DE4341753A1

DE4341753A1 - Electric tool

Info

Publication number: DE4341753A1
Application number: DE19934341753
Authority: DE
Inventors: Ivan Mallinowski
Original assignee: Artec Design & Entwicklungsges
Current assignee: Artec Design & Entwicklungsges
Priority date: 1993-12-08
Filing date: 1993-12-08
Publication date: 1995-06-14

Abstract

A work tool has an electric motor (1) with an exchangeable tool holder (3) on the shaft (2). The rotor of the motor can slide along its axis and the control unit (4) sets its position pneumatically, electromagnetically or electronically. It also controls its speed. There are different adjustments for different tools. The angle between the axis of the tool holder and that of the shaft is adjusted by a second control unit. The motor has spring supports (13) which are stronger in the axial direction than in the radial one.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Werkzeugbetätigung und -führung bei handlichen oder auch stationären elektrischen Geräten, wie Stichsäge, Bohrhammer, Drehschlaghammer usw. die in der Industrie, im Bauwesen, im Kleinhandwerk, sowie im Haushalt, breiten Einsatz finden.The invention relates to tool actuation and -guidance on handy or stationary electrical Devices such as jigsaws, rotary hammers, rotary hammers, etc. in industry, construction, small craft, as well as in Household, widely used.

Bei diesen Geräten geht es um die oszillierende, im wesentli chen geradlinige Führung des Werkzeugs, kombiniert mit Dreh- und oft auch Pendelbewegungen. Dies wird, z. B. bei Stichsä gen, dadurch erreicht, daß die Antriebswelle eines Elektromo tors über einen Exzentermechanismus mit dem Werkzeughalter gelenkig verbunden ist. Über diese klassische Vorrichtung er folgt die geradlinige oszillierende Führung des Schneidewerk zeugs (Stichbewegung). Gleichzeitig wird der Schneidewerk zeughalter über eine ähnliche oder eine, eine Nockenwelle aufweisende, amplitudeneinstellbare Vorrichtung in Querrich tung bewegt (Pendelbewegung), so daß durch die Summierung der beiden im wesentlichen senkrecht zueinander erfolgenden Be wegungen jeder Punkt des Schneidewerkzeugs ellipsenähnliche Bewegungen ausführt.These devices are about the oscillating, essentially straight guidance of the tool, combined with rotary and often also pendulum movements. This will e.g. B. at Stichsä gene, achieved in that the drive shaft of an electromo tors via an eccentric mechanism with the tool holder is articulated. About this classic device he follows the straight, oscillating guidance of the cutting unit stuff (stitch movement). At the same time, the cutting plant tool holder over a similar or a, a camshaft Cross-directional device with adjustable amplitude tion moves (pendulum movement) so that by summing the two essentially perpendicular to each other every point of the cutting tool moves elliptical Movements.

Diese Ausführung weist, neben Kompliziertheit und vielen Ver schließteilen, eine "Starrheit" auf, erklärt dadurch, daß beim Stoßen des Schneidewerkzeugs auf härtere Materialien, die im bearbeiteten Werkstück enthalten sind (z. B. Nägel oder Knorren im Holz, oder Armierung im Beton), oft sein Brechen zur Folge haben. Ein weiteres Problem bei den Stichsägen ist das Einstechen des Sägeblatts ins Material, um einen Aus schnitt mitten im Werkstück zu machen. Meistens, und beson ders bei dickerem Material, muß im voraus eine Bohrung ange bracht werden, um dann an dieser Stelle das Sägeblatt anset zen zu können.In addition to complexity and many ver parts, a "rigidity", explained by the fact that when the cutting tool hits hard materials, that are contained in the machined workpiece (e.g. nails or Knots in the wood, or reinforcement in the concrete), often breaking have as a consequence. Another problem with jigsaws is inserting the saw blade into the material to prevent it to cut in the middle of the workpiece. Mostly, and especially in the case of thicker material, a hole must be drilled in advance be brought to the saw blade at this point to be able to.

