EP0189769B1

EP0189769B1 - Bohr- oder Schlaghammer

Info

Publication number: EP0189769B1
Application number: EP86100313A
Authority: EP
Inventors: Willy Kress
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-01-31
Filing date: 1986-01-11
Publication date: 1991-05-08
Anticipated expiration: 2006-01-11
Also published as: DE3503172A1; DE3679073D1; EP0189769A1

Description

Die Erfindung geht aus von einem Bohr- oder Schlaghammer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei einem bekannten Elektrobohrhammer dieser Art mit abschaltbarem Bohrantrieb ist in die den Drehantrieb zum Werkzeug weiterleitende Welle eine Klauenkupplung eingeschaltet, deren eine Kupplungshälfte auf der Welle axial verschieblich gelagert ist. Die Verschiebung erfolgt dadurch, daß eine erste Exzenterwirkung von einem Zapfen auf einen Kragen der Kupplungshälfte ausgeübt wird, wobei der Exzenterzapfen von einem von außen manuell betätigbaren Drehknauf angetrieben ist (DE-A-3 018 633).
Zwangsgekuppelt mit diesem ersten Exzenterzapfen, der das Ein- bzw. Auskuppeln der Klauenkupplung bewirkt, ist eine zweite Exzenterscheibe, die den Eingriff eines Arretierstiftes in äußere Ringbohrungen des Kragens an der Kupplungshälfte erst dann freigibt, wenn die Klauenkupplung vollständig ausgerückt ist. Es gelingt auf diese Weise, in der zeitlichen Abfolge zunächst den Bohrantrieb zu entkuppeln, aber noch nicht zu arretieren, wobei der Doppelexzenter die Arretierung dann freigibt, wenn die Klauenkupplung vollständig ausgerückt ist. Der umgekehrte Vorgang läuft dann entsprechend ab. Bei diesem bekannten Elektrobohrhammer sind keine Maßnahmen getroffen, die den Kupplungseingriff erleichtern, also bei diesem verhindern, daß nach der Freigabe der Arretierung, welches eine bei vorliegender Erfindung nicht angesprochene Möglichkeit darstellt, die Kupplungsklauen nicht sozusagen Zahn auf Zahn stehen, wodurch der weitere Einkuppelvorgang, um den es bei der Erfindung ausschließlich geht, verhindert wird und auch der manuelle, zum Einkuppeln führende Dreheingriff nicht bis zum Anschlag weiter durchgeführt werden kann. In einem solchen Fall ist es notwendig, durch Relativverdrehung einer der Wellen die Kupplungsklauen so auszurichten, daß diese ineinandergreifen können. Dies ist nicht selten erst nach mehrmaligen Versuchen möglich.
Bei einer für beliebige industrielle Anwendungen geeigneten Kupplung ist es ferner bekannt (US-A-2 966 974), das notmalerweise unvermeidliche Zahn-auf-Zahn-Stehen der Kupplungsklauen dadurch zu vermeiden, daß die relativ auf ihren zugeordneten Wellen drehfest, jedoch mindestens einmal auch axial verschiebbar sitzenden Kupplungshälften so ausgebildet sind,daß in diesem Fall die verschiebbare Kupplungshälfte feststehende Klauen, nämlich im vorliegenden Fall vier gleichmäßig über den Umfang verteilte zahnartige Vorsprünge aufweist, während diesen gegenüberliegend am stationären Gegenstück und auf die Kupplungszähne ausgerichtet eine größere Anzahl axial verschieblicher Stifte gelagert sind, die durch eine Federvorspannung axial auf die gegenüberliegenden Kupplungszähne des auf der Welle verschieblichen Kupplungsteils gerichtet sind.
Bei dieser bekannten Kupplung wird daher das Problem des Zahn-auf-Zahn-Stehens dadurch beseitigt, daß die eine Klauenseite sämtlich aus Kupplungszähnen besteht, die Möglichkeit haben, axial zurückzuweichen, so daß eine vollständige Annäherung der beiden Kupplungshälften, üblicherweise beim Wellenstillstand, grundsätzlich möglich ist, und zwar dadurch, daß die Kupplungsklauen oder Kupplungszähne der verschieblichen Kupplungshälfte einfach die Gegenzähne oder federvorgespannten Zapfen zurückdrücken, mit denen sie bei der späteren Drehmitnahme nicht in Eingriff geraten. Die feststehenden Kupplungszähne legen sich dann in der einen oder anderen Drehrichtung an die stehengebliebenen, also nicht axial weggedrückten Zapfen an, so daß eine formschlüssige Drehmitnahme möglich ist. Problematisch kann bei einer solchen Kupplung der Umstand sein, daß auf die beiden Kupplungshälften ein ständiger Ausrastdruck einwirkt, erzeugt von den weggedrückten federvorgespannten Zapfen, so daß es notwendig ist, in der eingerückten Position die verschiebliche Kupplungshälfte zusätzlich gegen eine axiale Bewegung zu arretieren. Umständlich ist ferner bei dieser bekannten Kupplung, daß eine Vielzahl von axial verschieblichen Mitnehmerzapfen erforderlich sind, mit einer entsprechenden Anzahl von Führungsbohrungen an der Scheibenperipherie der einen Kupplungshälfte mit jeweiligen, die Federvorspannung erzeugenden, in die Bohrung eingelegten Druckfedern, wobei dennoch nicht vermieden werden kann, daß bei Drehrichtungsumkehr ein gewisser Freigang, also ein Schlagen unvermeidlich ist, bis die Kupplungszähne an der verschieblichen Kupplungshälfte sich an den gegenüberliegenden, vorstehenden Mitnahmezapfen anlegen.
