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Stand der Technik
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Die
Erfindung betrifft eine Verriegelungsvorrichtung, insbesondere zum
Verriegeln einer Handwerkzeugmaschine und eines Akkupacks, nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Zur
Befestigung von Akkupacks an netzunabhängigen handgeführten Elektrowerkzeugen
ist es bekannt, die Akkupacks über
eine Rastverbindung an dem Elektrowerkzeug zu befestigen. So ist
zum Beispiel in
DE
10 2005 050 781 A1 eine Vorrichtung zum Verriegeln eines
Elektrowerkzeugs und eines in einer Führung des Elektrowerkzeugs
verschiebbaren Akkupacks beschrieben, mit einem an einem Gehäuse des
Elektrowerkzeugs angebrachten, durch Federkraft in Verriegelungseingriff
mit dem Akkupack gehaltenen Riegel sowie einem auf den Riegel einwirkenden
Entriegelungsorgan zum manuellen Ausrücken des Riegels aus dem Verriegelungseingriff. Es
ist vorgesehen, dass der Riegel und das Entriegelungsorgan einen
in einem Schwenklager des Gehäuses
schwenkbar gelagerten Hebel bilden, wobei der Riegel durch die Federkraft
in einer in der Oberseite des Akkupacks ausgesparten Ausnehmung festgehalten
wird und durch eine Druckkraft auf das nach oben über ein
vorderes Fußende
des Gehäuses überstehende
Entriegelungsorgan unter Verschwenken des Hebels aus dem Verriegelungseingriff
ausrückbar
ist.
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Offenbarung der Erfindung
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Die
Erfindung geht aus von einer Verriegelungsvorrichtung, welche sich
insbesondere zum Verriegeln einer Handwerkzeugmaschine und eines Akkupacks
eignet. Die Verriegelungsvorrichtung umfasst mindestens ein in Verriegelungseingriff
bringbares Verriegelungselement und mindestens ein auf das Verriegelungselement
einwirkendes Betätigungselement.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
dass das Betätigungselement
linear bewegbar und das Verriegelungselement schwenkbar gelagert
ist. So ist zum manuellen Einrücken
und/oder Ausrücken
des Verriegelungselements in bzw. aus dem Verriegelungseingriff
das Betätigungselement
durch eine Linearbewegung betätigbar,
wodurch das Verriegelungselement unter einer Schwenkbewegung in
und außer Verriegelungseingriff
bringbar ist. Dies ist von Vorteil, da die Bewegung des Betätigungselements
und die des Verriegelungselements nicht mehr, wie aus dem Stand
der Technik, z.B.
DE
10 2005 050 781 A1 , bekannt, durch eine gemeinsame Bewegung
ausgeführt
wird. Indem das Betätigungselement
und das Verriegelungselement zweiteilig ausgebildet und die Bewegung
des Betätigungselements
und die des Verriegelungselements voneinander getrennt sind, müssen die
beiden Bewegungen nicht mehr die gleiche Bewegungsrichtung einnehmen,
sondern können
in eine Linearbewegung und eine Schwenkbewegung getrennt werden.
Jede der beiden Bewegungen kann so optimal ausgelegt werden. Eine
Linearbewegung des Betätigungselements
hat den Vorteil, dass das Betätigungselement
platzsparend in einem Gehäuse,
z.B. eines Akkupacks oder eines Elektrogeräts, untergebracht werden kann.
Ein linear bewegbares Betätigungselement
ist außerdem
von Vorteil, da die Betätigungswege
und Betätigungskräfte unabhängig von
der Greifposition des Bedieners sind. Eine Schwenkbewegung des Verriegelungselements
ist vorteilhaft, weil eine Schwenkbewegung als leicht laufende Bewegung
ausführbar
ist, welche vergleichsweise wenig Reibung erzeugt.
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Die
Linearbewegung des Betätigungselements
hat außerdem
den Vorteil, dass sich während der
Bewegung ein im Wesentlich konstant breiter Spalt zwischen dem Betätigungselement
und dem das Betätigungselement
umgebende Gehäuseelement
ausbildet. Ein konstant breiter Spalt kann besser gegen das Eindringen
von Schmutz- und Staubpartikeln geschützt werden als ein Spalt, dessen
Breite sich während
der Bewegung verändert.
