WO2013186037A1 - Werkzeugmaschine - Google Patents
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- H02K7/14—Structural association with mechanical loads, e.g. with hand-held machine tools or fans
- H02K7/145—Hand-held machine tool
Definitions
- the present invention relates to a machine tool, particularly a hand-held power tool, for rotary tools such as electric screwdrivers, drills, etc.
- the tool holder according to the invention for a hand tool has a stationary part, and a rotatable part.
- the stationary part is non-rotatably permanently coupled to the hand tool or, e.g. releasably coupled by means of a fastening device.
- the rotatable part is non-rotatably coupled or couplable by means of a rotatably mounted in the stationary part coupling with an output shaft of the power tool.
- An electric generator has one or more permanent magnets arranged around the working axis and one or more coils arranged around the working axis.
- the permanent magnets are connected to the stationary part, and the coils to the rotatable part.
- the coils can rotate relative to the permanent magnets.
- One or more light sources in the rotatable member are electrically connected to the coils. The generator generates the electrical energy for the lighting.
- a rewiring within the hand tool can be omitted.
- Fig. 1 shows an exemplary hand tool 1 with rotating tool 2, e.g. an electric screwdriver, a hammer drill.
- the tool 2 e.g. a screwdriver bit or a drill, can be used in a tool holder 3 coaxial with a working axis 4.
- the tool holder 3 is coupled via a drive train 5 to a motor 6, preferably an electric motor.
- the drive train 5 and the motor 6 are arranged in a machine housing 7.
- a handle 8 is permanently connected to the machine housing 7 and allows the user to hold and guide the power tool 1 during operation.
- the handle 8 may be fixed to the machine housing 7 rigidly or via damping elements.
- the tool holder 2 is preferably mounted outside of the machine housing 7 or accessible from outside the machine housing 7 accessible to the drive train 5.
- an output shaft 9 of the drive train 5 projects out of the machine housing 7.
- the tool holder 3 can be detachably or preferably without tools connected by a user releasably connected to the output shaft 9.
- a system switch 10 is provided near the handle 8.
- the motor 6 is put into operation in response to an operation of the system switch 10 by the user.
- the motor 6 puts the tool holder 3 in a rotation about the working axis. 4
- the powertrain 5 may include, among other things, a transmission 11 and a torque clutch 12 between the engine 6 and the output shaft 9.
- the transmission 11 may be provided, for example, with a choice between two or more reduction stages.
- a power supply of the motor 6 is preferably carried out by electric current.
- the current is provided, for example, by a battery pack 13 having a plurality of battery cells 14.
- the battery pack 13 may be detachably attached to the handle 8.
- Fig. 2 shows a section through a detailed view of the tool holder 3.
- Fig. 3 shows a cross section through the tool holder 3 in the plane III-III.
- the exemplary tool holder 3 has as attachment means to the power tool 1, a hood 15 which can be plugged onto the neck of the power tool 1.
- the hood 15 can be attached to the hand tool 1 by a simple clamping effect or additional locking elements.
- the fastening device 15 is rotationally fixed relative to the hand tool machine 1.
- the tool holder 3b is permanently connected to the hand tool 1, for example, the hood 15 is part of the machine housing. 7
- the output shaft 9 of the power tool 1 is inserted into a coupling 16 of the tool holder 3.
- the coupling 16 may have a radially acting locking element to connect the clutch 16 rotatably to the output shaft 9.
- the output shaft 9 is of non-circular cross-section, e.g. square or hexagonal, and the coupling 16 is complementary to the cross-section.
- a spindle 17 is rigidly connected to the coupling 16 in the tool holder 3. Opposite the fastening device 15 and the machine housing 7, the spindle 17 is freely rotatable.
- the spindle 17 is suspended for example in a pivot bearing 18 of the tool holder 3 and decoupled via the pivot bearing 18 of the fastening device 15.
- the spindle 17 has at its tool-side end a head 19 which rotates with the spindle 17.
- the head 19 has on the working axis 4, a receptacle 20 for the tool. 2
- the tool holder 3 includes an electric generator 21, which generates an electrical current from the rotational movement of the tool holder 3.
- the generator 21 includes a plurality of permanent magnets 22, which are arranged distributed concentrically around the working axis 4.
- the permanent magnets 22 are decoupled from the spindle 17 via a pivot bearing 23.
