DE3720512A1 - Handgeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Handgerät mit einer Werkzeugauf­ nahme für Werkzeuge und einer dem Erfassen der Kontur der Werkzeuge dienenden, mit einem geräteseitigen Sensor zu­ sammenwirkenden Tastvorrichtung zum Einleiten eines Schalt­ vorganges, wobei die Tastvorrichtung zumindest ein im we­ sentlichen quer zur Werkzeugachse in eine Führungsbohrung der Werkzeugaufnahme einrückbares Steuerelement und ein Tastorgan für das Steuerelement aufweist.

Aus der DE-Patentanmeldung 36 42 976 ist ein elektrisch betriebenes Handgerät bekannt, welches unterschiedliche Be­ triebsarten automatisch einstellt. Hierzu verfügt das Gerät über eine Tastvorrichtung zum Einleiten des Schaltvorganges, wobei dem jeweils in eine Werkzeugaufnahme des Gerätes ein­ gesetzten Werkzeug die Kontur des Einsteckschaftes abge­ tastet und für den Schaltvorgang verwertet wird. Die Tast­ vorrichtung besteht aus einem entlang der Achse der Werk­ zeugaufnahme verstellbaren Schieber und einem oder mehreren Steuerelementen, an denen sich der Schieber - je nach werk­ zeugseitiger Kontur - axial abstützt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Handgerät mit einer Tastvorrichtung zur werkzeugbezogenen Einleitung von Schaltvorgängen zu schaffen, welche eine kurze Baulänge des Handgerätes erlaubt und sich zum Abtasten auch wenig ausge­ prägter Konturen eignet.

Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass das Tastorgan als zweiarmiger Schwenkhebel mit quer zur Werk­ zeugachse verlaufender Schwenkachse ausgebildet ist, wobei unter Abstützen des einen Hebelarmes am Steuerelement der vom Steuerelement abgewandte andere Hebelarm mit dem Sensor zusammenwirkt und bei in die Führungsbohrung eingerücktem Steuerelement einen kleineren radialen Abstand zum Sensor aufweist als bei aus der Führungsbohrung ausgerücktem Steu­ erelement.

Der vom Steuerelement abgewandte Hebelarm führt gegenüber dem mit dem Steuerelement zusammenwirkenden Hebelarm eine gegensinnige Schwenkbewegung aus. Durch entsprechende Wahl der Länge der Hebelarme lässt sich eine Übersetzung des ra­ dialen Ein- bzw Ausrückweges des Steuerelementes bezüglich des abgewandten Hebelarmes erzielen. Die abzutastenden Kon­ turen können so mit derart geringer Ausprägung ausgeführt werden, dass die Festigkeit des Einsteckschaftes nicht be­ einträchtigt wird.

Je nach Ausbildung der abzutastenden Kontur am Werkzeug kön­ nen mehrere Steuerelemente und dieselbe Anzahl Schwenkhebel mit den von den Steuerelementen abgewandten Hebelarmen in den Erkennungsbereich des Sensors geschwenkt werden. Beim Einschalten des Handgerätes drehen die Schwenkhebel zusammen mit der Werkzeugaufnahme um die Achse der Werkzeugaufnahme, wobei die von den Steuerelementen abgewandten Hebelarme ana­ log deren Schwenkstellung im Sensor, beispielsweise induktiv, Schaltsignale hervorrufen. Die Schaltsignale können zur Aus­ führung von Schaltvorgängen verwertet werden. So lässt sich beispielsweise durch die abzutastende Kontur eines einge­ setzten Werkzeugs eine bestimmte Drehzahl in Verbindung mit einer bestimmten, auf das Werkzeug einwirkenden Schlagzahl einstellen.

Vorzugsweise sind mehrere, in Umfangsrichtung der Werkzeug­ aufnahme versetzt angeordnete Schwenkhebel vorgesehen. Die Versetzung der Schwenkhebel und der diesen zugeordneten Steuerelemente beträgt beispielsweise 90°, d. h. es sind in gleicher axialer Lage zum Werkzeughalter kreuzweise versetzt zwei Paare einander diametral gegenüberliegender Schwenkhe­ bel und Steuerelemente vorhanden. Diese Anordnung ermöglicht in Verbindung mit kurzer Baulänge des Handgerätes das Ein­ leiten einer Mehrzahl Schaltvorgänge.