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Vorzugsweise
dient das Betätigungselement zum
manuellen Ausrücken
des Verriegelungselements aus dem Verriegelungseingriff. Alternativ
kann das Betätigungselement
auch zum Einrücken
des Verriegelungselements vorgesehen sein, indem das Betätigungselement
das Verriegelungselement in Verriegelungseingriff bringt.
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Das
Betätigungselement
bringt vorzugsweise durch Schieben bzw. Drücken, insbesondere entgegen
einer Federkraft, das Verriegelungselement außer Eingriff. Alternativ kann
das Betätigungselement
jedoch auch dergestalt sein, dass der Bediener durch Ziehen des
Betätigungselements
das Verriegelungselement außer
Eingriff bringt.
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Insbesondere
sind Mittel zur Kopplung des linear bewegbar gelagerten Betätigungselements
und des schwenkbar gelagerten Verriegelungselements vorgesehen.
Damit sind die voneinander getrennten Bewegungen des Betätigungselements
und des Verriegelungselements miteinander koppelbar, so dass durch
eine manuelle Betätigung
das Betätigungselement
eine Linearbewegung ausführt,
welche durch die Kopplungsmittel in eine Schwenkbewegung des Verriegelungselements übergeführt wird.
Durch eine geeignete Auslegung der Kopplungsmittel kann die Kraftübertragung
von dem Betätigungselement
auf das Verriegelungselement im Wesentlichen ohne Reibung erfolgen.
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Gemäß einer
Ausführungsform
umfassen die Kopplungsmittel eine Zahnstange, welche linear bewegbar
gelagert ist. Die Zahnstange kann mehrere Zähne aufweisen. Sie kann jedoch
in einer einfachen Ausführungsform
auch nur einen Zahn umfassen.
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Um
die Zahnstange in eine lineare Bewegung zu versetzen, ist die Zahnstange
insbesondere mit dem Betätigungselement
gekoppelt. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert sein, dass
das Betätigungselement
und die Zahnstange einstückig ausgeführt sind.
Dazu weist die Zahnstange an ihrem freien Ende beispielsweise eine
Taste als Betätigungselement
auf. Die Zahnstange und das Betätigungselement
können
alternativ auch zweiteilig ausgeführt sein und lösbar oder
unlösbar
miteinander verbunden sein.
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Die
Kopplungsmittel umfassen ferner ein Zahnrad, welches derart drehbar
gelagert ist, dass das Zahnrad und die Zahnstange miteinander in
Eingriff bringbar sind. Das Zahnrad kann hierfür mehrere Zähne aufweisen. Es kann jedoch
in einer einfachen Ausführungsform
auch mit nur einem Zahn versehen sein. Die einander korrespondierenden
Zähne des Zahnrads
und der Zahnstange bewirken, dass beim manuellen Betätigen die
Linearbewegung des Betätigungselements
in eine Schwenkbewegung des Verriegelungselements überführt wird.
Die Zähne
des Zahnrads und der Zahnstange rollen aneinander ab, was den Vorteil
hat, dass dabei im Wesentlichen keine Reibung entsteht.
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Um
das Verriegelungselement in eine Schwenkbewegung zu versetzen, ist
das Zahnrad insbesondere mit dem Verriegelungselement gekoppelt.
Dies kann beispielsweise dadurch realisiert sein, dass das Verriegelungselement
und das Zahnrad einstückig
ausgeführt
sind. Dazu weist die Zahnstange an ihrem freien Ende beispielsweise
eine Taste als Betätigungselement
auf. Das Zahnrad und das Verriegelungselement können alternativ auch zweiteilig
ausgeführt
sein und lösbar
oder unlösbar
miteinander verbunden sein.
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In
einer weiterführenden
Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung
umfasst diese ein Federelement, mit dem das Verriegelungselement
in Verriegelungseingriff bringbar ist und in Verriegelungseingriff
gehalten wird. Das Federelement ist dabei derart vorgespannt, dass
das Verriegelungselement durch die Einwirkung der Federkraft in
seiner Verriegelungsstellung gehalten wird. Dadurch rastet das Verriegelungselement
vorteilhafterweise selbsttätig
in die korrespondierende Aufnahme, z.B. in einer Handwerkzeugmaschine,
ein. Zum Anbringen eines Akkupacks an einer Handwerkzeugmaschine
sind der Akkupack und die Handwerkzeugmaschine üblicherweise mit einander korrespondierenden
Führungsmitteln,
z.B. Führungsnuten
und Führungsrippen,
versehen. Der Akkupack wird entlang der Führungsmittel in die Packaufnahme
einer Handwerkzeugmaschine eingeführt. Beim Einführen des
Akkupacks wird das Verriegelungselement durch eine entsprechende
Anlagefläche
an der Handwerkzeugmaschine automatisch in seine Freigabestellung entgegen
der Federkraft gedrückt.
