EP2366495B1

EP2366495B1 - Hand-Werkzeugmaschine mit einem Exzentergetriebe und einer Sperre

Info

Publication number: EP2366495B1
Application number: EP20110001855
Authority: EP
Inventors: Hans-Peter Albrecht; Stefan Tulodziecki; Nina Rauscher
Original assignee: Festool Group and Co KG
Current assignee: Festool GmbH
Priority date: 2010-03-19
Filing date: 2011-03-07
Publication date: 2014-01-22
Anticipated expiration: 2031-03-07
Also published as: EP2366495A1; DE102010012021B3

Description

Die Erfindung betrifft eine Hand-Werkzeugmaschine, insbesondere eine Schleifmaschine und/oder eine Poliermaschine, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Hand-Werkzeugmaschine in Gestalt eines Exzenterschleifers geht beispielsweise aus EP 0 525 328 A1 hervor. Aufgrund der Lagerreibung der Werkzeugwellenlagerung kommt die Werkzeugwelle in Rotation um die Antriebsachse, ist jedoch abbremsbar. Es werden als Zusatzvorrichtung ausgestaltete Drehwinkel-Führungsmittel vorgeschlagen, die unmittelbar am Schleifteller angreifen, um diesen in einem vorbestimmten Drehwinkelsektor zu halten. An der Werkzeugaufnahme des bekannten Exzenterschleifers können Werkzeuge mit polygonaler Außenkontur, beispielsweise dreieckförmige Schleifteller, angebracht werden. Es besteht die Gefahr, dass diese in dem Rotation-Exzentermodus um die Antriebsachse zu rotieren beginnen, was zur Gefährdung des Bedieners führt.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Betriebssicherheit einer Hand-Werkzeugmaschine der eingangs genannten Art zu erhöhen.
Zur Lösung der Aufgabe ist eine Hand-Werkzeugmaschine gemäß der technischen Lehre des Anspruchs 1 vorgesehen.
Die Sperrkontur durchläuft z.B. bei einer Werkzeug-Montage einen Montageweg. Die Sperrkontur nimmt beispielsweise in der montierten Stellung eine Endstellung ein.
Ein Grundgedanke der Erfindung ist es, dass das Exzentergetriebe direkt aus dem Nur-Exzentermodus in den Rotation-Exzentermodus, beispielsweise einen zwangsrotation-Exzentermodus oder einen Freirotation-Exzentermodus geschaltet werden kann, das allerdings nur dann, wenn sich kein Werkzeug an der Werkzeugaufnahme befindet oder ein solches, das für einen Rotation-Exzentermodus geeignet ist, z.B. ein runder Schleifteller oder auch ein sonstiges, eine zumindest im wesentlichen runde Außenkontur aufweisendes Werkzeug. Ein weiterer erfindungsgemäßer Ansatz ist es, dass ein solches Werkzeug nur dann an der Werkzeugaufnahme montierbar ist, wenn die Werkzeugaufnahme drehwinkelstabil ist, d.h. dass sie sich innerhalb des vorbestimmten, durch die Drehwinkel-Führungsmittel begrenzten Drehwinkelsektors befindet und auch dort bleibt.
Der Sperrkörper ist in der ersten Stellung zur Werkzeugaufnahme hin, d.h. in den Montageweg der Sperrkontur oder die Endstellung vorverstellt oder steht dorthin vor.
In der zweiten Stellung ist der Sperrkörper von der Endstellung oder dem Montageweg der Sperrkontur des Werkzeugs wegverstellt.
Es ist zwar möglich, dass der Sperrkörper mittels der Schaltmittel oder einer sonstigen, beispielsweise manuellen Verstellung, in die erste oder zweite Stellung verstellbar ist. Bevorzugt ist es jedoch, wenn der Sperrkörper in die erste oder zweite Stellung federbelastet ist.
Die Schaltmittel weisen zweckmäßigerweise ein auf eine Getriebekomponente des Exzentergetriebes wirkendes Betätigungsglied zum Schalten zwischen dem Nur-Exzenter-Modus und dem Rotation-Exzentermodus, beispielsweise dem Zwangsrotation-Exzentermodus und/oder dem Freirotation-Exzentermodus, auf. Der Sperrkörper kann nunmehr mit dem Betätigungsglied der Schaltmittel fest verbunden sein oder auch einen Bestandteil des Betätigungsgliedes bilden.
Bevorzugt ist jedoch zwischen dem Sperrkörper und dem Betätigungsglied ein Verstellgetriebe angeordnet, beispielsweise ein kulissengetriebe, ein Schrägflächengetriebe oder auch ein Umlenkgetriebe. Es versteht sich, dass auch Zahngetriebe, Riemen- oder Seilgetriebe oder dergleichen andere Getriebe möglich sind.
Im Ausführungsbeispiel noch näher beschrieben ist ein Schrägflächengetriebe, das eine am Sperrkörper angeordnete Sperrkörper-Schrägfläche und eine am Betätigungsglied angeordnete Betätigungsglied-Schrägfläche umfasst. Es versteht sich, dass auch eine einzige Schrägfläche ausreichend sein könnte. Das Betätigungsglied ist zweckmäßigerweise drehbar, während der Sperrkörper linear gelagert ist. Bei einer Drehverstellung des Betätigungsglieds wird zweckmäßigerweise eine lineare Verstellung des Sperrkörpers bewirkt.
Wenn der Sperrkörper in der ersten Stellung ist und an der Sperrkontur anschlägt, bildet er zweckmäßigerweise einen Anschlag für das Betätigungsglied derart, dass ein Verstellen vom Nur-Exzentermodus in den Rotation-Exzentermodus nicht möglich ist.
Eine Sperrkörper-Führung zur Führung des Sperrkörpers bezüglich des Maschinengehäuses zwischen der ersten und zweiten Stellung ist zweckmäßigerweise als eine Linearführung ausgestaltet. Es versteht sich, dass der Sperrkörper auch drehbeweglich gelagert sein könnte oder drehbeweglich und schiebebeweglich.
Das Exzentergetriebe weist zweckmäßigerweise ein Getriebegehäuse auf. Zur Anpassung und Nutzung des Getriebegehäuses können bei dem Sperrkörper verschiedene der nachfolgenden Maßnahmen getroffen sein.
So weist der Sperrkörper beispielsweise eine an das Getriebegehäuse angepasste Kontur auf. Somit ist er besonders platzsparend unterzubringen.
Weiterhin kann das Getriebegehäuse eine Anschlagfläche bereitstellen, an der der Sperrkörper in der ersten Stellung oder auch der zweiten Stellung anschlägt.
Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn der Sperrkörper außerhalb des Getriebegehäuses angeordnet ist. Gerade dann ist es vorteilhaft, wenn er eine an das Getriebegehäuse angepasste Kontur aufweist. Es versteht sich, dass alternativ auch eine Anordnung des Sperrkörpers im Getriebegehäuse, zumindest partiell, möglich ist.
In der ersten Stellung steht der Sperrkörper zweckmäßigerweise vor das Maschinengehäuse vor.
Wie eingangs bereits erwähnt, ist eine Rotation der Werkzeugwelle sowohl durch die Lagerreibung als auch durch die Zwangsrotationsführung möglich. Der Rotation-Exzentermodus umfasst also sozusagen zwei Rotation-Exzentermcdi, nämlich einen Freirotation-Exzentermodus, in dem die Werkzeugwelle aufgrund der Lagerreibung der Werkzeugwellenlagerung ihre Rotationsbewegungen durchführt, und einen Zwangsrotation-Exzentermodus, in dem die Rotation der Werkzeugwelle sozusagen vorgegeben wird. Die Zwangsrotationsführung sorgt nämlich dann für eine Zwangsrotation der Werkzeugaufnahme um die Antriebsachse. Die Schaltmittel sind dementsprechend vorteilhaft dazu ausgestaltet, das Exzentergetriebe zwischen dem Freirotation-Exzentermodus und dem Zwangsrotation-Exzentermodus umzuschalten.
Die Zwangsrotationsführung weist zweckmäßigerweise einen zu der Werkzeugwelle drehfesten Wälzkörper und eine zu dem Maschinengehäuse oder dem Getriebegehäuse drehfeste Wälzbasis auf, an der sich der Wälzkörper in dem Zwangsrotation-Exzentermodus abwälzt. Der Wälzkörper und die Wälzbasis werden beispielsweise durch ein Planetenrad und ein Hohlrad gebildet (oder umgekehrt) .
Einer Fehlbedienung der Hand-Werkzeugmaschine beugt es vor, wenn an der Werkzeugaufnahme eine Drehwinkelkodierung zur Zusammenwirkung mit Gegenkodierung des Werkzeugs angeordnet ist, wobei die Drehwinkelkodierung und die Gegenkodierung nur in einer einzigen Drehwinkelstellung des Werkzeugs relativ zur Werkzeugaufnahme zueinander passen. Somit kann also das Werkzeug nur in einer einzigen Drehwinkelstellung an der Werkzeugaufnahme montiert werden, wobei diese Drehwinkelstellung wiederum von den Drehwinkel-Führungsmitteln innerhalb des begrenzten Drehwinkelsektors gehalten wird.
Ein Werkzeug für den Nur-Exzentermodus hat zweckmäßigerweise eine polygonale, z.B. quadratische oder dreieckförmige, Au-βenkontur.