- the permanent magnets 22 do not rotate about the working axis 4.
- the generator 21 includes one or more coils 24, each covering an angular segment about the working axis 4.
- FIG. 3 shows five coils 24.
- the windings 25 of a coil 24 extend essentially along the working axis 4.
- the coils 24 are connected in a rotationally fixed manner to the spindle 17, for example inserted into the head 19.
- the coils 24 rotate with the spindle 17th
- the coils 24 are arranged annularly around the permanent magnets 22.
- An air gap between the radially opposite coils 24 and permanent magnets 22 is advantageously very low in this construction and the efficiency of the generator 21 high.
- the permanent magnets 22 and the coils 24 are arranged axially offset from each other.
- the permanent magnets 22 may in this case also be embedded in the machine housing 7.
- One or more light sources 26 are electrically connected to the coils 24.
- the light sources 26 are, for example, light-emitting diodes.
- the light sources 26 are mounted in the head 19.
- the light sources 26 are preferably arranged on a tool-side end face of the head 19. The light sources 26 light up when the user operates the motor 6 and thus the coils 24 of the generator 21 are rotated relative to the permanent magnets 22 of the motor 6.
- the light sources 26 may be connected directly in series with the coils. An electrical current limit can be omitted.
- the speed of the generator 21 fluctuates only in a small range, the generator 21 is designed to the rated speed of the power tool 1 and the consumption of the light sources 26.
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Abstract
Die Werkzeughalterung (3) für eine Handwerkzeugmaschine (1) hat einen stationären Teil (15, 23) und einen drehbaren Teil (17, 19, 20). Der stationäre Teil ist drehfest mit der Handwerkzeugmaschine (1) gekoppelt oder koppelbar. Der drehbare Teil (17, 19, 20) ist mittels einer in dem stationären Teil (15, 23) drehbar gelagerten Kupplung (16) drehfest mit einer Abtriebswelle (9) der Handwerkzeugmaschine (1) gekoppelt oder koppelbar. Ein elektrischer Generator (21) hat ein oder mehrere um die Arbeitsachse (4) angeordnete Permanentmagnete (22) und ein oder mehrere um die Arbeitsachse (4) angeordnete Spulen (24). Die Permanentmagnete (22) sind mit dem stationären Teil (15, 23) und die Spulen (24) mit dem drehbaren Teil (17, 19, 20) verbunden. Ein oder mehreren Lichtquellen (26) in dem drehbaren Teil sind elektrisch, galvanisch mit den Spulen (24) verbunden.
Description
Werkzeugmaschine
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine, insbesondere eine handgehaltene Werkzeugmaschine, für drehende Werkzeuge, wie Elektroschrauber, Bohrmaschinen, etc.. OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Die erfindungsgemäße Werkzeughalterung für eine Handwerkzeugmaschine hat einen stationären Teil, und einen drehbaren Teil. Der stationäre Teil ist drehfest mit der Handwerkzeugmaschine dauerhaft gekoppelt oder, z.B. mittels einer Befestigungseinrichtung lösbar koppelbar. Der drehbare Teil ist mittels einer in dem stationären Teil drehbar gelagerten Kupplung drehfest mit einer Abtriebswelle der Handwerkzeugmaschine gekoppelt oder koppelbar. Ein elektrischer Generator hat ein oder mehrere um die Arbeitsachse angeordnete Permanentmagnete und ein oder mehrere um die Arbeitsachse angeordnete Spulen. Die Permanentmagnete sind mit dem stationären Teil, und die Spulen mit dem drehbaren Teil verbunden. Die Spulen können sich relativ zu den Permanentmagneten drehen. Ein oder mehreren Lichtquellen in dem drehbaren Teil sind elektrisch, galvanisch mit den Spulen verbunden. Der Generator erzeugt die elektrische Energie für die Beleuchtung. Eine Umverdrahtung innerhalb der Handwerkzeugmaschine kann entfallen.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Die nachfolgende Beschreibung erläutert die Erfindung anhand von exemplarischen Ausführungsformen und Figuren. In den Figuren zeigen:
Fig. 1 einen Elektroschrauber Fig. 2 eine Werkzeughalterung im Längsschnitt, Fig. 3 die Werkzeughalterung im Querschnitt in der Ebene III-III
Gleiche oder funktionsgleiche Elemente werden durch gleiche Bezugszeichen in den Figuren indiziert, soweit nicht anders angegeben. AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Fig. 1 zeigt eine beispielhafte Handwerkzeugmaschine 1 mit drehendem Werkzeug 2, z.B. einen Elektroschrauber, einen Bohrhammer. Das Werkzeug 2, z.B. ein Schrauberbit oder ein Bohrer, kann in eine Werkzeughalterung 3 koaxial zu einer Arbeitsachse 4 eingesetzt werden. Die Werkzeughalterung 3 ist über einen Antriebsstrang 5 an einen Motor 6, vorzugsweise Elektromotor, angekoppelt.
Der Antriebsstrang 5 und der Motor 6 sind in einem Maschinengehäuse 7 angeordnet. Ein Handgriff 8 ist unlösbar mit dem Maschinengehäuse 7 verbunden und ermöglicht dem Anwender die Handwerkzeugmaschine 1 während des Betriebs zu halten und zu führen. Der Handgriff 8 kann starr oder über Dämpfelemente an dem Maschinengehäuse 7 befestigt sein. Die Werkzeughalterung 2 ist vorzugsweise außerhalb des Maschinengehäuses 7 oder von außerhalb des Maschinengehäuses 7 zugänglich mit dem Antriebsstrang 5 befestigt. Beispielsweise ragt eine Abtriebswelle 9 des Antriebsstrangs 5 aus dem Maschinengehäuse 7 heraus. Die Werkzeughalterung 3 kann unlösbar oder vorzugsweise ohne Werkzeug von einem Anwender lösbar mit der Abtriebswelle 9 verbunden sein.
Nahe des Handgriffs 8 ist ein Systemschalter 10 vorgesehen. Der Motor 6 wird ansprechend auf ein Betätigen des Systemschalters 10 durch den Anwender in Betrieb genommen. Der Motor 6 versetzt die Werkzeughalterung 3 in eine Rotation um die Arbeitsachse 4.
Der Antriebsstrang 5 kann zwischen dem Motor 6 und der Abtriebswelle 9 unter Anderem ein Getriebe 11 und eine Drehmomentkupplung 12 enthalten. Das Getriebe 11 kann beispielsweise mit einer Wahlmöglichkeit zwischen zwei oder mehreren Untersetzungsstufen versehen sein.
Eine Energieversorgung des Motors 6 erfolgt vorzugsweise per elektrischen Strom. Der Strom wird beispielsweise durch ein Batteriepaket 13 mit mehreren Batteriezellen 14 bereitgestellt. Das Batteriepaket 13 kann lösbar an dem Handgriff 8 befestigt sein.
Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch eine detaillierte Darstellung der Werkzeughalterung 3. Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch die Werkzeughalterung 3 in der Ebene III-III.
Die beispielhafte Werkzeughalterung 3 hat als Befestigungseinrichtung an die Handwerkzeugmaschine 1 eine Haube 15, die auf den Hals der Handwerkzeugmaschine 1 aufgesteckt werden kann. Die Haube 15 kann durch eine einfache Klemmwirkung oder zusätzliche Verriegelungselemente an der Handwerkzeugmaschine 1 befestigt werden. Die Befestigungseinrichtung 15 ist drehfest gegenüber der Handwerkzeugmaschine 1. Bei alternativen Bauformen ist der Werkzeughalterung 3b unlösbar mit der Handwerkzeugmaschine 1 verbunden, beispielsweise ist die Haube 15 Teil des Maschinengehäuses 7.
Die Abtriebswelle 9 der Handwerkzeugmaschine 1 wird in eine Kupplung 16 der Werkzeughalterung 3 eingesteckt. Die Kupplung 16 kann ein radial wirkendes Verriegelungselement aufweisen, um die Kupplung 16 drehfest an die Abtriebswelle 9 anzuschließen. Alternativ ist die Abtriebswelle 9 mit einem nicht kreisförmigen Querschnitt, z.B. quadratisch oder sechseckig, und die Kupplung 16 komplementär zu dem Querschnitt ausgebildet.