Versucht man andererseits, die Anzahl der axial beweglichen Zapfen zu verringern, dann kann sich unvermeidbar beim Anlaufen ein zu großer Freigang einstellen, so daß die angetriebene Welle schon hochbeschleunigt, wenn die andere noch stillsteht. Dies kann zu ernsthaften Beschädigungen oder einem Abscheren der Mitnahmestifte dann führen, wenn die Gegenzähne auf diese aufschlagen.
Allgemein ist es bei Bohr- oder Schlaghämmern dieser Art auch bekannt (DE-A-32 05 141; EP-O-0050192), Mittel vorzusehen, die es dem Benutzer ermöglichen, vom Schlagbohrbetrieb, der beispielsweise über einen Taumelscheibenantrieb oder durch Exzenterwirkung erzielt wird, dadurch auf die Möglichkeit des reinen Bohrbetriebs umzuschalten - wodurch der Bohrhammer auch als Bohrmaschine eingesetzt werden kann -, daß man den bei den genannten Veröffentlichungen verwendeten Taumelscheibenantrieb in geeigneter Weise auskuppelt. Hierzu steht der Nabenkörper des Taumelscheibenantriebs, der wiederum das Luftpolsterschlagwerk anteibt, über eine Keilwellenverzahnung mit einer Zwischen- oder Vorgelegewelle in Verbindung, die beispielsweise vom Ritzel des antreibenden Elektromotors durchlaufend angetrieben wird. Da man wegen der vorgegebenen konstruktiven Verbindungen des Taumelscheibenantriebs mit dem Topfkolben des Luftpolsterschlagwerks den Nabenkörper des Taumelscheibenantriebs nicht verschieben kann, wird die teilweise als Hohlwelle ausgebildete Zwischenwelle so weit axial gegen eine koaxial innenliegende Feder verschoben, daß die Innenkeilwellenverzahnung des Nabenkörpers aus der Außenkeilwellenverzahnung der Zwischenwelle ausrückt und in einen Freistich gelangt, wodurch der Nabenkörper dann ohne Antrieb der sich weiterdrehenden und den Bohrantrieb bewirkenden Zwischenwelle bleibt. Die Verschiebung der Zwischenwelle erfolgt durch Drehung eines Betätigungsknopfes, an dessen anderem Ende ein Schaltexzenter angeordnet ist, der auf ein ballig ausgeführtes Ende der Zwischenwelle drückt und diese verschiebt. Solange diese Schaltposition aufrechterhalten bleibt, reibt daher die sich drehende Zwischenwelle am Schaltexzenter und bei Rückführen des Betätigungsknopfes in die Ausgangsstellung können die Keilwellenverzahnungen von Zwischenwelle und Nabenkörper wieder miteinander kämmen, vorausgesetzt allerdings, daß nicht ausgerechnet Zahn auf Zahn steht, wodurch der Eingriff problematisch wird. Es ist dann, wie im übrigen auch bei den meisten solche Umschaltungen ermöglichenden Kupplungen und Gangverstellungen nötig, daß der Benutzer etwas am Bohrkopf herumdreht, um eine andere, günstigere Stellung für das Einrücken der Kupplungszähne oder Keilwellenlängsnuten zu erreichen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, insbesondere bei einem Bohr- oder Schlaghammer oder einem ähnlichen Elektro(hand)werkzeug einen einfach aufgebauten und daher kostengünstigen Kupplungsmechanismus vorzusehen, der durch äußere manuelle Einwirkung, etwa an einem Drehknopf, voll in die jeweils ausgekuppelte bzw. eingekuppelte Position gedreht werden kann, ohne daß sich gegebenenfalls schon an dieser Stelle durch ein eventuelles "Zahn-auf-Zahn-Stehen" Hemmnisse ergeben und ferner ohne die Notwendigkeit einer ständig aufrechterhaltenen Druckausübung in einer der Betriebsstellungen (eingekuppelt - ausgekuppelt) auf die Kupplung.

Vorteile der Erfindung

Diese Aufgabe löst der erfindungsgemäße Bohr- oder Schlaghammer mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs und hat den Vorteil, daß, abgestellt auf den Einkuppelvorgang, bei welchem effektiv mechanische formschlüssige Verbindungen jeweils herzustellen sind, auch dann, wenn zu einem jeweils willkürlichen Zeitpunkt die Einkuppelbedingungen nicht ideal sind (Zahn-auf-Zahn-Stehen), jedenfalls von der Stellglied-Betätigungsseite her voll eingekuppelt werden kann und der Kupplungsmechanismus anschließend selbsttätig dann einrückt, wenn sich durch die immer auftretenden relativen Winkelverschiebungen die Gelegenheit hierzu bietet. Dabei erfolgt der Einkuppelvorgang weich und ohne Ratschen.
Ferner ist von Vorteil, daß durch das Ein- bzw. Auskuppeln beim erfindungsgemäßen Gegenstand lediglich ein Schiebekörper, eine Schiebemuffe oder eine Stellhülse auf der Vorgelegewelle jeweils in die eine oder andere, axial unterschiedliche Position gebracht wird, wobei es in keinem dieser beiden Betriebszustände erforderlich ist, auf die Stellhülse, wie sie im folgenden lediglich noch genannt werden soll, eine ständige Einwirkung oder einen ständigen Druck aufrechtzuerhalten.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Bohr- oder Schlaghammers möglich. Besonders vorteilhaft ist die kostengünstige, nur eine geringe Teileanzahl erforderlich machende Kupplungsmechanik, die trotz einfachstem Aufbau besonders zuverlässig und leichtgängig arbeitet, einen sicheren Eingriff ermöglicht und, anders als bei dem eine erhebliche Exzentrizität im Bereich der Vorgelegewelle erzeugenden Taumelscheibenantrieb deren Lagerung praktisch nicht belastet, wobei auch nur sehr geringe Massenkräfte insgesamt eine Rolle spielen. Es sind trotz Übertragung erheblicher Leistungen nur Zahnräder und Lager vergleichsweise geringer Abmessungen im Bereich der Vorgelegewelle erforderlich, wobei das für den Schlagantrieb stets erforderliche Exzenterwerk ein einfacher Kurbeltrieb ist, der über schrägverzahnte Kegelräder von der Vorgelegewelle aus angetrieben wird. Es gelingt daher, den ganzen Aufbau trotz der Möglichkeit, problemlos zwischen Bohrbetrieb einerseits und kombiniertem Bohr- und Schlagbetrieb andererseits umzuschalten, das ganze Gerät leichtgewichtig, unkompliziert und daher auch kostengünstig herzustellen.
