DE4410312C2 - Elektrische Handwerkzeugmaschine mit Potentiometer und Verfahren zum Einstellen des Potentiometers - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Handwerkzeugmaschine nach der Gattung des Anspruchs 1 bzw. von einem Verfahren nach der Gattung des Anspruchs 11. Es sind schon Handwerkzeugmaschinen am Markt bekannt, die zwecks Leistungssteuerung ein von Hand mittels eines Stellgliedes verstellbares Verschiebepotentiometer aufweisen. Aufgrund unvermeidbarer Fertigungs- und Montagetoleranzen muß bei derartigen Handwerkzeugmaschinen nach erfolgter Montage des Potentiometers im Gehäuse ein Widerstandsabgleich durchgeführt werden, bei dem in einer bestimmten Stellposition des Stellgliedes das Potentiometer auf einen gewünschten Abgriffwiderstand eingestellt wird. Üblicherweise erfolgt dieser Abgleichvorgang mittels eines zusätzlichen Abgleichwiderstandes. Als Abgleichwiderstand kann beispielsweise ein verstellbares Drehpotentiometer oder ein mittels Laserstrahlen abbrennbarer Zusatzwiderstand dienen. Die Verwendung von Abgleichwiderständen zum Widerstandsabgleich verursacht jedoch zusätzlichen Aufwand, der insbesondere in der Großserienfertigung zu unerwünschten Zusatzkosten führt.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine bzw. das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 11 hat demgegenüber den Vorteil, daß zusätzliche Abgleichwiderstände zum Widerstandsabgleich des Potentiometers nicht erforderlich sind, wodurch der Herstellungsaufwand für die Handwerkzeugmaschine reduzierbar ist.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Handwerkzeugmaschine möglich.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Fig. 1 zeigt eine Ansicht einer Handbohrmaschine als Beispiel einer mit Potentiometer ausgestatteten Handwerkzeugmaschine, Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein Potentiometer gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Widerstandsbahn des Potentiometers, Fig. 4 einen Teilschnitt durch ein Stellglied des ersten Ausführungsbeispiels, Fig. 5 eine perspektivische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels, Fig. 6 einen Teilschnitt durch das Stellglied eines dritten Ausführungsbeispieles, Fig. 7 einen Schnitt durch ein Potentiometer gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel und Fig. 8 eine Teilansicht des Stellgliedes gemäß Fig. 7.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Fig. 1 ist als Beispiel einer elektrisch betriebenen Handwerkzeugmaschine eine Handbohrmaschine 10 dargestellt, die in bekannter Weise ein Gehäuse 11 mit darin angeordnetem Elektromotor und einen mittels des Elektromotors drehend antreibbaren Werkzeughalter 12 zur Aufnahme eines Bohr- bzw. Schlagbohrwerkzeugs 13 aufweist. Die Antriebsleistung des Elektromotors ist dabei mittels einer als Druckabzug ausgebildeten Steuereinrichtung 14 steuerbar. Die Steuereinrichtung 14 weist ein Stellglied 15 auf, das teilweise aus dem Gehäuse 2 herausragt. Das Stellglied 15 ist Teil eines Potentiometers 20, das in Fig. 2 näher dargestellt ist.

Das Potentiometer 20 hat eine an sich bekannte elektrische Widerstandsbahn 21, welche auf einem gegenüber dem Gehäuse 11 verschiebefesten Widerstandsträger 11a aufgebracht ist. Mit der Widerstandsbahn 21 steht ein Schleifer 22 in elektrisch leitendem Druckkontakt. Der Schleifer 22 bildet einen gegenüber dem Gehäuse 11 verschiebbaren Teil des Potentiometers 20 und ist hierzu mit dem Stellglied 15 nach dem Abgleich verschiebefest verbunden.