Eine Spindel 17 ist in der Werkzeughalterung 3 starr mit der Kupplung 16 verbunden. Gegenüber der Befestigungseinrichtung 15 bzw. dem Maschinengehäuse 7 ist die Spindel 17 frei drehbar. Die Spindel 17 ist beispielsweise in einem Drehlager 18 der Werkzeughalterung 3 aufgehängt und über das Drehlager 18 von der Befestigungseinrichtung 15 entkoppelt. Die Spindel 17 hat an ihrem werkzeugseitigen Ende einen Kopf 19, welcher sich mit der Spindel 17 dreht. Der Kopf 19 hat auf der Arbeitsachse 4 eine Aufnahme 20 für das Werkzeug 2.
Die Werkzeughalterung 3 enthält einen elektrischen Generator 21 , der aus der Drehbewegung der Werkzeughalterung 3 einen elektrischen Strom generiert. Der Generator 21 beinhaltet mehrere Permanentmagnete 22, welche konzentrisch um die Arbeitsachse 4 verteilt angeordnet sind. Die Permanentmagnete 22 sind über ein Drehlager 23 von der Spindel 17 entkoppelt. Die Permanentmagnete 22 drehen sich nicht um die Arbeitsachse 4. Ferner enthält der Generator 21 ein oder mehrere Spulen 24, die jeweils ein Winkelsegment um die Arbeitsachse 4 abdecken. Fig. 3 zeigt beispielhaft fünf Spulen 24. Die Wicklungen 25 einer Spule 24 verlaufen im Wesentlichen längs der Arbeitsachse 4. Die Spulen 24 sind drehfest mit der Spindel 17 verbunden, beispielsweise in den Kopf 19 eingesetzt. Die Spulen 24 drehen sich mit der Spindel 17.
Bei der dargestellten Bauweise des Generators 21 sind die Spulen 24 ringförmig um die Permanentmagnete 22 angeordnet. Ein Luftspalt zwischen den in radialer Richtung gegenüberliegenden Spulen 24 und Permanentmagneten 22 ist bei dieser Bauweise vorteilhafterweise sehr gering und der Wirkungsgrad des Generators 21 hoch. In einer alternativen Bauweise sind die Permanentmagnete 22 und die Spulen 24 axial zueinander versetzte angeordnet. Die Permanentmagnete 22 können hierbei auch in das Maschinengehäuse 7 eingebettet sein.
Eine oder mehrere Lichtquellen 26 sind mit den Spulen 24 elektrisch verbunden. Die Lichtquellen 26 sind beispielsweise Leuchtdioden. Die Lichtquellen 26 sind in dem Kopf 19 befestigt. Die Lichtquellen 26 sind vorzugsweise an einer werkzeugseitigen Stirnfläche des Kopfs 19 angeordnet. Die Lichtquellen 26 leuchten auf, wenn der Anwender den Motor 6 in Betrieb nimmt und damit die Spulen 24 des Generators 21 relativ zu den Permanentmagneten 22 des Motors 6 gedreht werden.
Die Lichtquellen 26 können direkt in Serie zu den Spulen geschaltet sein. Eine elektrische Strombegrenzung kann entfallen. Die Drehzahl des Generators 21 schwankt nur in einem geringen Bereich, der Generator 21 ist auf die Nenndrehzahl der Handwerkzeugmaschine 1 und den Verbrauch der Lichtquellen 26 ausgelegt.
Claims
1. Werkzeughalterung (3) für eine Handwerkzeugmaschine (1 ) mit
einem stationären Teil (15, 23), der drehfest mit einer Handwerkzeugmaschine (1 ) koppelt, einem drehbaren Teil (17, 19, 20), der mittels einer in dem stationären Teil (15)
(23) drehbar gelagerten Kupplung (16) drehfest mit einer Abtriebswelle (9) der Handwerkzeugmaschine (1 ) koppelt,
einem elektrischen Generator (21 ), der ein oder mehrere um die Arbeitsachse (4) angeordnete Permanentmagnete (22) und ein oder mehrere um die Arbeitsachse (4) angeordnete Spulen (24) aufweist, wobei die Permanentmagnete (22) mit dem stationären Teil (15, 23) und die Spulen (24) mit dem drehbaren Teil (17, 19, 20) starr verbunden sind, und
einer oder mehreren Lichtquellen (26) in dem drehbaren Teil (17, 19, 20), die elektrisch mit den Spulen (24) verbunden sind.
2. Handwerkzeugmaschine mit einer Werkzeugaufnahme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der drehbare Teil (17, 19, 20) mit einem Motor (6) verbunden und der stationäre Teil (15, 23) mit einem Maschinengehäuse (7) verbunden ist.
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