Ein weiterer Vorteil einer Ausgestaltung vorliegender Erfindung zeigt sich, wenn man die Verschiebung der Stellhülse zum Ein- oder Auskuppeln auf der Vorgelegewelle in Verbindung mit einer besonders einfachen Stellgliedausbildung zur die Umschaltung bewirkenden manuellen Betätigung von außen betrachtet; so greift eine Mitnahmenase an einem eine lineare Verschiebung durchführenden Zwischenschiebeglied vom Stellantrieb in eine Ringnut der Stellhülse ein und kann diese axial in der gewünschten Richtung verschieben, wobei das eigentliche Drehgriffelement, an welchem der Benutzer manuell angreift, jeweils voll in die eine oder andere Position gedreht werden kann, ohne daß sich, auch im ungünstigsten Fall, Hemmnisse oder Sperrwirkungen hierbei für die Umschaltung ergeben.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1: einen Längsschnitt durch einen lediglich als beispielhaften Anwendungsfall für die erfindungsgemäße Kupplungsausbildung dienenden Bohrhammer;
Fig. 2: eine Teilseitenansicht des Bohrhammers der Fig. 1;
Fig. 3: als Ausschnitt eine Detaildarstellung hauptsächlich im Bereich der reziproken Hammerbewegung sowie der Zwischen- oder Vorgelegewelle, entsprechend der Schnittangabe III-III der Fig. 4;
Fig. 4: einen Querschnitt längs der Linie IV-IV der Fig. 1;
die Fig. 5a, 5b und 5c: Darstellungen der Stellhülse für die Einkupplung des Hammerwerks und
Fig. 6: in einer schematisierten Seitenansicht das Grundprinzip der erfindungsgemäßen Stellgliedausbildung;
Fig. 7: in Draufsicht eine Darstellung längs der Linie VII -VII der Fig. 6.

Der Grundgedanke vorliegender Erfindung besteht darin, die zur Bewirkung des Kupplungseingriffs auf der Vorgelegewelle axial verschiebbare, mit dieser ständig im Keilnuteneingriff stehende Schiebemuffe oder Kupplungsstellhülse, im folgenden lediglich noch als Stellhülse bezeichnet, selbst wieder mit axial verschiebbaren Mitnahmezapfen auszurüsten, die von einer vorzugsweise als Ringfeder ausgebildeten und mindestens in Teilnutbereiche auf der Stellhülse eingelegte Vorspannungsfeder in Kupplungsrichtung axial belastet sind, so daß es möglich ist, vom manuellen Stellantrieb her die Kupplungshülse bis voll in ihre Kupplungsposition zu verschieben, auch dann, wenn die Einkupplung nicht sofort erfolgt, weil die Restweglänge von den sich axial verschiebenden Mitnahmezapfen und deren Vorspannungsfeder(n) aufgefangen und zu einem späteren Zeitpunkt, beispielsweise wenn die Maschine in den Leerlaufbetrieb übergeht, automatisch eingekuppelt wird, ohne daß es hierbei noch eines manuellen Eingriffs oder eines sonstigen Tätigwerdens des Benutzers bedarf.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Bohrhammer 10 kann das Gehäuse in üblicher Weise in Längsrichtung geteilt, also als Doppelschalengehäuse ausgebildet sind, mit mindestens auch einer axialen Schnitt- oder Trennstelle, die mit A bezeichnet ist; mit Längsschrauben 11 und 12 (vgl. Fig. 2), die in entsprechende seitliche Ausnehmungen der hinteren Gehäusehälfte 10a eingesetzt und in innere Vorsprünge der vorderen Gehäusehälfte 10b eingeschraubt und festgespannt werden.
In der hinteren Gehäusehälfte ist bei 12 der Antriebsmotor mit Lüfterrad 13, Rotor 14 mit Motorantriebswelle 15, den Kohleführungen 16a, 16b und beidseitigen Kugellagern 17 und 18 dargestellt; weiter unten im Handgriff befinden sich noch einige elektronische oder elektrische Schaltelemente u. dgl., die zusammen mit 19 bezeichnet sind und auf die im folgenden nicht weiter eingegangen wird, weil sie nicht zur Erfindung gehören.
Das Antriebsritzel 20 der Motorwelle 15 steht mit einem Zahnrad 21, das fest auf einer Zwischen-oder Vorgelegewelle 22 für den Schlagantrieb und den Antrieb einer Bohrspindelhülse 23 angeordnet ist, im Eingriff (vgl. hierzu auch die Teildarstellung der Fig. 3, die insbesondere den Bereich der Vorgelegewelle und den Schlagantrieb genauer zeigt). Entsprechend der Darstellung der Fig. 1 und 3 ist mit 24 ein eine Vielzahl von Lager- und Führungsaufgaben übernehmender Zylinderflansch bezeichnet, der aus Aluminium besteht und im Spritzguß- oder Druckgußverfahren hergestellt sein kann und eine innere Führungs-Gleitbohrung 25 ausbildet zur gleitverschieblichen Lagerung des über eine Exzenterwirkung angetriebenen, sich in der Führungsbohrung 25 hin- und herbewegenden Arbeits- oder Antriebskolbens 26. Der sich nach vorn, also zum Werkzeug und in der Zeichenebene nach links erstreckende rohrförmige Führungsbereich des Zylinderflansches 24 ist von einer Bohrspindelhülse 27 umgeben, die im Gehäuse beispielsweise über ein bei 28 angedeutetes Nadellager und ein vorderes Kugellager 29 drehbar und axial unverschiebbar gehalten ist.
