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Stand der Technik
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Die
Erfindung betrifft eine Handwerkzeugmaschine mit Hammer- und/oder
Bohrfunktion, insbesondere einen Bohrhammer. Diese weist mindestens
eine, in einem Maschinengehäuse angeordnete Antriebseinheit
auf. Weiters ist in den Maschinengehäuse mindestens eine
zwei- oder mehrstufige Getriebevorrichtung angeordnet. Die Antriebseinheit
umfasst eine Antriebswelle und ist über diese mit einer
antriebsseitigen, ersten Getriebestufe der einen Getriebevorrichtung
wirkverbunden. Abtriebseitig umfasst die eine Getriebevorrichtung
einen Hauptabtrieb und mindestens einen Nebenabtrieb. Dazu weist
die Getriebevorrichtung mindestens eine drehbar gelagerte Zwischenwelle
auf, von welcher der eine Nebenabtrieb abzweigt. Über den
Hauptabtrieb der Getriebevorrichtung ist eine im Maschinengehäuse
drehbar gelagerte Werkzeugantriebswelle zum Drehantrieb eines in
einem mit der Werkzeugantriebswelle verbundenen Werkzeughalter eingesetzten
Einsatzwerkzeugs antreibbar. Der eine Nebenabtrieb erlaubt den Antrieb
eines Schlagwerkes zum Schlagantrieb des Einsatzwerkzeugs.
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Aus
DE 38 19 125 ist ein Bohrhammer
bekannt, bei dem die Werkzeugantriebswelle, die Zwischenwelle und
die Antriebswelle parallel zueinander angeordnet und jeweils drehbar
gelagert sind. Die Antriebswelle und die Zwischenwelle sind dabei über ein
antriebsseitiges Stirnradpaar als erster Getriebestufe miteinander
wirkverbunden. Der Hauptabtrieb umfasst eine zweite Getriebestufe,
welche als abtriebsseitiges Stirnradpaar ausgeführt ist
und über welches die Werkzeugantriebswelle von der Zwischenwelle
drehend antreibbar ist. Die Werkzeugantriebswelle ist dabei als
Hammerohr ausgeführt. Auf der Zwischenwelle ist ferner
eine Taumelscheibe angeordnet, welche die Drehbewegung der Zwischenwelle
in eine oszillierende Transversalbewegung eines Taumelfingers überführt. Über
den Taumelfinger wird ein axial verschieblicher Hohlkolben eines
im Hammerrohr angeordneten Schlagwerks, welches als Luftpolsterschlagwerk
ausgeführt ist, angetrieben.
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Bohrhämmer
mit einer derartigen Getriebevorrichtung zeichnen sich durch eine
besonders kompakte Bauform aus und eignen sich insbesondere für
kompakte Geräte mit einem so genannten Pistolengehäuse.
Aufgrund der im Vergleich zu Vollkolben höheren Masse von
Hohlkolben neigen diese Bohrhämmer jedoch zu erhöhter
Vibrationsanfälligkeit. Insbesondere lassen sich Hohlkolben
nicht aus leicht bauendem Kunststoff herstellen. Darüber
hinaus ist bei Taumelscheiben die Frequenz der oszillierenden Transversalbewegung
des Taumelfingers gleich der Drehzahl einer die Taumelscheibe antreibenden
Welle, also im vorliegenden Fall der Zwischenwelle.
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Aus
EP 1 281 483 A2 ist
ein Bohrhammer bekannt, bei dem die Antriebswelle und die Werkzeugantriebswelle
parallel zueinander angeordnet sind. Die Getriebevorrichtung weist
dabei zwei dazu senkrecht angeordnete Zwischenwellen auf, wobei
die eine antriebsseitig und die andere abtriebsseitig angeordnet
ist. Die als Hammerrohr ausgeführte Werkzeugantriebswelle
ist dabei über ein abtriebsseitiges Kegelradpaar mit der
abtriebsseitigen Zwischenwelle antreibbar verbunden. Die beiden
Zwischenwellen sind über ein Stirnradpaar miteinander wirkverbunden.
Die antriebsseitige Zwischenwelle weist weiters ein Exzenterrad
auf, welches über einen Pleuel auf einen im Hammerrohr
angeordneten Vollkolben eines Luftpolsterschlagwerks wirkt. Dadurch
wird eine Drehbewegung der zweiten Zwischenwelle in eine oszillierende
Transversalbewegung des Vollkolbens umgewandelt. Die antriebsseitige
Zwischenwelle ist von der drehend angetriebenen Antriebswelle der Antriebseinheit über
ein antriebsseitiges Kegelradpaar drehbar antreibbar.
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Eine
derartige Getriebevorrichtung erlaubt bei gleichem Achsabstand zwischen
Antriebswelle und Werkzeugantriebswelle die Verwendung eines größeren
Schlagwerkkalibers wie bei einer Anordnung mit Taumelscheibenantrieb
eines Hohlkolben-Schlagwerks. Außerdem lässt sich
der Vollkolben in besonders leicht bauenden Varianten aus Kunststoff
herstellen. Diese Getriebevorrichtung umfasst jedoch mindestens
drei Getriebestufen zwischen Antriebswelle und Werkzeugantriebswelle, was
mit entsprechend erhöhtem Bauteilaufwand verbunden ist.
