EP3900881A1

EP3900881A1 - Elektrische handwerkzeugmaschine mit kugelrastkupplung

Info

Publication number: EP3900881A1
Application number: EP20171006.8A
Authority: EP
Inventors: Sarah Cziepluch; Rory Britz; Bence Gabor Szucs
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 2020-04-23
Filing date: 2020-04-23
Publication date: 2021-10-27
Also published as: CN115279552A; US20230132195A1; CN115279552B; WO2021213857A1; US12583089B2; EP4139092A1

Abstract

Elektrische Handwerkzeugmaschine, insbesondere Bohr- und/oder Meißelhammer, mit einem Funktionsstellrohr das zum Bewirken verschiedener Betriebsmodi über einen manuellen Funktionswahlschalter betätigbar ist, einem mit einer Werkzeugaufnahme ausgestatteten Führungsrohr, und mit einer Kugelrastkupplung zum Übertragen einer Drehbewegung von dem Funktionsstellrohr auf das Führungsrohr, wobei die Kugelrastkupplung einen im Funktionsstellrohr ausgebildeten radialen Durchbruch, eine im Führungsrohr ausgebildete Hauptrastvertiefung, eine in dem radialen Durchbruch gelagerte und zum Eingriff in die Hauptrastvertiefung bestimmte Kupplungskugel, sowie einen federbelasteten Kegelring aufweist, gegen dessen Stellkraft die Kupplungskugel in radialer Richtung ausweichen kann, wobei im Führungsrohr eine von der Hauptrastvertiefung verschiedene Zusatzvertiefung ausgebildet ist, deren Öffnungswinkel größer ist, als ein Öffnungswinkel der Hauptrastvertiefung.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Handwerkzeugmaschine, insbesondere einen Bohr- und/oder Meißelhammer. Die Handwerkzeugmaschine ist ausgestattet mit einem Funktionsstellrohr, das über einen manuellen Funktionswahlschalter betätigbar ist. Somit können verschiedene Betriebsmodi, wie beispielsweise Meißel positionieren, Meißeln, Hammerbohren sowie Bohren ohne Schlag eingestellt werden. Die Handwerkzeugmaschine verfügt über ein Führungsrohr, das mit einer Werkzeugaufnahme ausgestattet ist, und eine Kugelrastkupplung zum Übertragen einer Drehbewegung von dem Funktionsstellrohr auf das Führungsrohr. Die Kugelrastkupplung weist einen im Funktionsstellrohr ausgebildeten radialen Durchbruch, eine im Führungsrohr ausgebildete und vorzugsweise nutförmige Hauptrastvertiefung, eine in dem radialen Durchbruch gelagerte und zum Eingriff in die Hauptrastvertiefung bestimmte Kupplungskugel, sowie einen federbelasteten Kegelring auf. Die Kupplungskugel kann gegen eine Stellkraft des federbelasteten Kegelrings in radialer Richtung, bezogen auf das Führungsrohr, ausweichen. Kommt es zu einem Verklemmen eines in der Werkzeugaufnahme aufgenommenen Werkzeugs, so kommt das Führungsrohr zum Stillstand. Das Funktionsstellrohr hingegen wird, beispielsweise im Betriebsmodus Hammerbohren, weiter angetrieben. Wenn das durch das Führungsrohr aufgebrachte Drehmoment die Stellkraft des federbelasteten Kegelrings überwindet, so tritt die Kupplungskugel aus der Hauptrastvertiefung heraus und wird in Umfangsrichtung entlang des Führungsrohrs bewegt. Derart kann eine Beschädigung ein oder mehrerer Getriebekomponenten der Handwerkzeugmaschine verhindert werden. Wenn das durch das Führungsrohr aufgebrachte Drehmoment die Stellkraft des federbelasteten Kegelrings unterschreitet, so wird die Kupplungskugel durch den Kegelring in die Hauptrastvertiefung zurückgedrückt.
Handwerkzeugmaschinen eingangs genannter Art sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Handwerkzeugmaschine bereitzustellen, die besonders zuverlässig betreibbar ist.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass im Führungsrohr eine von der Hauptrastvertiefung verschiedene Zusatzvertiefung ausgebildet ist, deren Öffnungswinkel größer ist, als ein Öffnungswinkel der Hauptrastvertiefung. Ein jeweiliger Öffnungswinkel liegt vorzugsweise in einer Radialschnittebene des Führungsrohrs. Die Radialschnittebene des Führungsrohrs ist vorzugsweise eine Schnittebene deren Flächennormale parallel, vorzugsweise koaxial zur Arbeitsachse (Längsachse) des Führungsohrs verläuft. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn der Öffnungswinkel der Hauptrastvertiefung zwischen 70 Grad und 80 Grad, vorzugsweise 75 Grad beträgt. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist der Öffnungswinkel der Zusatzvertiefung größer als 90 Grad, vorzugsweise größer als 120 Grad.
