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Diese
Erfindung bezieht sich auf Werkzeuge mit elektrischem Antrieb, die
zum Betrieb unter der Werkbank adaptiert sind, insbesondere auf
eine handgehaltene Fräsmaschine
und zum Betrieb unter der Werkbank. Ein Werkzeug mit elektrischem
Antrieb nach dem Oberbegriff in Anspruch 1 wird z. B.
US-A 6 065 912 offenbart.
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Fräsmaschinen
gehören
in die Kategorie von Werkzeugen mit elektrischem Antrieb, die eine
Antriebskraft in dem Gehäuse
mit einem Werkzeughalter für
ein Schneidewerkzeug aufweisen, in dem die Antriebskraft für den Werkzeughalter
und das Schneidewerkzeug auf die Längsachse des Schneidewerkzeugs
ausgerichtet sind. Eine Fräsmaschine wird
allgemein eine Bodenplatte, die durch Führungsstangen am Gehäuse befestigt
ist, aufweisen, wobei das Schneidewerkzeug sich durch die Platte erstreckt.
Das Werkzeug wird von Werkzeughalter gehalten und Zugang zu diesem
zum Werkzeugwechsel unter der Werkbank ist schwierig.
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Da
fast alle Fräsmaschinen
hauptsächlich als
handgehaltene Werkzeuge konzipiert sind, hat der Werkzeughalter
begrenzte Bewegung und ist nicht konzipiert, sich über die Öffnung in
der Bodenplatte zu erstrecken.
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Diese
Einschränkung
bringt eine Anzahl von mit dem Betrieb dieser Werkzeuge mit elektrischem Antrieb
verbundenen Problemen mit sich. Die oben genannte Bewegungseinschränkung des
Werkzeughalters verringert die Möglichkeit,
das Schneidewerkzeug einfach wechseln zu können. Diese Einschränkung ist
besonders nachteilig, wenn die Fräsmaschine unter oder über der
Werkbank eingesetzt werden soll, wo die Fräsmaschine zusammen mit einer
Führungsvorrichtung
verwendet werden soll.
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Da
weiterhin der Werkzeughalter sich immer zwischen dem Gehäuse und
der Bodenplatte befindet, ist der Zugang zum Werkzeughalter durch
die Führungsarme
und der Bodenplatte begrenzt. Wenn das Schneidewerkzeug im Werkzeughalter
ausgewechselt werden soll, muss der Werkzeughalter still-gelegt
werden, indem die eingebaute Wellenverriegelung gedrückt oder
gehalten wird oder ein Schlüssel
mit einer Hand verwendet wird, während sie
gelockert wird und ein Schlüssel
mit der anderen Hand verwendet wird. In jedem Fall ist das Auswechseln
des Schneidewerkzeugs ein Vorgang für 2 Hände, das durch den begrenzten Zugang
zum Werkzeughalter noch erschwert wird.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Werkzeug mit elektrischem
Antrieb bereitzustellen, insbesondere eine Fräsmaschine, die wenigstens eines
der oben aufgeführten
Probleme behebt.
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Die
Erfindung stellt daher ein Werkzeug mit elektrischem Antrieb inklusive
eines Gehäuses
mit darin bereitgestellter Antriebskraft bereit, einen an die besagte
Antriebskraft gekoppelten Werkzeughalter, wobei der Werkzeugalter
angeordnet ist, ein Schneidewerkzeug aufzunehmen und das besagte Schneidewerkzeug
um eine Längsachse
zu drehen, eine Bodenplatte zum Stützen des Werkzeugs mit elektrischem
Antrieb während
der Benutzung und eine Öffnung
aufweist, durch die sich das besagte Schneidewerkzeug erstreckt,
um in ein Werkstück einzugreifen,
besagte Bodenplatte verstellbar auf dem besagte Gehäuse durch
Führungsarme
befestigt ist, die sich zwischen der Bodenplatte und dem Gehäuse erstrecken,
die Verlängerung
des besagten Schneidewerkzeugs durch verstellen der Position des
besagten Gehäuses
in Bezug auf die besagte Bodenplatte variiert wird, und besagter
Werkzeughalter sich durch die Öffnung
in der besagten Bodenplatte erstrecken kann, um einfacheren Zugang
zum Werkzeughalter zu ermöglichen,
dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug mit elektrischem Antrieb
weiterhin ein lösbares
Verriegelungssystem aufweist, das in den Werkzeughalter eingreift,
wenn der Werkzeughalter sich dadurch die Öffnung in der Bodenplatte erstreckt,
um den Werkzeughalter stillzulegen und Freigabe des Werkzeugs aus
dem Werkzeughalter mit einem Handgriff ermöglicht.
