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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein angetriebenes Werkzeug
zur Durchführung
mehrerer Vorgänge
und insbesondere auf ein angetriebenes Werkzeug, das zwischen den
beiden Aufgaben des Schleifens und des Hobelns eines Werkstück wechseln
kann. Ein solches Werkzeug ist in DE-A-36 21 240 in Übereinstimmung
mit dem Oberbegriff von Anspruch 1 offenbart.
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Die
allgemeinen Konzepte eines angetriebenen Werkzeugs mit auswechselbaren
Funktionsteilen sind bekannt. So offenbart zum Beispiel UK-Patent
Nr.
GB 1515390 ein angetriebenes
Werkzeug in Bausteinkonstruktion. Das Werkzeug weist eine Batterieeinheit
auf, die angepasst ist, jedes von mehreren Funktionsteilen, beispielsweise
eine Heckenschere oder einen Schraubendreher, aufzunehmen. Jedes
der Funktionsteile hat seinen eigenen Motor und eine Anordnung zum
Umwandeln des Motorabtriebs (normalerweise eine sich drehende Spindel)
in die Antriebsart, die für
das spezielle Werkzeug erforderlich ist. So ist zum Beispiel für die Heckenschere ein
sich geradlinig hin- und herbewegender Antrieb erforderlich, während für einen
Schraubendreher ein Antrieb mit einer geringen Drehzahl und hohem Drehmoment
erforderlich ist.
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Diese
bekannte Vorrichtung leidet unter dem Nachteil, dass das einzige
gemeinsame Teil von allen die Batterie ist. Ferner muss jedes Funktionsteil
einen Motor und das erforderliche Antriebs-/Getriebesystem aufweisen,
um seine Funktion erfüllen
zu können, und
das Element, welches die Werkzeugkomponenten darstellt, kann sehr
teuer und sperrig werden.
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In
EP-A-698449 ist ein angetriebenes Werkzeug in Bausteinbauweise mit
getrenntem Motor und Antriebsmechanismus offenbart. Die beiden Mechanismen
werden durch Verschieben und Drehen des Motors relativ zu dem Getriebe
in funktionalen Eingriff gebracht. Die Vorrichtung ist dadurch eingeschränkt, dass
das Getriebe nur als Bohrmaschine/Schraubendreher verwendet werden
kann und nicht in der Lage ist, in einer anderen Betriebsart zu funktionieren.
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Ein
Aspekt der vorliegenden Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass
die beiden Vorgänge des
Schleifens und des Hobelns eines Werkstücks andersartig, jedoch deutlich
verwandt sind. Allgemein wird Hobeln verwendet, um eine größere Menge
von Grundwerkstoff von einem Werkstück zu entfernen, als beim Schleifen.
Schleifen kommt auch zur Anwendung, um einem Werkstück eine
glattere oder feinere Oberfläche
zu verleihen als Hobeln oder zum Entfernen von vorher aufgetragenen
Oberflächenbeschichtungen.
Ferner erscheint im gesamten Stand der Technik, der Werkzeuge in
Bausteinbauweise betrifft, nichts, was die Möglichkeit für ein Werkzeug bietet, leicht
von einem Betreiben in einer Schleifbetriebsart zu einem Betreiben
in einer Hobelbetriebsart (oder umgekehrt) verändert werden zu können, trotz
der Vorteile, die ein solcher Vorgang erzielen könnte.
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Die
vorliegende Erfindung erkennt jedoch auch, dass einer der effektivsten
Formen des Schleifens das Bandschleifen ist. Dieses verwendet eine endlose
Schleife von Sandpapier, das um zwei versetzte Walzen angetrieben
wird, wie es im Fachgebiet bekannt ist. Um jedoch eine endlose Schleife
von Sandpapier in einem Werkzeug in Bausteinbauweise zu verwenden
(in welchem einer der anderen Bausteine eine Hobelvorrichtung ist,
die im Wesentlichen nur aus einem einzelnen, sich drehenden Zylinder oder
aus einer einzelnen, sich drehenden Schneidvorrichtung besteht),
könnte
viel Raum benötigt
werden. Daher ist ein Werkzeug in Bausteinbauweise, das in der Lage
ist, Bausteine anzubieten, die sowohl schleifen als auch hobeln
können,
eine Herausforderung, die sehr schwierig zu bewältigen ist, nicht zuletzt wegen
der unterschiedlichen Raumanforderungen zwischen den Werkzeugen,
um jede Funktion zu erfüllen.