Bevorzugt ist der Drehwinkelsektor auf einen einzigen Drehwinkel oder einen schmalen Winkelbereich von beispielsweise 1 bis 5° beschränkt, so dass das Werkzeug an der Werkzeugaufnahme nicht oder nur unwesentlich hin und her pendelt.
Wenn die Drehwinkel-Führungsmittel die Werkzeugaufnahme drehwinkelstabil halten, mithin also der Nur-Exzentermodus eingestellt ist, ist die Werkzeugaufnahme bezüglich der Antriebsachse drehfest. Mithin erfüllen die Drehwinkel-Führungsmittel also die Funktion eines Spindelstopps. Die Drehwinkel-Führungsmittel können also mit Vorteil dann in Aktion gebracht werden, wenn das Werkzeug von der Werkzeugaufnahme entfernt oder an dieser angeordnet werden soll, also ein Werkzeugwechsel stattfindet. So ist beispielsweise eine Drehbetätigung des Werkzeuges relativ zur Werkzeugaufnahme ohne weiteres möglich, da die Drehwinkel-Führungsmittel die Werkzeugaufnahme drehfest halten.
Bevorzugt bildet der Wälzköper der Zwangsrotationsführung einen Bestandteil der Drehwinkel-Führungsmittel. So kann beispielsweise unmittelbar an dem Wälzkörper, insbesondere dessen Stirnseite, eine Führungskontur, insbesondere eine Linearführungskontur, angeordnet sein.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Figur 1: eine erfindungsgemäße Hand-Werkzeugmaschine perspektivisch schräg von oben mit geöffnetem Gehäuse,
Figur 2: eine Schnittdarstellung der Hand-Werkzeugmaschine gemäß Figur 1 entsprechend einer Schnittlinie A-A,
Figur 3: eine perspektivische Schrägansicht von oben eines Exzentergetriebes der Hand-Werkzeugmaschine gemäß Figur 1, das in
Figur 4: teilweise geschnitten dargestellt ist,
Figur 5: einen Kulissenring mit einem Hohlrad für das Exzentergetriebe gemäß Figuren 3, 4

Figur 6: Drehwinkel-Führungsmittel des Exzentergetriebes gemäß Figur 3 in perspektivischer Schrägansicht,
Figur 7a: ein Führungselement der Drehwinkel-Führungsmittel gemäß Figur 6, zur Zusammenwirkung mit einem in
Figur 7b: dargestellten weiteren Führungselement, das an einem Planetenrad des Exzentergetriebes gemäß Figur 3 angeordnet ist,
Figur 8: eine perspektivische Teilansicht schräg von vorn der Hand-Werkzeugmaschine gemäß Figur 1 jedoch mit einem anderen Werkzeug,
Figur 9: eine Schnittansicht entsprechend Figur 8 entlang einer Schnittlinie B-B in Figur 8,
Figur l0a: das Exzentergetriebe gemäß Figur 3 von hinten mit einer Sperre in einer ersten Stellung,
Figur 10b: das Exzentergetriebe entsprechend Figur 10a, jedoch mit dem in Figur 8 dargestellten Werkzeug bestückt sowie mit der Sperre in einer zweiten Stellung,
Figur 11: eine perspektivische Schrägansicht von unten der Hand-Werkzeugmaschine gemäß Figur 1 jedoch ohne Werkzeug, das in Gestalt eines Schleiftellers in
Figur 12: von schräg oben dargestellt ist,
Figur 13a: das Werkzeug gemäß Figur 8 von schräg oben, das in
Figur 13b: von schräg unten dargestellt ist.

Die Zeichnung zeigt eine Hand-Werkzeugmaschine 10, die vorliegend als Schleifmaschine oder Poliermaschine ausgestaltet ist, je nachdem welches Werkzeug verwendet wird. Die Hand-Werkzeugmaschine 10 kann in einem Exzentermodus betrieben werden.
Die nachfolgend im Detail beschriebenen innovativen Konzepte können selbstverständlich auch bei andersartigen Hand-Werkzeugmaschinen Einsatz finden, so z.B. bei Schab-Werkzeugmaschinen, bei denen eine oszillierende Hin- und Herbewegung, auch exzentrischer Art, zweckmäßig ist. Das Werkzeug könnte auch ein Schneid-Werkzeug sein.
Ein Maschinengehäuse 11 der Hand-Werkzeugmaschine 10 umfasst einen Werkzeugbereich 12 sowie einen Motorbereich 13, die durch einen Handgriff 14 sowie einen Verbindungsabschnitt 15 miteinander verbunden sind. Das Maschinengehäuse 11 ist beispielsweise durch zwei schalenartige Seitenteile 16a, 16b gebildet, die einen Aufnahmeraum für zu schützende Komponenten der Hand-Werkzeugmaschine 10 begrenzen.
Der Motorbereich 13 und der Werkzeugbereich 12 wie auch der Handgriff 14 und der Verbindungsabschnitt 15 haben eine im Wesentlichen zylindrische Gestalt, wobei die Stirnseiten der durch den Handgriff 14 und den Verbindungsabschnitt 15 definierten Zylinder an den Umfangsseiten der durch den Werkzeugbereich 12 und den Motorbereich 13 definierten Zylinder angrenzen.
In dem Motorbereich 13 ist ein Antriebsmotor 17 untergebracht, vorliegend ein Elektromotor, wobei pneumatische Motoren oder sonstige Antriebsprinzipien auch denkbar sind. Der Antriebsmotor 17 wird über einen elektrischen Anschluss 18 mit elektrischer Energie versorgt. Die Hand-Werkzeugmaschine 10 ist also eine kabelgebundene elektrische Maschine, wobei auch ein Akku-Betrieb, mithin also eine kabellose Variante durchaus im Rahmen der Erfindung liegt. Der elektrische Anschluss 18 ist an einer Hinterseite 19 des Maschinengehäuses angeordnet und eignet sich vorzugsweise dazu, mittels einer bekannten Schnellverbindungstechnik ein Anschlusskabel zu befestigen.
Der Werkzeugbereich 12 bildet eine Vorderseite 20 des Maschinengehäuses 11. Der Verbindungsabschnitt 15 verläuft an einer Unterseite 21, der Handgriff 14 an einer Oberseite 22 des Maschinengehäuses 11.
An der Unterseite 21 ist ferner eine Werkzeugaufnahme 23 zum Halten und Aufnehmen von beispielhaft dargestellten Werkzeugen 24 oder 25 angeordnet. Die Werkzeugaufnahme 23 ist an der Stirnseite einer Werkzeugwelle 26 angeordnet.
Die Werkzeugaufnahme 23 weist vorteilhaft ein Bajonett 118 auf, wobei auch andere Befestigungsmittel, z.B. Klemm- oder Schraubmittel möglich sind.
Ein Exzentergewicht 117 ist vorteilhaft an der Werkzeugaufnahme 23 angeordnet. Das Exzentergewicht 117 steht als Kreissegmentabschnitt von dem Antriebsteil 33 nach unten in Richtung der Werkzeugaufnahme 23 ab.
Zwar wäre es prinzipiell denkbar, die Werkzeugwelle 26 direkt anzutreiben, so dass das Werkzeug 24 oder 25 eine rein rotatorische Bewegung macht. Bei der Hand-Werkzeugmaschine 10 ist jedoch ein Exzentergetriebe 27 vorgesehen, mit dem exzentrische Bewegungen der Werkzeugwelle 26 erzeugbar sind. Das Exzentergetriebe 27 ist in dem Werkzeugbereich 12 des Maschinengehäuses 11 angeordnet. Es wäre möglich, anstelle des Exzentergetriebes 27 beispielsweise auch z.B. ein Schaltgetriebe mit mehreren Drehzahlstufen in dem Werkzeugbereich 12 unterzubringen. Das Exzentergetriebe 27 bildet sozusagen ein Hauptgetriebe der Hand-Werkzeugmaschine 10.
Da der Werkzeugbereich 12 und der Motorbereich 13 an einander entgegengesetzten Bereichen des Handgriffes 14 bzw. des Verbindungsabschnittes 15 angeordnet sind, ist eine Distanz zwischen dem Antriebsmotor 17 und dem anzutreibenden Exzentergetriebe 27 bzw. der Werkzeugaufnahme 23 bezüglich einer Längsachse 28 des Maschinengehäuses 11 vorhanden. Diese Distanz wird von einem Übertragungsgetriebe 29 überbrückt, das den Antriebsmotor 17 mit dem Exzentergetriebe 27 dreh-koppelt. Das Übertragungsgetriebe 29 weist ein Übertragungsglied 30 auf, bei dem es sich vorliegend und einen Transmissionsriemen 31 handelt. Denkbar wäre allerdings auch eine Übertragung mittels eines Zahngetriebes oder einer Übertragungsstange, beispielsweise auch einer Kardanwelle.