Dies hat eine erhöhte Toleranzanfälligkeit und
höhere Herstellungskosten zur Folge. Gleichzeitig baut
diese Getriebevorrichtung länger, so dass eine Umsetzung
insbesondere in kompakten Geräten mit einem so genannten
Pistolengehäuse sehr aufwändig ist.
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Offenbarung der Erfindung
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Vorteile der Erfindung
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Die
erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine nach Art
des Oberbegriffs des Hauptanspruchs weist eine zwei- oder mehrstufige
Getriebevorrichtung mit einem Hauptabtrieb und mindestens einem,
von einer parallel zu einer Werkzeugantriebswelle angeordneten Zwischenwelle
abgeleiteten Nebenabtrieb auf. Der Nebenabtrieb umfasst dabei mindestens
ein Kegelradpaar. Ferner weist die Handwerkzeugmaschine ein Schlagwerk,
insbesondere ein Luftpolsterschlagwerk, mit einem durch den einen Nebenabtrieb
antreibbaren Schlagwerksantrieb auf. Der Schlagwerksantrieb ist
als kostengünstiger, leicht montierbarer Exzenterantrieb
ausgeführt, welcher durch den einen Nebenabtrieb, in bevorzugter Weise
durch das Kegelradpaar von der Zwischenwelle aus antreibbar ist.
Durch die Anordnung eines ersten Kegelrades des einen Kegelradpaares
des einen Nebenabtriebs auf der Zwischenwelle, wird eine baulich
vorteilhafte Ausführung eines Schlagwerksantriebs erreicht.
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Durch
die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen
ergeben sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der
im Hauptanspruch angegebenen Merkmale.
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In
einer kostengünstigen Ausführung umfasst der Exzenterantrieb
mindestens ein Exzenterrad und mindestens einen Pleuel.
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In
einer baulich besonders günstigen Ausführung der
Anordnung aus dem einen Nebenabtrieb und dem Schlagwerksantrieb
sind das zweite Kegelrad des Kegelradpaares sowie das Exzenterrad
auf einer drehbar gelagerten. Schlagwerkantriebswelle angeordnet.
Dabei ist das Exzenterrad durch das zweite Kegelrad drehend antreibbar.
Durch Wahl eines Zahnungsverhältnisses von erstem und zweitem Kegelrad
kann die Drehzahl des Exzenterrades von derjenigen der Zwischenwelle
entkoppelt werden. In bevorzugter Weise wird die Drehzahl der Schlagwerkantriebswelle
um ein mehrfaches, insbesondere 3- bis 6-faches niedriger ausgelegt
als die Drehzahl der Zwischenwelle.
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Eine
besonders montagefreundliche und toleranzunempfindliche Ausführung
einer erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung wird
durch die Lagerung des ersten Kegelrads und des zweiten Kegelrads
des Kegelradpaares in einem Bauteil, insbesondere in einem Getriebeträger
erreicht. In einer besonders vorteilhaften Form kann die Getriebevorrichtung in
einem separat vormontierbaren Getriebeträger angeordnet
werden. Der Getriebeträger umfasst mindestens zwei, drei
oder eine Mehrzahl von Lagern für die drehbare Lagerung
von Wellen.
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Ein
axial kompakt bauender Drehantrieb der Werkzeugantriebswelle wird
durch eine erfindungsgemäße Getriebevorrichtung
erreicht, die ein abtriebsseitiges Stirnradpaar aufweist. Dabei
ist das abtriebsseitige Stirnradpaar vorzugsweise als zweite oder
letzte Getriebestufe im Hauptabtrieb angeordnet. Für eine
vorteilhafte Ausführung einer erfindungsgemäßen
Getriebevorrichtung ist das abtriebsseitige Stirnradpaar zwischen
der Zwischenwelle und der Werkzeugsantriebswelle derart angeordnet,
dass eine Drehbewegung der drehbar gelagerten Zwischenwelle auf
die Werkzeugantriebswelle übertragen werden kann.
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Wird
ein erstes abtriebsseitiges Stirnrad des abtriebsseitigen Stirnradpaares
auf der Zwischenwelle angeordnet und durch diese drehend angetrieben,
so kann eine besonders kompakte und kostengünstige Ausführung
einer erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung erreicht
werden. Dazu ist weiters ein zweites abtriebsseitiges Stirnrad des
abtriebsseitigen Stirnradpaares derart auf der Werkzeugsantriebswelle
angeordnet, dass diese durch das zweite abtriebsseitige Stirnrad
drehend antreibbar ist. Durch einen kämmenden Eingriff
des ersten abtriebsseitigen Kegelrades mit dem zweiten abtriebsseitigen
Kegelrad wird eine Drehbewegung der Zwischenwelle auf die Werkzeugantriebswelle übertragen.