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Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorher angeführten Schwächen wenigstens
zu mindern. Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein angetriebenes Werkzeug zur Verfügung gestellt,
das zur Durchführung
mehrerer Vorgänge,
einschließlich
Bandschleifen und Hobeln, ausgebildet ist, wobei das Werkzeug aufweist:
ein Gehäuse,
einen im Gehäuse
vorgesehenen Motor für den
Antrieb einer Abgabewelle und mehrere Kassetten, von denen jede
mit dem Gehäuse
und der Antriebswelle gekoppelt werden kann, um die Durchführung eines
jeweiligen Vorgangs zu ermöglichen,
wobei eine Kassette Bandschleifen und eine andere Kassette Hobeln
durchführt.
Nicht nur das Vorsehen eines Werkzeugs in Bausteinbauweise, das
Bandschleifen und Hobeln durchführen
kann, ist besonders vorteilhaft, sondern auch das Vorsehen von austauschbaren
Kassetten, die in jedem Werkzeug trotz der klaren Unterschiede in
den jeweiligen Merkmalen jedes Werkzeuges untergebracht werden,
bietet wesentliche Vorteile.
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Vorzugsweise
steht die Antriebswelle aus dem Gehäuse vor, und jede Kassette
hat eine Aussparung zur Kopplung mit der Antriebswelle. Die Antriebswelle
kann sich auch unter dem Antrieb des Motors drehen. Ferner kann
der Motor direkt mit der Antriebswelle gekoppelt werden.
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In
einer bevorzugten Ausführung
ist eine am Gehäuse
ausgebildete Verriegelung zur Halterung einer zur Kopplung mit dem
Gehäuse
zugeführten
Kassette vorgesehen. Ferner kann jede Kassette einen Verriegelungsmechanismus
aufweisen, der mit der am Gehäuse
ausgebildeten Verriegelung zusammenarbeiten kann.
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Vorteilhafterweise
kann jede Kassette dem Körper
in einer vorbestimmten Ausrichtung zugeführt werden, um sie mit dem
Körper
zu koppeln.
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Die
vorliegende Erfindung wird nun lediglich in Form eines Beispiels
und unter Bezugnahme auf die nachfolgenden Zeichnungen beschrieben,
die zeigen in
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1 eine
Perspektivansicht eines Werkzeuggehäuses einer Ausführung gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung von unten;
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2 die
gleiche Perspektivansicht wie 1, sie stellt
jedoch auch die Kopplung einer Kassette gemäß einem anderen Aspekt der
vorliegenden Erfindung dar, die mit dem Gehäuse gekoppelt ist;
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3 eine
Perspektivansicht des gekoppelten Gehäuses und der Kassette aus 2 von
unten;
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4 eine
Perspektivansicht der Ausführung
aus 3 von oben;
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5 eine
Perspektivansicht eines Gehäuse gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung von oben, gekoppelt mit einer
anderen Kassette gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung;
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6 eine
Perspektivansicht der Ausführung
aus 5 von unten;
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7 eine
schematische Ansicht einer Kassette gemäß einem Aspekt der vorliegenden
Erfindung;
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8 eine
Schnittansicht, geschnitten entlang der Linie X-X aus 7,
und
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9 eine
schematische Darstellung einer anderen Kassette für die Verwendung
in einem angetriebenen Werkzeug gemäß einem Aspekt der vorliegenden
Erfindung.
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Nun
auf 1 Bezug nehmend, ist ein allgemein mit 2 bezeichnetes
Gehäuse
für ein
angetriebenes Werkzeug dargestellt. Das Gehäuse weist einen Griff 4 und
einen Hauptkörper 6 auf.
Bei Gebrauch der Vorrichtung kann ein Benutzer sowohl den Hauptkörper 6 als
auch den Griff 4 halten, um das angetriebene Werkzeug gegen
ein Werkstück
zu führen.