Am hinteren, sich bei dieser Ausführungsform etwas erweiternden Teil der Bohrspindelhülse 27 sitzt, axial verschieblich, jedoch drehfest in geeigneter Ausführung, beispielsweise längsverschiebbar durch Längsnuten gelagert, ein Zahnradzwilling 30, wobei die Längsverschieblichkeit der beiden Zahnräder 30a, 30b der Gangumschaltung dient. Mit besonderem Hinweis auf Fig. 3 läßt sich entnehmen, daß die Vorgelegewelle 22 beidseitig über Nadellager 31, 32 im Gehäuse stationär, aber natürlich drehbar gelagert ist und im Bereich des Zahnradzwillings 30 über eine entsprechende Zahnradpaarung aus den Zahnrädern 32a, 32b verfügt, die drehfest und axial unverschieblich auf der Vorgelegewelle 22 befestigt sind.
Hierdurch ergibt sich die erste Umschaltmöglichkeit für eine entsprechende Drehzahluntersetzung, denn die Bohrspindelhülse 27 verjüngt sich nach vorn bis zu einem Werkzeugaufnahmebereich, der in Fig. 1 allgemein mit 33 bezeichnet ist und der ein eingesetztes Werkzeug 34 über mindestens zwei, sich gegenüberliegende Keilkörper 35a, 35b lagert.
Um den Bohrhammer in seiner Drehzahl umzuschalten, ist es daher erforderlich, auf den Zahnradzwilling 30 eine Verschiebebewegung in axialer Richtung auszuführen, so daß dieser sich entweder in der in Fig. 3 in durchgezogenen Linien dargestellten ersten Position befindet, in welcher das Zahnrad 30b mit dem Zahnrad 32b auf der Vorgelegewelle 22 kämmt, oder in der strichpunktierten Position, in welcher dann das Zahnrad 30a mit dem Zahnrad 32a auf der Vorgelegewelle im Eingriff steht.
Eine zweite Umschaltmöglichkeit - wie die Umschaltung bzw. die für diese Umschaltung vorgesehenen Stellantriebe der hier durch eine axiale Verschiebung bewegten Maschinenelemente und Teile im einzelnen arbeiten, wird weiter unten noch erläutert - ergibt sich dann durch die ergänzend noch vorgesehene Möglichkeit, die für sich gesehen bei derartigen Bohrhammern auch bekannt ist, den Schlagantrieb wahlweise ein- oder auszuschalten. Zu diesem Zweck ist in einer am Zylinderflansch 24 befestigten Lagerung 36 eine Exzenterwelle 37 über geeignete Nadellager 38 quer zur Vorgelegewelle 22 drehbar gelagert, wobei die Exzenterwelle 37 an ihrem oberen Ende einen Exzenter-Drehzapfen 39 und an ihrem unteren Ende ein schrägverzahntes Zahnrad 40 lagert, welches mit einem weiteren Zahnrad 41 kämmt, das frei drehbar, jedoch axial insoweit unverschieblich auf der Vorgelegewelle 22 gelagert ist.
Zur Drehmitnahme der Exzenterwelle 37, wodurch sich die Schlagwirkung in einer weiter unten noch kurz erläuterten Weise ergibt, ist eine Kupplungsmuffe oder Stellhülse 42 vorgesehen, die in der Darstellung der Fig. 5a, b und c noch im einzelnen vergrößert gezeigt ist. Die Stellhülse 42, wie sie im folgenden lediglich noch bezeichnet wird, ist drehfest auf der Vorgelegewelle 22, jedoch axial verschiebbar angeordnet, beispielsweise durch eine entsprechende Keilnutenverzahnung, und kann in Richtung auf das freidrehende Zahnrad 41 bewegt werden. Dabei verfügt die Stellhülse 42 über mindestens einen, vorzugsweise zwei oder gegebenenfalls auch noch mehrere, Mitnahmezapfen 43, 44, die sich im Falle von nur zwei Mitnehmerzapfen diametral gegenüberliegen. Beim axialen Verschieben der Stellhülse 42 in der Zeichenebene der Fig. 3 nach rechts, also in Richtung auf das Zahnrad 41 greifen die Mitnahmezapfen 43, 44 in entsprechende Aufnahmeöffnungen am Zahnrad 41 ein, und der Schlagantrieb wird betätigt. Hierzu ist ein pleuelartig wirkendes Verbindungsglied 45 zwischen dem Exzenterzapfen 39 auf der Exzenterwelle 37 und dem Arbeits- oder Antriebskolben 26 vorgesehen, der in der Führungsbohrung 25 des Zylinderflansches 24 gleitet. Im Inneren des Arbeits- oder Antriebskolbens befindet sich dann noch ein axial freigeführter Schlagkolben oder -körper 46, dem so auf pneumatischem Weg ebenfalls eine hin- und herverlaufende Bewegung vermittelt wird, wodurch dieser Schlagkolben 46 beim jeweiligen Vorwärtshub jedenfalls die ihm innewohnende Bewegungsenergie dann entweder unmittelbar auf den Schaft des eingesetzten Werkzeugs 34 oder auf ein Schlagübertragungselement oder Göpper 48 überträgt. Durch die wahlweise Gangverschiebung dreht sich also mit gewünschter Drehzahl das Werkzeug 34 über die Bohrspindelhülse und übt gleichzeitig eine axiale Hammerwirkung durch den Schlagantrieb aus, der sich durch eine Verschiebebewegung der Stellhülse 42 im Bereich der Vorgelegewelle 22 ergibt.
Ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung ist der spezielle Kupplungsmechanismus für die Mitnahme des Schlagantriebs 37, 39, 45, 26, 46, wie er durch die Stellhülse 42 im Bereich der Vorgelegewelle gebildet ist.
Die Fig. 5a zeigt bei 43a und 44a bei diesem Ausführungsbeispiel zwei aus der Mitte heraus versetzte Führungsbohrungen, in welchen die Mitnahmezapfen 43, 44,- oder allgemein ausgedrückt, die Mitnahmeelemente, da natürlich keine runde Zapfenform erforderlich ist und diese auch rechteckig oder mit beliebigem Querschnitt in den Bohrungen 43a, 44a geführt sein können,-axial verschieblich sitzen. Die Führungsbohrungen 43a, 44a sind jeweils abgesetzt, bilden also bei 70 nach innen vorspringende Ringabschulterungen, so daß sichergestellt ist, daß die in entsprechender Weise komplementär geformten Mitnahmezapfen 43, 44 nicht in der Einkuppelrichtung, also in der Zeichenebene der Fig. 3 nach rechts durch die Führungsbohrungen durchfallen können. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird die axiale Sicherung auf der anderen Seite und gleichzeitig die federnde Vorspannung, die für den Kupplungseingriff auf die Mitnahmezapfen 43, 44 ausgeübt wird, dadurch erzeugt, daß auf das hintere Ende, also das in der Zeichenebene linke Ende der Mitnahmezapfen von einer auf der Stellhülse 42 sitzenden Ringfeder eine axiale Vorspannungskraft ausgeübt wird. Diese Ringfeder ist mit 71 bezeichnet und besteht in dieser besonders einfachen,kostengünstigen und gleichermaßen zuverlässigen Ausführungsform aus einem geschlossenen Ring aus geeignetem elastomerem Material, der in eine angrenzende Nut 72 in der Stellhülse eingelegt ist. Vorzugsweise handelt es sich bei dieser Ringfeder 71 um einen sog. und für sich gesehen bekannten O-Ring; zu seiner Aufnahme bildet die Stellhülse, wie am besten der Darstellung der Fig. 5b und 5c entnommen werden kann, einen Ansatz 73 auf der in der Zeichenebene linken Seite, der in einen verbreiterten Kopfteil 74 übergeht, so daß die Aufnahmenut 72 für die Ringfeder 71 gebildet ist; diese Nut ist jedoch nur dort vorhanden, wo der auskragende Kopfteil die freie, unter Federvorspannung erfolgende Beweglichkeit der Mitnahmezapfen 43, 44 nicht behindert; mit anderen Worten, dort wo die Führungsbohrungen 44a, 43a sitzen, ist die Überlappung der Ringnut 72 ausgespart bzw. der Kopfteil weggeschnitten, so daß der in die verbleibenden Nutbereiche - diese lassen sich am besten in der Darstellung der Fig. 5b in der Draufsicht erkennen - eingelegte elastomere Ring sowohl radial spannt als auch dort, wo er frei über den rückwärtigen Enden der Mitnahmezapfen 43, 44 zu liegen kommt, auf diese eine axiale Kraft auszuüben imstande ist, die die Zapfen 43, 44 zunächst in der in Fig. 3 dargestellten, nach innen durchgeschobenen Position hält.
Es ergibt sich dann folgende Kuppelfunktion. Wird, beispielsweise durch Angriff eines geeigneten Stellglieds oder seiner Verlängerung in der Mittennut 62 der Stellhülse 42 diese zur Bewirkung eines Einkuppelvorgangs in der Zeichenebene der Fig. 3 nach rechts bewegt, dann ergibt sich die erste Möglichkeit, daß die vorderen, über die rechte plane Stirnfläche der Stellhülse 42 hinausragenden Endbereiche der Mitnahmezapfen 43, 44 sofort in entsprechende Aufnahmeöffnungen, Bohrungen oder an entsprechenden Anschlagwandbereichen des Gegenzahnrads 41 eingreifen und der Einkuppelvorgang hierdurch beendet ist; durch die innere Keilwellenverzahnung 75 der Stellhülse erfährt diese ja eine ständige Drehmitnahme durch die Vorgelegewelle 22 und überträgt diese über die jetzt eingerasteten Mitnahmezapfen 43, 44 auf das sich auf der Vorgelegewelle 22 sonst freidrehende Zahnrad 41 wodurch sich über das mit diesem kämmende Zahnrad 40 der Schlagantrieb realisiert.
Gelangen andererseits die vorderen Endbereiche der Mitnahmezapfen 43, 44 nicht sofort in die Gegenausnehmungen des Zahnrads 41, dann ergibt sich die weiter vorn schon angesprochene Möglichkeit des "Zahn-auf-Zahn-Stehens", jedenfalls in diesem Moment; dennoch ist aber der Verschiebevorgang der Stellhülse 42 bis in die volle Einkuppelposition möglich, da die Mitnahmezapfen 43, 44 in ihren Führungsbohrungen zurückweichen können, und zwar gegen den von der Ringfeder 71 auf sie ausgeübten Axialdruck. Die Ringfeder 71 beult sich in diesem Falle an den nicht von der Ringnut 72 überdeckten Stellen nach hinten aus, wird jedoch von den Nutbereichen, auch wegen ihrer eigenen radialen Vorspannung, unverändert festgehalten und übt einen ständigen axialen Druck auf die Mitnahmezapfen 43, 44 in dieser Quasikupplungsposition der Stellhülse 42 aus. Wird in dieser Position dann beispielsweise durch Betätigen eines Anlasser-Schiebegriffs am Bohrhammer der Elektromotor in Drehung versetzt, dann stellen sich automatisch die an diesem Kupplungsvorgang beteiligten Zahnräder irgendwann richtig, und die Mitnahmezapfen rasten in die entsprechenden Ausnehmungen am Gegenzahnrad 41 ein, oder auch bei jeder anderen relativen Verschiebung zwischen Zahnrad 41 und Stellhülse 42, hervorgerufen auf welche Weise auch immer.