Durch Wahl eines Zahnungsverhältnisses zwischen erstem abtriebsseitigen
Stirnrad und zweitem abtriebsseitigen Stirnrad wird eine für
die jeweilige Anwendung günstige Übersetzung der
Drehzahl der Zwischenwelle auf die Drehzahl der Werkzeugantriebswelle
erreicht. In bevorzugter Weise wird die Drehzahl der Werkzeugantriebswelle
um ein mehrfaches, insbesondere 3- bis 6-faches niedriger ausgelegt
als die Drehzahl der Zwischenwelle.
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Weiters
weist die mindestens eine Antriebseinheit der erfindungsgemäßen
Handwerkzeugmaschine mindestens eine drehend angetriebene Antriebswelle,
vorzugsweise eine Motorwelle auf. Die Antriebswelle ist dabei vor
einer antriebsseitig angeordneten ersten Getriebestufe der erfindungsgemäßen
Getriebevorrichtung platziert. Durch die Anordnung der ersten Getriebestufe
der zwischen der drehend angetriebenen Antriebswelle und der Zwischenwelle
wird effizienter Antrieb der Zwischenwelle erreicht. Vorteilhafterweise
umfasst die erste Getriebestufe mindestens ein Antriebsradpaar,
durch welches in einfacher, kostengünstiger und robuster
Weise die Zwischenwelle von der drehend angetriebenen Antriebswelle
antreibbar ist. Durch geeignete Wahl eines Übersetzungsverhältnisses
eines ersten und eines zweiten Antriebsrades des einen Antriebsradpaares
kann eine Drehzahl der Zwischenwelle von der Drehzahl der drehend
angetriebenen Antriebswelle entkoppelt werden. In bevorzugter Weise wird
die Drehzahl der Zwischenwelle um ein mehrfaches, insbesondere 3-
bis 6-faches niedriger ausgelegt als die Drehzahl der Antriebswelle.
Diese Wahl erlaubt die Verwendung kostengünstiger, hochdrehender
Antriebe, insbesondere Elektromotoren zum Antrieb der Handwerkzeugmaschine.
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Eine
lateral besonders schlanke Bauweise eines Antriebsstranges aus Antriebseinheit,
Getriebevorrichtung, Schlagwerk und Werkzeugantriebswelle ist durch
eine parallele Anordnung von Antriebswelle und Werkzeugantriebswelle
zu erreichen. Wird in dieser Anordnung zusätzlich das Antriebsradpaar
als antriebsseitiges Stirnradpaar ausgeführt, so wird eine
besonders robuste und kostengünstige Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine erreicht.
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In
einer weiteren Ausführungsform sind die drehbar gelagerte
Werkzeugantriebswelle und die drehbar angetriebene Antriebswelle
unter einem Winkel W1 – in bevorzugter Weise insbesondere rechtwinklig – zueinander
angeordnet. Diese Anordnung ermöglicht in konstruktiv einfacher
Weise den Einbau einer besonders leistungsfähigen Antriebseinheit.
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Eine
wirkungsvolle und einfach herstellbare Kopplung der drehbar angetriebenen
Antriebswelle und der drehbar gelagerten Zwischenwelle lässt
sich – insbesondere bei nicht-paralleler Anordnung von Antriebswelle
und Werkzeugantriebswelle – durch die Ausbildung des Antriebsradpaares
als Winkelgetriebe erreichen. Dabei können insbesondere
Kegelrad-, Hypoid-, Spiroplan- oder Schneckengetriebe zum Einsatz
kommen.
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Eine
besonders vielseitige Ausführung einer erfindungsgemäßen
Handwerkzeugmaschine wird durch die Integration mindestens einer
Abschaltvorrichtung in die Getriebevorrichtung erreicht. Die Abschaltvorrichtung
erlaubt eine Deaktivierung des Schlagantriebs und/oder des Drehantriebs.
Dadurch kann die erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine
in verschiedenen Betriebsmodi verwendet werden. Insbesondere wird
so eine Ausführung der erfindungsgemäßen
Handwerkzeugmaschine erreicht, welche Schraub-, Bohr-, Meißel-
und/oder Schlagbohrfunktionen umfassen kann.
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Eine
in ihrer Handhabung besonders komfortable Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine wird
durch die Anordnung einer Überlast-Sicherheitskupplung
in der Getriebevorrichtung zur Deaktivierung des Drehantriebs der Werkzeugantriebswelle
erreicht.
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Weiters
kann die erfindungsgemäße Getriebevorrichtung
vorteilhaft durch eine Gangwahlvorrichtung für den Drehantrieb
der Werkzeugantriebswelle in ihrer Anwendung verbessert werden.
Die Gangwahlvorrichtung weist dabei zwei- oder mehr Übersetzungsverhältnisse
zwischen einem antriebseitigen Eingang und einem abtriebsseitigen
Ausgang auf. Vorzugsweise ist die Gangwahlvorrichtung im Hauptabtrieb
vor der Werkzeugsantriebswelle angeordnet.