Wie aus Fig. 3 erkennbar ist, ist der Schleifer 22 an seinem mit der Widerstandsbahn 21 in Kontakt stehenden Federende 23 gabelartig ausgebildet und bildet zwei Schleiffinger 22a und 22b, welche elektrisch leitend ausgeführt sind. Die Widerstandsbahn 21 verläuft zwischen Endpunkten 24 und 25 schleifenartig und hat zwei parallel zueinander liegende, in Verschieberichtung des Stellgliedes 15 verlaufende Bahnabschnitte 21a und 21b. Der Bahnabschnitt 21a steht dabei über den Schleiffinger 22a und den Schleiffinger 22b des Schleifers 22 in elektrisch leitendem Kontakt mit dem Bahnabschnitt 21b der Widerstandsbahn 21. Der dabei wirksam werdende elektrische Widerstand ist geringer als der entsprechende Widerstand auf der Widerstandsbahn 21, so daß der Schleifer 22 demnach die Widerstandsbahn 21 überbrückt. Durch Längsverschiebung des Schleifers 22 entlang den Bahnabschnitten 21a und 21b ist daher der zwischen den Endpunkten 24 und 25 abgreifbare Widerstand veränderbar. So führt eine Verschiebung des Schleifers 22 aus der in Fig. 3 gezeigten Position nach rechts aufgrund der Verlängerung des wirksamen Widerstandes der Widerstandsbahn 21 zu einer Erhöhung des Abgriffwiderstandes, eine Verschiebung nach links bewirkt wegen der Verkürzung des wirksamen Widerstandes der Widerstandsbahn 21 eine entsprechende Verringerung des Abgriffwiderstandes.

Derartige Verschiebepotentiometer sind an sich bekannt. Da die Widerstandsbahn 21 fertigungsbedingt stets gewisse Abweichungen in ihrem elektrischen Widerstand zwischen den Endpunkten 24 und 25 aufweist und auch die Relativposition vom Schleifer 22 zur Widerstandsbahn 21 toleranzabhängig variiert, ist nach der Montage des Potentiometers 20 und des Stellgliedes 15 im Gehäuse 11 der Handbohrmaschine 10 ein Widerstandsabgleich mit einer Abgleicheinrichtung durchzuführen, damit das Potentiometer 20 in einer bestimmten Steilposition, z. B. einer Grundstellung, einen gewünschten Abgriffwiderstand hat.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, das Stellglied 15 und den Schleifer 22 mit Mitteln 26 zum Einstellen der Relativposition zueinander zu versehen, wobei der Einstellvorgang nach deren Einsetzen in das Gehäuse 11 erfolgt und Stellglied 15 und Schleifer 22 kraftschlüssig und/oder formschlüssig miteinander verbunden werden. Im ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist dazu im Stellglied 15 eine sich in Verschieberichtung des Schleifers 22 erstreckende Befestigungsausnehmung 27 vorgesehen, in der der Schleifer 22 mit seinem Ende 28 verankerbar ist. Im Bereich des Endes 28 ist hierzu eine Befestigungszunge 29 vorgesehen, die vom längsgestreckten Teil des Schleifers 22 winklig absteht und mit einer Kante 29a an einer Rastfläche 30 der Befestigungsausnehmung 27 unter Vorspannung anliegt. Aufgrund der Vorspannung wird sich der in Längsrichtung erstreckende Teil des Schleifers 22 gegen eine der Rastfläche 30 gegenüberliegende Stützfläche 31 der Befestigungsausnehmung 27 gedrückt. Es entsteht eine kraftschlüssige Verbindung, welche eine Relativverschiebung vom Schleifer 22 gegenüber dem Stellglied 15 bei im Normalbetrieb des Potentiometers 20 auftretenden Stellkräften verhindert. Wird die Rastfläche 30 der Befestigungsausnehmung 27 relativ rauh ausgeführt oder besteht sie aus relativ weichem Kunststoff, kann sich zusätzlich Formschluß durch Verhaken bzw. Eingraben der Kante 29a in der Rastfläche 30 einstellen. Anstatt einer separaten Befestigungszunge 29 oder zusätzlich zu dieser kann auch das Ende 28 des Schleifers 22 zu einer Lasche 33 umgebogen sein, wie in Fig. 3 dargestellt ist. Die Lasche 33 liegt ebenfalls unter Vorspannung mit einer Kante 33a an der Rastfläche 30 an und verhindert ein ungewolltes Verschieben des Schiebers 22 gegenüber dem Stellglied 15 in analoger Weise.