Die Erfindung schließt die Erkenntnis ein, dass es Situationen gibt in denen eine aus der Hauptrastvertiefung heraus verbrachte Kupplungskugel, d. h. nach einem Sicherheits-Stopp der Kugelrastkupplung, nicht in ihre bestimmungsmäßige Lage in die Hauptrastvertiefung zurückkehrt, sondern vielmehr auf einer nicht vertieften Oberfläche des Führungsrohrs zum Stillstand kommt. In diesem Fall ist eine Radialkraft zwischen dem Führungsrohr und der Kupplungskugel derart groß, dass das Funktionsstellrohr nicht mehr zum Bewirken der verschiedenen Betriebsmodi der Handwerkzeugmaschinen axial verstellt werden kann. Durch die erfindungsgemäß bereitgestellte Zusatzvertiefung mit größerem Öffnungswinkel wird eine definierte Position der Kupplungskugel auf der Oberfläche des Führungsrohrs bereitgestellt, sodass das Funktionsstellrohr jederzeit in axialer Richtung bewegt werden kann.
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Zusatzvertiefung in axialer Richtung länger ist als die Hauptrastvertiefung. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung sind die Hauptrastvertiefung und die Zusatzvertiefung in Umfangsrichtung, bezogen auf das Führungsrohr, durch einen Steg voneinander beabstandet. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn eine Stegbreite des Stegs in Umfangsrichtung weniger als 1 mm beträgt. Die Stegbreite kann weniger als 0,5 mm betragen. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung weist die Stegbreite 0,4 mm auf.
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn eine auf einen Umfangskreis des Führungsrohrs bezogene Öffnungsweite der Zusatzvertiefung größer ist, als eine auf den Umfangskreis bezogene Öffnungsweite der Hauptrastvertiefung. Unter Umfangskreis des Führungsrohrs ist vorzugsweise ein Kreis zu verstehen, der entlang einer äußeren Oberfläche des Führungsrohrs verläuft und alle Stege des Führungsrohrs tangiert. Die Öffnungsweite der Hauptrastvertiefung ist dabei vorzugsweise die Bogenlänge des die Hauptrastvertiefung überspannenden Teils des Umfangskreises. Die Öffnungsweite der Zusatzvertiefung ist dabei vorzugsweise die Bogenlänge des die Zusatzvertiefung überspannenden Teils des Umfangskreises.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung sind die Hauptrastvertiefung und/oder die Zusatzvertiefung sind nutförmig, vorzugsweise mit einer längeren Erstreckung in axialer Richtung des Führungsrohrs, ausgebildet. Eine insbesondere nutförmig ausgebildete Hauptrastvertiefung kann einen variablen Krümmungsradius in der Radialschnittebene und/oder einen abschnittweise geraden Flankenabschnitt aufweisen. Ist dies der Fall so ist der Öffnungswinkel der Hauptrastvertiefung vorzugsweise durch denjenigen Flankenabschnitt der Hauptrastvertiefung vorgegeben, der in radialer Richtung die längste Erstreckung aufweist. Alternativ, falls die insbesondere nutförmig ausgebildete Hauptrastvertiefung in der Radialschnittebene einen konstanten Krümmungsradius aufweist, so ist der der Öffnungswinkel der Hauptrastvertiefung vorzugsweise durch diejenigen Sekanten aufgespannt, die einerseits jeweils den Steg tangieren und die sich andererseits im Fußpunkt der Hauptrastvertiefung schneiden.
Eine insbesondere nutförmig ausgebildete Zusatzvertiefung kann in der Radialschnittebene einen konstanten Krümmungsradius aufweisen. In diesem Fall ist der Öffnungswinkel der Hauptrastvertiefung vorzugsweise durch diejenigen Sekanten aufgespannt, die einerseits jeweils den Steg tangieren und die sich andererseits im Fußpunkt der Hauptrastvertiefung schneiden. Alternativ kann eine insbesondere nutförmig ausgebildete Zusatzvertiefung einen variablen Krümmungsradius in der Radialschnittebene und/oder abschnittweise gerade Flanken aufweisen. In diesem Fall ist der Öffnungswinkel der Zusatzvertiefung vorzugsweise durch diejenigen Sekanten aufgespannt, die einerseits jeweils den Steg tangieren und die sich andererseits im Fußpunkt der Zusatzvertiefung schneiden. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung sind mehrere Hauptrastvertiefungen und mehrere Zusatzvertiefung am Führungsrohr vorgesehen. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Hauptrastvertiefungen und die Zusatzvertiefungen sich entlang der Umfangsrichtung des Führungsrohrs abwechseln.