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Eine
besonders bevorzugte Ausführung einer erfindungsgemäßen
Handwerkzeugmaschine weist ein als Luftpolsterschlagwerk ausgeführtes Schlagwerk
mit einem, in der Werkzeugsantriebswelle axial beweglich gelagerten
Vollkolben betätigt wird. Dabei ist der Vollkolben über
den Schlagwerksantrieb antreibbar. In einer besonders kostengünstigen Ausführung
ist der Vollkolben als Kunststoffteil ausgeführt.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführung weist die erfindungsgemäße
Handwerkzeugmaschine ein Pistolengehäuse auf. Dabei nimmt
das Pistolengehäuse die Antriebseinheit, die Getriebevorrichtung,
das Schlagwerk und die Werkzeugantriebswelle auf und ist besonders
leicht zu handhaben.
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Beschreibung der Zeichnungen
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der folgenden Beschreibung
näher erläutert. Es zeigen:
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1 einen
Bohrhammer mit pistolenförmigem Gehäuse als Beispiel
einer erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine
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2a und 2b je
ein Anordnungsschema einer erfindungsgemäßen Getriebeanordnung mit
Anordnung des ersten Kegelrades auf der Zwischenwelle
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3a und 3b je
ein Anordnungsschema einer Weiterentwicklung einer erfindungsgemäßen
Getriebeanordnung mit einer Drehantriebsabschaltung
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4a und 4b je
ein Anordnungsschema einer Weiterentwicklung einer erfindungsgemäßen
Getriebeanordnung mit einer Schlagantriebsabschaltung
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5 ein
Anordnungsschema einer Weiterentwicklung einer erfindungsgemäßen
Getriebeanordnung mit einer Überrast-Sicherheitskupplung
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6 ein
Anordnungsschema einer Weiterentwicklung einer erfindungsgemäßen
Getriebeanordnung mit einer Gangwahlvorrichtung für den Drehantrieb
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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1 zeigt
einen Bohrhammer 10 mit einem Pistolengehäuse 12 als
Beispiel einer erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine.
Das Pistolengehäuse 12 umfasst ein Antriebsgehäuse 14 mit
einem nicht vollständig gezeigten Pistolenhandgriff 16 sowie
ein Getriebegehäuse 18, an welchem am stirnseitigen
Ende 20 ein Werkzeughalter 22 angebracht ist.
Im Antriebsgehäuse 14 ist eine Antriebseinheit angeordnet,
von der nur das eine Ende einer Antriebswelle 24 gezeigt
ist. Üblicherweise umfasst die Antriebseinheit einen Elektromotor.
Weiters kann die Antriebswelle 24 als Motorwelle ausgeführt
sein. Das Getriebegehäuse 18 umschließt
eine Getriebevorrichtung 26 sowie eine Werkzeugantriebswelle 28.
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Die
Werkzeugantriebswelle 28 ist bei dem beispielhaft gezeigten
Bohrhammer 10 als hohlzylindrisches, drehbar im Getriebegehäuse 18 gelagertes Hammerrohr 29 ausgeführt.
In diesem ist ein als Luftpolsterschlagwerk 30 ausgeführtes
Schlagwerk 30a mit einem Schlagwerksantrieb 31,
einem axial verschieblichen Vollkolben 32, einem axial
verschieblichen Schläger 34 und einem ebenfalls
axial verschieblichen Döpper 36 angeordnet. Das
Hammerrohr 29 ist an seiner zum Werkzeughalter 22 zugewandten
Stirnseite mit einer Werkzeugaufnahme 38 des Werkzeughalters 22 verbunden.
In die Werkzeugaufnahme 38 ist ein Einsatzwerkzeugs 40 eingesetzt.
Das Einsatzwerkzeug 40 definiert in seiner Längserstreckung
eine Maschinenachse 42, um die das Hammerrohr 29 koaxial
angeordnet ist.
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Die
Getriebevorrichtung 26 umfasst eine drehbar gelagerte Zwischenwelle 44,
welche parallel zur Maschinenachse 42 und damit zur Werkzeugantriebswelle 28 bzw.
dem Hammerrohr 29 ausgerichtet ist. Die Getriebevorrichtung 26 ist
zweistufig ausgeführt. Dazu weist die Getriebevorrichtung 26 ein
antriebsseitiges Antriebsradpaar 50 und abtriebsseitiges
Stirnradpaar 46, welches einen Hauptabtrieb bildet, auf.
Weiters umfasst die Getriebevorrichtung ein Kegelradpaar 48,
welches einen Nebenabtrieb formt. Das Antriebsradpaar 50 ist
in der vorliegenden Ausführung als antriebsseitiges Stirnradpaar 51 ausgeführt.
