EP3533561B1 - Bohrmaschine - Google Patents

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EP3533561B1
EP3533561B1 EP19163046.6A EP19163046A EP3533561B1 EP 3533561 B1 EP3533561 B1 EP 3533561B1 EP 19163046 A EP19163046 A EP 19163046A EP 3533561 B1 EP3533561 B1 EP 3533561B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
drilling
pressure ring
machine according
drilling machine
axially
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP19163046.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3533561A1 (de
Inventor
Joachim Hecht
Martin Kraus
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP3533561A1 publication Critical patent/EP3533561A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3533561B1 publication Critical patent/EP3533561B1/de
Active legal-status Critical Current
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    • B25F—COMBINATION OR MULTI-PURPOSE TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DETAILS OR COMPONENTS OF PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS NOT PARTICULARLY RELATED TO THE OPERATIONS PERFORMED AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B25F5/00—Details or components of portable power-driven tools not particularly related to the operations performed and not otherwise provided for
    • B25F5/001—Gearings, speed selectors, clutches or the like specially adapted for rotary tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
    • B25D11/00—Portable percussive tools with electromotor or other motor drive
    • B25D11/06—Means for driving the impulse member
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    • B25D11/102—Means for driving the impulse member comprising a cam mechanism the rotating axis of the cam member being coaxial with the axis of the tool
    • B25D11/106—Means for driving the impulse member comprising a cam mechanism the rotating axis of the cam member being coaxial with the axis of the tool cam member and cam follower having the same shape
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B23/00—Details of, or accessories for, spanners, wrenches, screwdrivers
    • B25B23/14—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers
    • B25B23/141—Mechanical overload release couplings
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    • B25D16/00—Portable percussive machines with superimposed rotation, the rotational movement of the output shaft of a motor being modified to generate axial impacts on the tool bit
    • B25D16/003—Clutches specially adapted therefor
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    • B25D16/00—Portable percussive machines with superimposed rotation, the rotational movement of the output shaft of a motor being modified to generate axial impacts on the tool bit
    • B25D16/006—Mode changers; Mechanisms connected thereto
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B21/00—Portable power-driven screw or nut setting or loosening tools; Attachments for drilling apparatus serving the same purpose
    • B25B21/02—Portable power-driven screw or nut setting or loosening tools; Attachments for drilling apparatus serving the same purpose with means for imparting impact to screwdriver blade or nut socket
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    • B25D2250/165—Overload clutches, torque limiters
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    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/19—Gearing
    • Y10T74/19219—Interchangeably locked
    • Y10T74/19251—Control mechanism

Definitions

  • the invention relates to a drill with percussion drilling, drilling and screwing functions.
  • the invention is based on the object of being able to reliably set the various operating modes of a drilling machine even over a long period of operation.
  • the drill according to the invention is in particular a hand drill which has a drive device for driving a tool accommodated in a tool spindle.
  • the drive device comprises a drive unit, usually an electric drive motor, and a gear coupled to the drive unit, for example a planetary gear.
  • the drill can be operated in various modes, which are a percussion drilling function, a drilling function and a screwing function. In the hammer drilling and drilling function there is a fixed torque coupling between the tool spindle and the drive device, whereas in the screwing function an adjustable torque can be transmitted.
  • two latching elements which are disengaged in the drilling position and in the screwing position interlock with one another.
  • the locking elements form a notch system in which a sinusoidal or sawtooth-like wave profile is scanned and the resulting axial movement is transmitted to the tool spindle.
  • the tool spindle is advantageously kept axially adjustable relative to the gear housing.
  • a mode setting device is used to set the various operating modes, which comprises a support ring which can be rotated by manual actuation and a pressure ring which is coupled to the support ring in a rotationally fixed manner and which is supported on the gear housing.
  • the support ring is advantageously rotated with the aid of a manually operable mode setting sleeve.
  • the support ring and the pressure ring are also rotatably mounted about the longitudinal axis or spindle axis and carry out the rotary setting movement of the mode setting sleeve.
  • a rotary position of the mode setting device is assigned to each of the operating modes hammer drilling, drilling and screwing functions.
  • the pressure ring of the mode setting device supported on the gear housing is held axially displaceably on the gear housing in the screw position and axially fixed on the gear housing in the hammer drilling position and in the drilling position.
  • the support ring, with which the pressure ring is firmly connected in the direction of rotation, on the other hand, is expediently mounted fixedly in the axial direction and without the possibility of adjustment in relation to the gear housing.
  • the pressure ring can, in the event that the torque exceeds an adjustable threshold, axially lift off the gear housing, whereby the torque limit is achieved.
  • the pressure ring is axially fixed on the gearbox housing, so that there is no torque limitation in these operating modes.
  • the axial fixation is advantageously achieved via a form fit in the axial direction, the pressure ring including the support ring being rotated, in particular with the aid of the mode setting sleeve, for the transfer between the axially positively secured position and the axial adjustment option.
  • the axial form fit is preferably achieved by engaging a radially inwardly protruding projection on the pressure ring into a corresponding recess, for example a circumferential groove on the gear housing. In the screwing position with the possibility of axial adjustment, however, the projection and recess or circumferential groove are in disengagement.
  • the projection on the pressure ring and the recess or the circumferential groove on a section of the transmission housing can each engage with one another with small tolerances, so that in particular the overall tolerance in the axial transmission chain is also small. In this way, a high level of adjustment accuracy is guaranteed over a long period of operation.
  • one of the locking elements is held axially adjustable and this locking element or a component connected to the locking element is supported on an adjustment contour that is located on the support ring.