Der Transmissionsriemen 31 koppelt ein Abtriebsteil 32 des Antriebsmotors 17 mit einem Antriebsteil 33 des Exzentergetriebes 27, mithin also einem Antriebsteil für die Werkzeugaufnahme 23. Passend zum Transmissionsriemen 31 handelt es sich bei dem Abtriebsteil 32 und dem Antriebsteil 33 um Riemenscheiben oder Riemenräder, um die der Transmissionsriemen 31 geschlungen ist. An dem Abtriebsteil 32 und dem Antriebsteil 33 sind zweckmäßigerweise Ränder 34 vorgesehen, zwischen denen der Transmissionsriemen 31 sicheren Halt findet. Zweckmäßig ist zusätzlich auch eine Riffelung 35 an den Komponenten 31, 32 und/oder 33, so dass auch dadurch ein sicherer Betrieb und zuverlässiger Halt des Transmissionsriemens 31 am Abtriebsteil 32 und/oder Antriebsteil 33 gewährleistet ist.
Das Antriebsteil 33 rotiert um eine Antriebsachse 36, zu der eine Werkzeugachse 37 der Werkzeugaufnahme 23 um eine Exzentrität 38 exzentrisch, jedoch parallel ist. Eine Motorwelle 39 des Antriebsmotors 17 rotiert um eine Motorachse 40. Das Abtriebsteil 32 ist an der Motorwelle 39 drehfest angeordnet.
Die Antriebsachse 36 und die Motorachse 40 verlaufen jeweils von der Oberseite 22 zur Unterseite 21 des Maschinengehäuses 11. Vorliegend ist die Anordnung so getroffen, dass die Motorachse 40 und die Antriebsachse 36 zueinander parallel sind, wobei auch Schrägstellung denkbar sind. Hierfür wären dann beispielsweise Winkelgetriebe möglich. Weiterhin muss es nicht zwingend so getroffen sein, dass die Werkzeugachse 37 und die Antriebsachse 36 zueinander parallel sind, auch wenn dies bevorzugt ist.
Die Motorachse 40 und die Antriebsachse 36 verlaufen vorliegend senkrecht zu einer Bearbeitungsfläche 41 des Werkzeugs 24 oder 25, mithin also auch senkrecht zu einer zu bearbeitenden Werkstück-Oberfläche.
Die voneinander entfernte Anordnung von Antriebsmotor 17 und Exzentergetriebe 27 bei der Hand-Werkzeugmaschine 10 ermöglicht eine in ergonomischer Hinsicht vorteilhafte Unterbringung diverser Komponenten, beispielsweise einer Steuerung 42, die im Innenraum des Handgriffes 14 angeordnet ist. Von der Steuerung 42 ist beispielhaft eine Platine dargestellt. Direkt an die Steuerung 42 angekoppelt ist ein Einstellelement 43, beispielsweise ein Stellelement zur Einstellung einer Drehzahl.
Am vorderen, dem Werkzeugbereich 12 zugewandten Endbereich des Handgriffes 14, nämlich an einem Kopfabschnitt 44 des Werkzeugbereiches 12, ist ein Motorschalter 45 angeordnet, der ergonomisch günstig platziert ist. Ein Bediener kann nämlich den Handgriff 14 bequem ergreifen, in dem er um den Handgriff 14 herumgreift, durch eine Durchgrifföffnung 46 hindurch, die zwischen dem Handgriff 14 und dem Verbindungsabschnitt 15 vorgesehen ist. Der Motorschalter 45 kann dann bequem beispielsweise mit dem Daumen gedrückt werden, um den Antriebsmotor 17 ein- und auszuschalten.
Zum Kopfabschnitt 44 hin verläuft der Handgriff etwas nach schräg unten, das heißt in Richtung der Werkzeugaufnahme 23, so dass am Übergangsbereich zwischen dem Werkzeugbereich 12 und dem Handgriff 14 eine Art Taillierung vorhanden ist, die ergonomisch vorteilhaft ist. An der dazu entgegengesetzten Seite, das heißt zum Motorbereich 13 hin, ist der Handgriff etwas vergrößert, was eine bequeme Handballenauflage ermöglicht.
Auch der Verbindungsabschnitt 15 ist nicht nur zur Versteifung und Verstärkungszwecken genutzt, sondern enthält auch Funktionselemente, nämlich beispielsweise einen Aufnahmeraum für das Übertragungsglied 30. Der Verbindungsabschnitt 15 hat eine verhältnismäßig große Querbreite, was auch der Stabilität des Maschinengehäuses 11 nützt. Zugleich ist ein breiter Aufnahmeraum für den Transmissionsriemen 31 geschaffen, so dass dessen Trume 47 vom Abtriebsteil 32 zum Antriebsteil 33 und wieder zurück einen verhältnismäßig großen Abstand zueinander haben können. Die Trume 47 laufen nahe bei Seitenwänden 48 des Verbindungsabschnittes 15.
Weiterhin ist im Verbindungsabschnitt 15 ein Staubabfuhrkanal 49 angeordnet. Der Staubabfuhrkanal 49 verläuft in einem Kanalgehäuse 50, das den staubabfuhrkanal 49, soweit er im Innenraum des Maschinengehäuses 11 verläuft, kapselt. Somit gelangt staubbeladene Luft nicht in den Innenraum des Maschinengehäuses 11. Der Staubabfuhrkanal 49 verläuft von der Werkzeugaufnahme 23 zu einer zum Anschluss eines Saugschlauches ausgestalteten Ausströmöffnung 51 an der Hinterseite 19 des Maschinengehäuses 11, das heißt auch am Abtriebsteil 32 vorbei. Das Kanalgehäuse 50 hat dementsprechend eine angepasste Außenkontur, zweckmä-βigerweise auch um Bewegungsraum für das Übertragungsglied 30 zu schaffen.
Insbesondere im Bezug auf Schleifmaschinen, aber auch bei anderen Hand-Werkzeugmaschinen, ermöglicht das Raumkonzept der Hand-Werkzeugmaschine 10 auch eine optimale Kühlung der sich beim Betrieb erwärmenden Komponenten, auch im Hinblick auf eine ergonomische Handhabung.
Kühlluft kann nämlich durch Einströmöffnungen 52 an Seitenabschnitten einer Umfangswand 53 des Werkzeugbereiches 12 und an den Seitenwänden 48, nahe beim Werkzeugbereich 12 in das Maschinengehäuse 11 einströmen. Die Kühlluft strömt dann einerseits am Exzentergetriebe 27 vorbei, so dass dieses gekühlt wird, wobei die dort strömende Kühlluft insbesondere in den Verbindungsabschnitt 15 eingeleitet wird, zum andern aber auch durch den Handgriff 14 hindurch, wo sie die Steuerung 42 kühlt und zudem für eine angenehme Temperatur des Handgriffes 14 für den Bediener sorgt, um anschließend am Antriebsmotor 17 vorbeizuströmen, bevor die Kühlluft durch Ausströmöffnungen 54 an der Hinterseite 19 das Maschinengehäuse 11 verlässt. Somit sind also alle wesentlichen Komponenten im Innenraum des Maschinengehäuses 11 gekühlt.
Ein Lüfterrad 55, das an der Motorwelle 39 angeordnet ist, erzeugt den Kühlluftstrom. Es versteht sich, dass auch zu Erzeugung eines Staubabfuhrluftstromes ein Lüfterrad vorgesehen sein kann, beispielsweise dort wo ein Drehzahlgeber 56 an der Motorwelle 39 angeordnet ist. Das Lüfterrad 55 ist nahe bei den Ausströmöffnungen 54 angeordnet, nämlich in der Nähe der Unterseite 21. Somit sind also das Lüfterrad 55 und das Abtriebsteil 32 nebeneinander positioniert. Es versteht sich, dass auch beispielsweise an der Oberseite 22 des Maschinengehäuses 11 ein Lüfterrad denkbar wäre. Ferner könnte auch beispielsweise an einem anders als das Exzentergetriebe 27 ausgestalteten Getriebe ein Lüfterrad vorgesehen sein, um den Luftstrom im Werkzeugbereich 12 zu erzeugen.
Der sich beim Betrieb relativ stark erwärmende Antriebsmotor 17 ist beim Raumkonzept der Hand-Werkzeugmaschine 10 abseits des Handgriffes 14 angeordnet, was einen deutlichen Unterschied zu üblichen Schleifmaschinen darstellt, bei denen der Motor im Handgriff angeordnet ist. Weiterhin ist das Maschinengehäuse 11 sozusagen optimal austariert, da der Antriebsmotor 17 sein Gegengewicht für das Exzentergetriebe darstellen kann.
Bei dem Exzentergetriebe 27 sind mehrere innovative Konzepte realisiert, die zwar im Zusammenhang mit dem ein Übertragungsgetriebes 29 aufweisenden Antriebskonzept der Hand-Werkzeugmaschine 10 vorteilhaft sind, aber auch selbstverständlich dann Anwendung finden können, wenn ein Antriebsmotor beispielsweise unmittelbar neben dem Exzentergetriebe 27 angeordnet ist und dieses direkt antreibt, z.B. über ein Winkelgetriebe (Kegelradgetriebe etc.).
Das Antriebsteil 33 ist mit einer Antriebswelle 57 drehfest verbunden, beispielsweise einstückig mit dieser. Die Antriebswelle 57 ist mittels Antriebswellen-Lagern 58, 59 drehbar um die Antriebsachse 36 an einem Getriebegehäuse 60 des Exzentergetriebes 27 gelagert. Die Antriebswellenlager 58, 59 sind beispielsweise in Lageraufnahmen, insbesondere Stufen, des Getriebegehäuses 60 angeordnet. Vorliegend handelt es sich bei den Antriebswellenlagern 58, 59 um Kugellager, wobei auch andere Wälzlagertypen oder auch Gleitlager denkbar sind. Die Antriebswelle 57 rotiert zentrisch zum Getriebegehäuse 60.