In Fig. 4 ist erkennbar, daß die Befestigungszunge 29 an drei Seiten vom Schleifer 22 freigestanzt ist und über einen Restquerschnitt 32 mit diesem verbunden ist. Der Restquerschnitt 32 befindet sich vorteilhafterweise an der weiter in die Befestigungsausnehmung 27 ragenden Seite der Zunge 29, da auf diese Weise ein vorteilhaftes Einfügen des Endes 28 des Schleifers 22 in die Befestigungsausnehmung 27 unter Zurückfedern der Befestigungszunge 29 ermöglicht wird.

Fig. 5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des verschiebbaren Teils des Potentiometers 20. Gegenüber dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel gleiche oder gleichwirkende Teile sind bei diesem und bei allen nachfolgenden Ausführungsbeispielen mit gleichen Bezugszeichen versehen. Zwischen Schleifer 22 und Stellglied 15 sind ebenfalls Mittel 26 zum Einstellen der Relativposition ausgebildet. Im Stellglied 15 ist die Befestigungsausnehmung 27 in Form einer T-Nut angeordnet, welche zur Aufnahme des Endes 28 des Schleifers 22 vorgesehen ist. Die T-Nut hat entlang ihrer Längsrichtung eine Öffnung 44, durch die der eingesetzte Schleifer 22 von außen zugänglich ist. Der Schleifer 22 hat nahe zu seinem Ende 28 eine U-förmig hochgewölbte Biegestelle 40, an der zentral in der größten Erhebung ein Loch 41 angeordnet ist. Im Bereich der größten Erhebung der Biegestelle 40 befinden sich auf der konvexen Seite vom Schleifer 22 abstehende, hochgestellte Zungen 42. Die Zungen 42 sind an ihren Rändern 43 aufgerauht bzw. tragen Zähne, was dem Verankern in der Rastfläche 30 des Stellgliedes 15 dient. Die Rastfläche 30 kann dabei ebenfalls aus Kunststoff bestehen.

Zum Einsetzen des Schleifers 22 in die Befestigungsausnehmung 27 wird zunächst das Ende 28 bis zu den Zungen 42 eingeschoben. Unter Ansetzen einer Verschiebevorrichtung, beispielsweise eines stabförmigen Werkzeugs, am Loch 41 ist der U-förmige Biegestellen-Bereich des Schleifers 22 entgegen seiner Vorspannung zusammendrückbar, so daß das Ende 28 dann weiter in die Befestigungsausnehmung 27 einschiebbar ist. Der in die Befestigungsausnehmung 27 ragende Teil des Schleifers 22 stützt sich dabei an der Stützfläche 31 ab. Nach Entlastung der Biegestelle 40 versucht diese ihre ursprüngliche Wölbung herzustellen, wobei die Zähne 43 der Zungen 42 gegen die Rastfläche 30 der Befestigungsausnehmung 27 gedrückt werden und somit bei Normalbeanspruchung für eine Verankerung des Schleifers 22 des Potentiometers 20 sorgen. Ein Verstellen der Relativposition des Schleifers 22 zum Stellglied 15 ist dabei jederzeit nach Zusammendrücken der Biegestelle 40 in beiden Verschieberichtungen möglich.