Man erkennt, daß in jeder Position der Kupplung (eingerastet oder ausgerastet) auf die Stellhülse 42 kein Druck ausgeübt oder ständig gegen eine Federkraft gearbeitet zu werden braucht. Daher ist auch die Axialbelastung der Vorgelegewelle 22 gering, so daß sich deren Aufbau und Lagerung vereinfachen läßt.
An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, daß die Ringfeder 71 auch jede andere geeignete Konfiguration und jeden anderen geeigneten Aufbau aufweisen kann, vorausgesetzt, daß sie radial in der Aufnahmenut 72 der Stellhülse 42 sitzen kann und entsprechende Axialkräfte auf die Mitnahmezapfen ausüben kann, die im übrigen vergleichsweise gering bleiben können, da es ja lediglich notwendig ist, diese in die entsprechenden Gegenöffnungen des Zahnrads 41 axial einzudrücken und keine rückwirkenden Kräfte bei Aufrechterhaltung dieses (eingekuppelten) Betriebszustandes dann auftreten.
Es liegt daher innerhalb des erfindungsgemäßen Rahmens, die Ringfeder 71 auch aus einem geeigneten metallischen Werkstoff, beispielsweise eine einen in sich geschlossenen Ring bildende Zugfeder, also aus einzelnen Federbindungen aufgebaut, zu verwenden, wie überhaupt jede den erforderlichen axialen Einkuppeldruck auf die Mitnahmezapfen ausübende und auf der Stellhülse 42 befestigbare Feder hierfür geeignet ist. So ist es schließlich auch denkbar und liegt daher innerhalb des erfindungsgemäßen Rahmens, jedem Mitnahmezapfen 43, 44 in seiner Führung eine eigene kleine Vorspannungszug- oder Spiralfeder zuzuordnen oder gegebenenfalls auch Blattfedern zu verwenden, die, wie gestrichelt bei 76 angedeutet ausgebildet sein können und bei 76a fest, etwa durch Punktschweißen an der Stellhülse 42 befestigt sind und den Mitnahmezapfen durch axiale Druckwirkung in seiner Position niederhalten.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung vorliegender Erfindung ergibt sich schließlich noch in Verbindung mit dem in der schematisierten Darstellung der Fig. 6 und 7 beschriebenen Stellglied, welches die manuelle Umschaltung von außen durch den Benutzer ermöglicht.
Um also die Einkuppelbewegung oder beliebige Umschalt-Stellbewegungen bei Elektro(hand)werkzeugen durchzuführen, ist das Stellglied so ausgebildet, wie schematisch anhand der Darstellungen der Fig. 6 und 7 erläutert, auf die im folgenden eingegangen wird.
Die Darstellung der Fig. 6 zeigt deutlich den grundsätzlichen Stellgliedaufbau bei diesem Ausführungsbeispiel. Das einer äußeren manuellen Betätigung zugängliche Drehgriffelement ist mit 50 bezeichnet; es ist drehbar, aber sonst unverrückbar in geeigneter Weise im Gehäuse gelagert, und zwar in einer bevorzugten Ausgestaltung so, daß entweder ein vorspringender Randflansch am Drehgriffelement 50 durch sich mindestens teilweise ringförmig erstreckende Gehäusehintergreifungen gehalten ist, oder indem, wie bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Fig. 6, ein Gehäuseringvorsprung 51 in eine mindestens teilweise umlaufende Außenringnut 52 am Drehgriffelement 50 eingreift. Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung kann dann in einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung dadurch entstehen, daß das Drehgriffelement dort eingesetzt wird, wo
sich eine Gehäuseschnittstelle A ergibt, wo also zwei zur Endmontage miteinander zu verbindende Gehäuseteilhälften 10a, 10b in Längsrichtung oder auch seitlich unter Bildung einer Trennlinie oder Trennfuge miteinander verbunden und ineinandergefügt werden. Üblicherweise befinden sich an diesen Trennstellen in den im Stoß aneinandergrenzenden Frontflächen der Gehäusewandungsteile vorspringende Lippen auf einer Seite und Nuten auf der anderen, so daß die Gehäusehälften paßgerecht zusammengesetzt werden können. In der erfindungsgemäßen Ausgestaltung werden an der Stelle, an welcher Drehgriffelemente für das Stellglied anzuordnen sind, in den aneinandergrenzenden Gehäusehälften beidseitig Teilkreisausschnitte 55a, 55b (jedenfalls im Falle eines runden Drehgriffelements) vorgesehen, die sich beim Zusammenbau des Gehäuses zu einem ausgeschnittenen Vollkreis ergänzen. Es ist dann nur noch notwendig, die angrenzenden Stirnflächen des Vollkreises oder der Gehäuseteilkreishälften 55a, 55b bzw. des Drehgriffelements mit "Nuten und Federn" zu versehen und beim Zusammenfügen der Gehäusehälften das Drehgriffelement entsprechend einzusetzen, wodurch dieses dann eine endgültige Lagerung erfährt. Selbstverständlich versteht es sich, daß das Drehgriffelement auch nur einen unteren vorspringenden Ringflansch aufzuweisen braucht, wie dies in der Darstellung der Fig. 1 (darauf wird weiter unten noch eingegangen) angegeben ist, da auch so die axiale Arretierung und ein Sichern gegen ein Herausfallen selbstverständlich möglich ist, während ein Eindrücken durch andere Teile sicher verhindert wird.