Die Antriebswelle 57 ist vorliegend als eine Hohlwelle ausgestaltet, die die Werkzeugwelle 26 aufnimmt. Ein mittlerer, stangenartiger Abschnitt der Werkzeugwelle 26 durchdringt einen mittleren Abschnitt der Antriebswelle 57, die dort sozusagen tailliert ist. In diesem mittleren Bereich der Antriebswelle 57 sind auch die beiden Lager 58, 59 angeordnet. Die Lager 58, 59 befinden sich zwischen Werkzeugwellenlagern 61, 62, die an einander entgegengesetzten Endbereichen der Antriebswelle 57 angeordnet sind, beispielsweise an einem Lageraufnahmeteil 63 an der der Werkzeugaufnahme 23 entgegengesetzten Seite und in einem Innenraum des Antriebsteils 33. Somit stützt sich also die um die Exzentrität 38 exzentrische Werkzeugwelle 26 an voneinander weit entfernten, einander entgegengesetzten Endbereichen an der Antriebswelle 57 ab, was eine hohe Belastbarkeit schafft.
Das Lageraufnahmeteil 63 ist mit der Antriebswelle 57 drehfest verbunden, könnte auch mit dieser einstückig sein. Ein Vorsprung des Lageraufnahmeteils 63, der sich im Innenraum der Antriebswelle 57 befindet, könnte auch zur Querabstützung (quer zu den Achsen 36, 37) dienen, was aber vorliegend nicht der Fall ist, da die Abstützung an den beiden Werkzeugwellenlagern 61, 62 erfolgt.
Das Getriebegehäuse 60 ist nunmehr drehfest in dem Maschinengehäuse 11 aufgenommen, wofür geeignete Formschlusskonturen, Schrauben und dergleichen vorgesehen sind. Auch eine schwimmende Lagerung mittels beispielsweise Gummiringen oder sonstigen elastischen Elementen ist möglich.
Die Werkzeugwellenlager 61, 62 bilden eine Werkzeugwellenlagerung. Wird nunmehr die Antriebswelle 57 durch das Antriebsteil 33 angetrieben, sorgt eine Lagerreibung der Werkzeugwellenlager 61, 62 dafür, dass auch die Werkzeugwelle 26 zu dieser Rotation um die Antriebsachse 36 mitgenommen wird und somit eine Rotationsbewegung durchführt. Wenn an der Werkzeugwelle 26 kein bremsendes Moment angreift, dreht die Werkzeugwelle 26 gleich schnell wie die Antriebswelle 57. Ein solcher Betriebsmodus des Exzentergetriebes 27 wird nachfolgend als Freirotation-Exzentermodus F bezeichnet.
Die Werkzeugaufnahme 23 kann aber auch in eine Zwangsrotation versetzt werden, wobei sie dann sogenannte hyperzykloide Bewegungen durchmacht, d.h. zum einen eine Drehung um die Antriebsachse 36, zum anderen aber eine überlagerte Exzenterbewegung verursacht durch die Exzentrität 38. Dieser Modus wird als Zwangsrotation-Exzentermodus Z bezeichnet, so dass also die Hand-Werkzeugmaschine mit den Exzentermodi F und Z insgesamt zwei Rotation-Exzentermodi F, Z aufweist.
Für den Zwangsrotation-Exzentermodus Z ist eine Zwangsrotationsführung 64 vorgesehen, die einen Wälzkörper 65 und eine Wälzbasis 66 umfasst. Zumindest im Zwangsrotation-Exzentermodus Z ist der Wälzkörper 65 mit der Werkzeugwelle 26 drehfest und die Wälzbasis 66 mit dem Getriebegehäuse 60 drehfest, mithin also auch dem Maschinengehäuse 11, drehfest . Dies wird deshalb betont, weil durch Aufhebung einer oder beider der vorgenannten Drehfestigkeiten die Zwangsrotation aufgehoben werden könnte, was jedoch beim Ausführungsbeispiel nicht der Fall ist. Vielmehr werden der Wälzkörper 65 und die Wälzbasis 66 relativ zueinander verstellt, so dass sie in dem Zwangsrotation-Exzentermodus Z in Eingriff sind um die Zwangsrotation zu bewirken. Im anderen Rotation-Exzentermodus, nämlich dem Freirotation-Exzentermodus F sind der Wälzkörper 65 und die Wälzbasis 66 voneinander entfernt.
Vorliegend ist der Wälzkörper 65 als ein Planetenrad ausgestaltet, das im Innenraum eines die Wälzbasis 66 bildenden Hohlrades angeordnet ist. Im Zwangsrotation-Exzentermodus Z ist ein Formschluss zwischen diesen beiden Komponenten vorhanden, so dass der Wälzkörper 65 mit seiner Zahnung am Außenumfang mit der Zahnung am Innenumfang der Wälzbasis 66 kämmt.
Darüber hinaus ist jedoch auch ein Nur-Exzentermodus N möglich, bei dem das Werkzeug 24 oder 25 nicht um die Antriebsachse 36rotiert, sondern lediglich die durch die Exzentrität 38 verursachten Exzenterbewegungen durchführt, wenn der Antriebsmotor 17 läuft. Bei diesem Nur-Exzentermodus N sind Drehwinkel-Führungsmittel 67 mit der Werkzeugwelle 26 in Eingriff.
Die Drehwinkel-Führungsmittel 67 umfassen eine erste Linearführung 68, und eine zweite Linearführung 69, die zueinander winkelig, vorliegend rechtwinkelig sind. Eine Führungsachse q der ersten Linearführung 68 verläuft beispielsweise quer zur Längsachse 28, eine Führungsachse 1 der zweiten Linearführung 69 parallel zur Längsachse 28., wobei selbstverständlich auch andere Ausrichtungen der ersten und zweiten Linearführungen 68, 69 relativ zueinander und/oder zum Maschinengehäuse 11 prinzipiell auch möglich wären.
Die Linearführungen 68, 69 umfassen ein erstes und ein zweites Führungselement 70, 71 sowie eine bezüglich des Getriebegehäuses 60 drehfeste Führungsbasis 72. Das zweite Führungselement 71 ist sandwichartig zwischen dem ersten Führungselement 70 und der Führungsbasis 72 angeordnet. Das zweite Führungselement 71 bildet eine Zwischenlage. Das zweite Führungselement 71 ist in der Art eines Schlittens ausgestaltet, der bidirektional beweglich zwischen dem ersten Führungselement 70 und der Führungsbasis 72 gelagert ist, nämlich entlang der Führungsachsen 1 und q der beiden Linearführungen 68, 69.
Die Führungsbasis 72 ist bezüglich des Getriebegehäuses 60 abgesehen von einer Pufferung drehfest, jedoch linear verschieblich. Dazu hat eine Halterung 73 z.B. Linearführungsbuchsen, Nuten oder dergleichen umfassende Schiebeführungen 74, in denen Führungsvorsprünge 75 der Führungsbasis 72 entlang einer Stellachse schiebebeweglich gelagert sind, beispielsweise parallel zur Antriebsachse 36.
Ein Kuppeln mittels einer Drehverstellung oder andere Winkellagen der Stellachse zur Antriebsachse 36 wären je nach Betätigungsart der Drehwinkel-Führungsmittel zum Einkuppeln und Auskuppeln mit der Werkzeugwelle 26 auch möglich.
Die Führungsvorsprünge 75 stehen von der Führungsbasis 72 in Richtung der Halterung 73 ab. Diese wiederum ist in einer Aufnahme 76 drehfest gehalten. Die Aufnahme 76 befindet sich beispielsweise an einem Deckel 77 des Getriebegehäuses 60. Durch Verstellen der Führungsbasis 72 relativ zur Halterung 73 mit Hilfe der Schiebeführungen 74 ist es möglich, die Drehwinkel-Führungsmittel 67 in Eingriff und außer Eingriff mit der Werkzeugwelle 26 zu bringen, um so in den Nur-Exzentermodus N zu schalten oder wieder daraus heraus in einen der Rotation-Exzentermodi F oder Z.
Eine Feder 78 belastet dabei die Drehwinkel-Führungsmittel 67 in die Kuppelstellung. Die Feder 78 stützt sich einerseits an der Halterung 73 und andererseits an der Führungsbasis 72 ab. Die Feder 78 wird ferner von einem Bolzen 79 durchdrungen, der auch in eine dazu passende Bohrung an der Führungsbasis 72 eindringt und so für eine weitere Stabilisierung derselben sorgt.
