DE4021037A1

DE4021037A1 - Elektrische bohrmaschine mit geschwindigkeits- und drehkraftregelung

Info

Publication number: DE4021037A1
Application number: DE4021037A
Authority: DE
Inventors: Dony Sheen
Original assignee: REGITAR POWER TOOLS CO
Current assignee: REGITAR POWER TOOLS CO
Priority date: 1990-07-02
Filing date: 1990-07-02
Publication date: 1992-01-09
Anticipated expiration: 2010-07-03
Also published as: DE4021037C2; US5004054A

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Bohrmaschine mit einer Regelung für die Geschwindigkeit und die Drehkraft bzw. das Drehmoment (nachfolgend als Drehkraft bezeichnet) und insbesondere auf eine, die einen einzelnen Stellring verwendet, um die Ausgangsgeschwindigkeit und die Drehkraft zu regeln.

Es stellte sich heraus, daß die Einrichtung zur Regelung der Geschwindigkeit bei einer herkömmlichen elektrischen Bohrmaschine einen Zugstab bzw. Druckstab verwendet, um die Zahnräder zu wechseln, so daß die Ausgangsgeschwindigkeit eingestellt wird, während ihre Einrichtung zur Regelung der Drehkraft durch einen anderen Druck- bzw. Zugstab geregelt wird. Da diese beiden Einrichtungen durch zwei separate Knöpfe geregelt werden, wird die Anwendung sehr unbequem und außerdem der Aufbau kompliziert, wodurch die Kosten steigen und die Wartung schwierig wird.

Es ist folglich Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektrische Bohrmaschine mit Geschwindigkeits- und Drehkraftregelung zu schaffen, die die obengenannten Nachteile mäßigen und beseitigen kann.

Diese Aufgabe wird durch eine elektrische Bohrmaschine mit Geschwindigkeits- und Drehkraftregelung gemäß dem Anspruch 1 gelöst.

Die beigefügten Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen Teilschnitt der erfindungsgemäßen elektrischen Bohrmaschine mit Geschwindigkeits- und Drehkraftregelung,

Fig. 2 eine auseinandergezogene Darstellung dieser erfindungsgemäßen Bohrmaschine,

Fig. 3 einen Schnitt der relativen Positionen der Bauteile der Bohrmaschine, wenn sie auf geringe Geschwindigkeit eingestellt ist,

Fig. 4 einen Schnitt der relativen Positionen der Bauteile der Bohrmaschine, wenn sie auf hohe Geschwindigkeit eingestellt ist,

Fig. 5 eine Draufsicht des Stellringes der Bohrmaschine,

Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie A-A der Fig. 5,

Fig. 7 eine Vorderansicht der Fig. 5,

Fig. 8 eine Seitenansicht der Fig. 5,

Fig. 9 eine Schnittansicht, die das Eingreifen von Kupplung und Antriebszahnrad bzw. Zahnradsatz (nachfolgend als Antriebs zahnrad bezeichnet) der Bohrmaschine zeigt, und

Fig. 10 eine Schnittansicht, die das Eingreifen von Kupplung und Antriebszahnrad bei einer herkömmlichen Bohrmaschine zeigt.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen und insbesondere die Fig. 1 und 2 umfaßt die elektrische Bohrmaschine mit Geschwindigkeits- und Drehkraftregelung hauptsächlich einen Stellring 1, einen Mechanismus 2 zur Regelung der Geschwindigkeit und einen Mechanismus 3 zur Regelung der Drehkraft.