Ist der Akkupack vollständig
in die Packaufnahme eingeführt und
befindet sich in seiner für
den Betrieb vorgesehenen Endstellung, wird das Verriegelungselement
aufgrund der Federkraft in seine Verriegelungsstellung in eine korrespondierende
Verriegelungsaufnahme in der Handwerkzeugmaschine gedrückt. Um
das Verriegelungselement in seine Freigabestellung zu bringen, muss
mit Hilfe des Betätigungselements
Kraft entgegen der Federkraft des Federelements aufgebracht werden.
Der Bediener hält
sodann das Betätigungselement
so lange gedrückt,
bis der Akkupack soweit aus seiner Endstellung heraus bewegt worden ist,
dass das Verriegelungselement nicht mehr selbsttätig in die Verriegelungsaufnahme
der Handwerkzeugmaschine einrasten kann. Der Akkupack kann anschließend vollständig aus
der Akkupackaufnahme entfernt werden.
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Vorzugsweise
ist das Federelement eine Schenkelfeder. Sie hat gegenüber anderen,
häufig verwendeten
Federelementen, wie Schraubenfeder, Spiralfeder, Blattfeder, eine
flache Kennlinie. Andere Arten von Federelemente können jedoch
alternativ eingesetzt werden.
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Die
erfindungsgemäße Verriegelungsvorrichtung
kann in einem Akkupack vorgesehen sein. Dementsprechend bildet ein
weiterer Gegenstand der Erfindung einen Akkupack, welcher zumindest eine
erfindungsgemäße Verriegelungsvorrichtung enthält. Beim
Anbringen des Akkupacks, beispielsweise an einer Handwerkzeugmaschine
oder einem anderen Elektrogerät,
wird das Verriegelungselement des Akkupacks in Eingriff mit einer
korrespondierenden Aufnahme in der Handwerkzeugmaschine bzw. dem
Elektrogerät
gebracht.
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Alternativ
kann die erfindungsgemäße Verriegelungsvorrichtung
auch in einer Handwerkzeugmaschine vorgesehen sein. Dementsprechend
bildet auch eine Handwerkzeugmaschine, welche zumindest eine erfindungsgemäße Verriegelungsvorrichtung
enthält,
einen weiteren Gegenstand der Erfindung. Beim Anbringen insbesondere
eines Akkupacks, oder aber einer anderen lösbar verbindbaren Komponente,
z.B. einer Beleuchtungseinrichtung, eines Werkzeughalters (Bitdepot),
an einer Handwerkzeugmaschine wird das Verriegelungselement der Handwerkzeugmaschine
in Eingriff mit einer korrespondierenden Aufnahme in dem Akkupack
gebracht.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es
zeigen
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1a eine
Ausführungsform
einer Verriegelungsvorrichtung in Verriegelungsstellung in schematischer
Darstellung
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1b die
Verriegelungsvorrichtung nach 1a in
Freigabestellung in schematischer Darstellung
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2a ein
Akkupack mit einer erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung
in Verriegelungsstellung im Querschnitt
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2b der
Akkupack nach 2a in Freigabestellung im Querschnitt
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3 die
Verriegelungsvorrichtung nach 2 mit
einem Federelement
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4 eine
Innenseite eines Gehäuseelements
des Akkupacks nach 2 in perspektivischer Darstellung.
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Die
schematische Darstellung nach 1a, 1b zeigt
wesentliche Elemente einer erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung 1.
Die Verriegelungsvorrichtung 1 umfasst mindestens ein in
Verriegelungseingriff bringbares Verriegelungselement 10 und
mindestens ein auf das Verriegelungselement 10 einwirkendes
Betätigungselement 20.
Das Betätigungselement 20 und
das Verriegelungselement 10 sind also zweiteilig ausgebildet.