  • the adjustment contour allows a transfer of the locking element between different axial positions and thus a transfer between the locking engagement with the further locking element fixed on the housing side and a disengagement with this locking element.
  • the hammer drill function is activated when engaged, but deactivated when disengaged.
  • the adjustment contour which expediently extends in the circumferential direction on the support ring, the contour can be scanned by a relative movement between the locking element or the component held thereon and the support ring, which leads to the desired axial adjustment of the locking element.
  • the rotational movement of the support ring is here, as explained above, preferably generated by means of the mode setting sleeve.
  • the component coupled to the locking element which scans the adjustment contour on the support ring, is advantageously a locking part which is fixed to the housing in the direction of rotation, but is held axially adjustable in the housing of the drill together with the locking element.
  • the latching element and the locking part are advantageously firmly connected to the tool spindle in the axial direction, but they do not execute the rotary movement of the tool spindle.
  • the support ring and the pressure ring are advantageously designed as separate components.
  • at least one axially protruding shoulder is preferably formed on the support ring, which shoulder engages in a corresponding recess on the pressure ring.
  • the support ring at least partially engages around the pressure ring radially, so that the support ring at least partially has a larger diameter than the pressure ring.
  • a spring device with two spring retaining rings and at least one intermediate spring element is expediently provided, the spring device exerting an axial force on the pressure ring.
  • the two spring retaining rings are axially spaced from one another and are force-coupled to one another via the at least one intermediate spring element.
  • a plurality of spring elements, in particular compression springs, are advantageously arranged between the spring retaining rings distributed over the circumference.
  • the spring retainer ring of the spring device can be adjusted axially by a torque adjustment sleeve, which is expediently rotatable but is mounted axially fixed to the housing.
  • the spring retaining ring can thread into an assigned thread on the torque setting sleeve, so that when the torque setting sleeve is rotated, the spring retaining ring executes an axial adjusting movement due to the axial fixing of the torque setting sleeve. This reduces the axial distance between the first spring retaining ring, which rests directly on the pressure ring, and the second spring ring, which is acted upon by the torque adjustment sleeve. This leads to a changed preload in the at least a spring element and thus to a changed axial force which is exerted on the pressure ring. As the axial force increases, the torque that can be transmitted in the screwing function increases.
  • the spring retaining ring contacting the pressure ring expediently has a smaller diameter than the support ring and is encompassed by the support ring in the assembled position. In this way, a compact, small-sized design is achieved.
  • a detent spring element which applies a detent torque to the torque setting sleeve.
  • a detent torque is provided which applies a detent torque to the torque setting sleeve.
  • a drill 1 is shown in detail, which is a hand-held drill with the functions of hammer drilling, drilling and screwing.
  • the drilling machine 1 has a drive device which comprises an electric drive motor and a gear 2 in a gear housing 3. Via the gear 2, the rotary movement of the drive motor is transmitted to a tool spindle 4 for receiving a tool.
  • a mode setting sleeve 5 is used, which is rotatably mounted with respect to the gear housing 3 about the longitudinal axis of the drilling machine or the longitudinal axis of the tool spindle 4.
  • the functions of hammer drilling, drilling and screwing can be set by rotating the mode setting sleeve 5 accordingly.
  • a torque setting sleeve 6 is provided, which is directly connected to the mode setting sleeve 5 and can also be rotated about the longitudinal axis of the spindle.
  • the sleeves 5 and 6 can be operated independently of one another.
  • the maximum torque that can be transmitted in the screwing function of the drill can be set via the torque adjustment sleeve 6.
  • Fig. 2 the drill is shown without a mode setting sleeve 5 and without a torque setting sleeve 6.
  • the drilling machine comprises a mode setting device 7, to which the mode setting sleeve 5 ( Fig. 1 ) and on the other hand a support ring 8 and a pressure ring 9, which are each rotatably mounted on the gear housing 3.
  • the pressure ring 9 lies at a greater axial distance from the free end face of the tool spindle 4 than the support ring 8 and lies directly or on balls on an annular shoulder on the transmission housing 3.
  • the support ring 8 is firmly connected to the pressure ring 9 in the direction of rotation.
  • the support ring 8 is fixed in the axial direction essentially non-adjustable with respect to the housing, and for reasons of tolerance, an axial movement play for contact with the torque adjustment sleeve can be advantageous.
  • the pressure ring 9 can in principle perform an axial adjusting movement with respect to the housing 3 and the support ring 8.
  • the drilling machine 1 is provided with a spring device 10, which has the function of defining a maximum transmittable torque when the drilling machine is being screwed.
  • the spring device 10 includes a plurality of spring elements 11 distributed over the circumference, which are each designed as helical compression springs, as well as a first, annular spring holder 12 on the gear housing 3 and a second, parallel offset spring retaining ring 13.
  • the spring elements 11 extend between the two spring retaining rings 12 and 13.
  • the spring retaining ring 13 can be adjusted axially, as a result of which the bias of the spring elements 11 changes.
  • the first spring retaining ring 12 rests directly on the pressure ring 9 of the mode setting device 7 and applies an axial force to it against the gear housing 3. As the preload of the spring elements 11 increases, the axial force exerted by the spring device 10 on the pressure ring 9 also increases .
  • the mode setting sleeve 5 is rotatably coupled to the support ring 8, which in turn is rotatably connected to the pressure ring 9.
  • the mode setting sleeve 5 rotates, both the support ring 8 and the pressure ring 9 are rotated about the longitudinal axis.
  • Fig. 3 a section through the drill 1 is shown.
  • the tool spindle 4 is mounted rotatably with respect to the gear housing 3 via two axially spaced ball bearings 14 and 15.