Ist das Drehgriffelement 50 solchermaßen in der Gehäusewandung gelagert, dann wird angrenzend zu diesem innerhalb des Gehäuses ein Zwischenschiebeglied 56 angeordnet, welches in geeigneter, völlig freier Weise, gegebenenfalls von geeigneten bzw. entsprechend angeordneten Gehäusevorsprüngen und Rippen gleitverschieblich gelagert ist, so daß dieses eine Verschiebebewegung lediglich in der Doppelrichtung der Pfeile B und C durchführen kann, wie in Fig. 6 gezeigt. In einer geeigneten, frei wählbaren Exzentrizität befindet sich am Drehgriffelement 50 ein Eingriffzapfen 57, der in ein Langloch 58 am Zwischenschiebeglied 56 eingreift, welches sich in Querrichtung zur gewünschten, die Verstellbewegung erzeugenden Verschieberichtung erstreckt. Schließlich befindet sich am Zwischenschiebeglied 56 noch eine Mitnahmenase 59, die in eine beliebige Nut 60 der zu verschiebenden Teilkomponente des Elektro(hand)werkzeugs eingreift. Diese Teilkomponente kann daher beispielsweise die in Fig. 3 genauer gezeigte Stellhülse 42 sein, aber auch das axial verschiebbare Zwillingszahnrad 30 zur Gangumschaltung.
Es ergibt sich dann folgende Funktion. Wird am Drehgriffelement gedreht, dann führt zwar der exzentrisch mit beliebiger Exzentrizität und daher mit beliebigem Hub am Drehgriffelement angeordnete Eingriffszapfen 57 eine Kreisbewegung aus; durch die Langlochausbildung im Zwischenschiebeglied 56 fängt dieses jedoch den (Teil)Hub quer zur Verschieberichtung auf und setzt lediglich den (Teil)Hubanteil in die Verschieberichtung um, den der Eingriffszapfen 57 in dieser Richtung ausführt; hierbei ergibt sich als weiteres Merkmal, daß beim Einfahren in die Endposition eine besonders große Krafteinwirkung auf das zu verschiebende Teil erzielt wird, bei gleicher Kraftbetätigung am Drehgriffelement, wegen der durch die im Grunde sinusförmig verlaufende Krafteinwirkung, wobei bei Annäherung an den Endpunkt gleiche Verdrehwinkel nur noch sehr geringe Verschiebewege erzeugen.
In Fig. 7 ist das Zwischenschiebeglied 56 durchgezogen in der Ausgangsposition und in gestrichelter Darstellung in der anderen Endposition gezeigt.
Die Fig. 1 zeigt eine praxisgerechte Ausführungsform; die zentral zur Gehäusetrennstelle A beidseitig eingesetzten Drehgriffelemente 50a, 50b sind an ihrer äußeren Ringkante zur Durchführung der Drehverstellbewegung durch die hier anliegenden Gehäuseringausschnitt geführt und hintergreifen mit inneren Ringflanschen 61 Ringausnehmungen oder einfach Gehäuseausschnitt-Endbereiche, wobei der jeweilige Eingriffzapfen 57a, 57b je nach dem Ausmaß der gewünschten Verstellbewegung mehr oder weniger exzentrisch gelagert ist; bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist für die Gangumschaltung ein größerer exzentrischer Versatz aus der Mittellinie A vorgesehen als bei der nur einen geringen Verschiebeweg erforderlichen Einkuppelbewegung der Stellhülse 42 - die beiden Zwischenschiebeglieder 56a, 56b können von durchaus unterschiedlicher Form sein, wobei das für die Gangumschaltung zuständige Zwischenschiebeglied 56a das kleinere Zahnrad 30b des Zwillingszahnrads 30 zunächst übergreift und dann in die zwischen den beiden Zahnrädern 30a, 30b angeordnete Nut zur Verstellung eingreift. Im Gegensatz hierzu verfügt das untere Zwischenschiebeglied über eine im mittleren Bereich angeordnete Mitnahmenase 59b, die in die Ringnut 62 der in Fig. 5 vergrößerten Stellhülse 42 eingreift. Wie die Fig. 2 zeigt, können die Drehgriffelemente so in das Gehäuse des Elektro(hand)werkzeugs eingelassen werden, daß sie nicht über die Gehäuseumrisse überstehen, so daß das ganze Gerät ein gefälliges Aussehen bekommt, mit entsprechenden Griffmulden 63, beispielsweise mit Zwischensteg, zur leichtgängigen Verstellung. Schließlich ist es noch möglich, die Drehgriffelemente auch mit die anliegenden Gehäuseringbereiche außen überlappenden Ringflanschen 64 auszubilden, so daß zusammen mit den inneren, vorspringenden Ringflanschen oder Gehäuseringflansche aufnehmende Ringnuten ein sicherer Halt für die Drehgriffelemente erzielt wird.
Will man nur bestimmte Drehungen zulassen, dann ist es problemlos möglich, die jeweiligen ineinandergreifenden Ringnuten und Ringlippen für die Axiallagerung der Drehgriffelemente nur über bestimmte Teilwinkel sich erstrecken zu lassen, so daß sich dort, wo eine Ringnut endet, ein natürlicher Anschlag ergibt. Es versteht sich, daß im Sichtbereich der Drehgriffelemente noch Markierungen an dem Gehäuse angeordnet sind, damit der Benutzer weiß, in welcher Richtung und bis zu welchem Punkt die Drehgriffelemente für die jeweils gewünschte Umschaltung gedreht werden sollen.