Um Vibrationen und innere Belastungen der Teile der Geräte zu dämpfen, wird bei manchen Bohrhämmern oder Meißelhämmern vom erwähnten Exzentermechanismus in einem Zylinder über einen Kolben ein zweiter Schlagkolben pneumatisch oszillierend be wegt, so daß er auf ein Werkzeughalter schlägt, während der letzte eine Drehbewegung ausführt. Diese Drehbewegung wird über Zahnradübersetzungen aus dem Getriebe übergeleitet. Durch das so bedingte Luftkissen im Zylinder wird das genan nte Problem teilweise eingedämmt, jedoch auf Kosten einer komplizierteren Konstruktion, erhöhten inneren Widerstands und daher Energieaufwands.To avoid vibrations and internal loads on the parts of the equipment dampen, is with some hammer drills or chisel hammers from mentioned eccentric mechanism in a cylinder over a Piston a second percussion piston pneumatically oscillating moves so that it hits a tool holder during the the latter performs a rotary movement. This rotary motion will transferred from the transmission via gear ratios. Due to the air cushion in the cylinder, this is what is called Partial containment of the problem, but at the expense of one more complicated construction, increased internal resistance and therefore energy expenditure.

Es liegt daher im Aufgabenbereich der Erfindung eine Werk zeugbetätigungs- und -führungsanordnung mit einer vereinfach ten Konstruktion zu entwickeln, die die Belastung des jewei ligen Geräts und Werkzeugs an das bearbeitende Material oder an Veränderungen in seinen Eigenschaften (Dicke, Dichte, Här te, Elastizität usw.) anpaßt.It is therefore within the scope of the invention a work Tool actuation and guidance arrangement with a simplified to develop the construction that takes the load of the respective device and tool to the material to be processed or changes in its properties (thickness, density, hardness te, elasticity, etc.).

Dieser Aufgabestellung wird erfindungsgemäß dadurch entspro chen, in dem der Rotor eines Elektromotors, seiner Längsachse entlang, beweglich gelagert ist, wobei an der Welle dieses Rotors ein Werkzeughalter angeordnet ist. Eine Steuereinheit ist für die Längsführung und Positionierung des Rotors gegen über dem Stator vorgesehen.According to the invention, this task position is thereby met Chen, in which the rotor of an electric motor, its longitudinal axis along, is movably mounted, this on the shaft A tool holder is arranged in the rotor. A control unit is against the longitudinal guidance and positioning of the rotor provided over the stator.

Als einfachste Möglichkeit zur Führung des Rotors wird seine federnde Lagerung angesehen.The easiest way to guide the rotor is its viewed resilient mounting.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist die pneuma tische Achsenführung des Rotors, wobei die Verbindung zwi schen der Welle und der Steuereinheit gelenkig ist.An advantageous embodiment of the invention is the pneuma table axis guide of the rotor, the connection between the shaft and the control unit is articulated.

Als besonders vorteilhaft ist die elektromagnetische Ausfüh rung der Steuereinheit anzusehen, bei der über entsprechende Wicklungen dem Rotor gleichzeitig auch die Eigenschaften und das Verhalten des Herzens eines Solenoids verliehen werden.The electromagnetic design is particularly advantageous to view the control unit, in the corresponding Windings also the properties and the rotor the behavior of the heart is given to a solenoid.