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Das
oben aufgeführte
Werkzeug mit elektrischem Antrieb, das bevorzugt eine Fräsmaschine
ist, wird besonders angepasst, ist aber nicht auf Anwendung unter
oder über
der Werkbank beschränkt,
wo die Fräsmaschine
auf einen Führungsmechanismus eingesetzt
wird. Da dem Werkzeughalter ermöglicht wird,
sich über
die Öffnung
hinaus in der Bodenplatte zu erstrecken, wird der Zugang zum Werkzeughalter zum
Auswechseln des Werkzeugs sehr verbessert. Dies ist besonders vorteilhaft
bei der Verwendung des Werkzeugs mit elektrischem Antrieb unter
der Werkbank.
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In
einer bevorzugten Ausführung
der Erfindung kann der Werkzeughalter in die besagte Bodenplatte
eingreifen und ein Ausrückmittel
ist bereitgestellt, um die Antriebskraft vor Kontakt des Werkzeughalters
mit der Bodenplatte außer
Eingriff zu bringen. Das Ausrückmittel
ist bevorzugt ein Stopp, der jedes Mal aktiviert wird, wenn die
Antriebskraft aktiviert wird. Wenn die Antriebskraft außer Eingriff gebracht
wurde, kann der Stopp deaktiviert werden, so dass das Gehäuse und
die Bodenplatte ausreichend eng an einander gebracht werden, um
Eingriff des Werkzeughalters in die Bodenplatte zu ermöglichen.
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Die
Antriebskraft des Werkzeugs mit elektrischem Antrieb wird bevorzugt
durch ein Schaltmittel aktiviert und deaktiviert inklusive eines
Schiebedeckels und eines An/Aus-Schalters.
Damit die Antriebskraft nicht unbeabsichtigt aktiviert werden kann, nachdem
sie abgeschaltet wurde, ist der Schiebedeckel gefedert, um in den
Schalter einzugreifen und den Schalter in der Aus-Position zu halten.
Er wird vom Schalter gegen die Feder zurückgehalten, wenn der Schalter
in der An-Position ist.
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Führungsarme
erstrecken sich zwischen der Bodenplatte und dem Gehäuse, so
dass die relative Position der Bodenplatte zum Gehäuse verstellbar gesteuert
wird. Die Führungsarme
sind bevorzugt in den in dem Gehäuse
gebildeten Muffen aufgenommen, wobei das Gehäuse mit einem Verstellmittel ausgestattet
ist.
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Der
Schiebedeckel des Schaltermittels weist weiterhin einen Sicherheitsstopp
auf, der die Bewegung wenigstens eines Führungsarmes in jeder entsprechenden
Muffe des Gehäuses
begrenzt, wenn der Schiebedeckel in seiner zurückgehaltenen Position vom Schalter
in der An-Position gehalten wird. Die Führungsarme sind so konzipiert,
dass der Werkzeughalter nicht mit der Bodenplatte in Berührung kommt,
wenn wenigstens ein Führungsarm
mit dem Sicherheitsstopp in Berührung
kommt. Dieser ist zum Schalter hin gefedert und wird über die
Kolbenstangen zurückgehalten,
wenn der Schalter in der An-Position ist.
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Die
Merkmale, Objekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden
wie folgt aus der nachstehenden Beschreibung der bevorzugten Ausführung und
der in der Anlage enthaltenen Abbildungen verdeutlicht.
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1 ist
eine Perspektiv-Ansicht der Ausführung
der Erfindung, wo die Rückseite
des Gehäuses
entfernt wurde,
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2, 3 and 4 sind
elevationale Ansichten der Ausführung
in 1, die den Weg des Gehäuses in Bezug auf die Bodenplatte
darstellen,
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5 gibt
eine Schnittdarstellung der 4 wieder,
wo die Rückseite
des Gehäuses
intakt ist und
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6–9 sind
Perspektiv-Ansichten der Ausführung
in 1, die den Betrieb des Sicherheitsschalters wiedergeben,
wenn sich das Gehäuse
zur Bodenplatte hin bewegt.