Fig. 6 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel erfindungsgemäßer Mittel 26. Der Schleifer 22 weist an seinem in die Befestigungsausnehmung 27 ragenden Ende 28 einseitig eine Verzahnung 46 auf und ist auf seiner der Verzahnung 46 gegenüberliegenden Seitenfläche 47 eben ausgebildet. Die ebene Seitenfläche 47 wird mittels eines Drehbolzens 48 gegen die Stützfläche 31 der Befestigungsausnehmung 27 gedrückt. Der Drehbolzen 48 ist schwergängig um eine senkrecht zur Verschieberichtung des Stellgliedes 15 liegende Drehachse drehbar und greift mit seiner Mantelfläche 49 in die Verzahnung 46 ein. Durch Drehen des Drehbolzens 48 läßt sich der Schleifer 22 mehr oder weniger tief in die Befestigungsausnehmung 27 einrücken. An der Stirnseite des Drehbolzens 48 ist eine Nut 50 zum Angriff eines entsprechenden Drehwerkzeuges vorgesehen. Der Drehbolzen 48 ist beispielsweise aus relativ weichem Kunststoff hergestellt, so daß sich die Verzahnung 46 in seine Mantelfläche 49 eingräbt. Aufgrund der schwergängigen Lagerung des Drehbolzen 48 im Stellglied 15 ist der Schleifer 22 gegenüber dem Stellglied 15 bei normalen Stellkräften verschiebefest positioniert. Durch Drehen des Drehbolzens 48 kann die Relativposition von Stellglied 15 und Schleifer 22 jederzeit wunschgemäß verändert werden.

Das Einstellen des gewünschten Abgriffwiderstandes am Potentiometer 20 erfolgt bei allen drei Ausführungsbeispielen nach folgenden Verfahrensschritten: Zunächst wird der Schleifer 22 und das Stellglied 15 vormontiert, indem das Ende 28 in die Befestigungsausnehmung 27 eingeschoben wird. Anschließend werden die Widerstandsbahn 21 und das Stellglied 15 mit dem Schleifer 22 in das Gehäuse 11 eingesetzt. Der Schleifer 22 wird dann in eine vorgegebene Stellposition auf der Widerstandsbahn 21 gebracht. Schließlich wird mit Hilfe der Mittel 26 die Relativposition von Schleifer 22 und Stellglied 15 so lange verändert, bis am Potentiometer 20 der gewünschte Widerstand abgreifbar ist. Zusatzwiderstände sind für diesen Abgleich nicht erforderlich.

Bei dem in den Fig. 7 und 8 dargestellten vierten Ausführungsbeispiel ist das Potentiometer als Drehpotentiometer 20' ausgebildet. Das Drehpotentiometer 20' hat ein Potentiometergehäuse 11a, das gegenüber dem Gehäuse 11 der Handwerkzeugmaschine festgelegt ist. Zentral im Potentiometergehäuse 11a ist eine Nabe 59 drehbar gelagert, die den verstellbaren Teil des Drehpotentiometers 20' bildet. Zwischen Nabe 59 und Potentiometerhäuse 11a sind analog zu den vorhergehend beschriebenen Ausführungsbeispielen Schleifer 22 und Widerstandsbahnen 21 angeordnet, wobei im dargestellten vierten Ausführungsbeispiel der Schleifer 22 an der Nabe 59 befestigt ist. Durch eine Verdrehung der Nabe 59 gegenüber dem Potentiometergehäuse 11a läßt sich somit der zwischen Endpunkten des Drehpotentiometers 20' abgreifbare elektrische Widerstand verändern.

Parallel zum Drehpotentiometer 20' und mit dessen Nabe 59 eine gemeinsame Drehachse 60 bildend ist ein Zahnrad 61 angeordnet, das auf einem gehäusefesten Lagerzapfen 62 drehbar gelagert ist. Das Zahnrad 61 hat eine zentrale Durchgangsbohrung 63, in die einseitig der Lagerzapfen 62 bis etwa zur Mitte der Durchgangsbohrung 63 ragt und die mit einer zentralen Bohrung 64 der Nabe 59 fluchtet.