Diese Erfindung ermöglicht, daß etliche Teile und Knoten der zur Zeit benutzten Geräte entfallen und somit die Übertragung der Bewegungen und der Kräfte vom Getriebe zum Werkzeug, mit allen daraus folgenden Vorteilen, kürzer wird. Außerdem, wird der Werkzeughalter nicht starr zwangsgeführt. So wird der Elektromotor, als solcher, mechanisch nicht belastet, sondern es findet eine viel günstigere Verteilung der Kräfte auf das ganze Gehäuse der Geräte statt. Weiterhin, führt die erhöhte Beweglichkeit des Rotors zu einer verbesserten Kühlung des Elektromotors und vereinfachter Ausgestaltung einer Vorrich tung zum Wegblasen der sich bei der Arbeit der Werkzeuge er gebenden Späne. Durch eine bewegliche, bevorzugt federnde, Lagerung auch des Stators gegenüber dem Gehäuse ist eine noch effektivere Vibrationsdämpfung gewährleistet. Selbstverständ lich soll dabei die axiale Federung stärker als die radiale sein.This invention enables several parts and nodes of the Devices currently in use are eliminated and thus the transmission of movements and forces from gear to tool, with all the resulting advantages, becomes shorter. Besides, will the tool holder is not rigidly positively driven. So it will Electric motor, as such, not mechanically loaded, but it finds a much more favorable distribution of forces on that whole housing of the devices instead. Furthermore, the increased leads Mobility of the rotor for improved cooling of the Electric motor and simplified design of a Vorrich device to blow away the work of the tools giving shavings. Through a movable, preferably resilient, Storage of the stator in relation to the housing is still one ensures more effective vibration damping. Of course Lich, the axial suspension should be stronger than the radial one his.

Die Erfindung löst nicht nur die am Anfang hervorgehobenen Probleme, sondern gibt eine Reihe zusätzlicher Möglichkeiten zur Verbesserung und Kombinierung von Funktionen und Eigen schaften. Durch die Möglichkeit Drehbewegungen, geradlinige oszillierende und Pendelbewegungen beliebig zu kombinieren sind auch neue Funktionen dieser Geräte realisierbar. Es wird z. B. nicht erforderlich eine Bohrmaschine an das zu bearbei tende Werkstück zu drücken, sondern lediglich beim Stützen an der notwendigen Stelle wird sie sich allein in das Material einbohren. Ein exakter Ansatzpunkt, sowie genaue Werkzeugfüh rung, sind gewährleistet. Es ist auch möglich mit einem Gerät verschiedene austauschbare oder kombinierte Werkzeuge zum Bohren, Sägen, Feilen, Schleifen, Meißeln usw. zu betätigen, wobei der Elektromotor auch zum Ausführen von nur Dreh- oder geradlinigen oszillierenden Bewegungen gesteuert werden kann. The invention not only solves those highlighted at the beginning Problems, but are a number of additional options to improve and combine functions and own create. Due to the possibility of rotary movements, straightforward any combination of oscillating and pendulum movements new functions of these devices can also be implemented. It will e.g. B. not required a drill to be machined pressing workpiece, but only when supporting the necessary place she will focus on the material alone drill in. An exact starting point, as well as precise tool guidance tion are guaranteed. It is also possible with one device various interchangeable or combined tools for To operate drilling, sawing, filing, grinding, chiseling, etc. wherein the electric motor is also used to run only rotary or rectilinear oscillating movements can be controlled.

Dem Benutzer ist die Möglichkeit geschaffen, das Gerät belie big zu bewegen und dadurch Ausschnitte und Bohrungen mit kom plizierter Form und in verschiedenen Ebenen zu machen, sie nachzubearbeiten, korrigieren oder einfach zu feilen. Es ist ferner möglich gleichzeitig auch Schlagbewegungen durchzufüh ren.The user is given the opportunity to load the device big to move and thereby cutouts and holes with com more complicated form and in different levels to make them rework, correct or simply file. It is it is also possible to perform striking movements at the same time ren.

So schafft diese Werkzeugbetätigungs- und -führungsanordnung eine Grundlage, weitere Geräte und Instrumente zu koppeln und zu kombinieren: Scheren, Messer, Nibbler, Meißel, Kolbenpum pen usw.This is how this tool actuation and guidance arrangement is created a basis for coupling further devices and instruments and to combine: scissors, knife, nibbler, chisel, piston pump pen etc.