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Unter
Bezugnahme auf die Abbildungen wird ein Werkzeug mit elektrischem
Antrieb 1 nach der Erfindung und als eine Fräsmaschine
verkörpert,
gezeigt, die ein Gehäuse 2 und
eine darin enthaltene Antriebskraft 3 aufweist. In 1 ist
die Rückseite Gehäuses 2 entfernt
worden, um die Antriebskraft 3, die ein Elektromotor 1 ist,
zu zeigen, der durch eine tragbare Stromquelle, wie z. B. ein Batterie
oder durch Netzanschluss, betrieben werden kann.
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Eine
Bodenplatte 4 wird bevorzugt mit einem flachen Bodenteil 4a verfügbar gemacht,
so dass die Fräsmaschine
sicher gegen ein Werkstück
oder einen Tisch gestützt
werden kann. Die Bodenplatte 4 wird ist einer Öffnung 5 zum
Durchlass eines Schneidewerkzeugs versehen, das im Fall der in 1 gezeigten
Ausführung
ein Schneidemesser ist.
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Die
Position der Bodenplatte 4 im Verhältnis zum Gehäuse 2 wird
durch Führungsarme
oder Stangen 6, 7 bestimmt, die in einer Vorrichtung 8, 9 an dem
Gehäuse
aufgenommen werden. Die Verstellung des Gehäuses 2 im Verhältnis zu
der Bodenplatte 4 wird durch einen Höhenverstellmechanismus 10 durchgeführt, der
bevorzugt so wohl grobe und auch feine Einstellungen ermöglicht.
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Die
Höhenverstellung
wird von einem Kettenrad 11 durchgeführt, dessen Zähne 12 auf
einem der Führungsarme 6 eingreifen.
Es kann am besten in 5 gesehen werden, dass das Kettenrad 11 sich
um eine Achse 12 dreht, die in einen Knopf 13 für grobe
Einstellung eingreifen kann. Der Knopf 13 für grobe
Einstellung ist mit einem Kupplungsmechanismus ausgestattet, der
Eingriff zwischen dem Kettenrad 11 und dem Knopf 13 für grobe
Einstellung ermöglicht.
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Der
Kupplungsmechanismus, der eine verschiebbare Muffe 14 ist,
die auf eine Befestigungswelle 15 des Knopfes für grobe
Einstellung passt und drehbar im Verhältnis zu dieser befestigt ist,
kann in den Knopf für
grobe Einstellung durch axiale Bewegung entlang der Befestigungswelle 15 eingreifen. Wenn
die Muffe 14 in den Knopf 13 für grobe Einstellung eingreift,
steht die relative Position der Befestigungswelle 15 und
des Knopfes für
grobe Einstellung fest bis die Muffe freigegeben wird, woraufhin
die Muffe in ihre ursprüngliche
Position unter Federvorspannung zurückkehrt.
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Da
die Befestigungswelle 15 direkt mit dem Kettenrad 11 verbunden
ist, wird durch Drehung des Kopfes, wenn die Muffe 14 im
Eingriff steht, das Kettenrad 11 gedreht, wodurch die Bewegung
des Gehäuses
aufwärts
oder abwärts
am Führungsarm 6 verursacht
wird.
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Ein
Knopf für
feine Einstellung (nicht abgebildet) kann verfügbar gemacht werden, der in
die auf der Oberfläche
der Befestigungswelle 15 gebildeten Zähne eingreift. Der Knopf für feine
Einstellung, der auf einer größtenteils
senkrechten Welle 16 (siehe 1) befestigt
ist, weist ein Gewinde 17 auf, welches in die Zähne 18 der
Befestigungswelle 15 eingreift. Drehen des Knopfes für feine
Einstellung und somit der senkrechten Welle 16 verursacht
kleine Drehbewegungen der Befestigungswelle und somit des Kettenrads 11.
Diese Bewegungen sind kleiner als die durch Drehung des Knopfes
für grobe
Einstellung 10 verursachten.
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Die
Antriebskraft 3 ist mit einem Werkzeughalter 19 für ein Schneidewerkzeug
gekoppelt. Das Schneidewerkzeug, das sich bevorzugt koaxial mit der
Antriebskraft 3 erstreckt, erstreckt sich durch Öffnung 5 in
der Bodenplatte 4, um in Berührung mit einem Werkstück (nicht
abgebildet) zu kommen.
