EP2655017B1

EP2655017B1 - Elektrohandwerkzeug

Info

Publication number: EP2655017B1
Application number: EP11776804.4A
Authority: EP
Inventors: Juergen Dietel; Christian Koepf; Andreas Schlegel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-12-21
Filing date: 2011-11-02
Publication date: 2020-06-17
Anticipated expiration: 2031-11-02
Also published as: DE102011077220A1; EP2655017A1; WO2012084316A1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Elektrohandwerkzeug, insbesondere einen Bohrhammer, nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs.
Es ist schon ein Elektrohandwerkzeug, insbesondere ein Bohrhammer, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Dabei schließt eine Eingangswelle des Eingangsrades einen Winkel W1 von annähernd, vorzugsweise in etwa gleich 90° mit der Antriebswelle ein. Ein derartiges Elektrohandwerkzeug ist beispielsweise aus dem DE 10 2005 062861 A1 bekannt.

Offenbarung der Erfindung

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Elektrohandwerkzeug mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, dass eine Lage, insbesondere ein Abstand A eines Schwerpunktes M des Elektrowerkzeuges zu einer Griffposition an einem Haupthandgriff des Elektrohandwerkzeugs vorteilhaft verändert wird, wenn die Eingangswelle des Eingangsrades einen Winkel W1 zwischen 30° und 80°, vorzugsweise zwischen 50° und 70°, besonders bevorzugt von in etwa 60° mit der Antriebswelle einschließt. Insbesondere wird der Abstand A zu der Griffposition vorteilhaft minimiert. Liegt ein Übersetzungsverhältnis IW zwischen einer Drehzahl NR des Ritzel und einer Drehzahl NE des Eingangsrades im Winkelgetriebe im Bereich zwischen 2 und 8, vorzugsweise zwischen 2,5 und 7, so können nachfolgend erforderliche Getriebestufen der Getriebeanordnung besonders klein und leicht ausgebildet werden, was ebenfalls die Lage des Schwerpunktes M günstig beeinflusst. Dadurch wird insgesamt eine ergonomischere Handhabung bei einer manuellen Benutzung in der Griffposition des Elektrohandwerkzeugs erreicht.
Als weiterer Vorteil ist anzusehen, dass das Elektrohandwerkzeug in Richtung der Werkzeugaufnahme weniger kopflastig ist. Auf diese Weise lässt sich bei der erfindungsgemäßen Anordnung ein vorteilhaft kompakteres Design des Elektrohandwerkzeugs erreichen. Schließlich erlaubt die unter dem Winkel W1 orientierte Anordnung einen Bauraum zwischen dem Ritzel und dem Eingangsrad effizienter, beispielsweise für eine Anordnung eines Hubantriebslagers in der Getriebeanordnung, zu nutzen.
Der Einsatz einer Kronenradverzahnung im erfindungsgemäßen Elektrohandwerkzeug hat weiters den Vorteil, dass eine Lagetoleranz, insbesondere ein Axialspiel zwischen einer Position des Ritzels entlang der Antriebswelle und der Position der Kronenradverzahnung am Eingangsrad von nachrangiger Bedeutung ist. Dies erlaubt den vorteilhaften Einsatz kostengünstigerer Antriebseinheiten, wie zum Beispiel Standardmotoren, und/oder kostengünstig herstellbarer Antriebswellen und/oder den Einsatz kostengünstiger Verbindungstechniken, wie beispielsweise eines einfachen Aufpressens des Ritzels auf der Antriebswelle oder eine einteilige Ausführung mit der Antriebswelle. Unter einem "Standardmotor" soll dabei insbesondere ein nicht speziell für den Einsatz im erfindungsgemäßen Elektrohandwerkzeug vorgesehener, insbesondere dafür ausgelegter Elektromotor verstanden werden. Dieser Elektromotor ist dabei vorzugsweise als ein Gleichstrommotor oder ein elektronisch-kommutierter Elektromotor ausgeführt.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ergeben sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale.
In einer besonders kostengünstigen Ausführung ist das Ritzel als ein geradverzahntes Stirnrad ausgebildet, wobei das Eingangsrad eine komplementäre, insbesondere eine ebenfalls geradverzahnte Kronenradverzahnung trägt. Diese Ausführung ist dazu besonders tolerant gegenüber dem Axialspiel zwischen der Position des Ritzels entlang der Antriebswelle und der Position der Kronenradverzahnung am Eingangsrad.