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn der Kegelring eine erste Kegelschulter und eine von der ersten Kegelschulter verschiedene zweite Kegelschulter aufweist. Besonders bevorzugt weisen die erste Kegelschulter und die zweite Kegelschulter bezüglich der axialen Richtung unterschiedliche Neigungswinkel auf. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die erste Kegelschulter, nämlich diejenige Kegelschulter die sich in radialer Richtung weiter vom Führungsrohr entfernt erstreckt, einen Neigungswinkel zwischen 50 Grad und 60 Grad, vorzugsweise 55 Grad aufweist. Die zweite Kegelschulter weist vorzugsweise einen Neigungswinkel zwischen 35 Grad und 45 Grad, vorzugsweise 38 Grad auf. In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist der radiale Durchbruch im Funktionsstellrohr einen zylindrischen Durchgang und/oder eine Kegelfase auf. Besonders bevorzugt weist die Kegelfase einen Kegelwinkel zwischen 15 Grad und 25 Grad, vorzugsweise 20 Grad auf, wobei der Kegelwinkel auf die radiale Richtung bezogen ist.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist die elektrische Handwerkzeugmaschine, als akkubetriebener einen Kombihammer ausgebildet. Das maximal über die Kugelrastkupplung übertragbare Arbeitsmoment (die Kupplungskugeln sind mit den Hauptrastvertiefungen gepaart) beträgt vorzugsweise zwischen 30 und 40 Newtonmeter. Eine für eine axiale Verschiebung des Funktionsstellrohrs aufzubringende Axialkraft beträgt vorzugsweise zwischen 30 und 100 Newton, insbesondere zwischen 35 und 45 Newton. Ein zum Überwinden der Zusatzvertiefungen erforderliches Drehmoment (die Kupplungskugeln sind mit den Zusatzvertiefung gepaart) beträgt vorzugsweise höchstens 50 Prozent, besonders bevorzugt höchstens 20 Prozent des maximal über die Kugelrastkupplung übertragbaren Arbeitsmoments.
Die Erfindung wird ebenfalls gelöst durch ein Führungsrohr für eine elektrische Handwerkzeugmaschine, insbesondere für einen Bohr- und/oder Meißelhammer, wobei das Führungsrohr eine Hauptrastvertiefung für einen zumindest abschnittsweisen Eingriff einer Kupplungskugel und ein inneres Volumen zur Aufnahme eines Erregerkolbens eines Schlagwerks aufweist. Im Führungsrohr ist eine von der Hauptrastvertiefung verschiedene Zusatzvertiefung ausgebildet ist, deren Öffnungswinkel größer ist, als ein Öffnungswinkel der Hauptrastvertiefung. Das erfindungsgemäße Führungsrohr kann durch die mit Bezug auf die elektrische Handwerkzeugmaschine beschriebenen Ausführungsbeispiele in entsprechender Weise ausgestaltet sein.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In den Figuren sind verschiedene Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Figuren, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. In den Figuren sind gleiche und gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Es zeigen:

Fig. 1A: ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine;
Fig. 1B: eine Schnittansicht durch die Handwerkzeugmaschine;
Fig: 2A: ein Führungsrohr in Seitenansicht mit eingezeichneter Schnittlinie A-A gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel;
Fig. 2B: eine Schnittansicht A-A (Radialschnittebene) aus Fig. 2A;
Fig. 3A: ein Führungsrohr in Seitenansicht mit eingezeichneter Schnittlinie A-A gemäß einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel;
Fig. 3B: eine Schnittansicht A-A (Radialschnittebene) aus Fig. 3A;
Fig. 4A: ein bevorzugtes Ausführungsbeispiels einer Kugelrastkupplung;
Fig. 4B: einen radialen Durchbruch in dem Funktionsstellrohr;
Fig. 4C: einen Kegelring mit einer ersten und zweiten Kegelschulter; und
Fig. 5: die Handwerkzeugmaschine der Figur 1 in einem anderen Betriebsmodus.