Das Betätigungselement 20 ist
linear bewegbar gelagert, was in 1a durch
den mit dem Bezugszeichen 21 versehenen Doppelpfeil angedeutet
ist. Das Verriegelungselement 10 hingegen ist schwenkbar
gelagert, was in 1a durch den mit dem Bezugszeichen 11 versehenen
Doppelpfeil angedeutet ist. Die Bewegung des Betätigungselements 20 und
die des Verriegelungselements 10 sind somit voneinander
getrennt und haben unterschiedliche Bewegungsrichtungen.
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1a zeigt
das Verriegelungselement 10 in Verriegelungsstellung, 1b zeigt
das Verriegelungselement 10 in Freigabestellung. Das Verriegelungselement 10 wird
durch eine Schwenkbewegung 11 um die Schwenkachse 12 von
der Verriegelungsposition in die Freigabeposition überführt. Dies
geschieht, indem das Betätigungselement 20 von
einem Bediener durch eine Linearbewegung 21 betätigt wird.
In der dargestellten Ausführungsform
nach 1 wird das Betätigungselement 20 zum
manuellen Ausrücken
des Verriegelungselements 10 nach rechts gedrückt bzw.
geschoben.
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Damit
die Linearbewegung 21 in die Schwenkbewegung 11 überführt werden
kann, sind das Betätigungselement 20 und
das Verriegelungselement 10 über Mittel 13, 14, 23, 24 zur
Kopplung der beiden Bewegungen 11, 21 miteinander
verbunden. In der Ausführungsform
nach 1 umfassen die Kopplungsmittel
eine Zahnstange 23 mit mehreren Zähnen 24. Die Zahnstange 23 ist
mit dem Betätigungselement 20 einstückig ausgeführt, indem
an dem freien Ende der Zahnstange 23 eine Betätigungstaste 25 ausgebildet
ist. Die Kopplungsmittel umfassen ferner ein Zahnrad 13 mit
mehreren Zähnen 14.
Das Zahnrad 13 ist drehbar um die Schwenkachse 12 gelagert.
Dabei sind die Zahnstange 23 und das Zahnrad 13 derart
zueinander gelagert, dass die Zähne 14 des
Zahnrads 13 und die Zähne 24 der Zahnstange 23 miteinander
in Eingriff stehen. Das Zahnrad 13 wiederum ist mit dem
Verriegelungselement 10 verbunden. Wird das Betätigungselement 20 in 1 nach rechts bewegt, wird mit Hilfe der
Kopplungsmittel 13, 14, 23, 24 das
Verriegelungselement 10 entgegen des Uhrzeigersinns nach
unten geschwenkt, indem die Zähne 14, 24 aneinander
abrollen.
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Wie
in 2-4 dargestellt,
eignet sich die erfindungsgemäße Verriegelungsvorrichtung 1 insbesondere
zur Verriegelung eines Akkupacks 2 an einer Handwerkzeugmaschine
(nicht dargestellt). Beim Anbringen des Akkupacks 2 an
einer Handwerkzeugmaschine wird das Verriegelungselement 1 in
Eingriff mit einer korrespondierenden Aufnahme in der Handwerkzeugmaschine
gebracht.
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Die
Verriegelungsvorrichtung 1 ist in dem Gehäuse bzw.
Gehäuseelement 30 des
Akkupacks 2 aufgenommen. Das Gehäuse 30 nimmt außerdem mehrere Akkuzellen 31 auf.
Das Betätigungselement 20,
welches linear bewegbar gelagert ist, umfasst ähnlich wie in der Ausführungsform
nach 1 eine Betätigungstaste 25 an
einem freien Ende einer Zahnstange 23. Die Zahnstange 23 hat
in der nach 2-4 dargestellten
Ausführungsform
nur einen Zahn 24. Das Verriegelungselement 10 umfasst analog
zu der Ausführungsform
nach 1 ein Zahnrad 13 mit
einem Zahn 14. Das Verriegelungselement 10 ist
schwenkbar um die Schwenkachse 12 gelagert.
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2a zeigt
das Verriegelungselement 10 in Verriegelungsstellung, 2b zeigt
das Verriegelungselement 10 in Freigabestellung. Das Verriegelungselement 10 wird
in seiner Verriegelungsstellung durch ein Federelement 15 in
Form einer Schenkelfeder gehalten. Um das Verriegelungselement 10 in seine
Freigabestellung zu bringen, muss mit Hilfe des Betätigungselements 20 Kraft
entgegen der Federkraft des Federelements 15 aufgebracht
werden. Dazu wird die Betätigungstaste 25 von
einem Bediener linear nach rechts bewegt. Dadurch gelangen der Zahn 24 des
Betätigungselements 20 und
der Zahn 14 des Verriegelungselements 10 miteinander
in Eingriff. Das Verschieben des Betätigungselements 20 nach
rechts bewirkt, dass das schwenkbar gelagerte Verriegelungselement 10 nach
unten gegen den Uhrzeigersinn verschwenkt wird. In der Freigabestellung nach 2b bildet
die Außenfläche 16 des
Verriegelungselements eine ebene Fläche mit der Außenfläche 36 des
Gehäuses 30.