In einer insbesondere bezüglich eines maximal übertragbaren Drehmoments im Winkelgetriebe bei im Wesentlichem unveränderten Abmessungen optimierten Ausbildung der Erfindung ist das Ritzel als ein schrägverzahntes Stirnrad ausgebildet, wobei das Eingangsrad eine komplementäre, insbesondere eine ebenfalls schrägverzahnte Kronenradverzahnung trägt. Durch Schrägverzahnung wird eine Tragfläche der Verzahnung bei insbesondere festgehaltener Zahnbreite vorteilhaft vergrößert.
In einer vorteilhaften Ausführung weist ein Modul der Kronenradverzahnung des Eingangsrades einen Wert zwischen 0,5 und 3, vorzugsweise zwischen 0,7 und 1 auf.
Das Eingangsrad lässt sich besonders kostengünstig und/oder von hoher Güte aus einem Spritzguss-, Sinter-, MIM- oder Schmiedematerial herstellen. Dabei wird unter einem "Schmiedematerial" insbesondere ein schmiedefähiges Material verstanden.
Eine besonders kostengünstige und einfache und gleichzeitig vibrationsarme Aufnahme des Elektromotors im Gehäuse wird erreicht, wenn der Elektromotor gegenüber dem Gehäuse mit einem elastischen Element zumindest axial in einer Richtung entlang der Antriebswelle vorgespannt ist. Durch die entlang der Antriebswelle elastische, axiale Vorspannung des Elektromotors in Verbindung mit der erfindungsgemäß unter dem Winkel W1 verkippten Ausrichtung der Antriebswelle gegenüber einer Arbeitsrichtung einer Nutzeinheit sowie der Robustheit des Winkelgetriebes mit Kronenrad bezüglich des Axialspiels zwischen der Position des Ritzels entlang der Antriebswelle und der Position der Kronenradverzahnung am Eingangsrad kann der Elektromotor mit seiner trägen Masse zusammen mit dem elastischen Element vorteilhaft als ein Masse-Feder-System zur Absorption zumindest eines Teiles von in der Nutzeinheit auftretenden Vibrationen genutzt werden. Die winklige Ausrichtung der Antriebswelle hat dabei zusätzlich den Vorteil, dass insbesondere vorteilhafte Anteile von Axial- und/oder Longitudinalschwingungen in der Arbeitsrichtung als auch senkrecht zu dieser von dem Masse-Feder-System absorbierend aufgenommen werden können.
In besonders leistungsfähigen Ausführung liegt eine Leerlaufdrehzahl der Antriebswelle in einem Leerlaufbetrieb der Antriebseinheit zwischen 12.000 und 30.000 min^-1.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Elektrohandwerkzeugs ist im Gehäuse eine Steuer- und/oder Regeleinheit, insbesondere eine Elektronikeinheit zu einem steuernden und/oder regelnden Eingriff in die Antriebseinheit - insbesondere zur Beeinflussung eines Bewegungszustandes der Antriebswelle der Antriebseinheit - vorgesehen. Unter einem "steuernden und/oder regelnden Eingriff" soll dabei insbesondere ein aktives Eingreifen in mindestens eine Kenngröße, wie beispielsweise Größen der Energieaufnahme und/oder Leistungsabgabe, der Antriebseinheit verstanden werden. Unter einem Bewegungszustand der Antriebswelle wird dabei insbesondere eine Drehbewegung um eine Längsachse mit einer Drehzahl, beispielsweise einer aktuell anliegenden IST-Drehzahl verstanden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind am Gehäuse ein erstes Steuerelement zu einer Inbetriebnahme der Antriebseinheit sowie ein zweites Steuerelement zur Änderung eines Drehsinns der Antriebswelle der Antriebseinheit vorgesehen. Das erste Steuerelement kann dabei insbesondere als ein Haupttaster, Hauptschalter oder ein sogenannter Gasgebehebel ausgebildet sein. Das zweite Steuerelement ist vorzugsweise als Dreh- oder Schiebeschalter mit mindestens zwei Schaltpositionen für jeweils einen Drehsinn ausgeführt. Unter einem "Drehsinn" wird dabei insbesondere eine Drehrichtung einer Welle um ihre Drehachse verstanden. Vorteilhaft kann das zweite Steuerelement auch zumindest eine dritte Schaltposition - Neutral oder Sicherungsposition - aufweisen, in welcher eine Inbetriebnahme des Elektrohandwerkzeugs unterbunden oder blockiert ist.