Die Halterung 73 ist als eine elastische Halterung ausgestaltet. Sie umfasst beispielsweise einen z.B. blockartigen Puffer 73b aus Gummi oder einem elastischen Kunststoff, in dem die Schiebeführungen 74 aufgenommen sind. Die beiden Schiebeführungen 74 sind radial entfernt von der Antriebsachse 36, entlang derer der zentrale Bolzen 79 verläuft. Somit wirkt also bei einer entsprechenden Drehbeanspruchung um die Antriebsachse 36 ein Drehmoment auf die Schiebeführungen 74. Die Schiebeführungen 74 können jedoch etwas um die Antriebsachse 36 drehen, nämlich um einen Pufferweg 80. Der Pufferweg 80 ist vorteilhaft begrenzt durch Drehanschläge 81. Wenn die Führungsvorsprünge 75 maximal um den Pufferweg 80 ausgelegt sind, schlagen sie an den Drehanschlägen 81 an. Dieser Betriebszustand ist allerdings äußert selten, so dass durch die als elastischer Puffer ausgestaltete Halterung 73 ein vibrationsarmer Betrieb der Hand-Werkzeugmaschine 10 möglich ist.
Es versteht sich, dass die elastische Pufferung und/oder die den Pufferweg begrenzenden Drehanschläge im Zusammenhang mit sich kreuzenden Linearführungen von Drehwinkel-Führungsmitteln bei einer Exzenter-Hand-Werkzeugmaschine optional sind, an sich sogar eine eigenständige Erfindung darstellen.
Bereits nämlich durch die spielarm linear ineinander gleitenden Führungselemente 70, 71 sowie die Führungsbasis 72 ist ein vibrationsarmer, präziser Betrieb möglich. Die entsprechenden Führungen sind vorliegend als Gleitführungen ausgestaltet, wobei zweckmäßigerweise zueinander passende Metallwerkstoffe oder Kunststoffe verwendet werden, z.B. Messing auf Stahl oder dergleichen, so dass die Drehwinkel-Führungsmittel 67 mit geringer Reibung arbeiten, was die Geräuschentwicklung reduziert und zudem auch energiesparend ist.
Wenn eine Rotation um die Antriebsachse 36 um einen Drehwinkelsektor gewünscht wäre, könnten die Linearführungen 68 und/oder 69 ein gewisses Spiel quer zu ihren Achsen q und 1 aufweisen.
In dem Nur-Exzentermodus N ist das erste Führungselement 70, das vorliegend durch einen Vorsprung 82 am Wälzkörper 65 gebildet ist, in Eingriff mit einer Führungsaufnahme 83 am zweiten Führungselement 71, sozusagen dem Zwischenelement.
Vom zweiten Führungselement 71 steht nach oben, d.h. in Richtung der Führungsbasis 72, Seitenführungen 160 ab. Von den Seitenführungen 160, die als Wände ausgestaltet sind (rahmenartige Ausgestaltungen oder Haken sind auch möglich) stehen nach innen, d.h. in Richtung der Führungsbasis 72, Haltevorsprünge 161 ab, so dass die Führungsbasis 72 von der Seite her unter die Führungsvorsprünge 163 hindurch geführt werden kann. Die Haltevorsprünge 161 halten das zweite Führungselement 71 an der Führungsbasis 72, insbesondere beim Auskuppeln von der Werkzeugwelle 26.
Als weitere zweckmäßige Maßnahme kann vorgesehen sein, dass die Drehwinkel-Führungsmittel 67 sozusagen ausgewuchtet sind. So ist beispielsweise am Vorsprung 82 eine Auswucht-Aussparung 62 angeordnet. Auch weitere Führungsmaßnahmen können getroffen sein, so dass beispielsweise ein Führungsvorsprung 163 in der Führungsaufnahme 83 angeordnet ist und in Richtung einer Führungsausnehmung 164 am zugeordneten Vorsprung 82 des Wälzkörpers 65 eingreift.
Das Exzentergetriebe 27 ist bequem schaltbar. Eine Einhandbedienung zum Schalten zwischen den Betriebsmodi F, Z und N ist möglich. Es sind dabei nicht mehrere Bedienelemente oder Bediengriffe erforderlich, sondern es genügt ein einziger Schaltgriff 84, der vorliegend als Drehgriff ausgestaltet ist. Schiebebetätigungskonzepte, Schrägflächengetriebe oder dergleichen wären allerdings bei anderen Ausgestaltungen optional auch möglich, sind bei der Hand-Werkzeugmaschine 10 jedoch nicht realisiert. Der Schaltgriff 84 ist an der Oberseite 22 des Maschinengehäuses 11 angeordnet, so dass er bequem ergriffen werden kann. Zweckmäßig ist die Anordnung des Schaltgriffes 84 am Kopfabschnitt 44 des Werkzeugbereichs 12. Dem Schaltgriff 84 gegenüberliegend sind zweckmäßigerweise Markierungen vorgesehen, die die Betriebsmodi F, N und Z symbolisch darstellen, so dass ein Bediener an der jeweiligen Drehstellung des Schaltgriffes 84 unmittelbar den jeweils eingestellten oder vorgewählten Betriebsmodus erkennen kann.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Motorschalter 45 eine Verstellung des Schaltgriffs 84 blockiert, wenn er den Antriebsmotor 17 einschaltet. Es ist auch möglich, dass auch der Schaltgriff 84 den Motorschalter 45 blockiert, wenn keine eindeutige Schaltstellung eingestellt ist. Zwischen einem Antriebsschalter und einem Getriebeschalter einer erfindungsgemäßen Hand-Werkzeugmaschine ist also zweckmäßigerweise eine Verriegelung des Getriebeschalters durch den Motorschalter und/oder umgekehrt in mindestens einer Stellung des Motorschalters oder des Getriebeschalters vorgesehen.
Der Schaltgriff 84 bildet einen Bestandteil von Schaltmitteln 85 zum Schalten des Exzentergetriebes 27. Der Schaltgriff 84 wirkt über ein Koppelgelenk, das vorliegend als Kardangelenk 86 ausgestaltet ist (andere Gelenke wären denkbar) auf ein Betätigungsglied 87, das seinerseits wiederum mit einem Kulissenbetätigungsglied 88 bewegungsgekoppelt, vorliegend drehgekoppelt ist. Das Betätigungsglied 87 ist als eine Art Kappe für das Getriebe ausgestaltet. Jedenfalls ist das Betätigungsglied 87 an einem vor den Deckel 77 vorstehenden Abschnitt des Bolzens 79 drehbar gelagert. Zweckmäßigerweise greift ein Vorsprung 89 des Deckels 77 in eine Aufnahme 90 des Betätigungsglied 87 ein, so dass auch insoweit eine Drehführung realisiert ist. Jedenfalls kann das Betätigungsglied 87 auf dem Deckel 77 drehen, beim Ausführungsbeispiel um die Antriebsachse 36, wobei ein Achsversatz optional möglich wäre.
Das Kulissenbetätigungsglied 88 umfasst einen Ringkörper 91, der ebenfalls um die Antriebsachse 36 drehbar innerhalb des Getriebegehäuses 60 gelagert ist. Vom Ringkörper 91 stehen Drehlagervorsprünge 92 nach radial außen ab, die in einen Drehführung 93 des Getriebegehäuses 60 eingreifen. Die Drehführung 93 ist beispielsweise als Ringnut ausgeführt. Die Drehführung 93 ist beispielsweise zwischen dem Deckel 77 und dem Getriebegehäuse 60 ausgebildet, was die Montage des Kulissenbetätigungsglieds 88 erleichtert.
Der Schaltgriff 84 dreht um eine zur Antriebsachse 36 winkelige Achse, wobei durch das als Kardangelenk 86 ausgestaltete Koppelgelenk der Winkelversatz zwischen der Drehachse des Schaltgriffes 84 und der Drehachse des durch ihn betätigten Betätigungsglieds 87 überbrückt wird.
Von dem Ringkörper 91 stehen Mitnahmevorsprünge 94, beispielsweise drei, stirnseitig ab, d.h. vorliegend parallel zur Antriebsachse 36 bzw. zentralen Achse des Exzentergetriebes 27. Die Mitnahmevorsprünge 94 durchdringen den Deckel 77. Diese hat hierfür Ringnuten 95, beispielsweise am Außenumfang der Aufnahme 90. Die Mitnahmevorsprünge 94 greifen in Mitnahmeausnehmungen 96 des Betätigungsgliedes 87 drehfest ein (ein Drehspiel wäre denkbar), so dass das Betätigungsglied 87 bei einer Drehbetätigung das Kulissenbetätigungsglied 88 mitnimmt.
Durch eine Drehbetätigung des Betätigungsgliedes 87 lässt sich also das Kulissenbetätigungsglied 88 drehverstellen, um einerseits die Position der Drehwinkel-Führungsmittel 67 relativ zur Werkzeugwelle 26 zu verstellen (Schalten zwischen den Modi F und N) und andererseits die Relativposition der Wälzbasis 66 zum Wälzkörper 65 (Schalten zwischen den Betriebsmodi Z und F) . Dabei ist die Schaltfolge so getroffen, dass das Exzentergetriebe 27 vom Zwangsrotation-Exzentermodus Z in den Freirotation-Exzentermodus F gelangt und von dort in den Nur-Exzentermodus N und entsprechend umgekehrt (N - F - Z).
Bei dem Schalten von dem Freirotation-Exzentermodus F in den Nur-Exzentermodus N gleiten Gegenkulissenfolger 97 an einer Kulisse 98 des Kulissenbetätigungsgliedes 88 entlang und zwar aus einem tieferen Abschnitt (näher beim ersten Führungselement 70) zu einem höheren Abschnitt 100 (weiter entfernt vom ersten Führungselement 70), so dass dadurch das zweite Führungselement 71 und die Führungsbasis 72 von dem ersten Führungselement 70 entgegen der Federkraft der Feder 78 abgehoben werden. Der Linearführungseingriff zwischen den Führungselementen 70, 71 ist dann aufgehoben, so dass die Werkzeugwelle 26 frei rotieren kann.