Zwei Ausführungsbeispiele veranschaulichen vorteilhafte Kon struktionen von Stichsägen und Bohrschlaghämmern nach der Erfindung. In den beiliegenden Zeichnungen zeigt Fig. 1. eine Stichsage mit sich drehend und stechend schneidendem Werk zeug. Fig. 2. stellt einen Bohrschlaghammer mit sich drehend und schlagend eindringendem Bohrwerkzeug dar.Two embodiments illustrate advantageous constructions of jigsaws and rotary hammers according to the invention. In the accompanying drawings, Fig. 1 shows a jigsaw with a rotating and piercing tool. Fig. 2. shows a rotary hammer with rotating and striking penetrating drilling tool.

Die Stichsäge besteht aus einem mit Handgriff (8 ) versehenem Gehäuse (9), in dem ein Elektromotor (1) federnd unterge bracht ist. Die Welle (2), und somit auch der Rotor (5) die ses Elektromotors (1), ist achsenbeweglich gelagert. An dieser Welle (2) ist ein Werkzeughalter (3) angeordnet. Eine Steuereinheit (4) ist im Handgriff (8) angeordnet und mit entsprechenden Wicklungen am Stator (6) und am Rotor (5) des Elektromotors (1) verbunden, so daß dieser Rotor (5) kombi nierte oder nur Dreh- und/oder geradlinige oszillierende Be wegungen um und entlang seiner Längsachse ausführen kann. Als Werkzeug ist am Werkzeughalter (3) eine "Stichstachelfeile" (7) dargestellt.The jigsaw consists of a housing ( 9 ) with a handle ( 8 ), in which an electric motor ( 1 ) is resiliently placed. The shaft ( 2 ), and thus also the rotor ( 5 ) of this electric motor ( 1 ), is axially movable. A tool holder ( 3 ) is arranged on this shaft ( 2 ). A control unit ( 4 ) is arranged in the handle ( 8 ) and connected to corresponding windings on the stator ( 6 ) and on the rotor ( 5 ) of the electric motor ( 1 ), so that this rotor ( 5 ) is combined or only rotary and / or can perform linear oscillating movements around and along its longitudinal axis. A "stitch prick file" ( 7 ) is shown on the tool holder ( 3 ) as a tool.

Vor dem eigentlichen Stichsägen kann bei Notwendigkeit das Gerät so gesteuert werden, daß der Werkzeughalter (3) nur Drehbewegungen ausführt und somit die Stichstachelfeile (7) ins Material eine Bohrung anbringt. Danach wird auch die ge radlinige oszillierende Bewegung des Rotors (5) miteinge schaltet und so durch kombiniertes Drehen und Stichsägen, oder auch nur durch Stichsägen, kann z. B. einen Ausschnitt mitten in einem Werkstück gemacht werden.Before the actual jigsaws, if necessary, the device can be controlled so that the tool holder ( 3 ) only rotates and thus the prickle file ( 7 ) drills a hole in the material. Thereafter, the ge radliniger oscillating movement of the rotor ( 5 ) miteinge switches and so by combined turning and jigsaws, or just by jigsaws, z. B. a cut in the middle of a workpiece.