Ausführungsbeispiele:

Ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen elektrischen Handwerkzeugmaschine 100 ist in Figur 1A dargestellt. Die Handwerkzeugmaschine 100 ist beispielhaft als Kombihammer ausgebildet. Die Handwerkzeugmaschinen 100 ist ausgestattet mit einem manuellen Funktionswahlschalter 10 über den verschiedene Betriebsmodi der Handwerkzeugmaschinen 100 einstellbar sind. So zeigt Figur 1B beispielhaft einen Schnitt durch die Handwerkzeugmaschine 100 im Betriebsmodus Hammerbohren BH, wohingegen Figur 5 beispielhaft einen Schnitt durch die Handwerkzeugmaschine 100 im Betriebsmodus Meißeln ME zeigt.
Die elektrische Handwerkzeugmaschine 100 ist ausgestattet mit einem zylindrischen Führungsrohr 30, dass eine Werkzeugaufnahme 35 aufweist. In der Werkzeugaufnahme 35 ist ein Meißel 36 aufgenommen, der in Figur 1B lediglich abschnittsweise dargestellt ist. Die Handwerkzeugmaschine 100 weist ein Funktionsstellrohr 10 auf, dass zum bewirken verschiedener Betriebsmodi über den besagten manuellen Funktionswahlschalter 20 in axialer Richtung AR bewegt werden kann. Das zylindrische Funktionsstellrohr 10 ist koaxial zum Führungsrohr 30 angeordnet.
Die Handwerkzeugmaschinen 100 ist ebenfalls ausgestattet mit einem pneumatischen Schlagwerk 50, welches einen Erregerkolben 51 aufweist, der in axialer Richtung AR entlang einer Arbeitsachse AX innerhalb des Führungsrohrs 30 beweglich ist. Der Erregerkolben 51 ist über einen Pleuel 53 mit einem Schlagwerks-Exzenterrad 55 gekoppelt, das über einen hier nicht dargestellten Elektromotor angetrieben wird. Mittels des Erregerkolbens 51 kann innerhalb des Führungsrohrs 30 ein periodischer Schlagwerksdruck erzeugt werden, da im Figur 1B gezeigten Betriebsmodus Hammerbohren BH eine Entlüftungsöffnung 31 des Führungsrohrs 30 durch das Funktionsstellrohr 20 verschlossen ist.
Sowohl das Funktionsstellrohr 20 als auch das Führungsrohr 30 sind um die Arbeitsachse AX drehbar in einem Gehäuse 90 der Handwerkzeugmaschinen 100 gelagert. Um das Funktionsstellrohr 20 in eine Drehung um die Arbeitsachse AX zu versetzen, weist die Handwerkzeugmaschine 100 ein Kegelritzel 23 auf, das durch den hier nicht dargestellten Elektromotor eingetrieben werden kann. Das Kegelritzel 23 treibt wiederum einen Kegelkranz 25 an, mit dem das Funktionsstellrohr 20 - zumindest beim in Figur 1 dargestellten Betriebsmodus Hammerbohren BH - in Umfangsrichtung UR formschlüssig in Eingriff steht.
Die Handwerkzeugmaschine 100 weist weiter eine Kugelrastkupplung 40 zum Übertragen der Drehbewegung von dem Funktionsstellrohr 20 auf das Führungsrohr 30 auf. Dazu ist die Kugelrastkupplung 40 mit einem im Funktionsstellrohr 20 ausgebildeten radialen Durchbruch 42 ausgestattet. Die Kugelrastkupplung 40 weist ferner eine in dem radialen Durchbruch 42 gelagerte Kupplungskugel 45 auf. Die Kupplungskugel 45 ist zum Eingriff in eine Hauptrastvertiefung 43 bestimmt, die im Führungsrohr 30 ausgebildet ist. Steht die Kupplungskugel 45 im Eingriff mit der Hauptrastvertiefung 43 so kann eine Drehbewegung von dem Funktionsstellrohr 20 auf das Führungsrohr 30 übertragen werden. Im vorliegend dargestellten Ausführungsbeispiel verfügt das Führungsrohr 30 über eine Mehrzahl von Hauptrastvertiefungen 43, die in Umfangsrichtung UR am Führungsrohr 30 ausgebildet sind. Dementsprechend ist auch eine Mehrzahl von Kupplungskugeln 45 und gleichsam eine Mehrzahl von radialen Durchbrüchen 42 vorgesehen. Die Kugelrastkupplung 40 verfügt über einen mittels der Feder 48 federbelasteten Kegelring 47, gegen dessen Stellkraft AF die Kupplungskugeln 45 in radialer Richtung RR nach außen ausweichen können.
Figur 2 zeigt ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Führungsrohrs 30. Das Führungsrohr 30 ist bestimmt für eine elektrische Handwerkzeugmaschine der 100 (vergleiche Figur 1). Dabei zeigt Figur 2A das Führungsrohr 30 in Seitenansicht mit eingezeichneter Schnittlinie A-A. Der Schnitt A-A (Radialschnittebene) ist in Figur 2B dargestellt. Das Führungsrohr 30 weist sechs Hauptrastvertiefungen 43 auf, die in Umfangsrichtung UR am Führungsrohr 30 angeordnet sind. Alternierend zu den Hauptrastvertiefungen 43 sind im Führungsrohr 30 sechs Zusatzvertiefungen 44 ausgebildet.
Wie der Figur 2B entnommen werden kann, weist die nutförmig ausgebildete Hauptrastvertiefung 43 keinen konstanten Krümmungsradius in der Radialschnittebene A-A auf. Der Öffnungswinkel W1 der Hauptrastvertiefung 43 ist durch denjenigen Flankenabschnitt 43' der Hauptrastvertiefung 43 vorgegeben, der in radialer Richtung RR die längste Erstreckung aufweist. Der Öffnungswinkel W1 der Hauptrastvertiefung 43 beträgt beispielhaft 75 Grad. Wie ebenfalls der Figur 2B entnommen werden kann, weist die nutförmig ausgebildete Zusatzvertiefung 44 einen konstanten Krümmungsradius KR auf. Ein Öffnungswinkel W2 der Zusatzvertiefung 44 wird in der Radialschnittebene A-A durch diejenigen Sekanten SK aufgespannt, die einerseits jeweils den Steg 46 tangieren und die sich andererseits im Fußpunkt (dem "tiefsten" Punkt) der Zusatzvertiefung 43 schneiden. Der Öffnungswinkel W2 der Zusatzvertiefung 44 ist beispielhaft mit 135 Grad ausgebildet. Somit ist der Öffnungswinkel W2 der Zusatzvertiefung 44 größer als der Öffnungswinkel W1 der Hauptrastvertiefung 43. Aufgrund des vergleichsweise kleineren Öffnungswinkels W1 der Hauptrastvertiefung 43 dient die Hauptrastvertiefung 43 der eigentlichen Übertragung eines Arbeitsdrehmoments vom Funktionsstellrohr 20 (vergleiche Figur 1B) auf das Führungsrohr 30. Die Zusatzvertiefung 44 ist lediglich dazu bestimmt, der Kupplungskugel 45 eine definierte Lage entlang der Umfangsrichtung UR des Führungsrohrs 30 zu bieten, sodass - unabhängig von der Drehlage des Führungsrohrs 30 - eine Verschiebung des Funktionsstellrohr 20 in axialer Richtung AR möglich ist.
Wie ebenfalls der Figur 2 entnommen werden kann weist die Zusatzvertiefung 44 in axialer Richtung AR eine Zusatzrastlänge LZ auf, die größer ist als eine Hauptrastlänge LH der Hauptrastvertiefung 43. Weiterhin ist die Zusatzvertiefung 44 in Umfangsrichtung UR durch einen Steg 46 von der Hauptrastvertiefung 43 beabstandet. Beispielhaft weist der Steg 46 in Umfangsrichtung UR eine Dicke von 0,4 mm auf. Es wird deutlich, dass aufgrund der geringen Stegdicke des Stegs 46 die Kupplungskugel 45 (in Figur 2 nicht dargestellt) entweder in der Hauptrastvertiefung 43 oder der Zusatzvertiefung 44 zum Liegen kommt.
Figur 2B zeigt, dass eine auf einen Umfangskreis UK des Führungsrohrs 30 bezogene Öffnungsweite OW2 der Zusatzvertiefung 44 größer ist, als eine auf den Umfangskreis UK bezogene Öffnungsweite OW1 der Hauptrastvertiefung 43. Der Umfangskreis UK des Führungsrohrs 30 ist derjenige Kreis, der alle Stege 46 des Führungsrohrs tangiert. Die Öffnungsweite OW1 der Hauptrastvertiefung 43 entspricht dabei der Bogenlänge des die Hauptrastvertiefung 43 überspannenden Teils UK1 des Umfangskreises UK. Die Öffnungsweite der Zusatzvertiefung OW entspricht dabei der Bogenlänge des die Zusatzvertiefung 44 überspannenden Teils UK2 des Umfangskreises UK.