  • the tool spindle 4 can also perform an axial adjusting movement with respect to the gear housing 3.
  • the second ball bearing 15 is axially fixedly connected to the tool spindle 4 and is mounted displaceably within a latching pot 16 fixed to the housing.
  • the first ball bearing 14, however, is fixed to the housing.
  • the tool spindle 4 is adjusted between the hammer drilling position and the drilling or screwing position.
  • the tool spindle 4 In the hammer drilling position, the tool spindle 4 is shifted to the left, that is, into the gear housing.
  • the latching pot 16 comes into latching engagement with a latching disk 17 which is seated in a rotationally fixed manner on the outer surface of the tool spindle 4.
  • the locking disk 17 also has the task of axially fixing the ball bearing 15, which is also seated on the outer surface of the tool spindle 4, on the tool spindle.
  • a spring element 18 is arranged inside the locking pot 16, which acts on the tool spindle 4 with force in the locking position in which the locking pot 16 and the locking disc 17 are in the locking position.
  • the spring retaining ring 13 which forms the spring device together with the first spring retaining ring 12 and the intermediate spring elements, is screwed to the torque setting sleeve 6, the torque setting sleeve 6 being axially fixed in position, whereas the spring retaining ring 13 is axially adjustable.
  • the torque setting sleeve 6 rotates, the spring retaining ring 13 moves axially due to the screw connection, whereby the preload of the spring device is changed.
  • the torque adjustment sleeve 6 locks in discrete locking positions
  • the torque adjustment sleeve 6 is acted upon by a locking spring element 20, which is held on a locking spring holder 19, the locking spring holder 19 and the locking spring element 20 being arranged in the interior around which the torque adjustment sleeve 6 engages.
  • the detent spring element 20 engages in discrete angular positions in that a detent contour on the inside of the torque adjustment sleeve 6 is acted upon by the detent spring element 20.
  • the torque adjustment sleeve 6 is axially fixed in position on the transmission housing 3. This is done with the help of a screw 21, which connects a sheet metal 22 to the gear housing 3, the sheet metal 22 axially applying force to the locking spring holder 19 against a shoulder on the torque setting sleeve 6 and in this way also axially securing the torque setting sleeve 6.
  • the support ring 8 has an adjusting contour on one end face, which is scanned by the locking part 23 and transferred to the locking disk 17.
  • Axial changes in height in the adjustment contour on the support ring 18 are transmitted to the locking disk 17 through the contact with the locking part 23, so that the locking disk 17 experiences a corresponding axial change in position. In this way, the locking engagement between the locking disk 17 and the locking cup 16 can be controlled.
  • a hump 8a protruding axially in the direction of the free end face of the tool spindle 4 is arranged on the support ring 8 and is part of the adjustment contour on the support ring.
  • Fig. 2 shows as well as Fig. 4 the hammer drilling position in which the locking part 23 is located outside the axially raised hump 8a.
  • the locking disk 17, which is connected to the locking part 23 can be in locking engagement with the locking pot 16 by the force of the spring element 18, whereby the hammer drilling function is realized.
  • the locking part 23 is rotated so far by actuation of the mode setting sleeve 5 that the locking part 23 rests on the axially raised hump 8a of the support ring 8, the locking disk 17 is axially at a distance from the locking cup 16 and is therefore out of engagement with the locking cup.
  • These disengaged positions are when drilling ( Fig. 5 ) and when screwing ( Fig. 6 , 7th ) realized.
  • the pressure ring 9 is both in the hammer drilling function ( Fig. 4 ) as well as in the drilling function ( Fig. 5 ) axially positively fixed to the gear housing 3 and can only be adjusted in the direction of rotation, so that an axial relative movement of the pressure ring 9 with respect to the gear housing 3 is excluded.
  • a radially inwardly pointing projection 24 on the pressure ring 9 engages in a circumferential groove 25 on the transmission housing 3, so that the pressure ring 9 is positively received in the circumferential groove 25 via its radially inwardly pointing projection 24.
  • a plurality of axial grooves 26 are introduced at regular intervals on the outer surface of the housing 3 and extend up to the circumferential groove 25.
  • Fig. 6 the drill 1 is shown with the first spring retainer ring 12 attached, which is part of the spring device for the axial application of pressure to the pressure ring 9.
  • Fig. 7 the drill 1 is shown without the spring retaining ring 12 for better illustration.
  • the pressure ring 9 is shown in the same circumferential position in which the drill is in the screwing position.
  • the radially inwardly pointing projection 24 on the pressure ring 9 is in a rotational position in which the projection 24 protrudes into the axial groove 26 on the gear housing 3.
  • the pressure ring 9 with the projections 24 can be moved axially along the axial groove 26 against the force of the spring device.
  • a plurality of pins 12a, onto which the individual spring elements can be attached, are arranged on the first spring retaining ring 12, distributed over the circumference.
  • a plurality of radially inwardly pointing projections 24 are arranged on the pressure ring 9, which protrude into assigned axial grooves 26 on the transmission housing 3 in the screwing function.

Landscapes

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  • Gears, Cams (AREA)
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  • Earth Drilling (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Bohrmaschine mit Schlagbohr-, Bohr- und Schraubfunktion.