Mit Vorteil greifen an den Schwenkhebeln diese mit dem einen Hebelarm gegen die Steuerelemente treibende Federmittel an. Bei den Federmitteln handelt es sich beispielsweise um auf jeden Schwenkhebel einwirkende Druckfedern. Durch die Fe­ dermittel werden bei vorhandener, dem jeweiligen Steuerele­ ment zugeordneter Kontur am Einsteckschaft des Werkzeugs die Steuerelemente beim Verriegeln des Einsteckschaftes in der Werkzeugaufnahme gegen das Werkzeug gerückt. Der vom Steuerelement entfernte Hebelarm des jeweiligen Schwenkhe­ bels nimmt so die konturbezogene Schwenkstellung ein.

Zur Erzeugung unterschiedlich langer Schaltsignale und damit zur Erzielung einer Differenzierung der Schaltvorgänge weisen die Schwenkhebel an den von den Steuerelementen abge­ wandten Hebelarmen untereinander unterschiedlich grosse, in den Erkennungsbereich des Sensors eintretende Wirkflächen auf.

Beim Vorhandensein von zwei Paaren von Schwenkhebeln weist zweckmässig das eine Paar die Hebelarme mit grösseren Wirk­ flächen auf.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist der vom Steuer­ element abgewandte Hebelarm der Schwenkhebel magnetisch aus­ gebildet. Dabei ist es möglich, nur diesen Hebelarm magne­ tisch, vorzugsweise dauermagnetisch, auszubilden oder den Schwenkhebel gesamthaft als Magnet zu gestalten. Bei mag­ netischen Hebelarmen eignet sich als Sensor ein Hallelement, das den Vorteil günstiger Gestehungskosten hat. Das Hall­ element erkennt entsprechend den Stellungen der Schwenkhebel ein Magnetfeld.

Die Schwenkhebel sind vorzugsweise in einer gegenüber dem Werkzeughalter begrenzt verdrehbaren Betätigungshülse ge­ führt. Zweckmässig wirkt die Betätigungshülse mit der Halte­ rung der Werkzeuge im Werkzeughalter dienenden Verriegelungs­ körpern zusammen, so dass durch Verdrehen der Betätigungshül­ se in eine definierte Drehstellung die Schwenkhebel in die funktionswirksame Lage zu den Steuerelementen und die Verriege­ lungskörper in Verriegelungsposition gelangen. So wird eine definierte gegenseitige lagemässige Abhängigkeit der Halte­ rung der Werkzeuge zur Abstützung der Schwenkhebel an den Steuerelementen erreicht. Dies hat nebst einfacher Handha­ bung hinsichtlich der Steuerung der Schaltvorgänge Vorteile, insbesondere in Verbindung mit Hebelarmen, die unterschied­ lich grosse Wirkflächen aufweisen.

Die Steuerelemente sind vorzugsweise als Kugeln ausgebildet. Deren geometrische Form ist montagemässig und funktionell vorteilhaft.

Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist an dem Werk­ zeug für das Handgerät am Einsteckschaft wenigstens eine Ver­ tiefung für das Steuerelement der Tastvorrichtung vorgesehen. Die zweckmässig als Längsnuten gestalteten Vertiefungen bil­ den die abzutastende Kontur. Die Tiefe der Längsnuten kann klein bemessen sein, da durch unterschiedlich lange Hebel­ arme der Schwenkhebel die voran erwähnte ausreichende Ueber­ setzung, d. h. Vergrösserung des radialen Ein- und Ausrückweges der Steuerelemente erfolgt. Ist der Einsteckschaft mit mehr als einer Längsnut versehen, so sind die Längsnuten über den Umfang des Einsteckschaftes verteilt angeordnet. Dabei bie­ tet sich die Möglichkeit, die Längsnuten in gleichem oder in unterschiedlichem Winkelabstand zueinander zu plazieren. Unterschiedliche Winkelabstände können als bei der Erzeugung von Schaltsignalen nutzbare Einflussfaktoren verwertet wer­ den.