Figur 3 zeigt ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Führungsrohrs 30. Das Führungsrohr 30 ist bestimmt für eine elektrische Handwerkzeugmaschine der 100 (vergleiche Figur 1). Dabei zeigt Figur 3A das Führungsrohr 30 in Seitenansicht mit eingezeichneter Schnittlinie A-A. Der Schnitt A-A (Radialschnittebene) ist in Figur 3B dargestellt. Das Führungsrohr 30 weist sechs Hauptrastvertiefungen 43 auf, die in Umfangsrichtung UR am Führungsrohr 30 angeordnet sind. Alternierend zu den Hauptrastvertiefungen 43 sind im Führungsrohr 30 sechs Zusatzvertiefungen 44 ausgebildet.
Die Hauptrastvertiefungen 43 des Ausführungsbeispiels der Figur 3 sind identisch zu den Hauptrastvertiefungen 43 des Ausführungsbeispiels der Figur 2 ausgebildet. Dementsprechend ist der Öffnungswinkel W1 der Hauptrastvertiefung 43 durch denjenigen Flankenabschnitt 43' der Hauptrastvertiefung 43 vorgegeben, der in radialer Richtung RR die längste Erstreckung aufweist. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der Figur 2 ist die Zusatzvertiefung 44 des Führungsrohrs 30 der Figur 3 abgestuft, d. h. insbesondere weist die Zusatzvertiefung 44 zwei zumindest abschnittsweise gerade verlaufende Flanken 44' und somit keinen konstanten Krümmungsradius auf. Der Öffnungswinkel W2 der Zusatzvertiefung 44 wird durch die beiden zumindest abschnittsweise gerade verlaufenden Flanken 44' aufgespannt. Der Öffnungswinkel W2 der Zusatzvertiefung 44 ist beispielhaft mit 135 Grad ausgebildet. Somit ist der Öffnungswinkel W2 der Zusatzvertiefung 44 größer als der Öffnungswinkel W1 der Hauptrastvertiefung 43.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Kugelrastkupplung 40 ist in Figur 4A dargestellt. Die Kugelrastkupplung 40 dient zum Übertragen der Drehbewegung von dem Funktionsstellrohr 20 auf das Führungsrohr 30. Dazu ist die Kugelrastkupplung 40 mit einem im Funktionsstellrohr 20 ausgebildeten radialen Durchbruch 42 ausgestattet. Die Kugelrastkupplung 40 weist ferner eine in dem radialen Durchbruch 42 gelagerte Kupplungskugel 45 auf. Die Kupplungskugel 45 ist zum Eingriff in eine Hauptrastvertiefung 43 bestimmt, die im Führungsrohr 30 ausgebildet ist. Die Kugelrastkupplung 40 verfügt über einen mittels der Feder 48 federbelasteten Kegelring 47, gegen dessen Stellkraft AF die Kupplungskugel 45 in radialer Richtung RR nach außen (in Figur 4 nach oben) ausweichen kann.
Wie der Figur 4B entnommen werden kann, weist der radiale Durchbruch 42, der im Funktionsstellrohr 20 (vergleiche Figur 4A) ausgebildet ist, einen zylindrischen Durchgang 42' auf, der koaxial zur radialen Richtung RR orientiert ist. Auf der dem Führungsrohr 30 abgewandten Seite des radialen Durchbruchs 42' ist eine Kegelfase 42" ausgebildet, die beispielhaft einen Kegelwinkel KW von 20 Grad, bezogen auf die radiale Richtung RR, aufweist. Diese Kegelfase 42" erleichtert ein heraustreten der Kupplungskugel 45 in radialer Richtung nach außen (vergleiche Figur 4A, Bewegung der Kupplungskugel 45 nach oben).
