ist.
Schlagwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Anschlag (70) auf der Antriebswelle (51) gelagert ist.
Schlagwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlagkörper (56) mit der Antriebswelle (51) über zumindest ein Mitnehmerelement (57) drehfest in Verbindung steht.
Schlagwerk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Mitnehmerelement (57) ein Wälzkörper, insbesondere eine Kugel, ist.
Handwerkzeugmaschine, insbesondere Drehschlagschrauber, enthaltend ein mechanisches Schlagwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche.