DE102004052124B3

DE102004052124B3 - Motorisch antreibbares Werkzeuggerät mit einer Spindelarretiereinrichtung

Info

Publication number: DE102004052124B3
Application number: DE102004052124A
Authority: DE
Inventors: Jan-Simon Blind
Original assignee: Metabowerke GmbH and Co
Current assignee: Metabowerke GmbH and Co
Priority date: 2004-10-27
Filing date: 2004-10-27
Publication date: 2006-04-27
Anticipated expiration: 2024-10-28
Also published as: EP1652631B1; DE502005000380D1; EP1652631A1; ATE353741T1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein motorisch antreibbares Werkzeuggerät (2), insbesondere Handwerkzeuggerät, mit einer axial verstellbaren Spindelwelle (4), einer umschaltbaren Getriebebaugruppe (10), die bezüglich der Spindelwelle (4) axial bewegbar angeordnet ist, und mit einer selbsttätig aktivierbaren Spindelarretiereinrichtung (22), wobei die Spindelarretiereinrichtung (22) auf der Spindelwelle (4) angeordnet ist und die Spindelwelle (4) gegenüber einer antriebsseitigen Komponente (20) der Spindelarretiereinrichtung (22) axial bewegbar und die antriebsseitige Komponente (20) der Spindelarretiereinrichtung (22) in axialer Richtung (11) bezüglich eines Maschinengehäuses (6) fest angeordnet ist und die Getriebebaugruppe (10) über ein Drehkopplungsmittel (12) in Drehmitnahmeverbindung mit der antriebsseitigen Komponente (20) der Spindelarretiereinrichtung (22) steht.

Description

Die Erfindung betrifft ein motorisch, insbesondere elektromotorisch antreibbares Werkzeuggerät, insbesondere Handwerkzeuggerät, mit einer axial verstellbaren Spindelwelle, einer umschaltbaren Getriebebaugruppe, die bezüglich der Spindelwelle axial bewegbar angeordnet ist, und mit einer selbsttätig aktivierbaren Spindelarretiereinrichtung.

Ein derartiges Werkzeuggerät ist bekannt aus DE 100 37 808 A1 . Durch axiales Verstellen der Spindelwelle ist das Werkzeuggerät mit oder ohne Schlagfunktion betreibbar. Die selbsttätig aktivierbare Spindelarretiereinrichtung ist auf einer von der Spindelwelle getrennten Zwischenwelle angeordnet.

Aufgrund der Verwendung zweier Wellen ist die Ausbildung des bekannten Handwerkzeuggeräts aufwendig und erfordert entsprechend großen Bauraum.

DE 200 05 923 U1 offenbart ein gattungsfremdes Handwerkzeuggerät mit einer einzigen feststehenden Spindelwelle, auf der eine Getriebebaugruppe in axialer Richtung verstellbar angeordnet ist. Außerdem ist eine Spindelarretiervorrichtung in axial unveränderlicher Anordnung bezüglich der Spindelwelle und des Maschinengehäuses vorgesehen.

Auch EP 1 083 029 A1 zeigt ein Handwerkzeuggerät mit verstellbarer Spindelwelle zur Ausführung einer Schlagfunktion. Wiederum ist die Spindelarretiereinrichtung auf einer Zwischenwelle angeordnet.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Handwerkzeuggerät der eingangs genannten Art platzsparend und mit möglichst wenigen Kraftübertragungen auszubilden.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Werkzeuggerät erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Spindelarretiereinrichtung auf der Spindelwelle angeordnet ist und dass die Spindelwelle gegenüber einer antriebsseitigen Komponente der Spindelarretiereinrichtung axial bewegbar und die antriebsseitige Komponente der Spindelarretiereinrichtung in axialer Richtung bezüglich eines Maschinengehäuses fest angeordnet ist und dass die Getriebebaugruppe über ein Drehkopplungsmittel in Drehmitnahmeverbindung mit der antriebsseitigen Komponente der Spindelarretiereinrichtung steht.

Es wird also erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Spindelarretiereinrichtung auf der Spindelwelle anzuordnen. Dadurch, dass die Spindelwelle gegenüber einer antriebsseitigen Komponente der Spindelarretiereinrichtung axial bewegbar ist, kann diese antriebsseitige Komponente und mit ihr weitere Bestandteile, insbesondere ein radial äußerer Gehäusekörper der Spindelarretiereinrichtung axial fest und definiert bezüglich dem Maschinengehäuse des Werkzeuggeräts festgelegt werden. Der Antrieb der Spindelwelle erfolgt durch eine Drehkopplung zwischen der Getriebebaugruppe und der antriebsseitigen Komponente der Spindelarretiereinrichtung. Die antriebsseitige Komponente der Spindelarretiereinrichtung wirkt dann auf eine abtriebsseitige Komponente, die drehfest oder einstückig mit der Spindelwelle ausgebildet ist. Im ersteren Fall erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Spindelwelle auch gegenüber der abtriebsseitigen Komponente axial bewegbar ist.

Des Weiteren erweist es sich als vorteilhaft, dass die Getriebebaugruppe gegenüber dem Drehkopplungsmittel axial verschieblich ist.

Nach einem weiteren Erfindungsgedanken ist das Drehkopplungsmittel gegenüber der antriebsseitigen Komponente der Spindelarretiereinrichtung axial verschieblich.

In noch weitergehender Ausbildung der Erfindung ist das Drehkopplungsmittel zusammen mit der Spindelwelle axial verlagerbar. Nach einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Drehkopplungsmittel eine die Spindelwelle umgebende Hülse, die drehfest mit der Getriebebaugruppe verbunden ist. Auf diese Weise kann eine sehr raumsparende Ausbildung des Drehkopplungsmittels erreicht werden, wobei gleichwohl eine sehr gleichmäßige Kraft- bzw. Drehmomentübertragung erzielt ist.

Die Hülse lässt sich auf die Spindelwelle aufschieben und steht vorzugsweise in axialer Mitnahmeverbindung mit der Hülse. Dies kann beispielsweise mittels eines Sicherungselements geschehen. Die Spindelwelle kann hierfür einen axialen Anschlag für die Hülse aufweisen und anderenends der Hülse kann das Sicherungselement, beispielsweise in Form eines Sprengrings, montierbar sein. Trotz der axialen Mitnahmeverbindung ist das Drehkopplungsmittel als solches nicht unmittelbar drehfest zur Spindelwelle.

Nach einem weiteren Erfindungsgedanken weist die Hülse eine Außenverzahnung auf. Dies eröffnet die Möglichkeit, dass die Getriebebaugruppe über diese Außenverzahnung drehfest mit der Hülse als Drehkopplungsmittel verbunden ist. Es eröffnet aber außerdem die Möglichkeit, eine axiale Verschieblichkeit zwischen Getriebebaugruppe und Hülse vorzusehen. Entsprechendes gilt für die Funktionsverbindung zwischen Drehkopplungsmittel oder Hülse und der antriebsseitigen Komponente der Spindelarretiereinrichtung. Auch hier kann über eine Außenverzahnung einerseits eine drehfeste Verbindung, andererseits aber eine axiale Bewegbarkeit der Bestandteile erreicht werden.

Die Länge der Hülse beträgt 30 – 80 mm, insbesondere 40 – 60 mm in der axialen Richtung.

Es erweist sich als besonders vorteilhaft, dass ein die Arretierung herbeiführender, also kraftaufnehmender Bestandteil der Spindelarretiereinrichtung, der zumeist in Form eines zylindrischen Körpers ausgebildet ist oder eine zylindrische Komponente umfasst, drehfest und axial unverschieblich im Maschinengehäuse angeordnet werden kann. Dies ist möglich, weil die axial bewegbare Spindelwelle auch bezüglich der Spindelarretiereinrichtung axial bewegbar angeordnet ist. Die für ein Funktionieren der Spindelarretiereinrichtung wichtige Festlegung der kraftaufnehmenden Bestandteile zum Maschinengehäuse wird dadurch möglich, und zwar obwohl die antriebsseitige Komponente der Spindelarretiereinrichtung in einer drehmomentübertragenden Antriebsverbindung mit der Getriebebaugruppe steht.

In vorteilhafter Weise umfasst die Spindelarretiereinrichtung ein ihre übrigen Komponenten radial umgebendes Gehäusebauteil, das vorzugsweise von dem vorerwähnten kraftaufnehmenden Bestandteil gebildet ist. In weiterer Ausbildung der Erfindung kann die Spindelarretiereinrichtung ein federndes Sicherungselement umfassen, welches die Spindelarretiereinrichtung axial abschließt und deren bewegbare Komponenten, also insbesondere die antriebsseitige Komponente, axial lagefixiert.

Die Spindelarretiereinrichtung kann in vorteilhafter Weise in einer Abstufung des Maschinengehäuses angeordnet sein und dadurch zumindest einseitig axial gegen das Maschinengehäuse abgestützt sein.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Patentansprüchen und aus der zeichnerischen Darstellung und nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Werkzeuggeräts. In der Zeichnung zeigt:
1 eine Schnittansicht eines die Spindelwelle umfassenden Teils eines erfindungsgemäßen Handwerkzeuggeräts;
2 eine Schnittansicht durch das Handwerkzeuggerät im Bereich der Spindelarretiereinrichtung mit Schnittebene A-A;
3 eine perspektivische Darstellung der abtriebsseitigen Komponente der Spindelarretiereinrichtung, und
4 eine perspektivische Darstellung der auf der Spindelwelle angeordneten Komponenten.
1 zeigt eine Schnittansicht eines Teilbereichs eines erfindungsgemäßen Handwerkzeuggeräts 2, welcher Teilbereich eine Spindelwelle 4 umgibt. Die Spindelwelle 4 erstreckt sich durchgehend bis zu einem aus einem Maschinengehäuse 6 vorstehenden und einen Gewindeabschnitt 8 tragenden freien Ende, an dem ein Futterkörper befestigbar ist. Die Spindelwelle 4 ist von einem nicht dargestellten Elektromotor antreibbar, der über ein nicht dargestelltes Ritzel mit einer Getriebebaugruppe 10 in Antriebsverbindung bringbar ist. Die Getriebebaugruppe 10 ist in axialer Richtung 11 beweglich, jedoch auf noch näher zu beschreibende Weise drehfest mit einem Drehkopplungsmittel 12 verbunden. Das Drehkopplungsmittel 12 ist als Hülse 14 ausgebildet und steht über eine Außenverzahnung 18 in Antriebsverbindung mit einer antriebsseitigen Komponente 20 einer insgesamt mit dem Bezugszeichen 22 bezeichneten Spindelarretiereinrichtung. Die antriebsseitige Komponente 20 weist auch aus 2 ersichtliche axiale Mitnahmefortsätze 24 auf, die über Klemmkörper 26 und radial erstreckte Antriebsnocken 28 einer abtriebsseitigen Komponente 29 der Spindelarretiereinrichtung 22 einen Antrieb der Spindelwelle 4 bewirken. Die Drehverbindung zwischen der abtriebsseitigen Komponente 29 der Spindelarretiereinrichtung 22 und der Spindelwelle 4 erfolgt über eine Verzahnung 31 (siehe 3).
Die Spindelwelle 4 wirkt mit einer Rastenscheibenanordnung 30 zur Ausführung eines Schlagbohrbetriebs zusammen, wobei eine Rastenscheibe 32 drehfest mit der Spindelwelle 4 verbunden ist und die andere Rastenscheibe 34 maschinengehäusefest angeordnet ist. In der in 1 dargestellten axialen Stellung der Spindelwelle 4 sind die Rastenscheiben 32, 34 außer Eingriff, so dass die Schlagbohrfunktion ausgeschaltet ist. Am motorseitigen Ende der Spindelwelle 4 ist jedoch eine Umschaltvorrichtung 47 vorgesehen, mittels derer die Spindelwelle 4 axial verstellbar ist, also ausgehend von der in 1 dargestellten Stellung nach links bewegbar ist, in der die Rastenscheiben 32, 34 zusammenwirken und bei rotatorischem Antrieb der Spindelwelle 4 eine Schlagbohrfunktion ausüben.
Die Spindelarretiereinrichtung 22, die im Schnitt auch aus 2 ersichtlich ist, ist von einem äußeren Bestandteil 35 in Form eines zylindrischen Gehäusebauteils 36 umgeben oder begrenzt, welches seinerseits vorzugsweise im Presssitz in eine Abstufung des Maschinengehäuses 6 des Handwerkzeuggeräts 2 eingesetzt ist. Dieses zylindrische Gehäusebauteil 36 bildet zugleich denjenigen Bestandteil 35, welcher bei der Ausübung der Spindelarretierung die hierbei auftretenden Kräfte auf das Maschinengehäuse 6 ableitet oder auf dieses überträgt. Er muss hierfür stabil in dem Maschinengehäuse 6 aufgenommen sein. Er ist bestimmungsgemäß in der dargestellten Position in 1 festgelegt.
Innerhalb des zylindrischen Gehäusebauteils 36 sind die aus 2 ersichtlichen Komponenten angeordnet. Die Schnittebene II-II in 2 ist derart, dass von der antriebsseitigen Komponente 20 nur deren axiale Mitnahmefortsätze 24 ersichtlich sind. Über diese axialen Mitnahmefortsätze 24 werden bei einem vom Elektromotor ausgehenden Antrieb die Klemmkörper 26 in die in 2 dargestellte Freigabestellung entgegen einer Federvorspannung durch Federmittel 38 gedrückt. Dabei erfolgt die Drehmomentübertragung über diese axialen Mitnahmefortsätze 24 auf die Klemmkörper 26 und von dort auf die radialen Antriebsnocken 28 der abtriebsseitigen Komponente 29 der Spindelarretiereinrichtung 22, die über die Verzahnung 31 in Drehverbindung mit der Spindelwelle 4 steht.
Bei Abschalten des Motorantriebs bzw. Antrieb der Spindelwelle 4 ausgehend von deren futterseitigem Ende oder bei Nachlauf der Spindelwelle 4 werden die Klemmkörper 26 unter der Wirkung der Federmittel 38 oder durch die radialen Antriebsnocken 28 in eine Klemmstellung zwischen der Spindelwelle 4 und dem zylindrischen feststehenden Gehäusebauteil 36 bewegt, so dass die Spindelwelle 4 schlagartig festgesetzt wird. Die vorstehend beschriebenen Komponenten sind in axialer Richtung durch ein Sicherungselement 40 in Form einer Sprengringscheibe abgeschlossen bzw. in ihrer dargestellten axialen Position bezüglich dem zylindrischen Gehäusebauteil 36 und damit bezüglich dem Maschinengehäuse 6 fixiert.
Wie bereits erwähnt, erfolgt der Antrieb der antriebsseitigen Komponente 20 über das Drehkopplungsmittel 12 in Form der Hülse 14. Diese Hülse 14 ist auf die Spindelwelle 4 aufgeschoben und als solches gegenüber der Spindelwelle 4 drehbar. Die Hülse 14 stützt sich an einem axialen Bund 42 der Spindelwelle 4 ab. Anderenends ist die Hülse 14 durch ein sprengringartiges Sicherungselement 44 in der dargestellten axialen Position bezüglich der Spindelwelle 4 gehalten. Die Hülse 14 ist also zusammen mit der Spindelwelle 4 in axialer Richtung bewegbar. Über die Außenverzahnung 18 der Hülse 14 ist auch die Getriebebaugruppe 10 zwar drehfest mit der Hülse 14 verbunden, jedoch axial verschieblich gegenüber dieser. Desgleichen ist die Hülse 14 über ihre Außenverzahnung 18 mit einem Innenabschnitt 46 der antriebsseitigen Komponente 20 der Spindelarretiereinrichtung 22 drehfest verbunden, jedoch axial verschieblich zu dieser.
Wie vorausgehend beschrieben, eröffnet dies die Möglichkeit, einerseits eine axial verschiebbare Spindelwelle 4 zur Ausführung eines Schlagbohrbetriebs vorzusehen, andererseits jedoch die Komponenten der Spindelarretiereinrichtung 22 in axialer Richtung bezüglich dem Maschinengehäuse 6 zu fixieren. Dadurch, dass der Antriebsstrang ausgehend von der Getriebebaugruppe 10 auf das Drehkopplungsmittel 12 in Form der Hülse 14 und von dort über die Außenverzahnung 18 auf die antriebsseitige Komponente 20 der Spindelarretiereinrichtung 22 führt, ist eine gleichmäßige, direkte und verlustarme Drehmomentübertragung gewährleistet, was ebenfalls als vorteilhaft angesehen wird.