Die Figur 4C zeigt nunmehr eine bevorzugte Ausgestaltung des federbelasteten Kegelrings 47. Der Kegelring 47 weist eine erste Kegelschulter 47a und eine zweite Kegelschulter 47b auf. Die erste Kegelschulter 47a und die zweite Kegelschulter 47b weisen bezüglich der axialen Richtung AR unterschiedliche Neigungswinkel N1, N2 auf. Die erste Kegelschulter 47a, nämlich diejenige Kegelschulter die sich in radialer Richtung RR weiter vom Führungsrohr 30 entfernt erstreckt, weist beispielhaft einen Neigungswinkel N1 von 55 Grad auf. Die zweite Kegelschulter 47b weist beispielhaft einen Neigungswinkel N2 von 38 Grad auf. Durch die Ausbildung des federbelasteten Kegelrings 47 mit der ersten Kegelschulter 47a und der zweite Kegelschulter 47b kann - in Kombination mit der Kegelfase 42" kann eine die Bewegung des Funktionsstellrohrs 20 erforderliche Axiale Stellkraft deutlich verringert werden. Gleichzeitig hat sich gezeigt, dass sich ein durch die Kugelrastkupplung 45 realisiertes Lösedrehmoment lediglich minimal reduziert.
Figur 5 zeigt schließlich die Handwerkzeugmaschine 100 der Figur 1 im Betriebsmodus Meißeln ME. Die Handwerkzeugmaschinen 100 der Figur 5 ist ebenfalls ausgestattet mit einem pneumatischen Schlagwerk 50, welches einen Erregerkolben 51 aufweist, der in axialer Richtung AR entlang einer Arbeitsachse AX innerhalb des Führungsrohrs 30 beweglich ist. Der Erregerkolben 51 ist über einen Pleuel 53 mit einem Schlagwerks-Exzenterrad 55 gekoppelt, das über einen hier nicht dargestellten Elektromotor angetrieben wird. Mittels des Erregerkolbens 51 kann innerhalb des Führungsrohrs 30 ein periodischer Schlagwerksdruck erzeugt werden, da im Figur 1B gezeigten Betriebsmodus Meißeln ME eine Entlüftungsöffnung 31 des Führungsrohrs 30 durch das Funktionsstellrohr 20 verschlossen ist.
Sowohl das Funktionsstellrohr 20 als auch das Führungsrohr 30 sind um die Arbeitsachse AX drehbar in einem Gehäuse 90 der Handwerkzeugmaschinen 100 gelagert. Im Betriebsmodus Meißeln ME ist eine Drehung des Führungsrohrs 30 nicht erwünscht. Dementsprechend wird das Funktionsstellrohrs 20 im Betriebsmodus Meißeln ME nicht um die Arbeitsachse AX drehend angetrieben. Zwar treibt das Kegelritzel 23 den bereits aus Figur 1B bekannten Kegelkranz 25 weiterhin an, dieser steht jedoch nicht mit dem Funktionsstellrohr 20 - bezogen auf die Umfangsrichtung UR - in formschlüssigen Eingriff. Dies, da das Funktionsstellrohr 20, bewirkt durch den Funktionswahlschalter 10 (vergleiche Figur 1A) in Richtung der Werkzeugaufnahme 35 (in Figur 5 nach links) verschoben ist und eine Stirnverzahnung 27 des Funktionsstellrohr 27 vom Kegelkranz 25 beabstandet ist.

Bezugszeichenliste

10: Funktionswahlschalter
20: Funktionsstellrohr
23: Kegelritzel
25: Kegelkranz
27: Stirnverzahnung
30: Führungsrohr
31: Entlüftungsöffnung
35: Werkzeugaufnahme
36: Meißel
40: Kugelrastkupplung
42: radialer Durchbruch
42': zylindrischer Durchgang
42": Kegelfase
43: Hauptrastvertiefung
43': Flankenabschnitt
44: Zusatzvertiefung
44': Flanken
45: Kupplungskugel
46: Steg
47: Kegelring
47a: erste Kegelschulter
47b: zweite Kegelschulter
48: Druckfeder
50: Schlagwerk
51: Erregerkolben
53: Pleuel
55: Schlagwerks-Exzenterrad
90: Gehäuse
100: Elektrische Handwerkzeugmaschine
AF: Stellkraft
AR: axiale Richtung
AX: Arbeitsachse
BH: Betriebsmodus Hammerbohren
FP: Fußpunkt
KW: Kegelwinkel
KR: Krümmungsradius
LH: Hauptrastlänge
LZ: Zusatzrastlänge
ME: Betriebsmodus Meißeln
N1: Neigungswinkel der ersten Kegelschulter
N2: Neigungswinkel der zweiten Kegelschulter
OW1: Öffnungsweite der Hauptrastvertiefung
OW2: Öffnungsweite der Zusatzvertiefung
RR: radiale Richtung
SK: Sekante
UK: Umfangskreis
UK1: Anteil des Umfangskreises über der Hauptrastvertiefung
UK2: Anteil des Umfangskreises über der Zusatzvertiefung
UR: Umfangsrichtung
W1: Öffnungswinkel der Hauptrastvertiefung
W2: Öffnungswinkel der Zusatzvertiefung