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Der
Unterseitenbereich 8 des Gehäuses ist geformt, um eine ihm
zugeführte
Kassette (wird nachfolgend ausführlicher
beschrieben) aufzunehmen. Um eine solche Kassette aufnehmen zu können, bildet
die Unterseite 8 eine Anlage 10, die durch zwei
Seitenwände 12 und 14 gebildet
ist.
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In
der Seitenwand 12 ist ein Verriegelungselement 16 für den zusammenwirkenden
Eingriff mit einer dem Gehäuse 2 zugeführten Kassette,
wie es nachfolgend beschrieben wird, ausgebildet. Die Seitenwand 12 weist
auch eine Aussparung 18 für das Entfernen von Grundmaterial/Absaugen
von Staub bei Gebrauch des Werkzeugs auf.
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Im
Hauptkörper 6 ist
ein Motor angeordnet (nicht dargestellt). Der Motor ist ein herkömmlicher Elektromotor
und wird unter Bezugnahme auf die 7 und 9 ausführlicher
beschrieben. Der Motor ist mit einer Abgabewelle 20 gekoppelt,
um einen Antrieb für
eine zugeführte
Kassette bereitzustellen.
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Nun
auch auf 2 Bezug nehmend, ist dem Hauptkörper 6 eine
allgemein mit 22 bezeichnete Kassette zur Kopplung mit
diesem zugeführt.
In dem Beispiel von 2 weist die Kassette einen Bandschleif-Baustein
für das
Einsetzen in den Hauptkörper 6 auf,
so dass das gesamte Werkzeug 2 (wenn der Hauptkörper 6 und
die Kassette 22 funktional gekoppelt sind) als ein Bandschleifer
arbeitet.
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Die
Kassette 22 weist einen ersten Zylinder 24 und
einen weiteren Zylinder 26 auf. Die Zylinder 24 und 26 werden
von einer endlosen Schleife Sandpapier 28 umgeben, wodurch
ein Bandschleifer gebildet wird. Fachleute werden erkennen, dass
die Zylinder 24 und 26 elastisch vorgespannt werden
müssen, um
die Sandpapierschleife 28 unter ausreichender Spannung
zu halten, so dass sie wirksam als Bandschleifer funktionieren kann.
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Aus 2 ist
auch ersichtlich, dass die Kassette 22 ein weiteres Verriegelungselement 30 aufweist,
das mit dem Verriegelungselement 16 am Hauptkörper 6 so
zusammenwirken kann, dass bei Betrieb des Werkzeugs die Kassette 22 in
starrem Eingriff mit dem Hauptkörper 6 gehalten
wird.
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Um
die Kassette 22 mit dem Hauptkörper 6 zu koppeln,
muss sie relativ zu dem Hauptkörper 6 in einer
vorbestimmten Lage gehalten werden. Der Zylinder 24 weist
eine Aussparung (in 2 nicht dargestellt) für das Zusammenwirken
mit der Abgabewelle 20 auf. Der erste Vorgang, der für das Koppeln der
Kassette 22 mit dem Körper 6 erforderlich
ist, ist der des Zusammenpassens der Aussparung in dem Zylinder 24 mit
der Abgabewelle 20. Das ist aus dem großen Pfeil "A" in 2 ersichtlich.
Die Kassette 22 wird dann um die Achse des Zylinders 24 geschwenkt
(weil der Zylinder 24 dann funktional mit der Abgabewelle 20 gekoppelt
ist), und die Verriegelungselemente 16 und 30 werden
zusammengekoppelt. Diese Schwenkbewegung ist durch den Pfeil "B" in 2 dargestellt.
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3 zeigt
die Kassette 22 funktional mit dem Hauptkörper 6 gekoppelt.
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Aus
den 3 und 4 ist ersichtlich, dass der
Hauptkörper 6 einen
gekrümmten
Bereich 32 aufweist. Die Kassette 22 weist einen
entsprechend gekrümmten
Bereich 34 auf. Der Zweck der gekrümmten Bereiche 32, 34 ist
das Sichern einer unbehinderten Bewegung beim Schwenken der Kassette 22 in ihre
endgültige
Betriebsstellung.