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Wie
in 2–4 abgebildet,
erlaubt der Verstellmechanismus, dass das Gehäuse 2 zur Bodenplatte
hin bewegt werden kann. Da die Arbeitstiefe des Schneidewerkzeugs
im Werkzeughalter 19 durch die Verlängerung des Schneidewerkzeugs über die
Bodenplatte 4 hinaus bestimmt wird, wie in 4 gezeigt
wird, erstreckt sich der Werkzeughalter durch die Bodenplatte 4 und
maximiert somit die Schneidetiefe. Dadurch, dass der Werkzeughalter sich
durch die Öffnung 5 in
Bodenplatte 4 erstreckt, kann das die Erfindung verkörpernde
Werkzeug außerdem
größeren Zugang
zu dem Werkzeughalter 19 zum Auswechseln des Schneidewerkzeugs
ermöglichen.
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Obgleich
der Werkzeughalter 19, der sich durch die Bodenplatte 4 erstrecken
kann, Vorteile gegenüber
dem Stand der Technik verfügbar
macht, bringt diese Anordnung auch Sicherheits- und Betriebsrisiken
mit sich, wenn die Betriebskraft noch aktiviert ist, während der
Werkzeughalter 19 sich über die
Bodenplatte 4 hinaus erstreckt.
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Es
hat sich daher als vorteilhaft erwiesen, eine Anordnung bereitzustellen,
die verhindert, dass der Werkzeughalter sich über die Bodenplatte hinaus erstreckt,
während
die Betriebskraft aktiviert ist. Der Betrieb des Sicherheitsmechanismus
der Erfindung wird in 6–9 veranschaulicht.
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Da
das Gehäuse 2 enger
zur Bodenplatte 4 hin bewegt wird, bewegt sich der Führungsarm 6 innerhalb
seiner Muffenbefestigung 8 und erstreckt sich über dieselbe
hinaus. Die an dem Gehäuse 2 bereitgestellten
Befestigungen 24 bestimmen die Weggrenze des Führungsarmes 6 entlang
der Seite des Gehäuses 2 und
sind so angeordnet, dass sie der Position der Führungsarme entsprechenden,
wenn das Gehäuse 2 an
seiner niedrigsten Position relativ zu der Bodenplatte ist 4.
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Der
Sicherheitsmechanismus weist einen An/Aus-Schalter 20 mit
einem Schalterblock 21 auf. Der Schalterblock 21 ist
mit Rillen (nicht abgebildet) zur Aufnahme einer Schalterplatte 22 im
Schiebeeingriff versehen. Die Schalterplatte 22 deckt den
Schalter 20 und verhindert Zugang zu diesem nur wenn sich
der Schalter in der Aus-Position befindet (wie in 9 gezeigt).
Die Schalterplatte 22 bewegt sich zwischen einer Position,
die den Schalter 20 abdeckt und einer, die den Zugang zum
Schalter ermöglicht. Die
Schalterplatte 22 ist weiterhin mit einem Stopp 23 versehen,
der sich zwischen der Schalterplatte 22 und dem Gehäuse 2 erstreckt.
Wenn die Schalterplatte den Schalter 20 nicht deckt, erstreckt
sich der Stopp 23 über
den Weg des Führungsarms,
da das Gehäuse
auf die Bodenplatte hin bewegt wird. Wenn die Schalterplatte 22 in
dieser Position ist, kann der Schalter 20 entweder in der An-
oder Aus-Position entsprechend der Betriebskraft sein, die aktiviert bzw.
oder deaktiviert wird.
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Wenn
die Schalterplatte den Schalter 20 nicht deckt, können die
Führungsarme 6 sich
nicht bis an ihre Weggrenze bewegen. Daher wird das Gehäuse 2 daran
gehindert, sich auf seine niedrigste Position relativ zur Bodenplatte 4 abwärts zu bewegen.
Indem die Position der Befestigungen 24 selektiv konzipiert
wird und die Länge
der Führungsarme 6,
kann der Werkzeughalter 19 daran gehindert werden, sich
durch die Bodenplatte 4 zu erstrecken, ohne dass der Schalter
deaktiviert wird, wie in 7 gezeigt.
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Sobald
der Schalter 20 für
die Betriebskraft 3 abgeschaltet ist, ist der Schalterdeckel 22 gefedert, um
den Schalter abzudecken. Bewegung des Schalterdeckels entfernt den
Stopp 23 aus dem Weg des Führungsarmes 6, so
dass sich das Gehäuse 2 enger an
die Bodenplatte bewegen kann (9).
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Da
der Schalterdeckel 22 den Schalter 20 abdeckt 20,
kann die Betriebskraft 3 nicht aktiviert werden.