In umgekehrter Richtung, d.h. bei einer umgekehrten Drehbewegung des Kulissenbetätigungsglieds 88, können die Gegenkulissenfolger 97 wiederum in den tieferen Abschnitt 99 zurückgelangen, so dass die Führungselemente 70, 71 in Eingriff gelangen und der Nur-Exzentermodus N eingestellt ist. Die Gegenkulissenfolger 97 sind vorliegend als nach radial außen vorstehende Vorsprünge des zweiten Führungselements 71 ausgestaltet.
Das "Paket" aus Führungsbasis 72 und zweitem Führungselement 71 kann in den Innenraum des Ringkörpers 91 hinein bzw. wiederum etwas daraus heraus verstellt werden, um zwischen den beiden Betriebsmodi N und F zu schalten.
Zur Betätigung der Wälzbasis 66, d.h. zu deren Verstellung in den Zwangsrotation-Exzentermodus Z oder daraus heraus, hat das Kulissenbetätigungsglied 88 ferner Kulissenfolger 101, die mit einer Gegenkulisse 102 eines Gegenkulissengliedes 103 zusammenwirken. Das Gegenkulissenglied 103 umfasst einen Ringkörper 104, an dessen Stirnseite die Gegenkulisse 102 angeordnet ist. Das Gegenkulissenglied 103 wiederum betätigt die Wälzbasis 66.
Vorliegend sind die Wälzbasis 66 und das Gegenkulissenglied 103 sowohl drehfest, als auch bezüglich der Antriebsachse 36 fest miteinander verbunden, so dass eine Verstellung des Gegenkulissengliedes 103 eine Verstellung der Wälzbasis 66 unmittelbar bewirkt und umgekehrt. Die Wälzbasis 66 ist mit dem Gegenkulissenglied 103 beispielsweise verrastet. Z.B. stehen Rasthaken 165 vom Gegenkulissenglied 103 in Richtung der Wälzbasis 66 ab und unter- oder hintergreifen diese.
Die Gegenkulisse 102 ist eine Ringkulisse, so dass der Kulissenfolger 101 beim Drehen des Kulissenbetätigungsgliedes 88 an der Gegenkulisse 102 entlang gleitet. Die Gegenkulisse 102 hat nunmehr tiefe Abschnitte 106 sowie höhere Abschnitte 107, die korrespondierend mit den Kulissenfolgern 101 um 120° zueinander drehversetzt sind, so dass eine ringförmig gleichmäßige Abstützung des Kulissenfolgers 101 an der Gegenkulisse 102 bzw. umgekehrt gegeben ist. Dies ist übrigens auch bei der weiter oben liegenden Kulissenpaarung der Fall, da die Gegenkulissenfolger 97 einander diametral entgegengesetzt angeordnet sind, so dass eine gleichmäßige Abstützung der Drehwinkel-Führungsmittel 67 an der Kulisse 98 möglich ist.
Die Gegenkulissenfolger 97 werden von den Drehlagervorsprüngen 92 gebildet, jedenfalls von deren radial inneren Abschnitten. An der Unterseite dieser Drehlagervorsprünge 92 sind Rastvorsprünge 108 angeordnet, die an der Gegenkulisse 102 entlang gleiten. Wenn nun die Kulissenfolger 101 an den höheren Abschnitten 107 entlang gleiten, wird dadurch das Gegenkulissenglied 103 in einer Richtung vom Wälzkörper 65 weg kraft-beaufschlagt, so dass die Wälzbasis 66 vom Wälzkörper 65 weg bewegt wird und außer Eingriff gelangt. Dann ist die Werkzeugwelle 26 von der Zwangsrotationsführung 64 frei und kann relativ zur Antriebsachse 36 frei drehen. Der Freirotation-Exzentermodus F ist eingestellt.
Wird jedoch das Kulissenbetätigungsglied 88 in Gegenrichtung verdreht, gleitet die Gegenkulisse 102 unterhalb der Kulissenfolger 101 entlang, bis die höheren Abschnitte 107 den Kulissenfolgern 101 gegenüberstehen. Eine Kraftbeaufschlagung durch eine Feder 109, die die Wälzbasis 66 in Richtung des Wälzkörpers 65 beaufschlagt, führt dabei dazu, dass die Wälzbasis 66 mit dem Wälzkörper 65 in Eingriff gelangt.
An den höheren Abschnitten 107 sind ferner Rastausnehmungen 105 vorgesehen, in die die Rastvorsprünge 108 einrasten können, so dass die Getriebestellung des Exzentergetriebes 27 zumindest bezüglich des Freirotation-Exzentermodus' F festlegbar ist.
Anhand der Federn 78 und 109 ist eine Drehvorwahl des Schaltgriffes 84 möglich. Wenn eine passende Drehstellung der Werkzeugwelle 26 bezüglich der zugeordneten Eingriffkonturen, nämlich beispielsweise der Führungsaufnahme 83 oder eine passende Zahnstellung von Wälzkörper 65 und Wälzbasis 66 erreicht ist, wird die jeweilige Schalthandlung vom Nur-Exzentermodus N in den Zwangsrotation-Exzentermodus Z oder in den Freirotation-Exzentermodus F vollständig abgeschlossen.
Die Wälzbasis 66 und das mit dieser fest verbundene Gegenkulissenglied 103 sind bezüglich der Antriebsachse 36 drehfest, jedoch parallel zur Antriebsachse 36 mittels Linearführungen 110 verstellbar. Die Linearführungen 110 umfassen Führungsstangen 111, die fest mit dem Deckel 77 verbunden sind. Jedenfalls verlaufen die Linearführungen 110 parallel zur Antriebsachse 36 und sind bezüglich des Getriebegehäuses 60 festgelegt. Die Führungsstangen 111 durchdringen Führungsaufnahmen 112 am Gegenkulissenglied 103 sowie der Wälzbasis 66, die an jeweiligen Führungsvorsprüngen 113 vorgesehen sind. Die Führungsvorsprünge 113 stehen radial nach außen vor den Ringkörper 104 sowie die ringförmige Wälzbasis vor und sind zudem noch in Nuten 114 am Innenumfang des Getriebegehäuses 60 verdrehgesichert, so dass die Kombination als Wälzbasis 66 und Gegenkulissenglied 103 ausschließlich linear beweglich ist, jedoch verdrehgesichert.
Aufgrund des Nur-Exzentermodus' N kann nicht nur das einen runden Schleifteller 115 aufweisende Werkzeug 24 verwendet werden, sondern auch das Werkzeug 25, das eine polygonale, vorliegend dreieckförmige Schleifplatte 116 hat (in Draufsicht) . Mithin ist also die Außenkontur des Werkzeugs 25 polygonal, was bei dem Freirotation-Exzentermodus F und dem Zwangsrotation-Exzentermodus Z zu Verletzungen des Bedieners, Beschädigungen des Werkstückes und dergleichen anderen negativen Folgen führen könnte. Hier schaffen die folgenden Maßnahmen Abhilfe:

Das Werkzeug 24 kann in mehreren Relativ-Drehwinkelstellungen an der Werkzeugaufnahme 23, insbesondere deren Bajonett 118, befestigt werden.

Das Bajonett 118 umfasst eine Bajonett-Scheibe 119, die mittels einer Federanordnung, z.B. eines Federpaketes 120, federbelastet ist. Eine Schraube 121 durchdringt das Federpaket 120 und die Bajonett-Scheibe 119 und ist von unten her in die Werkzeugwelle 26 eingeschraubt. Mithin belastet also das Federpaket 120 die Bajonett-Scheibe 119 in Richtung einer Andruckplatte 122. Von der Bajonett-Scheibe 119 stehen Bajonett-Vorsprünge 123, 124 nach radial außen ab, wobei der Bajonett-Vorsprung 124 schmaler ist als die beiden anderen Bajonett-Vorsprünge 123. Die Vorsprünge 123, 124 bilden insgesamt eine Drehwinkelkodierung 125.
Die Bajonett-Vorsprünge 123, 124 können durch Bajonett-Aussparungen 126, 127 an Bajonett-Aufnahmen 128 oder 129, also Maschinenhalterungen, der Werkzeuge 24, 25 durchgesteckt werden, wobei anschließend das Werkzeug 24 oder 25 relativ zur Werkzeugaufnahme 23 verdreht wird, so dass die Vorsprünge 123, 124 mit Hintergreifvorsprüngen 130 der Bajonett-Aufnahmen 128, 129 zur Anlage kommen bzw. an Drehanschlägen 131 anschlagen.
Die Bajonett-Aussparungen 126 erstrecken sich über größere Drehwinkelabstände als die schmalere Bajonett-Aussparung 127. Durch diese passt nur der schmalere Bajonett-Vorsprung 124 durch. Somit ist nur dann möglich, dass drehwinkelsensitive Werkzeug 25, nämlich den Deltateller, an der Werkzeugaufnahme 23 zu befestigen, wenn die Werkzeugaufnahme 23 und das Werkzeug 25 drehwinkelrichtig zueinander stehen. Somit bilden also die Aussparungen 126, 127 eine Gegenkodierung 132, die mit der Drehwinkelkodierung 125 zusammenwirkt.