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Die
Antriebswelle 24 ist ebenfalls parallel zu der Maschinenachse 42 ausgerichtet
und lateral zwischen der Werkzeugantriebswelle 28, 29 und
der Zwischenwelle 44 angeordnet. Ein erstes Antriebsrad 52 des
Antriebsradpaares 50, 51 ist am zum Getriebegehäuse 18 zugewandten
Ende der Antriebswelle 24 angeordnet und drehfest mit diesem
verbunden. Das erste Antriebsrad 52 kämmt mit
einem zweiten Antriebsrad 54 des Antriebsradpaares 50, 51, welches
auf der Zwischenwelle 44 angeordnet und vorzugsweise drehfest
mit dieser verbunden ist.
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In
der Nähe des dem zweiten Antriebsrad 54 gegenüberliegenden
Ende der Zwischenwelle 44 ist ein erstes abtriebsseitiges
Stirnrad 56 des abtriebsseitigen Stirnradpaares 46 angeordnet
und insbesondere drehfest mit der Zwischenwelle 44 gekoppelt. Das
zweite abtriebsseitige Stirnrad 58 bis abtriebsseitigen
Stirnradpaares 46 ist auf der Werkzeugantriebswelle 28, 29 angeordnet
und insbesondere drehfest mit dieser gekoppelt. Das erste abtriebsseitige
Stirnrad 56 und dass zweite abtriebsseitige Stirnrad 58 wirken
derart zusammen, dass eine Drehbewegung der Zwischenwelle 44 auf
die Werkzeugantriebswelle 28, 29 übertragen
werden kann.
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Sind
das erste und/oder zweite abtriebsseitige Stirnrad 56, 58 drehbar
auf der Zwischenwelle 44 bzw. der Werkzeugantriebswelle 28, 29 gelagert, können
durch Mittel zur Drehfestlegung der jeweiligen abtriebsseitigen
Stirnräder 56, 58 an auf der Zwischenwelle 44 bzw.
der Werkzeugantriebswelle 28, 29 vorteilhafte
Erweiterungen der erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine
erreicht werden. Beispiele dazu sind in den 3a, 3b und 5 gezeigt
und weiter unten beschrieben.
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Zwischen
dem ersten abtriebsseitigen Stirnrad 56 des abtriebsseitigen
Stirnradpaares 46 und dem zweiten Antriebsrad 54 des
Antriebsradpaares 50, 51 ist auf der Zwischenwelle 44 ein
erstes Kegelrad 60 des Kegelradpaares 48 angeordnet
und vorzugsweise drehfest mit dieser gekoppelt. Das erste Kegelrad 60 ist
dabei so orientiert, dass seine abfallende Flanke 61 der
Verzahnung in Richtung der Antriebseinheit weist. Das Kegelradpaar 48 bildet
so einen Nebenabtrieb in der erfindungsgemäßen
Getriebevorrichtung 26 über den der Schlagwerksantrieb 31 antreibbar
ist.
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Der
Schlagwerksantrieb 31 umfasst eine senkrecht zur Werkzeugachse 42 und
der Zwischenwelle 44 ist zwischen diesen eine Schlagwerkantriebswelle 62 angeordnet.
Diese ist drehbar im Getriebegehäuse 18 gelagert.
An ihrem zur Zwischenwelle 44 zugewandten Ende ist ein
zweites Kegelrad 64 des Kegelradpaares 48 angeordnet
und vorzugsweise drehfest mit der Schlagwerkantriebswelle 62 gekoppelt.
Das erste Kegelrad 60 kämmt mit dem zweiten Kegelrad 64,
so dass eine Drehbewegung der Zwischenwelle 44 auf die
Schlagwerkantriebswelle 62 übertragen werden kann.
An ihrem dem zweiten Kegelrad 64 gegenüberliegenden
Ende trägt die Schlagwerkantriebswelle 62 ein
Exzenterrad 66. Auf dem Exzenterrad 66 ist in
einem Radius R von der Drehachse der Schlagwerkantriebswelle 62 ein Exzenterpin 68 angeordnet.
Der Exzenterpin 68 und der Vollkolben 32 sind über
einen Pleuel 70 miteinander wirkverbunden.
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Sind
das erste und/oder zweite Kegelrad 60, 64 drehbar
auf der Zwischenwelle 44 bzw. der Schlagwerkantriebswelle 62 gelagert,
können durch Mittel zur Drehfestlegung der jeweiligen Kegelräder 60, 64 an
auf der Zwischenwelle 44 bzw. der Schlagwerkantriebswelle 62 vorteilhafte
Erweiterungen der erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine
erreicht werden. Beispiele dazu sind in den 4a und 4b gezeigt
und weiter unten beschrieben.
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In
einer bevorzugten Ausführung ist die Getriebevorrichtung 26 in
einem vormontierbaren Getriebeträger 72 aufgenommen.
Dazu wird der vormontierte Getriebeträger 72 während
der Montage in das Getriebegehäuse 18 eingesetzt.