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Ein
weiteres Problem mit im Markt gegenwärtig erhältlicher Fräsmaschinen ist der Zugang zu dem
Werkzeughalter 19 während
der Werkzeugauswechselvorgänge.
Obgleich ein Werkzeughalter 19, der sich durch die Bodenplatte
erstreckt, einfacheren Zugang zum Eingriffsmechanismus des Werkzeughalters
verfügbar
macht, muss der Auswechselvorgang immer noch mit zwei Händen ausgeführt werden.
Durch Festlegen des Werkzeughalters 19, wenn er sich durch
die Bodenplatte 4 erstreckt, kann der Vorgang zum Auswechseln
des Werkzeugs mit einer Hand von oberhalb des Fräsmaschinentisches durchgeführt werden.
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Unter
Bezugnahme auf 5 wird eine Ausführung der
Fräsmaschine
nach der vorliegenden Erfindung gezeigt. Der Werkzeughalter 19 erstreckt sich
durch die Öffnung 5 in
der Bodenplatte 4 und greift in einen lösbaren Verriegelungsmechanismus ein.
Der Verriegelungsmechanismus besteht aus einem externen Plungerkolben 25 mit
einer schrägen Stirnseite,
einem Stift 24 zum Eingriff mit einer Aussparung 26 in
dem Werkzeughalter 19 und zwei Federn (nicht gezeigt),
die alle in dem unteren Gehäuse 2 enthalten
sind. Wenn der Kolben sich in der untersten Position in der Fräsmaschine
befindet, greift der Kolben 25 in die schräge Stirnseite
innerhalb der Bodenplatte 4 ein und schiebt den Stift 24 mittels
einer Feder (nicht gezeigt) vorwärts
zwischen die innere Stirnseite 25 und die ringförmigen Rippe
um den Mittelpunkt von 24. Es befindet sich eine zweite,
schwächere
Feder an der anderen Seite der ringförmigen Rippe 24, die
engesetzt wird, den Mechanismus rückwärts zu bewegen, wenn die Fräsmaschine hochgefahren
wird, um die schrägen
Stirnseiten 4 und 25 außer Eingriff zu bringen.
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Um
den Verriegelungsmechanismus zu betreiben, wird das Gehäuse 2 in
seine unterste Position relativ zur Bodenplatte 4 bewegt.
In dieser Position erstreckt sich der Werkzeughalter 19 durch
die Bodenplatte 4 und das Positionieren des Gehäuses 2 aktiviert
den Verriegelungsmechanismus, wodurch der Verriegelungsstift 24 freigegeben
wird, der in die Richtung Werkzeughalters 19 unter der
Wirkung der vorgespannten Feder (nicht gezeigt) gezwungen wird.
Der Werkzeughalter kann dann von Hand gedreht werden, bis der Stift
in der Aussparung 26 in dem Werkzeughalter 19 geortet
wird. Sobald der Stift 24 in den Werkzeughalter eingreift,
wird der Werkzeughalter 19 praktisch festgelegt, bis der
Verriegelungsmechanismus außer
Eingriff kommt. In dieser Position kann der Werkzeughalter 19,
der eine Spannzange mit oder ohne Schlüssel sein kann, mit einer Hand
gelockert und/oder angezogen werden, um das Schneidewerkzeug (nicht
abgebildet) im Werkzeughalter (19) auszuwechseln.
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Um
den Verriegelungsmechanismus außer Eingriff
zu bringen, wird die Fräsmaschine
hochgefahren, wobei die schrägen
Stirnseiten an der Bodenplatte außer Kontakt mit den schrägen Stirnseiten
an 25 gebracht wird und der Stift 24 kann daraufhin
von der schwächeren
Innenfeder (nicht gezeigt) zwischen der ringförmigen Rippe an 24 und
dem Gehäuse 2 zurückgezogen
werden. Der Verriegelungsmechanismus wird am Gehäuse 2 befestigt und
nicht in die Bodenplatte 4 eingebaut.
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Aus
der o. a. Beschreibung wird deutlich, dass der Schalterdeckel 22 verhindert,
dass die Betriebskraft 3 aktiviert wird, während der
Verriegelungsmechanismus aktiviert ist und somit Beschädigung des
Werkzeugs verhindert wird. Auch kann der Verriegelungsmechanismus
nicht aktiviert werden während
der Schalter angeschaltet ist, da der Stift 24 nicht, wie
oben beschrieben, in die Aussparung 26 eingreifen kann.