Die Werkzeuge 24, 25 haben an ihrer vorteilhaft elastischen Unterseite zweckmäßigerweise Klettflächen oder sonstige Befestigungsmittel 180 zur Befestigung eines Schleifblatts oder eines Polierelements. An der Unterseite sind vorteilhaft auch Absaugöffnungen 181 angeordnet, die über zur Oberseite der Werkzeuge 24, 25 führende Kanäle 182 mit einem Absaugraum 117b kommunizieren, der mit dem Staubabfuhrkanal 49 verbunden ist.
Die Werkzeuge 24, 25 sind mit ringförmigen Dichtungen 149 versehen, die an der Werkzeugaufnahme 23 im montierten Zustand in Zusammenwirkung mit der Werkzeugaufnahme 23 den Absaugraum 117b abdichten.
Bei dem runden Werkzeug 24 genügt die Federkraft des Federpaketes 120, die eine Anlagefläche 130b der Werkzeuge 24, 25 zur Andruckplatte 122 hin beaufschlagen, um das Werkzeug 24 auch beim Ausschalten des Antriebsmotors 17 zuverlässig am Bajonett 118 zu halten.
Bei dem Werkzeug 25 hingegen ist eine zusätzliche Drehverriegelung vorgesehen. Die Drehverriegelung umfasst einen Riegel 133, der zweckmäßigerweise mit einem Schiebegriff 134 betätigbar ist. Der Riegel 133 wirkt in seiner Verriegelungsstellung, in der er in einen der Bajonett-Vorsprünge 123 oder 124 eingreift oder diesen hintergreift, als zweiter, den Drehanschlägen 131 entgegengesetzter Drehanschlag.
Der Riegel 133 ist vorteilhaft in die Verriegelungsstellung federbelastet. Der Bediener muss also lediglich den Schiebegriff 134 betätigen, d.h. in Richtung der Bearbeitungsfläche 41 des Werkzeugs 25 verstellen, um den Riegel 133 in seine Lösestellung zu verstellen. Die Verriegelung geschieht quasi automatisch, wenn das Delta-Werkzeug 25 in seine richtige Position gedreht ist, nämlich dann, wenn seine Spitze 135 zur Vorderseite 20 des Maschinengehäuses 11 weist.
Auch im Zusammenhang mit einem Werkzeugwechsel des Werkzeugs 24 haben die Drehwinkel-Führungsmittel 67 Vorteile: Wenn sie nämlich in dem Nur-Exzentermodus N stehen, kann sich die Werkzeugaufnahme 23 nicht mehr um die Antriebsachse 36 drehen. Ein Befestigen und Lösen des Werkzeuges 24 ist somit sehr einfach durch eine simple Drehbewegung zu bewerkstelligen. Die Drehwinkel-Führungsmittel 67 wirken als ein sogenannter Spindelstopp.
Die Drehwinkel-Führungsmittel 67 sind, was beim Werkzeug 25 vorteilhaft ist, in nur einer Drehwinkelstellung der Werkzeugwelle 26 mit der Antriebswelle 57 in Eingriff zu bringen, so dass die Drehwinkelstellung der Werkzeugaufnahme 23 zur Betriebsstellung des Werkzeugs 25 in Relation zum Maschinengehäuse 11 passt (Spitze 135 zur Vorderseite 20), wobei alternativ aber auch eine andere oder mehrere andere Drehwinkelstellungen denkbar sind, so dass die Spitze 135 schräg oder seitlich quer vor das Maschinengehäuse 11 vorstehen könnte.
Der Vorsprung 82 am Wälzkörper 65 ist nämlich derart ausgestaltet, dass er nur in der richtigen Drehwinkelstellung relativ zum zweiten Führungselement 71 in dessen Führungsaufnahme 83 passt. Dazu haben Führungsflächen 136, 137 unterschiedliche Abstände zur die Werkzeugachse 37 schneidenden Diagonalen des Wälzkörpers 65, korrespondierend dazu auch Führungsflächen 138 und 139 an der zugeordneten Führungsaufnahme 83. Durch die außermittige bzw. exzentrische Anordnung der Führungsflächen 136-139 ist es nur dann möglich, sie miteinander in Eingriff zu bringen, wenn der Drehwinkel des Vorsprungs 82, mithin also auch der damit drehfesten Werkzeugwelle 26 bzw. der Werkzeugaufnahme 23 zur Drehposition des maschinenseitig drehwinkelstabilen zweiten Führungselementes 71 passt. Wenn also die Drehwinkel-Führungsmittel 67 im Nur-Exzentermodus N stehen, d.h. die Führungselemente 70, 71 in Eingriff sind, passt auch die Drehwinkelposition des drehwinkelsensiblen Werkzeugs 25, so dass die Spitze 135 nach vorn zur Vorderseite 20 passt.
An der der Spitze 135 entgegengesetzten Seite hat das Werkzeug 25 einen Betätigungsvorsprung 140. Dieser eignet sich beispielsweise dazu, das Werkzeug 25 zu ergreifen, um es zu drehen. Zudem erfüllt der Betätigungsvorsprung 140 auch eine Sperrfunktion, in dem er mit einem Sperrkörper 141 zusammenwirkt. Eine dem Maschinengehäuse 11 im montierten Zustand oder zu montierenden Zustand des Werkzeuges 25 zugewandte Oberseite des Betätigungsvorsprungs 140, der eine stangenförmige oder stabförmige Gestalt hat, bildet eine Sperrkontur 142, die mit dem Sperrkörper 141 zusammenwirkt. Die Sperrkontur 142 durchläuft beim Montieren an der Werkzeugaufnahme 23 einen Montageweg 143 und nimmt im montierten Zustand schließlich eine Endstellung 144 ein. Sowohl auf dem Montageweg 143 als auch in der Endstellung 144 wirkt die Sperrkontur 142 mit dem Sperrkörper 141 zusammen und zwar wechselweise derart, dass bei in der Endstellung 144 befindlichem Werkzeug 25 eine Verstellung des Exzentergetriebes 27 in einen der Rotation-Exzentermodi F oder Z nicht möglich ist bzw. umgekehrt, wenn das Exzentergetriebe 27 in einen dieser Modi verstellt ist, ist es nicht möglich, das Werkzeug 25 an der Werkzeugaufnahme 23 zu befestigen.
Der Sperrkörper 141 ist außen am Getriebegehäuse 60 linear geführt. Das Getriebegehäuse 60 ist also insoweit geschlossen. Diese Maßnahme ist insbesondere deshalb vorteilhaft, weil der Sperrkörper 141 vor die Außenkontur des Maschinengehäuses 11 vorsteht, nämlich nach unten, zumindest dann wenn er eine in Figur 10a dargestellte, zu den Werkzeugen 24 oder 25 vorverstellte erste Stellung einnimmt, sozusagen eine Werkzeug-Sperrstellung. Somit stellt also eine Durchtrittsöffnung 145, durch die ein Sperrvorsprung 146 aus dem Maschinengehäuse 11 durchtritt, ein Risiko dar, dass Staub in den Innenraum des Maschinengehäuses 11 eintritt. Demgegenüber ist allerdings das Getriebegehäuse 60 gekapselt.
Der Sperrvorsprung 146 steht von einem Winkelabschnitt 147 ab, der seinerseits winkelig von einem Stangenabschnitt 148 des Sperrkörpers 141 nach radial außen (bezogen auf das Getriebegehäuse 60) absteht. Der Stangenabschnitt 148 ist unmittelbar am Außenumfang des Getriebegehäuses 60 geführt, d.h. er ist an die Kontur des Getriebegehäuses 60 angepasst. Mit Hilfe des Winkelabschnitts 147 wird ein Radialversatz zwischen dem Getriebegehäuse 60 und einem Außenumfang der Dichtung 149, die das Werkzeug 25 zur Werkzeugaufnahme 23 hin aufweist, überbrückt. Somit wirkt also der Sperrvorsprung 146 in seiner ersten Stellung in einem Bereich außerhalb der Dichtung 149, nämlich auf die Sperrkontur 142.
Ein Axialverstellweg des Sperrkörpers 141 ist durch Linearanschläge begrenzt. In der ersten Stellung (Figur 10a) schlägt der Winkelabschnitt 147 beispielsweise am Antriebsteil 33, insbesondere dessen unteren Rand, an. In Gegenrichtung, d.h. in Richtung einer vom Werkzeug 24 oder 25 weg verstellten zweiten Stellung (sozusagen einer Werkzeug-Freigabestellung), wirkt ein Umfangsvorsprung 150 im Übergangsbereich zwischen Getriebegehäuse 60 und Deckel 77 als Längsanschlag, an den nämlich eine Stufe 151 des Sperrkörpers 141 an dem Umfangsvorsprung 150 anschlägt. Somit ist also der axiale Stellweg des Sperrkörpers 141 begrenzt.
Zu seiner Betätigung in die erste Stellung wirkt nunmehr ein Schrägflächengetriebe 152 (andere Getriebe, z.B. Zahn- oder Seilgetriebe sind denkbar). Das Schrägflächengetriebe 152 umfasst eine Betätigungsglied-Schrägfläche 153 am Betätigungsglied 87 sowie eine Sperrkörper-Schrägfläche 154 am oberen, freien Ende des Sperrkörpers 141. Die Betätigungsglied-Schrägfläche 153 ist an einem Betätigungsvorsprung 155 vorgesehen, der nach radial außen vor das Betätigungsglied 87 vorsteht.