Alternativ kann der Getriebeträger 72 auch zunächst
am Antriebsgehäuse 14 angeordnet, vorzugsweise
angeflanscht werden. Insbesondere sind das erste Kegelrad 60 und
die Schlagwerkantriebswelle 62 im Getriebeträger 72 drehbar
gelagert. Darüber hinaus kann die Zwischenwelle 44 an
ihrem antriebsseitigen Ende im Getriebeträger 72 drehbar
gelagert werden. Ferner kann auch eine Drehlagerung der Werkzeugantriebswelle 28, 29 im
Getriebeträger 72 vorgesehen sein.
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Die
gesamte Getriebevorrichtung 26 wirkt nun wie folgt: Eine
durch die Antriebseinheit, insbesondere den Elektromotor, verursachte
Drehbewegung der Antriebswelle 24 wird durch das Antriebsradpaar 50, 51 auf
die Zwischenwelle 44 übertragen. Man spricht hierbei
auch von einer ersten Getriebestufe.
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Die
Drehbewegung der Zwischenwelle 44 kann wiederum über
das abtriebsseitige Stirnradpaar 46 auf die Werkzeugantriebswelle 28, 29 – als
so genannter zweiter Getriebestufe – übertragen
werden. Dieser Getriebezweig stellt den sogenannten Hauptabtrieb
dar. Über die Kopplung der Werkzeugantriebswelle 28, 29 mit
der Werkzeugaufnahme 38 und hier nicht näher gezeigte
geeignete Spannmittel kann das Einsatzwerkzeugs 40 als
Drehantrieb in Rotation versetzt werden.
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Durch
das Kegelradpaar 48 wird eine Drehbewegung der Zwischenwelle 44 auf
die Schlagwerkantriebswelle 62 übertragen, so
dass das Exzenterrad 66 in Rotation versetzt werden kann.
Auf diese Weise wirkt das Kegelradpaar 48 als Nebenabtrieb. Über
den Pleuel 70 wird schließlich die Rotation des Exzenterrades 66 in
eine oszillierende Transversalbewegung des Vollkolbens 32 entlang
der Maschinenachse 42 umgewandelt. Dies dient dem Schlagantrieb
des Luftpolsterschlagwerks 30, wodurch der Döpper 36 schlagend
auf das Einsatzwerkzeugs 40 einwirken kann.
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2a zeigt
die in 1 beispielhaft gezeigte erfindungsgemäße
Getriebevorrichtung 26 in schematischer Darstellung. Identische
Komponenten und Merkmale sind dabei mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Die Wirkungsweise ist in diesem Ausführungsbeispiel identisch
mit der aus dem Ausführungsbeispiel aus 1.
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In 2b ist
demgegenüber ein weiteres Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung 26 gezeigt.
Identische Komponenten und Merkmale sind dabei mit gleichen Bezugszeichen
versehen. Hier ist das erste Kegelrad 60 so auf der Zwischenwelle 44 angeordnet,
dass die abfallende Flanke 61 der Verzahnung in Richtung
auf das erste Stirnradpaar 46 weist. Die Wirkungsweise
ist in diesem Ausführungsbeispiel identisch mit der aus dem
Ausführungsbeispiel aus 1 und 2a.
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Die
erfindungsgemäße Getriebevorrichtung 26 ist
in den im folgenden beschriebenen Ausführungsformen der 3a, 3b, 4a und 4b um
eine Abschaltvorrichtung 74 erweitert ausgeführt.
Die Abschaltvorrichtung 74 umfasst dabei eine Kupplungsvorrichtung 76 sowie
nötigenfalls hier nicht gezeigte Bedienelemente.
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In
den 3a und 3b sind
Weiterentwicklungen der in 2a gezeigten
erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung 26 gezeigt.
Die Weiterentwicklung ist exemplarisch auf Basis des Ausführungsbeispiels
aus 2a skizziert. Identische Komponenten und Merkmale
sind dabei mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Gemäß 3a ist
die Kupplungsvorrichtung 76 auf der Zwischenwelle 44 neben
dem ersten Stirnrad 56 angeordnet. Die Kupplungsvorrichtung 76 weist
eine Kupplungsscheibe 78 auf, welche auf der Zwischenwelle 44 axial
verschieblich aber drehfest mit dieser verbunden ist. Das erste
abtriebsseitige Stirnrad 56 ist in dieser Anordnung nicht
direkt drehfest mit der Zwischenwelle 44 verbunden. Dafür
weist das erste abtriebsseitige Stirnrad 56 hier nicht
dargestellte Kupplungselemente auf, welche zusammen mit der Kupplungsscheibe 78 eine
Drehmitnahme des ersten Stirnrades 56 erlauben. Die Kupplungsvorrichtungen 76 erlaubt
so eine Schaltbarkeit des Drehantriebs und wird daher im folgenden
Drehantriebskupplung 80 genannt.
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3b zeigt
eine alternative Ausführungsform einer Drehantriebskupplung 80.