Claims

Bohr- oder Schlaghammer o.dgl. Elektrowerkzeug, mit einer eine Stellhülse (42) umfassenden, klauenartig ausgebildeten Kupplung zum Einkuppeln einer Betriebsart, insbesondere Schlagantrieb oder sonstiger Drehantrieb, wobei die Stellhülse auf einer Zwischen- oder Vorgelegewelle (22) drehfest und gleichzeitig unter der Verschiebewirkung eines externen Stellglieds (50) axial relativ zu einem Gegenstück (41) verschiebbar angeordnet ist und bei gegenseitiger Annäherung ein formschlüssiger Wirkungseingriff zwischen Stellhülse (42) und Gegenstück (41) die Drehmitnahme bewirkt, gekennzeichnet durch
a) mindestens einen für sich gesehen bekannten außermittig und axial gegen Federvorspannung verschiebbar in der Stellhülse (42) aufgenommenen Mitnahmezapfen (43, 44), der

b) bei Betätigung des äußeren Kupplungs-Stellglieds (50) bis zum vollständigen Einkuppel-Endanschlag, bei welchem die beiden Kupplungsteile (Stellhülse 42 und Gegenstück 41) in die axiale Einkuppel-Endposition überführt sind, gegen seine Federvorspannung in eine nicht eingekuppelte Warteposition zurückfällt, aus welcher

c) der mindestens eine Mitnahmezapfen (43, 44) bei einer relativen Drehbewegung der beiden Kupplungsteile (Stellhülse 42, Gegenstück 41) zueinander unter der Wirkung seiner Federvorspannung in Aufnahmeöffnungen am Gegenstück (41) einfällt, derart, daß auch bei einem anfänglichen Zahn-auf-Zahn-Stehen der Kupplungsstücke die Kupplungs-Stellgliedbewegung voll bis zum Endanschlag, hierdurch dem tatsächlichen Kupplungseingriff zeitlich vorlaufend, durchführbar ist.
Bohr- oder Schlaghammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Federvorspannung auf den mindestens einen Mitnahmezapfen (43, 44) erzeugendes Federelement (71) eine in radialer Richtung elastische, an der Stellhülse (42) stationär gehaltene Ringfeder ist, gegen die der Mitnahmezapfen (43, 44) axial anliegt.
Bohr- oder Schlaghammer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringfeder aus einem ringförmig geschlossenen, elastomeren Material besteht.
Bohr- oder Schlaghammer nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringfeder ein O-Ring ist.
Bohr- oder Schlaghammer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringfeder eine aus aufeinanderfolgenden Federwendeln bestehende, in der Ringform geschlossene Zugfeder ist.
Bohr- oder Schlaghammer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die eine geschlossene Ringform aufweisende Zugfeder aus metallischen Drahtwendeln besteht.
Bohr- oder Schlaghammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Federvorspannung erzeugendes Federelement an der Stellhülse (42) von einer an deren rückseitigen Stirnfläche nach Art einer Sekante angeordneten Blattfeder gebildet ist, die auf das rückwärtige Ende des mindestens einen Mitnahmezapfens (43, 44) die axiale Federvorspannung ausübt.
Bohr- oder Schlaghammer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringfeder (71) in eine von einem nach außen vorspringenden, jedoch die Bereiche der Führungsbohrungen (43a, 44a) für die Mitnahmezapfen (43, 44) aussparenden Ringflansch gebildete Aufnahmeteilringnut (72) eingelegt ist und zusätzlich zu ihrer radialen, nach innen gerichteten vorspannung die hieraus resultierende, axial auf die rückseitigen Enden der in ihren Führungsbohrungen (44a, 43a) eingesetzten Mitnahmezapfen (43, 44) wirkende Vorspannung erzeugt, mit der Möglichkeit, im Bereich der Mitnahmezapfen (43, 44) aus der Ebene der Aufnahmenut (72) zurückzuweichen und den Kupplungseingriff bei erreichter Kupplungsendposition der Stellhülse (42) vorzubereiten.
Bohr- oder Schlaghammer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbohrungen (43a, 44a) für die Mitnahmezapfen in der Stellhülse (42) unter Bildung von als Anschläge wirkenden radialen Ringschultern (70) abgesetzt sind.
Bohr- oder Schlaghammer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenstück (41) zur Stellhülse (42) von einem auf der Vorgelegewelle (22) frei drehbaren Gegenzahnrad gebildet ist, welches über eine Schrägverzahnung mit einem hierzu um 90° versetzten Zahnrad (40) des Exzenterantriebs (37, 39) für den pneumatischen Schlagantrieb kämmt und daß im Gegenzahnrad die Anschläge oder Gegenöffnungen angeordnet sind, in welche die Mitnahmezapfen (43, 44) in der eingekuppelten Position eingreifen.
Bohr- oder Schlaghammer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellhülse (42) eine mittlere Ringnut (62) aufweist, in welche die Mitnahmenase (59) eines durch Gehäusemittel geradgeführten Zwischenschiebeglieds (56) eingreift, welches von einem einer äußeren manuellen Betätigung zugänglichen Drehgriffelement (50) angetrieben ist, welches mit einem exzentrischen Eingriffszapfen (57) in ein Langloch (58) am Zwischenschiebeglied (56) eingreift.
Bohr- oder Schlaghammer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Langloch (58) am Zwischenschiebeglied quer zur auf die Stellhülse (42) ausgeübten Kupplungsverschieberichtung verläuft.