In einem bevorzugten Anwendungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Elektrohandwerkzeugs ist die Nutzeinheit zumindest als ein Schlagwerk, insbesondere als ein pneumatisches Schlagwerk ausgebildet. Das bevorzugte pneumatische Schlagwerk umfasst dabei eine Führungshülse mit einer axial in der Führungshülse beweglich gelagerten Kolbeneinheit und einem axial beweglich gelagerten Schlagkörper. Vorzugsweise ist die Führungshülse dabei als ein Hammerrohr ausgebildet. Weiters weist die Getriebeanordnung dieser bevorzugten Ausführung mindestens ein Mittel zur einer mindestens teilweisen Wandlung der Drehbewegung der Antriebswelle in eine oszillierende Bewegung der Kolbeneinheit auf. Dem Fachmann sind dazu verschiedenste derartige Mittel wie beispielsweise eine Exzenteranordnung, eine Taumellagervorrichtung oder andere, unter dem Sammelbegriff des Hubantriebslagers zusammenfassbare Mittel bekannt, welche eine Drehbewegung einer Eingangswelle in ein Hubbewegung, insbesondere eine im wesentlichen axial oszillierende Pendelbewegung eines Ausgangsglieds, vorzugsweise eines Hebels oder Pleuels umwandelt. Dabei wird zumindest ein Teil eines eingangsseitigen Drehmoments in eine axiale Hubkraft am Ausgangsglied umgewandelt.
In einer vorteilhaften Weiterentwicklung umfasst die Getriebeanordnung des erfindungsgemäßen Elektrohandwerkzeugs eine Drehgetriebestufe für einen Drehantrieb der Nutzeinheit, welches vorzugsweise als ein Stirnradgetriebe ausgebildet ist. Durch die Drehgetriebestufe kann insbesondere die Führungshülse und/oder eine Werkzeugaufnahme, welche am Gehäuse zur Aufnahme, insbesondere lösbaren Aufnahme eines Werkzeugs drehbar angeordnet ist, vorteilhaft drehend antreibbar ausgeführt sein.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterentwicklung umfasst die Getriebeanordnung des erfindungsgemäßen Elektrohandwerkzeugs zumindest eine Kupplungseinheit, durch welche die Bewegung der Nutzeinheit in einem Betriebszustand der Antriebseinheit steuerbar, insbesondere wahlweise aktivierbar oder deaktivierbar ist. Unter dem "Betriebszustand" wird dabei insbesondere ein aktivierter Zustand der Antriebseinheit verstanden, in welchem die Antriebswelle drehend angetrieben wird. Über die Kupplungsanordnung ist dann insbesondere eine Drehmomentübertragung von einer Eingangsseite auf eine Ausgangsseite abbremsbar oder unterbrechbar.
Dem Fachmann sind eine Vielzahl verschiedener Ausführungen von Kupplungseinheiten, wie beispielsweise Einrückkupplungen oder Rastkupplungen bekannt, welche mindestens ein Kupplungsgliedpaar aufweisen, welche mittels wählbar lösbarer, form- und/oder kraftschlüssiger Verbindungen ein Drehmoment von einem ersten Kupplungsglied auf ein zweites Kupplungsglied des Kupplungsgliedpaares übertragen. In einer besonders bevorzugten Ausführung ist die Kupplungsvorrichtung als eine Reibkupplung ausgebildet. Dazu ist vorzugsweise am Eingangsrad der Getriebeanordnung eine erste, das erste Kupplungsglied bildende Reibkontur vorgesehen, während eine zweite, komplementäre Reibkontur als zweites Kupplungsglied an einer Lagerhülse des Hubantriebslagers, insbesondere der Taumellagervorrichtung vorgesehen ist.
Ist am Gehäuse des erfindungsgemäßen Elektrohandwerkzeugs mindestens ein Betätigungsmittel zu einer Betätigung der Kupplungsanordnung vorgesehen, so kann in einer vorteilhaften Weiterentwicklung eine durch einen Benutzer des Elektrohandwerkzeugs wählbare Betriebsartenumschaltung dargestellt werden. Auch sind dem Fachmann in Verbindung mit mehrstufigen Schaltgetrieben und/oder Betriebsartenwählvorrichtungen in Elektrohandwerkzeugen eine Vielzahl möglicher Ausführungen bekannt. Vorzugsweise ist ein derartiges Betätigungsmittel als ein mindestens zweistufiger Dreh- oder Schiebeschalter ausgeführt. Es können jedoch auch beispielsweise elektronische und/oder sensorische Elemente, wie Tasteelemente, berührungslose Sensoren oder akustische Sensoren, als Betätigungsmittel vorgesehen sein.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der folgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Teilschnitt eines erfindungsgemäßen Bohrhammers
Fig. 2 einen Ausschnitt der Getriebeanordnung nach Fig. 1
Fig. 3 eine schematische Darstellung der Getriebeanordnung nach Fig. 2

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Fig. 1 zeigt einen schematischen Teilschnitt eines Bohrhammers 10 als Beispiel eines erfindungsgemäßen Elektrohandwerkzeugs 11. Das Elektrohandwerkzeug 10,11 umfasst dabei ein Gehäuse 12, an dessen einen stirnseitigen Ende 14 ein Werkzeughalter 16 angeordnet ist, welcher eine sich entlang einer Achse 18 erstreckende Aufnahmeöffnung 20 zur Aufnahme eines nicht dargestellten Werkzeugs, insbesondere eines Werkzeugschaftes aufweist. Dem stirnseitigen Ende 14 gegenüberliegend ist am Gehäuse 12 eine Handgriffvorrichtung 22 vorgesehen, insbesondere mit dem Gehäuse 12 verbunden, vorzugsweise einteilig mit dem Gehäuse 12 ausgeführt.
Die Handgriffvorrichtung 22 weist einen mit einer Hand eines Benutzers umfassbaren Griffbereich 24 und ein Hauptbetätigungselement 26 für eine Inbetriebnahme des Elektrohandwerkzeug 10, 11 auf. Vorzugsweise umfasst die Handgriffvorrichtung 22 ein Betätigungselement 28 zur Auswahl bzw. Einstellung einer Betriebsart oder eines Betriebszustandes des erfindungsgemäßen Elektrohandwerkzeugs 10, 11. Ist der Werkzeughalter 16 dazu vorgesehen drehend angetrieben zu werden oder zumindest in mindestens einer Betriebsart des Elektrohandwerkzeugs 10, 11 drehend angetrieben zu werden, kann das Betätigungselement 28 insbesondere dazu vorgesehen sein, einen Drehsinn des Werkzeughalters 16 wählbar einzustellen.
In der bevorzugten Ausführung nach Fig. 1 bildet ein Endbereich 30 der Handgriffvorrichtung 22 mit einem Motorsegment 32 des Gehäuses 12 einen geschlossenen Rahmen um eine Durchgriffsöffnung 34 für ein Durchgreifen insbesondere von Fingern der Hand des Benutzers. Der Endbereich 30 ist dabei vorzugsweise über eine sich im Wesentlichen parallel zur Achse 18 erstreckende Verbindungsbrücke 36 mit dem Motorsegment 32 verbunden. In alternativen Ausführung ist es jedoch denkbar, dass keine derartige Verbindungsbrücke 32 vorgesehen ist, insbesondere dass die Durchgriffsöffnung 34 in einer zur Achse 18 abgewandten Seite offen ausgebildet ist, wobei die Handgriffvorrichtung 22 und das Motorsegment dann keinen geschlossenen Rahmen im Sinne der Fig. 1 bilden.
In dem Endbereich 30 der Handgriffvorrichtung 22, vorzugsweise an der Verbindungsbrücke 30 ist eine Energieversorgungseinheit 38, insbesondere ein Batterie- oder Akkupack 40 angeordnet, vorzugsweise lösbar, wechselbar angeordnet, mittel welcher das Elektrohandwerkzeug 10, 11 mit elektrischer Energie für eine Inbetriebnahme versorgbar ist. Der Batterie- oder Akkupack 40 umfasst dabei vorzugsweise mindestens eine hier nicht dargestellte Lithium-Ionen- oder Lithium-Polymer-Zelle. In einer bevorzugten Ausführung ist eine Versorgungsspannung, welche von dem Batterie- oder Akkupack 40 bereitgestellt wird kleiner als 20V, vorzugsweise kleiner als 18V. Alternativ oder ergänzend kann die Energieversorgungseinheit 38 aber auch eine Brennstoffzelle oder eine Anschlussvorrichtung zur Verbindung mit einer externen Versorgungsquelle, wie beispielsweise einem Netzanschluss, umfassen.
Im Motorsegment 32 des Gehäuse 12 ist die als Elektromotor 42 ausgebildete Antriebseinheit 44 angeordnet. Der Elektromotor 42 ist dabei vorzugsweise als ein Gleichstrommotor oder ein elektronisch-kommutierter Elektromotor ausgebildet, welcher vorzugsweise eine Leerlaufdrehzahl N0 zwischen 12.000 und 30.000 min^-1 aufweist. Es kann jedoch auch ein entsprechender elektrischer Universalmotor vorgesehen sein.
Eine als Antriebswelle 46 der Antriebseinheit 44 wirkende Motorwelle 48 des Elektromotors 42 schließt dabei gemäß Fig. 1 einen bevorzugten Winkel W1 von etwa 60° mit der Achse 18 ein. In alternativen Ausführungen kann der Winkel W1 zwischen 30° und 80°, vorzugsweise zwischen 50° und 70° liegen.
Der Elektromotor 42 trägt mit seiner trägen Masse bis zu einem Viertel zur Gesamtmasse des Elektrohandwerkzeugs 10, 11 bei. Die Lage eines Schwerpunkts M des Elektrohandwerkszeugs 10, 11 ist in Fig. 1 schematisch gezeigt und wird daher stark durch die Anordnung des Elektromotors 42 geprägt. Abhängig vom Winkel W1 verschiebt sich insbesondere eine Axialposition bezogen auf eine Längserstreckung L mit abnehmendem Winkel W1 in Richtung auf die Handgriffvorrichtung 22. Ab Winkeln W1 von ca. 50° verschiebt sich die Lage des Schwerpunkts M zusätzlich merklich senkrecht zur Achse 18 auf diese zu.
In der Ausführung nach Fig. 1 wird der Elektromotor 42 zumindest entlang der Antriebswelle 46 durch ein elastisches Element 50, vorzugsweise mindestens einen O-Ring 52 und/oder ein hier nicht gezeigtes Feder- und/oder Dämpfungselement, insbesondere elastomerisches Dämpfungselement, in einer Richtung auf die Verbindungsbrücke 30 zu vorgespannt in einer Montageposition im Motorsegment 32 des Gehäuses 12 gehalten, vorzugsweise fixiert. Wobei jedoch zumindest vorgesehen sein kann, dass eine Rückstellkraft des elastischen Elements 50 eine sich nach einer Montage einstellende Ruheposition des Elektromotors 42 definiert oder festlegt.
Das elastische Element 50 im Beispiel nach Fig. 1 ist im Wesentlichen ringförmig ausgebildet und umschließt die Antriebswelle 46. Es stützt sich dabei einerseits über ein gegenüber dem Motorsegment 32 im Wesentlichen unbewegliches, vorzugsweise mit dem Motorsegment 32 verbundenes oder sich an diesem abstützenden Halteelemente 54 und einem Motorgehäuse 56 des Elektromotors 42 andererseits ab. In einem Endbereich 58 der Antriebswelle 46 ist gemäß Fig. 1 ein als ein Stirnrad 60 ausgebildetes Ritzel 62 angeordnet, insbesondere zumindest drehfest mit der Antriebswelle 46 verbunden, vorzugsweise starr mit der Antriebswelle 46 verbunden oder gar einteilig mit dieser ausgeführt.
Das Stirnrad 60 steht mit einem mit einer Kronenradverzahnung 64 versehenen Eingangsrad 66 einer Getriebeanordnung 68 in Wirkverbindung, zumindest ist es mit diesem in Wirkverbindung bringbar angeordnet. Dabei ist das Eingangsrad 66 drehfestbar auf einer Eingangswelle 70 Getriebeanordnung 68 angeordnet, welche im Wesentlichen parallel zur Achse 18 verläuft, so dass die Antriebswelle 46 und Eingangswelle 70 einen Winkel W2 einschließen, welcher im Wesentlich gleich dem Winkel W1 ist. Das Eingangsrad 66 weist daher bezüglich seiner Kronenradverzahnung 64 eine kegelförmige Anordnung der Zähne mit einem Öffnungswinkel WK, der dem Zweifachen des Winkels W1 entspricht. Weiters ist die Kronenradverzahnung 64 gemäß Fig. 1 mit einem Modul zwischen 0,5 und 3, vorzugsweise zwischen 0,7 und 1 gefertigt. Eingangsräder 66 dieser Art lassen sich insbesondere leicht durch Spritzgießen, Sintern, MIM-Techniken oder Schmieden herstellen.
Das Ritzel 62 bildet mit dem Eingangsrad 66 eine erste Getriebestufe 72 in Form eines Winkelgetriebes 73 der Getriebeanordnung 68 mit einem Übersetzungsverhältnis im Bereich zwischen 2 und 8, vorzugsweise zwischen 2,5 und 7, besonders bevorzugt zwischen 3 und 5. Daher liegen typische Leerlaufdrehzahlen N1 der Eingangswelle 70 zwischen 2.000 und 10.000 min^-1, vorzugsweise zwischen 2.500 und 5.500 min^-1.
Die Getriebeanordnung 68 des Elektrohandwerkzeugs 10, 11 nach Fig. 1 ist in Fig. 2 der besseren Übersicht halber ausschnittweise vergrößert dargestellt. Die Eingangswelle 70 der Getriebeanordnung 68 ist gemäße Fig. 2 als eine für Bohrhämmer wohl bekannte Zwischen- oder Vorgelegewelle 74 ausgeführt. Die Zwischen- oder Vorgelegewelle 70, 74 ist in einem ersten Endbereich 74a und in einem zweiten Endbereich 74b mit jeweils einer Lagervorrichtung 75a, 75b gegenüber dem Gehäuse 12 zumindest drehbar entkoppelt im Gehäuse 12 aufgenommen, wobei das Eingangsrad 66 in der Nähe des ersten Endbereichs 74a vorzugsweise drehfest auf der Zwischen- oder Vorgelegewelle 70, 74 angeordnet ist. Auf der Zwischen- oder Vorgelegewelle 74 in Richtung auf den zweiten Endbereich 74b ist vor dem Eingangsrad 66 ein Hubantriebslager 76 in Form einer Taumellagervorrichtung 78 einer Nutzeinheit 79 drehbar, vorzugsweise frei drehbar gegenüber der Zwischen- oder Vorgelegewelle 70, 74 angeordnet.
Die Taumellagervorrichtung 78 umfasst eine Lagerhülse 80 und einen, einen Taumelfinger 82 aufweisenden Lagerring 84, welcher auf einem hier nicht dargestellten Taumellager, vorzugsweise Taumelwälzlager gegenüber der Lagerhülse gelagert ist. Das Taumelwälzlager weist dabei eine in bekannter Weise zumindest gegen eine Senkrechte gegenüber der Zwischen- oder Vorgelegewelle 70, 74 verkippte Lagerebene auf, so dass bei einer Drehbewegung der Lagerhülse 80 der Taumelfinger 82 in einer durch die Senkrechte und die Zwischen- oder Vorgelegewelle 70, 74 aufgespannten Ebene oszillierend pendelt, bezogen auf die Zwischen- oder Vorgelegewelle 70, 74 axial-oszillierend pendelt. An einem der Zwischen- oder Vorgelegewelle 70, 74 fernen Ende des Taumelfingers 82 greift dieser in einen Aufnahmebolzen 86 einer Kolbeneinheit 88 ein. Die Kolbeneinheit 88 ist dabei axial verschiebbar in einer als Hammerrohr 90 ausgebildeten Führungshülse 92 gelagert. In der Führungshülse 90, 92 ist ein in hier nicht dargestellter Weise ebenfalls axial beweglich gelagerter Schlagkörper aufgenommen, welcher durch ein zwischen der Kolbeneinheit 88 und dem Schlagkörper vorgesehenes Luftpolster über die oszillierende Bewegung der Kolbeneinheit in bekannter Weise in Bewegung versetzt wird. Der Schlagkörper ist wiederum dazu vorgesehen Schlagimpulse auf ein im Werkzeughalter 16 aufgenommenes Werkzeug übertragbar bereitzustellen bzw. zu erzeugen. Die Führungshülse 90, 92, die Kolbeneinheit 88 und der Schlagkörper bilden so eine einfache Ausführung eines pneumatischen Schlagwerks 94. Dem Fachmann sind verschiedenste Abwandlungen pneumatischer Schlagwerke 94 bekannt, welche unter Umständen vorteilhaft zum Einsatz kommen können. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der Schlagkörper axial verschieblich in der Kolbeneinheit 88 geführt ist, welche ihrerseits axial verschieblich in der Führungshülse 90, 92 aufgenommen ist. Auch kann ein zusätzliche Schlagelement zwischen dem Schlagkörper und einem Werkzeugende als Impulsübertrager angeordnet sein.
Benachbart zur Taumellagervorrichtung 78 ist ein erstes Stirnrad 96 einer Drehgetriebestufe 98 als weitere Komponente der Nutzeinheit 79 angeordnet. Dabei kann sowohl vorgesehen sein, dass das erste Stirnrad 96, wie in Fig. 2 dargestellt, drehfest, insbesondere einteilig mit Zwischen- oder Vorgelegewelle 70, 74 angeordnet bzw. ausgeführt ist, als auch, dass das erste Stirnrad 96 über hier nicht gezeigte Koppelmittel mit der Zwischen- oder Vorgelegewelle 70, 74 drehverbindbar ist. Ein zweites Stirnrad 100 der Drehgetriebestufe 98 ist gemäß Fig. 2 auf der Führungshülse 90, 92 angeordnet und vorzugsweise drehfest mit dieser verbunden. Wird das erste Stirnrad 96 über die Zwischen- oder Vorgelegewelle 70,74 drehend angetrieben, so überträgt die Drehgetriebestufe 98 die Drehbewegung auf die Führungshülse 90, 92 und den vorzugsweise drehfest mit dieser verbundenen Werkzeughalter 16, insbesondere die vorzugsweise drehfest mit der Führungshülse 90, 92 drehfest verbundene Werkzeugaufnahme 20.
Fig. 3 zeigt eine schematische Schnittansicht der Getriebeanordnung 68 gemäß Fig. 2, wobei in dieser Darstellung besonders der schematische Aufbau der Taumellagervorrichtung 78 sowie einer Kupplungseinheit 102 zu erkennen ist.
Die Kupplungseinheit 102 ist dabei dazu vorgesehen, ein durch die Antriebseinheit 42, 44 an der Antriebswelle 46, 48 erzeugtes und über das Winkelgetriebe 73 auf die Zwischen- oder Vorgelegewelle 70, 74 übertragenes Antriebsmoment steuerbar auf die Nutzeinheit, insbesondere die Taumellagervorrichtung 78 zu übertragen. Dabei wird unter "steuerbar übertragen" insbesondere eine wählbar aktivierbar/deaktivierbare Übertragung einer Eingangsgröße auf eine Ausgangsgröße verstanden.
In der Ausführung nach Fig. 3 ist die Kupplungseinheit 102 bevorzugt als Reibkupplung 104 ausgebildet. An einem dem Winkelgetriebe 73 zugewandten Ende 106 der Lagerhülse 80 ist um eine Drehachse 108 der Zwischen- oder Vorgelegewelle 70, 74 ein Konusring 110 vorgesehen, vorzugsweise angeformt. In der Ausführung nach Fig. 3 ist dabei vorgesehen, dass der Konusring 110 eine im Wesentlichen radial nach außen gerichtete, konusförmige Außenmantelfläche 112 aufweist.
Das vorzugsweise als Kronenrad ausgebildete Eingangsrad 66 weist an seiner Seitenfläche 114 eine ringförmige Reibkontur 116 auf, welche eine im Wesentlichen radial in Richtung zur Drehachse 108 nach innen gerichtete Innenmantelfläche 118 aufweist. Die Außenmantelfläche 112 sowie die Innenmantelfläche 118 sind jeweils als Reibflächen 120, insbesondere als zu einander komplementäre, einander im Wesentlichen flächig in Kontakt bringbare Reibflächen 122 ausgebildet. Vorzugsweise sind dazu die Öffnungswinkel O1 und O2 der Außen- bzw. Innenmantelfläche 112, 118 annähernd gleich ausgebildet, so dass bei einem Eingriff der beiden konusförmigen Flächen 112, 118 eine durch Reibkräfte verursachte kraftschlüssige Verbindung, insbesondere Klemm- oder Keilverbindung entsteht. Bevorzugte Öffnungswinkel liegen dabei im Bereich zwischen 1° und 30°, insbesondere zwischen 5° und 15° wobei vorzugsweise Winkeldifferenzen kleiner als 5°, insbesondere kleiner als 2° ausgebildet sind. Alternativ kann auch eine bezüglich ihrer radialen Orientierung der Reibflächen 120, 122 vertauschte Anordnung vorgesehen sein. Die Reibflächen 120, 122 bilden somit die Koppelmittel 124 der Kupplungseinheit 102, wobei das Eingangsrad 66 mit der Reibkontur 116 das erste Koppelglied 126 und die Lagerhülse 80 mit Konusring 110 das zweite Koppelglied 128 der Kupplungseinheit 102 bilden.
Zwischen den beiden Koppelgliedern 126, 128 ist gemäß der bevorzugten Ausführung nach Fig. 3 mindestens ein Rückstellelement 130, insbesondere ein Federelement 132 vorgesehen, welches die beiden Koppelglieder 126, 128 in einer wie in Fig. 3 gezeigten Ruhestellung in eine ausgerückte Position verbringt. Erst durch eine axiale Verschiebung entgegen einer Rückstellkraft des Rückstellelements 130, 132 der Lagerhülse 80 in Richtung auf das Eingangsrad 66 werden die Koppelglieder 126, 128 der Kupplungseinheit 102 in einen drehmomentübertragenden Eingriff gebracht.
Dem Fachmann hierzu sind verschiedene Vorrichtungen und Anordnungen bekannt, mittels welchen die Koppelglieder 126, 128 in Eingriff gebracht werden können. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass eine hier nicht gezeigte Betätigungseinheit vorgesehen, welche einen am Gehäuse angeordneten, manuell betätigbaren Betriebsartenschalter und ein im Gehäuse angeordenetes korrespondierendes Schaltwerk umfasst, wobei durch Auswahl einer entsprechenden Schaltposition des Betriebsartenschalters das Schaltwerk derart auf die Kupplungseinheit 102 einwirkt, dass die Koppelglieder 126, 128 in Eingriff kommen. Alternativ oder ergänzend kann eine Leerlaufanordnung vorgesehen sein, die bei einem Kontakt des Werkzeugs mit einem Werkstück die Koppelglieder 126, 128 in Eingriff bringt.