Wenn das Betätigungsglied 87 gegen den Uhrzeigersinn verdreht wird, jedenfalls in Richtung auf den Sperrkörper 141 zu, gleiten die beiden Schrägflächen 153, 154 aneinander entlang, wobei der Sperrkörper 141 in Richtung der Werkzeugaufnahme 23 verstellt wird (siehe Pfeil in Figur 10b) . Wenn das Betätigungsglied 87 jedoch entgegengesetzt gedreht wird, kommt der Sperrkörper 141 nach oben hin frei, so dass er aus seiner ersten Stellung in die zweite Stellung gelangen kann.
Dorthin ist der Sperrkörper 141 vorteilhaft durch eine Feder 156 in die zweite Stellung belastet. Die Feder 156 stützt sich einerseits am Maschinengehäuse 11, d.h. am Außenumfang der Durchtrittsöffnung 145, und andererseits am Sperrkörper 141, konkret dem Winkelabschnitt 147.
Diese Bewegung nach oben in Richtung der zweiten Stellung ist jedoch dann nicht möglich, wenn das Betätigungsglied 87 die in Figur 10a dargestellte Stellung einnimmt, die es im Freirotation-Exzentermodus F und dem Zwangsrotation-Exzentermodus Z einnimmt. Dann steht eine Sperrfläche 157 am oberen, stirnseitigen Ende des Sperrkörpers 141 einer Gleitfläche 158 am Betätigungsvorsprung 155 gegenüber. Die Gleitfläche 158 gleitet beim Drehen des Betätigungsglieds 87 an der Sperrfläche 157 entlang. Da jedoch die beiden Flächen 157, 158 in der ersten Stellung des Sperrkörpers 141 in ihrer Normalenrichtung aufeinander wirken, kann der Sperrkörper 141 nicht mehr in die zweite Stellung nach oben, d.h. von der Werkzeugaufnahme 23 weg, verstellt werden. Dann ist es nicht mehr möglich, den Betätigungsvorsprung 140 am Sperrvorsprung 146 vorbeizudrehen, d.h. dass das Werkzeug 25 nicht an der Werkzeugaufnahme 23 montierbar ist.
Im Freirotation-Exzentermodus F wäre es nunmehr prinzipiell möglich, dass das Werkzeug 24 frei rotiert und bis zur Drehzahl der Antriebswelle 57 beschleunigt. Dem wirkt ein Bremsglied 170 entgegen, das zugleich die Funktion einer Dichtung ausübt. Das Bremsglied 170 ist ein ringförmiges Bremsglied, das mit deiner Stirnseite an einer Bremsplatte 171, die die Werkzeugaufnahme 23 ringförmig umgibt, reibt. Die Bremsplatte 171, sozusagen ein Bremsring, ist sozusagen zweckmäßigerweise ein auswechselbares Bauteil, das bei Verschleiß gewechselt werden kann.
Einem innovativen Konzept folgend steht von der Bremsplatte 171 noch ein Bremssegment 172 winkelig ab, an dem aufgrund der Exzentrität 38 das Werkzeug 24 in bestimmten Drehwinkelstellung entlang reibt und dadurch ein Bremsmoment erfährt. Festzuhalten ist also, dass das Bremssegment 172 und das Bremsglied 170 nicht ständig, sondern nur in bestimmten Drehwinkelzuständen miteinander in Eingriff sind, so dass die Bremswirkung nicht über eine gesamte Rotation des Werkzeugs 24 stattfindet, sondern nur über Teilbewegungen. Dadurch ist eine vorteilhafte Bremswirkung erzielbar.

Claims

Hand-Werkzeugmaschine, insbesondere Schleifmaschine und/oder Poliermaschine, mit einem Antriebsmotor (17) zum Antreiben einer Werkzeugaufnahme (23) für ein Werkzeug (24, 25), insbesondere einen Schleifteller oder Polierteller, über ein Exzentergetriebe (27), das eine mit dem Antriebsmotor (17) drehgekoppelte, um eine Antriebsachse (36) drehbare Antriebswelle (57) aufweist, zu oder an der eine Werkzeugwelle (26), an der die Werkzeugaufnahme (23) angeordnet ist, zur Durchführung von Exzenterbewegungen exzentrisch zur Antriebsachse (36) mittels einer Werkzeugwellenlagerung (61, 62) gelagert ist, wobei die Werkzeugwelle (26) in mindestens einem Rotation-Exzentermodus (F, Z), insbesondere aufgrund einer Lagerreibung der Werkzeugwellenlagerung (61, 62) bei einer Rotation der Antriebswelle (57) und/oder mittels einer Zwangsrotationsführung (64), Rotationsbewegungen durchführt, wobei für einen Nur-Exzentermodus (N) eine Drehwinkelstellung der Werkzeugaufnahme (23) bezüglich eines Maschinengehäuses (11) der Hand-Werkzeugmaschine (10) auf einen durch Drehwinkel-Führungsmittel (67) begrenzten Drehwinkelsektor festlegbar ist, und wobei ein an der Werkzeugaufnahme (23) montierbares, für einen Rotation-Exzentermodus (F, Z) ungeeignetes Nur-Exzenter-Werkzeug (25) eine Sperrkontur (142) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Hand-Werkzeugmaschine einen Bestandteil eines Systems bildet, das das Nur-Exzenter-Werkzeug (25) umfasst, dass das Exzentergetriebe (27) Schaltmittel (85) zum Schalten der Drehwinkel-Führungsmittel (67) zwischen dem Nur-Exzentermodus (N) und dem mindestens einen Rotation-Exzentermodus (F, Z) aufweist, und dass die Schaltmittel (85) einen zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung verstellbaren Sperrkörper (141) zum Anschlag an der Sperrkontur (142) aufweisen, so dass bei montiertem Nur-Exzenter-Werkzeug ein Schalten in den mindestens einen Rotation-Exzentermodus (F, Z) blockiert ist und/oder eine Montage des Nur-Exzenter-Werkzeugs an der Werkzeugaufnahme (23) blockiert ist, wenn die Schaltmittel (85) in den mindestens einen Rotation-Exzentermodus (F, Z) verstellt sind.
Hand-Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrkörper (141) in die erste und/oder die zweite Stellung federbelastet ist.
Hand-Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltmittel (85) ein auf eine Getriebekomponente des Exzentergetriebes (27) wirkendes Betätigungsglied (87) zum Schalten zwischen dem Nur-Exzentermodus (N) und dem mindestens einen Rotation-Exzentermodus (F, Z) aufweisen, und dass der Sperrkörper (141) mit dem Betätigungsglied (87) der Schaltmittel (85) fest verbunden ist oder einen Bestandteil des Betätigungsglieds (87) bildet.
Hand-Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltmittel (85) ein auf eine Getriebekomponente des Exzentergetriebes (27) wirkendes Betätigungsglied (87) zum Schalten zwischen dem Nur-Exzentermodus (N) und dem mindestens einen Rotation-Exzentermodus (F, Z) aufweisen, und dass zwischen dem Sperrkörper (141) und dem Betätigungsglied (87) ein Verstellgetriebe angeordnet ist.
Hand-Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstellgetriebe ein Kulissengetriebe und/oder ein Schrägflächengetriebe (152) und/oder ein Umlenkgetriebe umfasst.
Hand-Werkzeugmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Schrägflächengetriebe (152) eine am Sperrkörper (141) angeordnete Sperrkörper-Schrägfläche (154) und/oder eine an dem Betätigungsglied (87) angeordnete Betätigungsglied-Schrägfläche (153) umfasst.
Hand-Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsglied (87) drehbar und der Sperrkörper (141) linear gelagert sind, und dass bei eine Drehverstellung des Betätigungsglieds (87) eine lineare Verstellung des Sperrkörpers (141) bewirkt.
Hand-Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrkörper (141) in der ersten Stellung, wenn er bei montierten Werkzeug (25) an der Sperrkontur (142) anschlägt, einen ein Verstellen vom Nur-Exzentermodus (N) in den mindestens einen Rotation-Exzentermodus (F, Z) behindernden Anschlag für das Betätigungsglied (87) bildet oder aufweist.
Hand-Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sperrkörper-Führung zur Führung des Sperrkörpers (141) bezüglich des Maschinengehäuses (11) zwischen der ersten und zweiten Stellung als eine Linearführung (68, 69) ausgestaltet ist.
Hand-Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Exzentergetriebe (27) ein Getriebegehäuse (60) aufweist, und dass der Sperrkörper (141) eine an das Getriebegehäuse (60) angepasste Kontur aufweist und/oder in der ersten Stellung und/oder in der zweiten Stellung an einer Anschlagfläche des Getriebegehäuse (60) anschlägt und/oder außerhalb des Getriebegehäuses (60) angeordnet ist.
Hand-Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrkörper (141) in der ersten Stellung vor das Maschinengehäuse (11) vorsteht.
Hand-Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrkontur (142) bei einer Werkzeug-Montage einen Montageweg (143) durchläuft und in der montierten Stellung eine Endstellung (144) einnimmt.