    • Stand der Technik
  • In der DE 198 09 133 A1 wird ein handgeführter Bohrschrauber beschrieben, der als Bohrmaschine, Schlagbohrmaschine oder elektrischer Schrauber eingesetzt werden kann. Die verschiedenen Betriebsarten der Bohrmaschine werden mittels einer Verstellhülse eingestellt, wobei für die Verwendung als Schrauber eine Drehmomentvorgabe möglich ist, wohingegen in der Schlagbohr- und Bohrfunktion eine starre Drehmomentkopplung gegeben ist. Die starre Kopplung wird mithilfe von Kupplungsteilen hergestellt, welche in eine drehschlüssige Verbindung zu verbringen sind. Eine Bohrmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus US 2010/0193206 A1 bekannt.
    • Offenbarung der Erfindung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die verschiedenen Betriebsarten einer Bohrmaschine auch über einen langen Betriebszeitraum sicher einstellen zu können.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.
  • Bei der erfindungsgemäßen Bohrmaschine handelt es sich insbesondere um eine Handbohrmaschine, die eine Antriebseinrichtung zum Antreiben eines in einer Werkzeugspindel aufgenommenen Werkzeugs aufweist. Die Antriebseinrichtung umfasst eine Antriebseinheit, üblicherweise einen elektrischen Antriebsmotor, sowie ein mit der Antriebseinheit gekoppeltes Getriebe, beispielsweise ein Planetengetriebe. Die Bohrmaschine kann in verschiedenen Betriebsarten betrieben werden, bei denen es sich um eine Schlagbohrfunktion, eine Bohrfunktion und eine Schraubfunktion handelt. In der Schlagbohr- und Bohrfunktion besteht eine feste Drehmomentkopplung zwischen der Werkzeugspindel und der Antriebseinrichtung, wohingegen in der Schraubfunktion ein einstellbares Drehmoment übertragbar ist.
  • Zur Realisierung der Schlagbohrfunktion greifen zwei Rastelemente rastschlüssig ineinander, welche in der Bohr- und in der Schraubposition in Außereingriff stehen. Die Rastelemente bilden ein Rastenwerk, bei dem ein sinusförmiges oder sägezahnartiges Wellenprofil abgetastet und die hieraus resultierende Axialbewegung auf die Werkzeugspindel übertragen wird. Die Werkzeugspindel ist zu diesem Zweck vorteilhafterweise gegenüber dem Getriebegehäuse axial verstellbar gehalten.
  • Zur Einstellung der verschiedenen Betriebsmodi dient eine Moduseinstelleinrichtung, welche einen durch manuelle Betätigung verdrehbaren Abstützring und einen drehfest mit dem Abstützring gekoppelten Druckring umfasst, der sich an dem Getriebegehäuse abstützt. Der Abstützring wird vorteilhafterweise mithilfe einer manuell betätigbaren Moduseinstellhülse verdreht. Der Abstützring und der Druckring sind ebenfalls drehbar um die Längsachse bzw. Spindelachse gelagert und führen die Drehstellbewegung der Moduseinstellhülse mit aus. Den Betriebsarten Schlagbohr-, Bohr- und Schraubfunktion ist jeweils eine Drehposition der Moduseinstelleinrichtung zugeordnet.
  • Der am Getriebegehäuse abgestützte Druckring der Moduseinstelleinrichtung ist in der Schraubposition axial verschieblich am Getriebegehäuse gehalten und in der Schlagbohr- sowie in der Bohrposition axial am Getriebegehäuse fixiert. Der Abstützring, mit dem der Druckring in Drehrichtung fest verbunden ist, ist dagegen zweckmäßigerweise in Achsrichtung fest und ohne Verstellmöglichkeit bezogen auf das Getriebegehäuse gelagert.
  • Aufgrund der axialen Stellbewegung in der Schraubposition kann der Druckring für den Fall, dass das Drehmoment einen einstellbaren Schwellenwert übersteigt, axial von dem Getriebegehäuse abheben, wodurch die Drehmomentbegrenzung erreicht wird.
  • In der Schlagbohr- und in der Bohrposition ist dagegen der Druckring axial am Getriebegehäuse fixiert, so dass in diesen Betriebsarten keine Drehmomentbegrenzung stattfindet. Die axiale Fixierung wird vorteilhafterweise über einen Formschluss in axialer Richtung erreicht, wobei zum Überführen zwischen axial formschlüssig gesicherter Position und axialer Verstellmöglichkeit der Druckring einschließlich Abstützring verdreht wird, insbesondere mithilfe der Moduseinstellhülse. Der axiale Formschluss wird vorzugsweise über einen Eingriff eines radial nach innen ragenden Vorsprungs am Druckring in eine korrespondierende Ausnehmung, beispielsweise eine Umfangsnut am Getriebegehäuse erreicht. In der Schraubposition mit axialer Verstellmöglichkeit sind Vorsprung und Ausnehmung bzw. Umfangsnut dagegen in Außereingriff. Der Vorsprung am Druckring und die Ausnehmung bzw. die Umfangsnut an einem Abschnitt des Getriebegehäuses können jeweils mit geringen Toleranzen ineinandergreifen, so dass insbesondere auch die Gesamttoleranz in der axialen Übertragungskette gering ist. Auf diese Weise wird eine hohe Einstellgenauigkeit über einen langen Betriebszeitraum gewährleistet.
  • Zur Aktivierung und Deaktivierung der Schlagbohrfunktion ist eines der Rastelemente axial verstellbar gehalten und wird dieses Rastelement bzw. ein mit dem Rastelement verbundenes Bauteil an einer Verstellkontur abgestützt, die sich am Abstützring befindet. Die Verstellkontur erlaubt eine Überführung des Rastelementes zwischen verschiedenen axialen Positionen und damit eine Überführung zwischen dem Rasteingriff mit dem weiteren, gehäuseseitig festgelegten Rastelement und einem Außereingriff mit diesem Rastelement. Im Rasteingriff ist die Schlagbohrfunktion aktiviert, im Außereingriff dagegen deaktiviert. Über die Verstellkontur, welche sich zweckmäßigerweise in Umfangsrichtung am Abstützring erstreckt, kann durch eine Relativbewegung zwischen dem Rastelement bzw. dem daran gehaltenen Bauteil und dem Abstützring die Kontur abgetastet werden, was zu der gewünschten axialen Verstellung des Rastelements führt. Die Drehbewegung des Abstützrings wird hierbei, wie oben ausgeführt, vorzugsweise mittels der Moduseinstellhülse erzeugt.
  • Vorteilhafterweise handelt es sich bei dem mit dem Rastelement gekoppelten Bauteil, welches die Verstellkontur am Abstützring abtastet, um ein Verriegelungsteil, welches in Drehrichtung gehäusefest, jedoch gemeinsam mit dem Rastelement axial verstellbar im Gehäuse der Bohrmaschine gehalten ist. Das Rastelement und das Verriegelungsteil sind vorteilhafterweise in Achsrichtung fest mit der Werkzeugspindel verbunden, sie führen jedoch nicht die Drehbewegung der Werkzeugspindel aus.
  • Der Abstützring und der Druckring sind vorteilhafterweise als separate Bauteile ausgebildet. Um eine Kopplung in Drehrichtung zwischen diesen Bauteilen zu erreichen, ist vorzugsweise am Abstützring mindestens ein axial überstehender Absatz gebildet, der in eine korrespondierende Ausnehmung am Druckring eingreift. Des Weiteren ist es zweckmäßig, dass der Abstützring den Druckring zumindest teilweise radial umgreift, so dass der Abstützring zumindest teilweise einen größeren Durchmesser als der Druckring aufweist. Im Bereich zwischen mehreren am Umfang verteilten Ausnehmungen zur formschlüssigen Kopplung mit Absätzen am Abstützring kann es aber auch zweckmäßig sein, den Druckring und den Abstützring mit gleichem Durchmesser auszubilden.
  • Zur Drehmomenteinstellung in der Schraubposition ist zweckmäßigerweise eine Federeinrichtung mit zwei Federhalteringen und mindestens einem zwischenliegenden Federelement vorgesehen, wobei die Federeinrichtung eine axiale Kraft auf den Druckring ausübt. Die beiden Federhalteringe sind axial zueinander beabstandet und über das mindestens eine zwischenliegende Federelement miteinander kraftgekoppelt. Vorteilhafterweise sind über den Umfang verteilt mehrere Federelemente, insbesondere Druckfedern zwischen den Federhalteringen angeordnet. Auf der dem Druckring abgewandten Seite ist der Federhaltering der Federeinrichtung axial von einer Momenteneinstellhülse zu verstellen, welche zweckmäßigerweise drehbar, jedoch axial gehäusefest gelagert ist. Der Federhaltering kann mit einem Gewinde in ein zugeordnetes Gewinde an der Momenteneinstellhülse eingreifen, so dass bei einer Drehbewegung der Momenteneinstellhülse aufgrund der axialen Festlegung der Momenteneinstellhülse der Federhaltering eine axiale Stellbewegung ausführt. Hierdurch verringert sich der axiale Abstand zwischen dem ersten, unmittelbar auf dem Druckring aufliegenden Federhaltering und dem zweiten, von der Momenteneinstellhülse beaufschlagten Federring. Diese führt zu einer geänderten Vorspannung in dem mindestens einen Federelement und damit zu einer geänderten axialen Kraft, die auf den Druckring ausgeübt wird. Mit steigender axialer Kraft erhöht sich das in der Schraubfunktion übertragbare Drehmoment.
  • Der den Druckring kontaktierende Federhaltering weist zweckmäßigerweise einen kleineren Durchmesser auf als der Abstützring und ist in montierter Position von dem Abstützring umgriffen. Auf diese Weise wird eine kompakte, klein bauende Ausführung erreicht.
  • Des Weiteren ist in vorteilhafter Ausführung ein Rastfederelement vorgesehen, welches die Momenteneinstellhülse mit einem Rastmoment beaufschlagt. Auf diese Weise können mehrere Rastpositionen der Momenteneinstellhülse vorgegeben werden, in denen die Momenteneinstellhülse jeweils mit einem Rastmoment beaufschlagt ist. Zum Verstellen der Momenteneinstellhülse muss das Rastmoment überwunden werden.
  • Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
    • Fig. 1
    in perspektivischer Ansicht einen Ausschnitt aus einer Bohrmaschine, mit einem Getriebegehäuse und einer Moduseinstellhülse zum Einstellen des Betriebsmodus sowie einer Momenteneinstellhülse,
    Fig. 2
    der Ausschnitt aus der Bohrmaschine in Seitenansicht, jedoch ohne Einstellhülsen,
    Fig. 3
    einen Schnitt durch die Bohrmaschine,
    Fig. 4
    die Bohrmaschine in Schlagbohrposition,
    Fig.5
    die Bohrmaschine in Bohrstellung,
    Fig. 6
    die Bohrmaschine in Schraubstellung,
    Fig. 7
    eine weitere Ansicht der Bohrmaschine in Schraubstellung, jedoch ohne Federhalter, der Bestandteil einer Federeinrichtung zur Kraftbeaufschlagung eines Druckrings am Getriebegehäuse ist.
  • In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • In Fig. 1 ist eine Bohrmaschine 1 ausschnittsweise dargestellt, bei der es sich um eine handgeführte Bohrmaschine mit den Funktionen Schlagbohren, Bohren und Schrauben handelt. Die Bohrmaschine 1 weist eine Antriebseinrichtung auf, welche einen elektrischen Antriebsmotor umfasst sowie ein Getriebe 2 in einem Getriebegehäuse 3. Über das Getriebe 2 wird die Drehbewegung des Antriebsmotors auf eine Werkzeugspindel 4 zur Aufnahme eines Werkzeugs übertragen. Zur Einstellung der verschiedenen Betriebsmodi dient eine Moduseinstellhülse 5, die gegenüber dem Getriebegehäuse 3 drehbar um die Längsachse der Bohrmaschine bzw. die Längsachse der Werkzeugspindel 4 gelagert ist. Durch eine entsprechende Verdrehung der Moduseinstellhülse 5 können die Funktionen Schlagbohren, Bohren und Schrauben eingestellt werden. Des Weiteren ist eine Momenteneinstellhülse 6 vorgesehen, welche sich unmittelbar an die Moduseinstellhülse 5 anschließt und ebenfalls um die Spindel-Längsachse verdrehbar ist. Die Hülsen 5 und 6 sind unabhängig voneinander betätigbar. Über die Momenteneinstellhülse 6 kann das maximal übertragbare Drehmoment in der Schraubfunktion der Bohrmaschine eingestellt werden.
  • In Fig. 2 ist die Bohrmaschine ohne Moduseinstellhülse 5 und ohne Momenteneinstellhülse 6 dargestellt. Die Bohrmaschine umfasst eine Moduseinstelleinrichtung 7, zu der zum einen die Moduseinstellhülse 5 (Fig. 1) gehört und zum andern ein Abstützring 8 sowie ein Druckring 9, die jeweils am Getriebegehäuse 3 drehbar gelagert sind. Der Druckring 9 liegt mit größerem axialen Abstand zur freien Stirnseite der Werkzeugspindel 4 als der Abstützring 8 und liegt unmittelbar oder an Kugeln auf einer Ringschulter an dem Getriebegehäuse 3 auf. Der Abstützring 8 ist in Drehrichtung fest mit dem Druckring 9 verbunden. Der Abstützring 8 ist in Achsrichtung im wesentlichen unverstellbar gegenüber dem Gehäuse festgelegt, wobei aus Toleranzgründen ein axiales Bewegungsspiel zur Anlage an die Momenteneinstellhülse vorteilhaft sein kann. Der Druckring 9 kann grundsätzlich eine axiale Stellbewegung gegenüber dem Gehäuse 3 sowie dem Abstützring 8 ausführen.
  • Des Weiteren ist die Bohrmaschine 1 mit einer Federeinrichtung 10 versehen, welche die Funktion hat, im Schraubbetrieb der Bohrmaschine ein maximal übertragbares Drehmoment festzulegen. Zu der Federeinrichtung 10 gehören eine Mehrzahl von über den Umfang verteilt angeordneten Federelementen 11, welche jeweils als Schraubendruckfedern ausgeführt sind, sowie eine erste, ringförmige Federhalterung 12 am Getriebegehäuse 3 sowie ein zweiter, parallel versetzt angeordneter Federhaltering 13. Die Federelemente 11 erstrecken sich zwischen den beiden Federhalteringen 12 und 13. Der Federhaltering 13 kann axial verstellt werden, wodurch sich die Vorspannung der Federelemente 11 ändert. Der erste Federhaltering 12 liegt unmittelbar auf dem Druckring 9 der Moduseinstelleinrichtung 7 auf und beaufschlagt diesen mit einer axialen Kraft gegen das Getriebegehäuse 3. Mit zunehmender Vorspannung der Federelemente 11 wächst somit auch die axiale Kraft, welche von der Federeinrichtung 10 auf den Druckring 9 ausgeübt wird.
  • Die Moduseinstellhülse 5 ist drehfest mit dem Abstützring 8 gekoppelt, der seinerseits drehfest mit dem Druckring 9 verbunden ist. Bei einer Drehbewegung der Moduseinstellhülse 5 werden somit sowohl der Abstützring 8 als auch der Druckring 9 um die Längsachse verdreht.
  • In Fig. 3 ist ein Schnitt durch die Bohrmaschine 1 dargestellt. Die Werkzeugspindel 4 ist drehbar gegenüber dem Getriebegehäuse 3 über zwei axial beabstandete Kugellager 14 und 15 gelagert. Zusätzlich zur Drehbewegung kann die Werkzeugspindel 4 auch eine axiale Stellbewegung gegenüber dem Getriebegehäuse 3 ausführen. Hierfür ist das zweite Kugellager 15 axial fest mit der Werkzeugspindel 4 verbunden und innerhalb eines gehäusefesten Rasttopfes 16 verschieblich gelagert. Das erste Kugellager 14 ist dagegen gehäusefest angeordnet. Durch die axiale Verschiebung wird die Werkzeugspindel 4 zwischen der Schlagbohrposition und der Bohr- bzw. Schraubposition verstellt. In der Schlagbohrposition ist die Werkzeugspindel 4 nach links verschoben, also in das Getriebegehäuse hinein. Hierbei gelangt der Rasttopf 16 in Rasteingriff mit einer Rastscheibe 17, welche drehfest auf der Mantelfläche der Werkzeugspindel 4 aufsitzt. Die Rastscheibe 17 hat zudem die Aufgabe, das Kugellager 15, welches ebenfalls auf der Mantelfläche der Werkzeugspindel 4 aufsitzt, axial auf der Werkzeugspindel zu fixieren.
  • Innerhalb des Rasttopfes 16 ist ein Federelement 18 angeordnet, welches die Werkzeugspindel 4 in die Rastposition kraftbeaufschlagt, in der der Rasttopf 16 und die Rastscheibe 17 in Raststellung stehen.
  • Der Federhaltering 13, welcher gemeinsam mit dem ersten Federhaltering 12 sowie den zwischenliegenden Federelementen die Federeinrichtung bildet, ist mit der Momenteneinstellhülse 6 verschraubt, wobei die Momenteneinstellhülse 6 axial lagefixiert ist, wohingegen der Federhaltering 13 axial verstellbar ist. Bei einer Drehbewegung der Momenteneinstellhülse 6 bewegt sich der Federhaltering 13 aufgrund der Verschraubung axial, wodurch die Vorspannung der Federeinrichtung verändert wird.
  • Damit die Momenteneinstellhülse 6 in diskreten Rastpositionen verrastet, ist die Momenteneinstellhülse 6 von einem Rastfederelement 20 kraftbeaufschlagt, das an einem Rastfederhalter 19 gehalten ist, wobei der Rastfederhalter 19 und das Rastfederelement 20 in dem von der Momenteneinstellhülse 6 umgriffenen Innenraum angeordnet sind. Das Rastfederelement 20 rastet in diskreten Winkelpositionen ein, indem eine Rastkontur an der Innenseite der Momenteneinstellhülse 6 von dem Rastfederelement 20 beaufschlagt wird.
  • Die Momenteneinstellhülse 6 ist axial an dem Getriebegehäuse 3 lagefixiert. Dies erfolgt mithilfe einer Schraube 21, welche ein Blech 22 mit dem Getriebegehäuse 3 verbindet, wobei das Blech 22 den Rastfederhalter 19 gegen einen Absatz an der Momenteneinstellhülse 6 axial kraftbeaufschlagt und auf diese Weise auch die Momenteneinstellhülse 6 axial sichert.
  • Fest mit der Rastscheibe 17 ist ein Verriegelungsteil 23 verbunden, das am Abstützring 8 aufliegt. Der Abstützring 8 weist an einer Stirnseite eine Verstellkontur auf, die von dem Verriegelungsteil 23 abgetastet und auf die Rastscheibe 17 übertragen wird. Axiale Höhenänderungen in der Verstellkontur am Abstützring 18 werden durch den Kontakt mit dem Verriegelungsteil 23 auf die Rastscheibe 17 übertragen, so dass die Rastscheibe 17 eine entsprechend axiale Lageänderung erfährt. Auf diese Weise kann der Rasteingriff zwischen der Rastscheibe 17 und dem Rasttopf 16 gesteuert werden.
  • Wie Fig. 2 in Verbindung mit Fig. 3 zu entnehmen, ist am Abstützring 8 ein axial in Richtung der freien Stirnseite der Werkzeugspindel 4 überstehender Höcker 8a angeordnet, der Teil der Verstellkontur am Abstützring ist. Fig. 2 zeigt ebenso wie Fig. 4 die Schlagbohrposition, in der das Verriegelungsteil 23 außerhalb des axial erhabenen Höckers 8a sich befindet. Somit kann die Rastscheibe 17, welche mit dem Verriegelungsteil 23 verbunden ist, durch die Kraft des Federelementes 18 in Rasteingriff mit dem Rasttopf 16 stehen, wodurch die Schlagbohrfunktion realisiert wird. Wird dagegen das Verriegelungsteil 23 durch eine Betätigung der Moduseinstellhülse 5 so weit verdreht, dass das Verriegelungsteil 23 auf dem axial erhabenen Höcker 8a des Abstützrings 8 aufliegt, so befindet sich die Rastscheibe 17 axial auf Abstand zum Rasttopf 16 und damit im Außereingriff mit dem Rasttopf. Diese Außereingriffsstellungen sind beim Bohren (Fig. 5) und beim Schrauben (Fig. 6, 7) realisiert.
  • Der Druckring 9 ist sowohl in der Schlagbohrfunktion (Fig. 4) als auch in der Bohrfunktion (Fig. 5) axial formschlüssig an dem Getriebegehäuse 3 fixiert nd kann nur in Drehrichtung verstellt werden, so dass eine axiale Relativbewegung des Druckrings 9 gegenüber dem Getriebegehäuse 3 ausgeschlossen ist. Zur Verriegelung in Achsrichtung greift ein radial nach innen weisender Vorsprung 24 am Druckring 9 in eine Umfangsnut 25 am Getriebegehäuse 3 ein, so dass der Druckring 9 über seinen radial nach innen weisenden Vorsprung 24 formschlüssig in der Umfangsnut 25 aufgenommen ist. An der Mantelfläche des Gehäuses 3 sind zudem in regelmäßigem Abstand mehrere Axialnuten 26 eingebracht, die sich bis zu der Umfangsnut 25 erstrecken. Im Bereich der Axialnuten 26 besteht kein Hinterschnitt zwischen den Vorsprüngen 24 an dem Druckring 9 und der Umfangsnut 25, so dass der Druckring 9 in Achsrichtung frei beweglich ist. Diese Situation ist in den Fig. 6 und 7 dargestellt, die die Schraubstellung zeigen.
  • In Fig. 6 ist die Bohrmaschine 1 mit aufgesetztem ersten Federhaltering 12 dargestellt, welcher Bestandteil der Federeinrichtung zur axialen Druckbeaufschlagung des Druckrings 9 ist. In Fig. 7 ist die Bohrmaschine 1 zur besseren Darstellung ohne den Federhaltering 12 gezeigt. In Fig. 6 und Fig. 7 ist der Druckring 9 in der gleichen Umfangsposition gezeigt, in der sich die Bohrmaschine in der Schraubstellung befindet.