Das Werkzeug kann ferner durch entsprechende Länge der Längsnuten oder durch hintereinander angeordnete Längsnuten, Handgeräten unterschiedlicher Bauart zugeordnet sein. Die Handgeräte unterschiedlicher Bauart unterscheiden sich bei­ spielsweise hinsichtlich der schaltbaren Funktionen oder der Leistung voneinander und weisen auch maßlich unterschied­ lich ausgebildete Tastvorrichtungen auf. Dadurch kann si­ chergestellt werden, dass ein bestimmtes Werkzeug nur in für dieses geeigneten Handgeräten einsetzbar ist und hier unter­ schiedliche Betriebsarten zu steuern vermag. Wird ein sol­ ches Werkzeug in ein dafür nicht vorgesehenes Handgerät ein­ gesetzt, so werden keine Schaltsignale erzeugt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand einer Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel wiedergibt, näher erläutert. Es zei­ gen:

Fig. 1 den Vorderbereich eines Handgerätes mit Tast­ vorrichtung und eingesetztem Werkzeug, im Längsschnitt;

Fig. 2 einen Schnitt durch die Anordnung nach Fig. 1 gemäss Schnittverlauf II-II;

Fig. 3 einen Schnitt durch die Anordnung nach Fig. 1 gemäss Schnittverlauf III-III;

Fig. 4 ein verkürzt dargestelltes Werkzeug;

Fig. 5 einen Schnitt V-V durch das Werkzeug nach Fig. 4; in vergrösserter Darstellung;

Fig. 6 bis 8 Schnitte analog Fig. 5, betreffend weitere Ausbildungsformen.

Bei dem in der Zeichnung mit dem Vorderbereich dargestellten Handgerät handelt es sich um einen Bohrhammer, welcher einge­ spannten Werkzeugen Drehbewegung und Schläge zu vermitteln vermag. Die an die Werkzeuge abgegebene Schlagenergie geben diese an ein Bearbeitungsgut weiter, wozu eine begrenzte axiale Verschiebbarkeit der Werkzeuge im Bohrhammer erforder­ lich ist.

Der Bohrhammer gemäss Fig. 1 bis 3 verfügt über eine im wesent­ lichen hülsenförmige Werkzeugaufnahme 1, an die sich einstückig achsgleich ein Führungszylinder 2 anschliesst. Der Führungs­ zylinder 2 ist von einer Lagerbohrung 2 a durchsetzt, in die eine die Werkzeugaufnahme 1 durchragende Führungsbohrung 1 a kleineren Durchmessers einmündet. In der Lagerbohrung 2 a ist ein Döpper 3 sowie ein diesen beaufschlagender, andeutungs­ weise erkennbarer Schlagkolben 4 eines an sich bekannten Schlagwerkes verschiebbar angeordnet. Der Döpper 3 überträgt die vom Schlagkolben 4 vermittelten Schläge an ein Werkzeug 5, das mit einem zylindrischen Einsteckschaft 5 a in die Füh­ rungsbohrung 1 a eingesetzt ist und mit dem freien Ende in den Wirkbereich des Döppers 3 ragt.

Zum Drehantrieb der Werkzeugaufnahme 1 sitzt auf dem Führungs­ zylinder 2 drehfest ein Zahnrad 6, das mit einem weiteren Zahnrad 7 einer Vorgelegewelle 8 kämmt. Die Vorgelegewelle 8 trägt ferner ein Kegelrad 9, das mit einem antreibenden Kegel­ rad 11 in Eingriff steht. Letzteres wird über eine Welle 12 und ein Zahnrad 13, das mit einem andeutungsweise erkennbaren Motorritzel 14 kämmt, angetrieben.

Zur begrenzt verschiebbaren Halterung und Drehmitnahme des Werkzeugs 5 verfügt der Einsteckschaft 5 a über zwei einander diametral gegenüberliegende Mitnahmenuten 5 b, 5 c. In diese greifen kugelförmige Verriegelungskörper 15, 16 ein, die in der Werkzeugaufnahme 1 radial verschiebbar gelagert sind und von einer Betätigungshülse 17 in die gezeigte Eingriffstel­ lung gebracht werden. Die Betätigungshülse 17 weist hierzu eine an sich bekannte, in Umfangsrichtung sich ändernde In­ nenkontur 17 a auf, an welcher sich die Verriegelungskörper 15, 16 radial abstützen. Durch begrenztes Verdrehen der Be­ tätigungshülse 17 gegenüber der Werkzeugaufnahme 1 kommt es so zum Ein- bzw Ausrücken der Verriegelungskörper 15, 16. Dem Verdrehen der Betätigungshülse 17 dient eine fest auf dieser sitzende Betätigungsmanschette 18. Ein aus vorzugs­ weise elastischem Material bestehender, frontseitig auf der Werkzeugaufnahme 1 festsitzender Schutzring 19 verhindert das Eindringen von Bohrklein und dergleichen in das Innere des Gerätes.