Der Mechanismus 2 zur Regelung der Geschwindigkeit umfaßt ein Zahnrad 21, einen stationären Ring 22, ein Ritzel 23, ein Lager 24, eine Übertragungsachse 25, einen Stift 26, einen Mitnehmer bzw. eine Schubvorrichtung 27 (nachfolgend als Mitnehmer bezeichnet) und zwei Federn 28 und 29. Die Übertragungsachse 25 ist mit dem Spannfutter 4 fest verbunden, so daß dieses damit rotiert. Außerdem weist die Übertragungsachse 25 ein Loch 251 zur Aufnahme des Stiftes 26 auf. Das Lager 24 wird verwendet, um die Übertragungsachse 25 in ihrer Position zu halten. Das Ritzel 23 wird auf die Übertragungsachse 25 aufgesetzt und weist auf dem Flansch 231 an der linken Seite zwei entgegengesetzte Kerben 232 auf, die dem Stift 26 auf der Übertragungsachse 25 angepaßt sind. Der stationäre Ring 22 wird auf den Flansch 231 aufgesetzt, und somit kann das Ritzel 23 die Übertragungsachse 25 antreiben, wodurch das Spannfutter 4 mit hoher Geschwindigkeit rotiert. Das Zahnrad 21 greift drehbar und gleitend in die Übertragungsachse 25 ein. Der Mitnehmer 27 ist ein umgekehrt U-förmiges Teil mit einem Vorsprung 271, der sich (in bezug auf Fig. 2) von der rechten Seite erstreckt, und mit einem nach außen gerichteten Schenkel 272 und einem nach innen gerichteten Schenkel 273, die sich (unter Bezugnahme auf Fig. 3) von der linken Seite erstrecken, er ist oberhalb des Ritzels 23 in einer solchen Weise angeordnet, daß die Schenkel 272 und 273 so nahe wie möglich an der Übertragungsachse 25 liegen, so daß, wenn der Mitnehmer 27 nach links bewegt wird, der Schenkel 272 das Zahnrad 21 ebenfalls nach links drückt, wodurch die Kerben 232 des Ritzels 23 vom Stift 26 getrennt werden. Folglich treibt das Zahnrad 21 in der Zwischenzeit die Übertragungsachse 25 nicht an. Wenn der Mitnehmer 27 nach rechts bewegt wird, wird das Zahnrad 21 durch die Feder 28 in eine Rechtsbewegung gedrückt, wodurch der Stift 26 auf der Übertragungsachse 25 eingreift.

Die Kupplung 35 ist an der Innenseite mit vier Vertiefungen 351 versehen, in denen vier entsprechende Stahlkugeln 37 aufgenommen werden. Das Antriebszahnrad 36 ist an der Innenseite ebenfalls mit vier Vertiefungen 361 versehen, deren Struktur den Vertiefungen 351 ähnlich ist und die vier Stahlkugeln 38 aufnehmen. Wenn das Antriebszahnrad 36 gedreht wird, drücken folglich die Stahlkugeln 38 gegen die Stahlkugeln 37 der Kupplung 35, wodurch sich die Kupplung 35 im Gleichklang mit dem Antriebszahnrad 36 dreht. Da die Stahlkugeln 37 und 38 eine große Härte aufweisen, kann die Lebensdauer der Kupplung und des Zahnrades verlängert werden, wodurch die Lebensdauer der erfindungsgemäßen Bohrmaschine verlängert wird.

Die Keilwelle bzw. Nabe 31 (nachfolgend als Nabe bezeichnet) weist eine Vielzahl von Gewindegängen 311, die in das Zahnrad 21 eingreifen, und ein Zahnrad 312 auf, das in das Ritzel 23 eingreift. Die linke Seite der Nabe 31 ist durch den Stift 313 mit der Kupplung verbunden, der in einer solchen Weise in das Loch 314 eingesetzt wird, daß die Kupplung 35 noch in Längsrichtung bewegt werden kann. Das Druckteil 32 greift in die Nabe 31 ein und drückt über das Kugeldrucklager 33 und die Feder 34 gegen die rechte Seite der Kupplung 35, so daß, wenn das Druckteil 32 nach links gedrückt wird, die Kupplung 35 in einem engen Kontakt mit dem Antriebszahnrad 36 steht. Wenn das Druckteil 32 eine größere Druckkraft ausübt, wird der Eingriff zwischen dem Druckteil 32 und dem Antriebszahnrad 36 fester. Wenn das Druckteil 32 freigegeben wird, wird andererseits der Eingriff zwischen der Kupplung 35 und dem Antriebszahnrad 36 weniger fest. Folglich kann die Ausgangsdrehkraft der erfindungsgemäßen Bohrmaschine einfach durch Drehen des Stellringes 1 eingestellt werden, wobei der äußere Rahmen 13 dieses Stellringes verwendet wird, um die Druckkraft auf das Druckteil 32 zu regeln. Wenn die von der Last geforderte Drehkraft größer als eine bestimmte Ausgangsdrehkraft der Bohrmaschine ist, kann das Antriebszahnrad 36 die Kupplung 35 nicht antreiben und läuft im Leerlauf, wodurch eine Zerstörung vermieden und die Bohrmaschine als auch der Anwender geschützt werden. Es ist bekannt, daß der Eingriff zwischen der Kupplung und dem Antriebszahnrad bei der herkömmlichen Bohrmaschine erreicht wird, indem Stahlkugeln in die entsprechenden Vertiefungen auf der Innenseite der Kupplung und des Antriebszahnrades eingesetzt werden (siehe Fig. 7), die Fläche dieser Vertiefungen wird jedoch durch die Reibung mit den Stahlkugeln vergrößert, so daß der Eingriff zwischen diesen nicht so fest wie vorher ist, und die maximale Ausgangsdrehkraft verringert wird. Wenn diese Vertiefungen durch die Stahlkugeln weiter abgerieben werden, können die Stahlkugeln sogar aus den Vertiefungen herauskommen, und das Antriebszahnrad läuft im Leerlauf, wodurch alle Funktionen der Bohrmaschine verlorengehen. Im Vergleich mit der vorliegenden Erfindung wird die herkömmliche Bohrmaschine leicht abgenutzt, und ihre Herstellung und ihr Zusammenbau sind schwierig.

Der Stellring 1 ist drehbar auf der Übertragungsachse 25 befestigt, er ist mit einem inneren Rahmen 12 und einem äußeren Rahmen 13 zur Aufnahme des Vorsprunges 271 des Mitnehmers 27 und des schmaler werdenden Endes 321 des Druckteiles 32 versehen. Der innere Rahmen 12 wird von einer oberen Bahn 121 mit gleichmäßiger Höhe, einer unteren Bahn 122 mit gleichmäßiger Höhe und einer schrägen Bahn 123 gebildet, die die obere Bahn 121 und die untere Bahn 122 verbindet. Die Bahnen 121 und 122 nehmen jeweils einen Bereich von etwa 150° ein. Der äußere Rahmen 13 ist aus einer schrägen Bahn 131 und einem Stopper 132 zusammengesetzt, der genau gegenüber der schrägen Bahn 123 des inneren Rahmens 12 angeordnet ist. Wenn folglich die obere Bahn 121 des inneren Rahmens 12 gegen den Vorsprung 271 des Mitnehmers 27 drückt, wird das Zahnrad 21 von der Übertragungsachse 25 weggedrückt. In der Zwischenzeit wird das Ritzel 23 durch die Rückstellkraft der Feder 29 fest mit dem Stift 26 verbunden, und somit rotiert die Bohrmaschine mit hoher Geschwindigkeit. Wenn der Stellring 1 gedreht wird, bewegt sich die obere Bahn 121 des inneren Rahmens 12 entlang des Vorsprunges 271 des Mitnehmers 27 und die schräge Bahn 131 des äußeren Rahmens 13 drückt gegen das Ende 321 des Druckteiles 32, wodurch die Ausgangsdrehkraft eingestellt wird. Wenn der Stellring 1 weitergedreht wird, sinkt der Eingriff zwischen dem inneren Rahmen 12 und dem Vorsprung 271 des Mitnehmers 27 von der oberen Bahn 121 auf die untere Bahn 122, so daß die Feder 28 das Zahnrad 21 in Richtung des Spannfutters 4 drückt, wodurch das Zahnrad 21 mit der Übertragungsachse 25 in Eingriff steht und die Bohrmaschine mit geringer Geschwindigkeit rotiert. Gleichzeitig wird der Stellring 1 gedreht, die schräge Bahn 131 des äußeren Rahmens 13 drückt das Ende des Druckteiles 32, so daß die Ausgangsdrehkraft eingestellt wird. Zusätzlich kann der Stellring 1 einen mit einer Skala versehenen Ring aufweisen, so daß die Ausgangs geschwindigkeit und -drehkraft angezeigt werden.