  • Wie insbesondere Fig. 7 zu entnehmen, befindet sich der radial nach innen weisende Vorsprung 24 am Druckring 9 in einer Drehposition, in welcher der Vorsprung 24 in die Axialnut 26 am Getriebegehäuse 3 einragt. Somit kann der Druckring 9 mit den Vorsprüngen 24 axial entlang der Axialnut 26 gegen die Kraft der Federeinrichtung verschoben werden.
  • Wie Fig. 6 zu entnehmen, sind über den Umfang verteilt am ersten Federhaltering 12 mehrere Zapfen 12a angeordnet, auf die die einzelnen Federelemente aufsteckbar sind.
  • Über den Umfang verteilt sind mehrere radial nach innen weisende Vorsprünge 24 am Druckring 9 angeordnet, die in der Schraubfunktion in zugeordnete Axialnuten 26 am Getriebegehäuse 3 einragen.

Claims (15)

  1. Bohrmaschine mit Schlagbohr-, Bohr- und Schraubfunktion, mit einem Getriebe zur Übertragung der Antriebsbewegung einer Antriebseinheit auf eine Werkzeugspindel (4), mit zwei Rastelementen (16, 17), die in der Schlagbohrposition in Rasteingriff und in der Bohr- bzw. Schraubposition in Außereingriff stehen, mit einer Moduseinstelleinrichtung (7), die einen durch manuelle Betätigung verdrehbaren Abstützring(8) und einen drehfest mit dem Abstützring (8) gekoppelten Druckring (9) umfasst, der sich an einem Getriebegehäuse (3) des Getriebes (2) abstützt, wobei durch Drehung der Moduseinstelleinrichtung (7) der gewünschte Modus einstellbar ist, wobei der Druckring (9) in der Schraubposition axial verschieblich am Getriebegehäuse (3) gehalten und in der Schlagbohr- sowie in der Bohrposition axial am Getriebegehäuse (3) fixiert ist, wobei ein axial verstellbar gehaltenes Rastelement (17) bzw. ein mit dem Rastelement (17) verbundenes Bauteil (23) zur Überführung zwischen der Schlagbohrposition und der Bohr- bzw. Schraubposition an einer Verstellkontur am Abstützring (8) abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet dass, ein mit einem Rastelement (17) gekoppeltes Verriegelungsteil (23) an der Verstellkontur am Abstützring (8) abgestützt ist, wobei die Verstellkontur an einer Stirnseite des Abstützrings (8) vorgesehen ist und axiale Höhenänderungen aufweist, welche mit dem Verriegelungsteil (23) abtastbar und derart auf das Rastelement (17) übertragbar ist, dass das Rastelement (17) eine entsprechende axiale Lageänderung erfährt.
  2. Bohrmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugspindel (4) zur Überführung zwischen der Schlagbohrposition und der Bohr- bzw. Schraubposition gegenüber dem Getriebegehäuse (3) axial verstellbar gehalten ist.
  3. Bohrmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckring (9) in der axial fixierten Stellung axial formschlüssig am Getriebegehäuse (3) gehalten ist.
  4. Bohrmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass am Abstützring (8) mindestens ein axial überstehender Absatz gebildet ist, der zur Kopplung in Drehrichtung in eine korrespondierende Ausnehmung am Druckring (9) eingreift.
  5. Bohrmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstützring (8) den Druckring (9) zumindest teilweise umgreift.
  6. Bohrmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Federeinrichtung (10) mit zwei Federhalteringen (12, 13) und mindestens einem zwischenliegenden Federelement (11) zur axialen Kraftbeaufschlagung des Druckrings (9) vorgesehen ist.
  7. Bohrmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Druckring (9) abgewandte Federhaltering (12, 13) axial von einer Momenteneinstellhülse (6) zu verstellen ist.
  8. Bohrmaschine nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der den Druckring (9) kontaktierende Federhaltering (12, 13) von dem Abstützring (8) umgriffen ist.
  9. Bohrmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Momenteneinstellhülse (6) von einem Rastfederelement (20) mit einem Rastmoment beaufschlagt ist.
  10. Bohrmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Moduseinstelleinrichtung (7) zur Verdrehung des Abstützrings (8) und des Druckrings (9) eine manuell betätigbare Moduseinstellhülse (5) umfasst, welche gegenüber dem Getriebegehäuse (3) derart drehbar um eine Längsachse der Werkzeugspindel (4) gelagert ist, dass die Funktionen Schlagbohren, Bohren und Schrauben einstellbar sind.
  11. Bohrmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckring (9) gegenüber dem Abstützring (8) axial beweglich gehalten ist.
  12. Bohrmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckring (9) in der Bohrfunktion und in der Schlagbohrfunktion über einen Eingriff eines radial nach innen ragenden Vorsprungs (24) in eine Umfangsnut (25) an dem Getriebegehäuse (3) axial formschlüssig an dem Getriebegehäuse (3) gehalten ist.
  13. Bohrmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der radial nach innen ragende Vorsprung (24) in der Schraubfunktion axial verschieblich in eine Axialnut (26) an dem Getriebegehäuse (3) einragt.
  14. Bohrmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckring (9) in der Schraubposition derart axial verschieblich am Getriebegehäuse (3) gehalten ist, dass der Druckring (9) in der Schraubposition für den Fall, dass das Drehmoment einen einstellbaren Schwellenwert übersteigt, axial von dem Getriebegehäuse (3) abhebt.
  15. Bohrmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastelement (17) als eine Rastscheibe (17) ausgebildet ist.
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