Der Bohrhammer hat prinzipiell die gleiche, jedoch stabilere Konstruktion, da dem Rotor (5) auch noch die Rolle ei ner Schlagvorrichtung zugeschrieben ist. Der Rotor (5) und der Werkzeughalter (3) sind unabhängig voneinander im Gehäuse (9) gelagert, wobei die Welle (2) des Rotors (5) längsgezahnt und in einer entsprechend gezahnten Bohrung (10) im Schaft (11) des Werkzeughalters (3) geführt ist. Der Werkzeughalter (3) ist drehbar und entlang seiner Längsachse beweglich gela gert. Der Boden der Bohrung (10) im Werkzeughalter (3) bildet eine Anschlagfläche (12) für die Welle (2) des Rotors (5). Als Arbeitswerkzeug (7) am Werkzeughalter (3) ist ein Stein bohrer (7) dargestellt.The hammer drill has basically the same, but more stable construction, since the rotor ( 5 ) is also assigned the role of an impact device. The rotor ( 5 ) and the tool holder ( 3 ) are mounted independently of one another in the housing ( 9 ), the shaft ( 2 ) of the rotor ( 5 ) being longitudinally toothed and in a correspondingly toothed bore ( 10 ) in the shaft ( 11 ) of the tool holder ( 3 ) is performed. The tool holder ( 3 ) is rotatable and movably mounted along its longitudinal axis. The bottom of the bore ( 10 ) in the tool holder ( 3 ) forms a stop surface ( 12 ) for the shaft ( 2 ) of the rotor ( 5 ). As a working tool ( 7 ) on the tool holder ( 3 ), a stone drill ( 7 ) is shown.

Durch die Drehbewegung des Rotors (5) wird der Werkzeughalter (3) über die gezahnte Führung der Welle (2) mitgedreht. Die geradlinige oszillierende Bewegung des Rotors (5) endet mit Schlägen seiner Welle (2) an der Anschlagfläche (12) in der Bohrung (10) im Schaft (11) des Werkzeughalters (3).The rotary movement of the rotor ( 5 ) rotates the tool holder ( 3 ) via the toothed guide of the shaft ( 2 ). The linear oscillating movement of the rotor ( 5 ) ends with impacts of its shaft ( 2 ) on the stop surface ( 12 ) in the bore ( 10 ) in the shaft ( 11 ) of the tool holder ( 3 ).

Claims

1. Tool actuation and guide arrangement, consisting of an electric motor ( 1 ), on the drive shaft ( 2 ) of which an interchangeable tool holder ( 3 ) is arranged and of a control unit ( 4 ), characterized in that

- That the rotor ( 5 ) of the electric motor ( 1 ), along its longitudinal axis, is movably mounted and
- That the control unit ( 4 ) for guiding this rotor ( 5 ) along its longitudinal axis, as well as for positioning ge relative to the stator ( 6 ) of the electric motor ( 1 ) is mitbe.

2. Tool actuation and guiding arrangement according to claim 1, characterized in that the control unit ( 4 ) is pneumatic and is articulated to the shaft ( 2 ) of the rotor ( 5 ).

3. Tool actuation and guiding arrangement according to claim 1, characterized in that the control unit ( 4 ) is electromagnetic or electronic and the windings ( 5 ) impart the properties and behavior of the heart of a solenoid via corresponding windings.

4. Tool actuation and guide arrangement according to claims 1 and 3, characterized in that the rotary movement of the rotor ( 5 ) via the control unit ( 4 ) can be influenced.

5. Tool actuation and guidance arrangement according to the foregoing claims, characterized in that the control unit ( 4 ) with respect to frequency, amplitude, speeds, etc. is adjustable.

6. Tool actuation and guiding arrangement according to the preceding claims, characterized in that the control unit ( 4 ) for guiding various work-speci ﬁ c tools ( 7 ) is adjustable and switchable.

7. Tool actuation and guide arrangement according to the foregoing claims, characterized in that the tool holder ( 3 ) is articulated to the drive shaft ( 2 ) of the electric motor ( 1 ).

8. Tool actuation and guide arrangement according to claim 7, characterized in that the angular position of the axes of the tool holder ( 3 ) and the shaft ( 2 ) of the electric motor ( 1 ) can be determined and switched over by a second control unit.

9. Tool actuation and guidance arrangement according to the preceding claims, characterized in that the electric motor ( 1 ) has spring supports ( 13 ).

10. Tool actuation and guide arrangement according to claim 9, characterized in that the spring supports ( 13 ) are stronger in the axial direction than in the radial direction.