Weiterhin ist zur sicheren Führung
des Verriegelungselements 10 an dem Verriegelungselement
eine Nase 17 ausgebildet. Wird das Verriegelungselement 10 in
seine Freigabestellung verschwenkt, greift die Nase 17 durch
eine Ausnahme 27 in dem Betätigungselement 20 hindurch.
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Die
Verriegelungsstellung bildet somit aufgrund der Federkraft des Federelements 15 die
Ausgangsstellung des Verriegelungselements 10. Dadurch
rastet das Verriegelungselement 10 vorteilhafterweise selbsttätig in eine
korrespondierende Aufnahme einer Handwerkzeugmaschine (nicht dargestellt)
ein. Zum Anbringen eines Akkupacks 2 an einer Handwerkzeugmaschine
sind der Akkupack 2 und die Handwerkzeugmaschine üblicherweise
mit einander korrespondierenden Führungsmitteln, z.B. Führungsnuten
und Führungsrippen,
(nicht dargestellt) versehen. Der Akkupack 2 wird entlang
der Führungsmittel
in die Packaufnahme einer Handwerkzeugmaschine eingeführt. Beim
Einführen
des Akkupacks 2 wird das Verriegelungselement 10 durch
eine entsprechende Anlagefläche
an der Handwerkzeugmaschine automatisch in seine Freigabestellung
entgegen der Federkraft des Federelements 15 gedrückt. Erst
wenn der Akkupack vollständig
in die Packaufnahme eingeführt
ist und sich in seiner für
den Betrieb vorgesehenen Endstellung befindet, wird das Verriegelungselement 10 aufgrund der
Federkraft in seine Verriegelungsstellung in eine korrespondierende
Verriegelungsaufnahme in der Handwerkzeugmaschine gedrückt. Um
den Akkupack 2 wieder von der Handwerkzeugmaschine zu lösen, muss
das Verriegelungselement 10 in seine Freigabestellung gebracht
werden. Dies geschieht mit Hilfe des Betätigungselements 20,
mit dem der Bediener Kraft entgegen der Federkraft des Federelements 15 aufbringt
und so das Verriegelungselement 10 in seine Freigabestellung
schwenkt. Der Bediener hält
sodann das Betätigungselement 20 so lange
gedrückt,
bis der Akkupack 2 zumindest so weit entlang der Führungsmittel
aus der Verriegelungsstellung heraus bewegt worden ist, dass das
Verriegelungselement 10 nicht mehr selbsttätig in der
Verriegelungsaufnahme der Handwerkzeugmaschine einrastet. Schließlich kann
der Akkupack 2 vollständig
aus der Akkupackaufnahme entfernt werden.
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4 zeigt
in einer perspektivischen Darstellung die Innenseite des Gehäuseelements 30 des Akkupacks 2 mit
der Verriegelungsvorrichtung 1. Darin ist das Betätigungselement 20 mit
der Zahnstange 23, dem Zahn 24 und der Betätigungstaste 25 zu
erkennen. Ferner ist das Verriegelungselement 10 zu erkennen,
welches mittels des Zahnes 14 mit dem Betätigungselement 20 koppelt.
Das Federelement 15 sorgt dafür, dass das Verriegelungselement 10 in seiner
Verriegelungsstellung gehalten wird.
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Die
Linearbewegung 21 des Betätigungselements 20 hat
einen weiteren Vorteil, welcher in 2a, 2b erkennbar
ist. Während
der Linearbewegung des Betätigungselements 20 bildet
sich ein im Wesentlich konstant breiter Spalt 32 zwischen der
Betätigungstaste 25 und
dem die Betätigungstaste
umgebende Gehäuseelement 30 aus.
Ein konstant breiter Spalt 32 kann besser gegen das Eindringen von
Schmutz- und Staubpartikeln geschützt werden als ein Spalt, dessen
Breite sich während
der Bewegung verändert.