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Nun
auf die 5 und 6 Bezug
nehmend, ist dort ein angetriebenes Werkzeug dargestellt, dessen
Hauptkörper 6 funktional
mit einer Kassette 36 gekoppelt ist. Die Kassette 36 ist
eine Alternative zu der Kassette 22 in 1 bis 4.
In 5 und 6 ist die Kassette 36 eine
Hobelvorrichtung statt ein Bandschleifer.
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Insbesondere
aus 6 ist ersichtlich, dass die Kassette 36 einen
Zylinder 38 aufweist, der, wie der Zylinder 24,
eine Aussparung hat, um mit der Abgabewelle 20 zusammenzupassen.
Tatsächlich
ist der Vorgang des Koppelns der Kassette 36 mit dem Hauptkörper 6 genau
der gleiche, wie der Vorgang bezüglich
der Kassette 22. Der Hauptunterschied zwischen den beiden
Kassetten 22 und 36 besteht darin, dass die Kassette 22 ein
Bandschleifer ist, während
die Kassette 36 eine Hobelvorrichtung ist. Das bedeutet,
dass die Kassette 36 keine hintere Rolle benötigt, und
dass daher nur der Zylinder 38 vorhanden ist. Fachleute
werden erkennen, dass der Zylinder 38 der einer Hobelvorrichtung
ist und daher die allgemeinen Merkmale der Hobelvorrichtung aufweist,
beispielsweise einen radialen Vorsprung (Schneidmesser) und Mittel
zur Schnitttiefeneinstellung, wie durch das Bezugszeichen 40 angezeigt.
Da jedoch diese Merkmale nicht zu der vorliegenden Erfindung gehören, werden
sie hierin nicht weiter behandelt, obwohl sie für Fachleute deutlich erkennbar sind.
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Es
ist daher unter Bezugnahme auf 1 bis 6 erkennbar,
dass das angetriebene Werkzeug 2 einen Hauptkörper 6 aufweist,
der funktional mit jeder von mehreren Kassetten gekoppelt werden
kann, von denen zwei erläuternde
Ausführungen 22, 36 dargestellt
sind. Für
Fachleute ist weiterhin zu erkennen, dass weitere Kassetten möglich sind
und diese klar in den Schutzumfang fallen, obwohl sie hierin nicht
beschrieben sind. So könnte
zum Beispiel eine alternative Kassette Schwingschleif- oder Polieraufgaben
oder Ähnliches
ausführen.
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Nun
auf 7 und 8 Bezug nehmend, wird der Betrieb
der Kassette 22 ausführlicher
beschrieben. Aus diesen Figuren ist ersichtlich, dass die Kassette 22 über einen
Riementriebmechanismus 44 funktional mit einem Motor 42 gekoppelt
ist. Der Abtrieb des Motors 42 ist durch eine sich drehende
Welle 46 mit einem verzahnten Treibrad 48 gekoppelt.
Das verzahnte Treibrad 48 dreht sich im vorliegenden Beispiel
mit etwa 30.000 Umdrehungen pro Minute. Der Riementrieb 44 ist
mit einem verzahnten angetriebenem Rad 50 gekoppelt, und
dieses ist mit der Abgabewelle 20 über eine Antriebswelle 52 gekoppelt.
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Das
angetriebene verzahnte Rad 50 weist allgemein eine größere Anzahl
von Zähnen
auf als das verzahnte Treibrad 48. Daher ist eine Drehzahlverringerung
zwischen dem verzahnten Treibrad 48 und dem angetriebenen
verzahnten Rad 50 zu verzeichnen, die dazu führt, dass
sich das angetriebene verzahnte Rad 50 (und daher die Antriebswelle 52 und
somit auch die Abgabewelle 20) mit etwa 16.000 Umdrehungen
pro Minute drehen.
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Während die
Drehzahl der Abgabewelle 20 16.000 Umdrehungen pro Minute
beträgt,
ist aus 7 ersichtlich, dass sich die
Bandschleiferkassette 22 in Richtung des Pfeils "C" drehen muss, während sich die antreibenden
verzahnten Räder 48 und 50 in
der entgegengesetzten Richtung drehen, die durch die Pfeile "D" angezeigt ist.