In definierter Drehlage zur Anordnung der Verrieglungskörper 15, 16 sind in der Werkzeugaufnahme 1 ferner Steuerelemente in Form von Kugeln 21, 22, 23, 24 radial verschiebbar und, wie der Fig. 2 entnehmbar, zueinander in gleichmässigem Win­ kelabstand versetzt gelagert. Den Kugeln 21, 22, 23, 24 kön­ nen zum Codierungszwecke am Einsteckschaft 5 a bis zu vier Ver­ tiefungen in Form von Längsnuten 5 d, 5 e, 5 f, 5g (Fig. 4 bis 8) zugeordnet sein. Entsprechend der Anzahl Kugeln 21, 22, 23, 24 ist eine gleiche Anzahl Schwenkhebel 25, 26, 27, 28 in schlitzförmigen Ausnehmungen 17 b, 17 c, 17 d, 17 e der Be­ tätigungshülse 17 geführt. Als Schwenklager dient ein an der Betätigungshülse 17 radial abgestützter, alle Schwenkhebel 25, 26, 27, 28 fassender Federring 29. Ein Hebelarm 25 a, 26 a, 27 a, 28 a der Schwenkhebel 25, 26, 27, 28 stützt sich jeweils an einer Kugel 21, 22, 23, 24 ab. Den Kugeln 21, 23 stehen gemäss Ausführung nach Fig. 1 bis 3 zwei werkzeug­ seitige Längsnuten 5 d, 5 e gegenüber, so dass diese Kugeln in diese Längsnuten eingerückt werden. Dem Einrücken dienen Druckfedern 31, 32, 33, die auf einen zweiten, von den Ku­ geln 21, 22, 23, 24 abgewandten Hebelarm 25 b, 26 b, 27 b, 28 b einwirken. Dieser Hebelarm 25 b, 26 b, 27 b, 28 b führt jeweils eine gegensinnige Schwenkbewegung zum zugehörigen anderen Hebelarm 25 a, 26 a, 27 a, 28 a aus. Ein Einrücken der Kugeln 21, 23 in die Längsnuten 5 d, 5 e hat demnach ein Ausschwenken der von den Kugeln 21, 23 abgewandten Hebelarme 25 b, 27 b zur Folge.

An einem ringförmigen Fortsatz 17 f der Betätigungshülse 17 sind in Verlängerung der Ausnehmungen 17 b, 17 c, 17 d, 17 e schlitzförmige Durchtrittsöffnungen 17 g, 17 h, 17 i, 17 j vor­ gesehen. Wie die Fig. 1 und 3 zeigen, treten die ausge­ schwenkten Hebelarme 25 b und 27 b in die Durchtrittsoeff­ nungen 17 g und 17 i ein. Wie der Fig. 3 ferner zu entnehmen ist, besitzen die von den Kugeln 21, 22, 23, 24 abgewandten Hebelarme 25 b, 26 b, 27 b, 28 b paarweise unterschiedliche Breiten, was analog auch für die Durchtrittsöffnungen 17 g, 17 h, 17 i, 17 j zutrifft.

In einem den Fortsatz 17 f umschliessenden Teil eines Ge­ häuses 34 ist im axialen Bereich der Durchtrittsöffnungen 17 g, 17 h, 17 i, 17 j ein Sensor 35 in kleinem radialem Abstand zum Fortsatz 17 f angeordnet. Unter Drehen der Werkzeugauf­ nahme 1 samt der Betätigungshülse 17 und den Schwenkhebeln 25, 26, 27, 28 erkennt der Sensor 35 induktiv, ob und wie­ viel Durchtrittsoeffnungen 17 g, 17 h, 17 i, 17 j entsprechend der jeweiligen Schwenkstellung der Schwenkhebel 25, 26, 27, 28 freiliegen und ob es sich bei den in die Durchtrittsöff­ nungen 17 g, 17 h, 17 i, 17 j eingeschwenkten Hebelarmen 25 b, 26 b, 27 b, 28 b - je nach Breite - um solche mit grosser oder kleiner, dem Sensor 35 zugewandter Wirkfläche handelt. Der Sensor 35 gibt diese Information in Form von Schaltsignalen zur elektrischen Verwertung für einen Schaltvorgang weiter. Es stellt sich sohin automatisch die durch die werkzeug­ seitige Codierung vorgegebene Betriebsart ein.