In dieser Ausführungsform ist die Kupplungsscheibe 78 der
Kupplungsvorrichtung 76 auf der Werkzeugantriebswelle 28, 29 in
Nachbarschaft zum zweiten abtriebsseitigen Stirnrad 58 angeordnet.
Dabei ist die Kupplungsscheibe 78 drehfest mit der Werkzeugantriebswelle 28, 29 verbunden
und auf dieser axial verschieblich gelagert. Das zweite abtriebsseitige
Stirnrad 58 ist analog zu der Ausführungsform
in 5a nicht drehfest mit der Werkzeugantriebswelle 28, 29 verbunden und
mit Kupplungselementen ausgestattet, welche bei eingerasteter Drehantriebskupplung 80 eine Drehmitnahme
der Werkzeugantriebswelle 28, 29 ermöglichen.
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In
analoger Weise können Drehantriebskupplungen 80 in
Ausführungsformen nach 2b einer
erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung 26 realisiert
sein.
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Eine
weitere Weiterentwicklung einer erfindungsgemäßen
Getriebevorrichtung 26 ist in den 4a und 4b gezeigt.
Die Weiterentwicklung ist auch hier exemplarisch auf Basis des Ausführungsbeispiels
aus 2a skizziert. Identische Komponenten und Merkmale
sind dabei mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Gemäß 4a ist
die Kupplungsvorrichtung 76 neben dem ersten Kegelrad 60 angeordnet.
Die Kupplungsvorrichtung 76 weist eine Kupplungsscheibe 78 auf,
welche auf der Zwischenwelle 44 axial verschieblich aber
drehfest mit dieser verbunden ist. Das erste Kegelrad 60 ist
in dieser Anordnung nicht direkt drehfest mit der Zwischenwelle 44 verbunden, sondern
weist hier nicht dargestellte Kupplungselemente auf, welche zusammen
mit eingerasteter Kupplungsscheibe 78 eine Drehmitnahme
des ersten Kegelrads 60 erlauben. Die Kupplungsvorrichtungen 76 erlaubt
auf diese Weise eine Schaltbarkeit des Schlagantriebs und wird daher
im Folgenden als Schlagantriebskupplung 82 bezeichnet.
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In 4b ist
eine andere Ausführung einer Schlagantriebskupplung 82 gezeigt.
Hier ist neben dem zweiten Kegelrad 64 ist eine Kupplungsvorrichtung 76 angeordnet.
Die Kupplungsvorrichtung 76 weist eine Kupplungsscheibe 78 auf,
welche auf der Schlagwerkantriebswelle 62 axial verschieblich
aber drehfest mit dieser verbunden ist. Das zweite Kegelrad 64 ist
in dieser Anordnung nicht direkt drehfest mit der Schlagwerkantriebswelle 62 verbunden,
sondern weist hier nicht dargestellte Kupplungselemente auf, welche
zusammen mit eingerasteter Kupplungsscheibe 78 eine Drehmitnahme
des zweiten Kegelrads 64 erlauben.
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In
einer Abwandlung der Ausführungsform der Schlagantriebskupplung 82 aus 4b wirkt
die Kupplungsvorrichtung nicht auf das zweite Kegelrad 64 sondern
auf das Exzenterrad 66.
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In
analoger Weise können Schlagantriebskupplungen 82 in
Ausführungsformen nach 2b einer
erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung 26 realisiert
sein.
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In
einer weiteren Fortentwicklung kann eine erfindungsgemäße
Handwerkzeugmaschine auch zwei, drei oder mehrere Kupplungsvorrichtungen 76 aufweisen.
Insbesondere ergibt sich aus der Kombination einer Drehantriebskupplung 80 und
einer Schlagantriebskupplung 82 eine, in ihrer Anwendung sehr
flexible Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Handwerkzeugmaschine 10.
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Über
die hier beschriebenen Kupplungsvorrichtungen 76 mit mindestens
einer Kupplungsscheibe 78 hinaus sind weitere Ausführungen
von Drehantriebskupplungen 80 und/oder Schlagantriebskupplungen 82 möglich.
Insbesondere sind dem Fachmann eine Mehrzahl von Ausführungsvarianten
von Kupplungsvorrichtungen 76 mit Kupplungsscheibe 78 und
Kupplungselemente wie zum Beispiel Lamellen, Zähnen, Kugeln
und/oder Reibflächen bekannt, die in geeigneter Form eingesetzt
werden können.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die erfindungsgemäße
Handwerkzeugmaschine 10 eine, auf die Drehmitnahme der Werkzeugantriebswelle 28, 29 wirkende Überlast-Sicherheitskupplung 83 auf.