Claims

Elektrohandwerkzeug, insbesondere ein Bohrhammer, mit einem Gehäuse (12, 32), welches zumindest eine Antriebseinheit (42, 44) mit einer Antriebswelle (46, 48) und einem in einem Endbereich (58) der Antriebswelle (46, 48) angeordneten Ritzel (60, 62), und eine Getriebeanordnung (68) mit einem mit dem Ritzel (60, 62) ein Winkelgetriebe (73) bildendes Eingangsrad (66), umschließt, wobei das Eingangsrad (66) drehfestlegbar auf einer Eingangswelle (70) angeordnet ist, welche parallel zu einer Achse (18) angeordnet ist, entlang der sich eine Aufnahmeöffnung (20) zur Aufnahme eines Werkzeugs erstreckt, wobei die Eingangswelle des Eingangsrades (66) einen Winkel W1 zwischen 30° und 80°, vorzugsweise zwischen 50° und 70°, mit der Antriebswelle (46, 48) einschließt, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangsrad (66) eine mit dem Ritzel (60, 62) kämmende Kronenradverzahnung (64) trägt zur Wandlung einer Drehbewegung der Antriebswelle (46, 48) in mindestens eine oszillierende Bewegung einer eine Werkzeugaufnahme (20) zur vorzugsweise lösbaren Verbindung mit einem Werkzeug aufweisenden Nutzeinheit (79), wobei ein Übersetzungsverhältnis IW zwischen einer Drehzahl NR des Ritzels (60, 62) und einer Drehzahl NE des Eingangsrades (66) im Bereich zwischen 2 und 8, vorzugsweise zwischen 2,5 und 7, liegt, wobei die Antriebseinheit (44) einen Elektromotor (42), vorzugsweise einen Gleichstrommotor oder einen elektronisch-kommutierten Elektromotor, umfasst, welcher gegenüber dem Gehäuse (12, 32) mit einem elastischen Element (50, 52) zumindest axial in einer Richtung entlang der Antriebswelle (46, 48) vorgespannt ist.
Elektrohandwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel W1 in etwa 60° beträgt.
Elektrohandwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ritzel (60, 62) eine gerad- oder schrägverzahnte Stirnradverzahnung trägt, und die Kronenradverzahnung (64) komplementär ausgebildet ist.
Elektrohandwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ritzel (60, 62) starr mit der Antriebswelle (46, 48) verbunden, insbesondere als ein Pressschuh oder einteilig mit der Antriebswelle (46, 48) ausgeführt ist.
Elektrohandwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangsrad (66) einen Modul der Kronenradverzahnung (64) zwischen 0,5 und 3, vorzugsweise zwischen 0,7 und 1 aufweist.
Elektrohandwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangsrad (66) aus einem Spritzguss-, Sinter-, MIM- oder Schmiedematerial gefertigt ist.
Elektrohandwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Leerlaufdrehzahl der Antriebswelle (46, 48) bei einem Leerlaufbetrieb der Antriebseinheit (42, 44) zwischen 12.000 und 30.000 min^-1 liegt.
Elektrohandwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (12) eine Steuer- und/oder Regeleinheit, insbesondere eine Elektronikeinheit zu einem steuernden und/oder regelnden Eingriff in die Antriebseinheit (42, 44) vorgesehen ist.
Elektrohandwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Gehäuse (12) ein erstes Steuerelement (26) zu einer Inbetriebnahme der Antriebseinheit (42, 44) sowie ein zweites Steuerelement (28) zur Änderung eines Drehsinns der Antriebswelle (46, 48) der Antriebseinheit (42, 44) vorgesehen sind.
Elektrohandwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nutzeinheit (79) zumindest als ein Schlagwerk, insbesondere als ein, eine Führungshülse (90, 92) mit einer axial in der Führungshülse (90, 92) beweglich gelagerten Kolbeneinheit (88) und einem axial beweglich gelagerten Schlagkörper umfassendes pneumatisches Schlagwerk (94) ausgebildet ist, und dass die Getriebeanordnung (68) mindestens ein Mittel (76, 78) zu einer mindestens teilweisen Wandlung der Drehbewegung der Antriebswelle (46, 48) in eine oszillierende Bewegung der Kolbeneinheit (88) aufweist.
Elektrohandwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeanordnung (68) eine Drehgetriebestufe (98) für einen Drehantrieb der Nutzeinheit (79) umfasst, welches vorzugsweise als ein Stirnradgetriebe ausgebildet ist.
Elektrohandwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeanordnung (68) mindestens eine Kupplungseinheit (102) umfasst, durch welche die Bewegung der Nutzeinheit (79) in einem Betriebszustand der Antriebseinheit (42, 44) steuerbar, insbesondere wahlweise aktivierbar oder deaktivierbar ist.
Elektrohandwerkzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass am Gehäuse (12, 32) mindestens ein Betätigungsmittel zu einer Betätigung der Kupplungseinheit (102) vorgesehen ist.