Zum Entfernen des Werkzeugs 5 aus der Werkzeugaufnahme 1 wird über die Betätigungsmanschette 18 die Betätigungshülse 17 begrenzt verdreht. Dadurch können einerseits die Ver­ riegelungskörper 15, 16 in an sich bekannte Ausweichnischen der Innenkontur 17 a radial austreten; andererseits gelangen die Schwenkhebel 25, 26, 27, 28 aus der radialen Projektion zu den Kugeln 21, 22, 23, 24, wodurch diese aus dem Bereich der Ausnehmungen 17 b, 17 c, 17 d, 17 e in den Bereich von Ver­ tiefungen 17 k, 17 l, 17 m, 17 n (Fig. 2) radial entweichen kön­ nen.

In Fig. 4 ist das Werkzeug 5 in einer gegenüber den Fig. 1 und 2 hinsichtlich der Längsnuten abweichenden Ausbildungs­ form dargestellt. Hier ist lediglich die Längsnut 5 f vor­ handen, wie dies auch die Fig. 5 verdeutlicht. In der Aus­ bildungsform nach Fig. 6 sind zwei einander diametral gegen­ überliegende Längsnuten 5 d, 5 f, in der Fig. 7 drei Längs­ nuten 5 d, 5 f, 5 g in ungleichem Winkelabstand und in Fig. 8 vier Längsnuten 5 d, 5 e, 5 f, 5 g in gleichem Winkelabstand zu­ einander angeordnet. Auch weitere Anordnungen von Längs­ nuten sind möglich und zur Erzielung unterschiedlicher Schaltsignale nutzbar.

Claims (8)

1. Handgerät mit einer Werkzeugaufnahme (1) für Werkzeuge (5) und einer dem Erfassen der Kontur der Werkzeuge (5) dienenden, mit einem geräteseitigen Sensor (35) zusammen­ wirkenden Tastvorrichtung zum Einleiten eines Schaltvor­ ganges, wobei die Tastvorrichtung zumindest ein im wesent­ lichen quer zur Werkzeugachse in eine Führungsbohrung (1 a) der Werkzeugaufnahme (1) einrückbares Steuerele­ ment (21, 22, 23, 24) und ein Tastorgan für das Steuer­ element (21, 22, 23, 24) aufweist, dadurch ge­ kennzeichnet, dass das Tastorgan als zwei­ armiger Schwenkhebel (25, 26, 27, 28) mit quer zur Werk­ zeugachse verlaufender Schwenkachse ausgebildet ist, wobei unter Abstützen des einen Hebelarmes (25 a, 26 a, 27 a, 28 a) am Steuerelement (21, 22, 23, 24) der vom Steuerelement abgewandte andere Hebelarm (25 b, 26 b, 27 b, 28 b) mit dem Sensor (35) zusammenwirkt und bei in die Führungsbohrung (1 a) eingerücktem Steuerelement (21, 22, 23, 24) einen kleineren radialen Abstand zum Sensor (35) aufweist als bei aus der Führungsbohrung (1 a) aus­ gerücktem Steuerelement (21, 22, 23, 24).

2. Handgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, in Umfangsrichtung der Werkzeugaufnahme (1) versetzt angeordnete Schwenkhebel (25, 26, 27, 28) vor­ gesehen sind.

3. Handgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an den Schwenkhebeln (25, 26, 27, 28), diese mit dem einen Hebelarm (25 a, 26 a, 27 a, 28 a) gegen die Steuer­ elemente (21, 22, 23, 24) treibende Federmittel (31, 32, 33) angreifen.

4. Handgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkhebel (25, 26, 27, 28) an den von den Steuerelementen (21, 22, 23, 24) abge­ wandten Hebelarmen (25 b, 26 b, 27 b, 28 b) untereinander unterschiedlich grosse, in den Erkennungsbereich des Sensors (35) eintretende Wirkflächen aufweisen.

5. Handgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der vom Steuerelement (21, 22, 23, 24) abgewandte Hebelarm (25 b, 26 b, 27 b, 28 b) der Schwenk­ hebel (25, 26, 27, 28) magnetisch ausgebildet ist.

6. Handgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkhebel (25, 26, 27, 28) in einer gegenüber dem Werkzeughalter (1) begrenzt ver­ drehbaren Betätigungshülse (17) geführt sind.

7. Handgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerelemente als Kugeln (21, 22, 23, 24) ausgebildet sind.

8. Werkzeug für ein Handgerät nach einem der Ansprüche 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass am Einsteck­ schaft (5 a) wenigstens eine Vertiefung (5 d, 5 e, 5 f, 5 g) für das Steuerelement (21, 22, 23, 24) der Tast­ vorrichtung vorgesehen ist.