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Es
ist so zu verstehen, dass sich bei der Bandschleiferkassette 28 die
Antriebsrolle 24 in die entgegengesetzte Richtung zu der
des Hobelzylinders 38 der Hobelvorrichtungskassette 36 drehen muss.
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Nun
auf 8 Bezug nehmend, ist ersichtlich, wie die Umkehr
der Drehrichtung zwischen der Abgabewelle 20 und der Drehrichtung
des Zylinders 24 erreicht wird. 8 zeigt
einen Schnitt entlang der Linie X-X des Zylinders 24 in 7.
Die Abgabewelle 20 endet in einem Sonnenrad 54,
welches sich in der Mitte des Zylinders 24 befindet. Das
Sonnenrad dreht sich in einer ersten Richtung, beispielsweise im
Uhrzeigersinn, wie es in 8 dargestellt ist. Mehrere Planetenräder 56,
im vorliegenden Beispiel drei, sind in ihrer Position relativ zum
Sonnenrad 54 feststehend. Obwohl die Planetenräder feststehend
sind, können
sie sich um ihre jeweilige Mittelachse frei drehen. Das bedeutet,
dass, wenn sich das Sonnenrad 54 im Uhrzeigersinn dreht,
jedes Planetenrad 56 sich um seine eigene Achse entgegen
dem Uhrzeigersinn dreht.
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Die
Planetenräder 56 sind
von einem drehbaren Zahnkranz 58 umgeben, der starr mit
dem Außenumfang
des Zylinders 24 gekoppelt ist. Der innere Umfang des Zahnkranzes 58 trägt eine
Vielzahl von Zähnen,
die mit den Zahnradzähnen
der Planetenräder 56 zusammenwirkend
eingreifen. Das bedeutet daher, dass der Zahnkranz 58 und
daher der Zylinder 24 sich entgegen dem Uhrzeigersinn drehen,
wie es durch den äußeren Pfeil
von 8 dargestellt ist.
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Auf
diese Weise erfolgt eine Umkehr zwischen der Drehrichtung des Antriebs
der Abgabewelle 20 und der Drehrichtung des Zylinders 24.
Weiterhin ist im vorliegenden Beispiel eine Zahnradunterset zung
von etwa 8 : 1 vorhanden. Weil sich die Abgabewelle mit etwa 16.000
Umdrehungen pro Minute dreht, bedeutet dies, dass die Drehzahl des
Zylinders 24 etwa 2.000 Umdrehungen pro Minute beträgt. Diese
Drehzahl ist für
das Bandschleifen geeignet.
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Nun
auf 9 Bezug nehmend, ist dort eine Kassette einer
Hobelvorrichtung 36 dargestellt. In 9 sind gleiche
Komponenten entsprechend denen aus 7 numeriert,
weil der Motor 42, der Riementrieb 44 und die
Abgabewelle 20 auch im Gehäuse 6 aus 7 vorhanden
sind. Daher erfolgt hierin keine weitere Beschreibung der Mechanismen
bis zur und einschließlich
der Abgabewelle 20.
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Wie
vorher behandelt, besteht jedoch keine Notwendigkeit, die Drehrichtung
des Zylinders 38 verglichen mit der Abgabewelle 20 umzukehren.
Das verzahnte angetriebene Rad 50 dreht sich mit etwa 16.000
Umdrehungen pro Minute, und diese Drehzahl ist für das Hobeln geeignet. Es ist
daher aus den in der Figur dargestellten Pfeilen ersichtlich, dass sich
alle drehenden Teile in der gleichen Richtung drehen, d.h. so, wie
es durch die mit "D" bezeichneten Pfeile
dargestellt ist.
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Fachleute
werden erkennen, dass verschiedene Änderungen an den vorher erläuterten
Ausführungen
erfolgen können
und man dabei noch im Schutzumfang der Erfindung bleibt. So kann
zum Beispiel jede Anzahl von Planetenrädern 56 anstelle der
drei dargestellten verwendet werden.
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Weiterhin
kann jede geeignete Kassette mit dem Körper 6 gekoppelt werden,
um das gewünschte Arbeitsergebnis
zu erreichen.