Das Zahnrad 61 steht mit einer Verzahnung 64 des Stellgliedes 15 in Eingriff (Fig. 8), so daß eine Längsverschiebung des Stellgliedes 15 in eine Drehbewegung des Zahnrades 61 übertragen wird. Diese Drehbewegung ist über einen Fixierstift 65 auf die Nabe 59 übertragbar. Der Fixierstift 65 ist hierzu in die Durchgangsbohrung 63 des Zahnrades 61 und die zentrale Bohrung 64 der Nabe 59 einpreßbar. Zuvor ist jedoch die Relativstellung von Nabe 59 zum Zahnrad 61 in der in Fig. 8 dargestellten vormontierten Lage des Fixierstiftes 65 erfindungsgemäß einstellbar.

Wie aus der Fig. 8 hervorgeht, sind das Zahnrad 61 und das Stellglied 15 zwangsgekoppelt. Zur Einstellung des gewünschten Abgriffwiderstandes am Drehpotentiometer 20' ist es daher erfindungsgemäß ausreichend, die Relativposition von Zahnrad 61 und Nabe 59 einzustellen. Anschließend wird diese Position durch den Fixierstift 65 festgelegt, der erst nach dieser Einstellung in die Durchgangsbohrung 63 eingetrieben wird. Der Fixierstift 65 bildet dabei jeweils einen Preßsitz mit dem Zahnrad 61 und der Nabe 59. Durch eine in der Durchgangsbohrung 63 angeordnete, außen gezahnte Hülse 66 kann der Drehschluß zusätzlich verbessert werden.

Das Einstellen des gewünschten Abgriffwiderstandes am Potentiometer 20' erfolgt analog zu den drei vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen. Zunächst wird das Zahnrad 61 und das Stellglied 15 sowie das Drehpotentiometer 20' vormontiert. Der Fixierstift 65 wird in die zentrale Bohrung 64 der Nabe 59 eingeführt. Das Stellglied 15 wird in die gewünschte Stellposition gebracht. Nun wird die Nabe 59 über den Fixierstift 65 solange verdreht, bis an den Endpunkten der Widerstandsbahn der gewünschte Widerstand abgreifbar ist. Durch Eintreiben des Fixierstiftes 64 in das Zahnrad 61 wird die vorhandene Relativstellung von Nabe 59 und Zahnrad 61 gesichert. Nabe 59, Zahnrad 61 und Fixierstift 65 bilden demnach Mittel 26 zum Einstellen der Relativposition von Schleifer (Nabe 59) und Stellglied 15.

Das Drehpotentiometer 20' kann mit dem Zahnrad 61 auch eine gemeinsame Baueinheit mit separatem Gehäuse bilden, das in das Gehäuse 11 der Handbohrmaschine eingesetzt wird. Gleiches gilt auch für die ersten drei Ausführungsbeispiele. Widerstandsbahn 21, Schleifer 22 und Stellglied 15 können ebenfalls eine Baueinheit bilden und in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein, aus dem der Druckabzug herausragt und das in das Gehäuse 11 der Handbohrmaschine eingesetzt wird. Der Abgleich kann dann bereits außerhalb des Gehäuses 11 erfolgen.

Claims (11)

1. Elektrisch betriebene Handwerkzeugmaschine mit einem Potentiometer (20, 20'), das in einem Gehäuse (11) der Handwerkzeugmaschine angeordnet ist und das eine ortsfest im Gehäuse (11) festgelegte elektrische Widerstandsbahn (21) und einen mit der Widerstandsbahn (21) in elektrisch leitendem Druckkontakt stehenden Schleifer (22) aufweist, der mit einem relativ zum Gehäuse (11) verschiebbaren Stellglied (15) eine Verschiebeeinheit bildet, wobei die Handwerkzeugmaschine mit einer Abgleicheinrichtung zum Einstellen eines gewünschten Abgriffwiderstandes am Potentiometer (20, 20') in einer bestimmten Stellposition des Stellgliedes (15) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgleicheinrichtung Mittel (26) zum Einstellen der Relativposition von Schleifer (22) und Stellglied (15) zueinander nach deren Einsetzen in das Gehäuse (11) aufweist.

2. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (26) zum Einstellen der Relativposition von Schleifer (22) und Stellglied (15) zueinander eine im Stellglied (15) in Verschieberichtung von Stellglied (15) und Schleifer (22) verlaufende Befestigungsausnehmung (27) aufweisen, in der ein Ende (28) des Schleifers (22) verankerbar ist.

3. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das in die Befestigungsausnehmung (27) ragende Ende (28) des Schleifers (22) eine unter Vorspannung an einer Rastfläche (30) der Befestigungsausnehmung (27) anliegende Kante (29a; 33a) einer Befestigungszunge (29) bzw. einer Lasche (33) aufweist.

4. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleifer (22) im Bereich des in die Befestigungsausnehmung (27) ragenden Endes (28) eine U-förmig hochgewölbte Biegestelle (40) aufweist, die seitlich frei abstehende, hochgestellte Zungen (42) aufweist, die aufgerauhte oder gezackte Ränder (43) haben, welche in die korrespondierende Rastfläche (30) der Befestigungsausnehmung (27) eingreifen.

5. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsausnehmung (27) als T-Nut mit einer Öffnung (44) ausgebildet ist, durch welche die Biegestelle (40) des Schleifers (22) zusammendrückbar und längsverschiebbar ist.

6. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Schleifer (22) ein Loch (41) zur Aufnahme einer Verschiebevorrichtung ausgebildet ist.

7. Handwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Rastfläche (30) der Befestigungsausnehmung (27) des Stellgliedes (15) aus Kunststoff hergestellt ist.

8. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das in die Befestigungsausnehmung (27) ragende Ende (28) des Schleifers (22) in berührendem Kontakt mit einem im Stellglied (15) schwergängig drehbar gelagerten Drehbolzen (48) steht.

9. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehbolzen (48) zumindest an seiner Mantelfläche aus Kunststoff hergestellt ist und mit seiner Mantelfläche in eine am Schleifer (22) ausgebildete Verzahnung (46) greift.

10. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Potentiometer als Drehpotentiometer (20') mit zwischen einem Potentiometergehäuse (11a) und einer zum Abgleichen verdrehbaren Nabe (59) ausgebildet ist, zwischen denen eine Widerstandbahn (21) mit zugehörigem Schleifer (22) liegt, wobei die Nabe (59) in beliebiger Drehposition mit einem Zahnrad (61) nach dem Abgleichen drehfest verbindbar ist, welches in Eingriff mit einer Verzahnung (64) des Stellgliedes (15) ist.

11. Verfahren zum Einstellen eines gewünschten Abgriffwiderstandes eines Potentiometers (20, 20') in einer abzugleichenden Stellposition eines Stellgliedes (15) bei elektrisch betriebenen Handwerkzeugmaschinen, wobei das Potentiometer (20, 20') eine in einem Gehäuse (11) der Handwerkzeugmaschine angeordnete Widerstandsbahn (21) und einen demgegenüber verschiebbaren, mit dieser in elektrischem Schleifkontakt stehenden Schleifer (22) aufweist, der mit dem Stellglied (15) eine Verschiebeeinheit bildet, wobei zunächst die Widerstandsbahn (21) und das Stellglied (15) mit Schleifer (22) in das Gehäuse (11) eingesetzt werden, daß das Stellglied (15) in eine vorgegebene Stellposition gebracht wird, daß anschließend die Relativposition von Schleifer (22) und Stellglied (15) zueinander so lange verändert wird, bis der Schleifer (22) gewünschten Widerstand am Potentiometer (20, 20') abgreift, und daß abschließend der Schleifer (22) und das Stellglied (15) in dieser Relativposition verschiebefest miteinander verbunden werden.