Die Überlast-Sicherheitskupplung 83 verhindert
für den Nutzer unangenehme Rotationskräfte und/oder
eine Beschädigung der erfindungsgemäßen
Handwerkzeugmaschine 10 insbesondere bei Blockieren der
Drehbewegung des Einsatzwerkzeugs in einem Werkstück. Dabei
kann die Überlast-Sicherheitskupplung 83 in einer
Ausführungsform als Überrastkupplung ausgeführt
sein, wie sie in 5 gezeigt ist. In dieser Ausführungsform
ist das zweite abtriebsseitige Stirnrad 58 nicht drehfest mit
der Werkzeugsantriebswelle 28, 29 verbunden, sondern
axial verschieblich, drehbar auf dieser gelagert. Darüber
hinaus umfasst die Überlast-Sicherheitskupplung eine Kupplungsfeder 84,
welche in Richtung auf den Werkzeughalter zu um die Werkzeugantriebswelle 28, 29 vor
dem zweiten abtriebseitigen Stirnrad 58 angeordnet ist
und auf dieser abgestützt ist. Das zweite abtriebsseitige
Stirnrad 58 weist hier nicht gezeigte Kupplungselemente
auf, welche mit ebenfalls nicht gezeigten Kupplungsgegenstücken
einer Kupplungsscheibe 86 zusammenwirken. Die Kupplungsscheibe 86 ist
dabei drehfest mit der Werkzeugantriebswelle 28, 29 verbunden.
Die vorgespannte Kupplungsfeder 84 presst die Kupplungselemente
des zweiten abtriebsseitigen Stirnrades 58 mit einer Kraft
F gegen die Kupplungsgegenstücke der Kupplungsscheide 86.
Dadurch wird solange Antriebsenergie vom zweiten abtriebsseitigen
Stirnrad 58 auf die Werkzeugantriebswelle 28, 29 übertragen,
bis ein der Kraft F proportionales Grenzdrehmoment an der Werkzeugantriebswelle 28, 29 überschritten
wird. Stellt sich dieser Zustand ein, so wird die Werkzeugantriebswelle 28, 29 durch
die Überlast-Sicherheitskupplung 83 vom Hauptabtrieb
der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung 26 entkoppelt.
Auf diese Weise stellt die Überlast-Sicherheitskupplung 83 sicher,
dass ein zulässiges Grenzdrehmoment am Drehantrieb nicht überschritten
wird.
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Eine
weitere Verbesserungsmöglichkeit einer erfindungsgemäßen
Getriebevorrichtung 26 weist eine Gangwahlvorrichtung 88 auf,
wie sie in 6 gezeigt ist.
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6 zeigt
eine, auf der aus 2a bekannten Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung 26 beruhende
Weiterentwicklung mit einer Gangwahlvorrichtung 88 anstelle
des abtriebsseitigen Stirnradpaares 46. Die beispielhaft
gezeigte Gangwahlvorrichtung 88 weist in diesem Beispiel
zwei Gänge auf. Dazu umfasst die Gangwahlvorrichtung 88 je
zwei auf der Zwischenwelle 44 mit hier nichtgezeigten Stellmitteln
axial verschieblich gelagerte, durch die Zwischenwelle 44 drehend
angetriebene antriebseitige Gangwahlstirnräder 56a und 56b mit
unterschiedlichen Durchmesser und/oder Zahnungen. Dazu korrespondierend
sind auf der Werkzeugantriebswelle 28, 29 zwei
abtriebsseitigen Gangwahlstirnräder 58a und 58b angeordnet
und drehfest mit dieser verbunden. Auf dieser Weise kann die Drehzahl
der Werkzeugantriebswelle 28, 29 je nach Anwendung
der erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine durch
den Anwender angepasst werden.
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Neben
der hier gezeigten zweigängigen Variante können
erfindungsgemäße Getriebevorrichtungen 26 auch
Gangwahlvorrichtungen 88 als drei- oder mehrgängige
Ausführungen vorteilhafte Ausbildungen darstellen.
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Weitere
Abwandlungen ergeben sich durch die Möglichkeit die erfindungsgemäße
Getriebevorrichtung 26 über den am beschriebenen
Nebenabtrieb angekoppelten Schlagwerksantrieb 31 mit unterschiedlichen
Ausführungen von Schlagwerken 30, insbesondere
Luftpolsterschlagwerken 30a zu kombinieren. So kann insbesondere
statt eines Vollkolbens 32 auch ein Hohlkolben zur Anwendung
kommen.
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Andere
Abwandlungen einer erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine 10 können
schließlich anstelle eines Exzenterrades 66 eine
Exzenterwelle aufweisen.
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Weitere
Fortbildungen einer erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine
ergeben sich aus Kombinationen der im Vorhergehenden beschriebenen
Ausführungsbeispiele und/oder Variationen.
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Des
Weiteren ist die erfindungsgemäße Getriebevorrichtung 26 nicht
auf Handwerkzeugmaschinen 10 mit einem Gehäuse 12 in
Pistolenform beschränkt. Vielmehr kann eine erfindungsgemäße
Getriebevorrichtung 26 auch in Handwerkzeugmaschinen 10 mit
L-förmigem Gehäuse, Gehäusen mit Spatenhandgriff
und/oder anderen Gehäuseformen kombiniert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 3819125 [0002]
- - EP 1281483 A2 [0004]