Claims

Elektrische Handwerkzeugmaschine (100), insbesondere Bohr- und/oder Meißelhammer, mit einem Funktionsstellrohr (10) das zum Bewirken verschiedener Betriebsmodi (ME, BH) über einen manuellen Funktionswahlschalter (20) betätigbar ist, einem mit einer Werkzeugaufnahme (35) ausgestatteten Führungsrohr (30), und mit einer Kugelrastkupplung (40) zum Übertragen einer Drehbewegung von dem Funktionsstellrohr (20) auf das Führungsrohr (30), wobei die Kugelrastkupplung (40) einen im Funktionsstellrohr (20) ausgebildeten radialen Durchbruch (42), eine im Führungsrohr (30) ausgebildete Hauptrastvertiefung (43), eine in dem radialen Durchbruch (42) gelagerte und zum Eingriff in die Hauptrastvertiefung (43) bestimmte Kupplungskugel (45), sowie einen federbelasteten Kegelring (47) aufweist, gegen dessen Stellkraft (AF) die Kupplungskugel (45) in radialer Richtung (RR) ausweichen kann,
dadurch gekennzeichnet, dass im Führungsrohr (30) eine von der Hauptrastvertiefung (43) verschiedene Zusatzvertiefung (44) ausgebildet ist, deren Öffnungswinkel (W2) größer ist, als ein Öffnungswinkel (W1) der Hauptrastvertiefung (43).
Handwerkzeugmaschine (100) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungswinkel (W1) der Hauptrastvertiefung (43) zwischen 70 Grad und 80 Grad, vorzugsweise 75 Grad beträgt und/oder dass der Öffnungswinkel (W2) der Zusatzvertiefung (44) größer als 90 Grad, vorzugsweise größer als 120 Grad ist.
Handwerkzeugmaschine (100) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzvertiefung (44) in axialer Richtung (AR) länger ist als die Hauptrastvertiefung (43).
Handwerkzeugmaschine (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptrastvertiefung (43) und/oder die Zusatzvertiefung (44) in axialer Richtung (AR) nutförmig ausgebildet sind.
Handwerkzeugmaschine (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass eine auf einen Umfangskreis (UK) des Führungsrohrs (30) bezogene Öffnungsweite (OW2) der Zusatzvertiefung (44) größer ist, als eine auf den Umfangskreis (UK) bezogene Öffnungsweite (OW1) der Hauptrastvertiefung (43).
Handwerkzeugmaschine (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptrastvertiefung (43) und die Zusatzvertiefung (44) in Umfangsrichtung (UR) des Führungsrohrs (30) durch einen Steg (46) beabstandet sind, wobei der Steg (46) vorzugsweise eine Stegbreite von weniger als 1 Millimeter aufweist.
Handwerkzeugmaschine (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Kegelring (47) eine erste Kegelschulter (47a) und zweite Kegelschulter (47b) aufweist, die bezüglich der axialen Richtung (AR) unterschiedliche Neigungswinkel (N1, N2) aufweisen.
Handwerkzeugmaschine (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der radiale Durchbruch (42) einen zylindrischen Durchgang (42') mit einer Kegelfase (42") aufweist, die vorzugsweise einen Kegelwinkel (KW) von 20 Grad aufweist.
Handwerkzeugmaschine (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der radiale Durchbruch (42) einen zylindrischen Durchgang (42') mit einer Kegelfase (42") aufweist, die vorzugsweise 20 Grad beträgt.
Handwerkzeugmaschine (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Hauptrastvertiefungen (43) und mehrere Zusatzvertiefung (44) vorgesehen sind, die entlang der Umfangsrichtung (UR) des Führungsrohrs (30) abwechseln.
Führungsrohr (30) für eine elektrische Handwerkzeugmaschine (100) insbesondere Bohr- und/oder Meißelhammer, wobei das Führungsrohr eine Hauptrastvertiefung (43) für einen zumindest abschnittsweisen Eingriff einer Kupplungskugel (45) und ein inneres Volumen zur Aufnahme eines Erregerkolbens (51) eines Schlagwerks (50) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass im Führungsrohr (30) eine von der Hauptrastvertiefung (43) verschiedene Zusatzvertiefung (44) ausgebildet ist, deren Öffnungswinkel (W2) größer ist, als ein Öffnungswinkel (W1) der Hauptrastvertiefung (43).