Claims

Motorisch antreibbares Werkzeuggerät, insbesondere Handwerkzeuggerät (2), mit einer axial verstellbaren Spindelwelle (4), einer umschaltbaren Getriebebaugruppe (10), die bezüglich der Spindelwelle (4) axial bewegbar angeordnet ist, und mit einer selbsttätig aktivierbaren Spindelarretiereinrichtung (22), dadurch gekennzeichnet dass die Spindelarretiereinrichtung (22) auf der Spindelwelle (4) angeordnet ist und dass die Spindelwelle (4) gegenüber einer antriebsseitigen Komponente (20) der Spindelarretiereinrichtung (22) axial bewegbar und die antriebsseitige Komponente (20) der Spindelarretiereinrichtung (22) in axialer Richtung (11) bezüglich eines Maschinengehäuses (6) fest angeordnet ist und dass die Getriebebaugruppe (10) über ein Drehkopplungsmittel (12) in Drehmitnahmeverbindung mit der antriebsseitigen Komponente (20) der Spindelarretiereinrichtung (22) steht.
Werkzeuggerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebebaugruppe (10) gegenüber dem Drehkopplungsmittel (12) axial verschieblich ist.
Werkzeuggerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehkopplungsmittel (12) gegenüber der antriebsseitigen Komponente (20) der Spindelarretiereinrichtung (22) axial verschieblich ist.
Werkzeuggerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindelwelle (4) gegenüber der abtriebsseitigen Komponente (29) der Spindelarretiereinrichtung (22) axial verschieblich ist.
Werkzeuggerät nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehkopplungsmittel (12) zusammen mit der Spindelwelle (4) axial verlagerbar ist.
Werkzeuggerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehkopplungsmittel (12) eine die Spindelwelle (4) umgebende Hülse (14) umfasst, die drehfest mit der Getriebebaugruppe (10) verbunden ist.
Werkzeuggerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (14) auf die Spindelwelle (4) aufgeschoben ist und in axialer Mitnahmeverbindung zur Spindelwelle (4) steht.
Werkzeuggerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (14) mittels eines Sicherungselements (44) in axialer Mitnahmeverbindung mit der Spindelwelle (4) steht.
Werkzeuggerät nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (14) eine Außenverzahnung (18) aufweist.
Werkzeuggerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebebaugruppe (10) über diese Außenverzahnung (18) drehfest mit der Hülse (14) verbunden ist.
Werkzeuggerät nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die antriebsseitige Komponente (20) der Spindelarretiereinrichtung (22) über diese Außenverzahnung (18) drehfest mit der Hülse (14) verbunden ist.
Werkzeuggerät nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (14) eine axiale Länge von 30 – 80 mm, insbesondere 40 – 60 mm aufweist.
Werkzeuggerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein radial äußerer Bestandteil (35) der Spindelarretiereinrichtung (22) drehfest und axial unverschieblich im Maschinengehäuse (6) angeordnet ist.
Werkzeuggerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der radial äußere Bestandteil (35) ein die Komponenten der Spindelarretiereinrichtung (22) radial umgebendes Gehäusebauteil (36) bildet.
Werkzeuggerät nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein federndes Sicherungselement (40), insbesondere ein Sprengring, die Spindelarretiereinrichtung (22) axial abschließt und deren Komponenten axial lagefixiert.
Werkzeuggerät nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindelarretiereinrichtung (22) in einer Abstufung des Maschinengehäuses (6) angeordnet ist, also einseitig axial abgestützt ist.