Folglich kann die Ausgangsgeschwindigkeit und -drehkraft der erfindungsgemäßen Bohrmaschine einfach durch Drehen des Stellringes eingestellt werden. Dabei kann die Ausgangsdrehkraft unabhängig davon eingestellt werden, ob die Bohrmaschine mit hoher oder geringer Geschwindigkeit arbeitet.

Claims

1. Elektrische Bohrmaschine mit Geschwindigkeits- und Drehkraftregelung, gekennzeichnet durch:
einen Mechanismus (2) zur Regelung der Geschwindigkeit, der eine Übertragungsachse (25) die fest mit dem Spannfutter (4) verbunden ist und ein Loch (251) zur Aufnahme des Stiftes (26) aufweist,
ein Ritzel (23), das auf der Übertragungsachse (25) angeordnet ist und auf einer Seite einen Flansch (231) aufweist, der mit zwei Kerben (232) für eine Hälfte des Stiftes (26) versehen ist,
ein Zahnrad (21), das drehbar gleitend auf der Übertragungsachse (25) befestigt ist, und zwei Kerben zur Aufnahme der anderen Hälfte des Stiftes aufweist,
einen Mitnehmer (27) mit einem Vorsprung (271) an einem Ende und einem nach außen gerichteten Schenkel (272) und einem nach innen gerichteten Schenkel (273) am anderen Ende, der oberhalb des Ritzels (23) angeordnet ist, wobei die Schenkel (272, 273) so nahe wie möglich an der Übertragungsachse (25) angeordnet sind, und Federn (28, 29) umfaßt, die neben dem Ritzel (23) und dem Zahnrad (21) angeordnet sind;
einen Mechanismus (3) zur Regelung der Drehkraft der ein Antriebszahnrad (36), das mit der Ausgangswelle des Motors verbunden ist und eine Vielzahl von Vertiefungen (361), in der jeweils eine Stahlkugel (38) enthalten ist, aufweist,
eine Kupplung (35) mit einer Vielzahl von Vertiefungen (351), die den Vertiefungen (361) des Antriebszahnrades (36) entsprechen, in denen jeweils eine Stahlkugel (37) enthalten ist,
eine Nabe (31) mit Gewindegängen (311), die mit dem Zahnrad (21) in Eingriff stehen, und einem Zahnrad (312), das mit dem Ritzel (23) in Eingriff steht und am Ende fest mit der Kupplung verbunden ist,
ein Druckteil (32), das auf der Nabe (31) angeordnet ist,
elastische Teile (33, 34), die zwischen der Kupplung (35) und dem Druckteil (32) angeordnet sind, umfaßt; und
einen Stellring (31), der drehbar auf der Übertragungsachse (25) angeordnet ist, wobei dieser Stellring an der Innenseite einen inneren Rahmen (12) und einen äußeren Rahmen (13) aufweist, der dem Mitnehmer (27) und einem Ende (321) des Druckteils (32) angepaßt ist.

2. Elektrische Bohrmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Rahmen (12) des Stellringes (1) eine obere Bahn (121) mit gleichmäßiger Höhe, eine untere Bahn (122) mit gleichmäßiger Höhe und eine schräge Bahn (123) aufweist, die die obere Bahn (121) mit der unteren Bahn (122) verbindet, und die obere Bahn und die untere Bahn jeweils einen Bereich von etwa 150° einnehmen und der äußere Rahmen (13) des Stellringes (1) eine schräge Bahn (131) aufweist.