DE60100004T2

DE60100004T2 - Verfahren zur Verbindung von zwei Bauteilen eines Elektrowerkzeugs

Info

Publication number: DE60100004T2
Application number: DE60100004T
Authority: DE
Inventors: Leo Driessen
Original assignee: Black and Decker Inc
Current assignee: Black and Decker Inc
Priority date: 2000-03-10
Filing date: 2001-02-09
Publication date: 2003-03-27
Anticipated expiration: 2021-02-10
Also published as: ATE219991T1; DK1132177T3; AU744796B2; ES2174817T3; CA2332547A1; GB0005821D0; PT1132177E; CA2332547C; AU2120401A; DE60100004D1; EP1132177A1; CN1313175A; US6553642B2; NZ509931A; EP1132177B1; CN1106246C; US20010023525A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Koppeln zweier Bauteile eines kraftgetriebenen Werkzeugs.
Kraftgetriebene Werkzeuge, die eine Vielzahl von Bauteilen beinhalten, sind bekannt, beispielsweise aus der EP-A-906 812 oder aus der EP-A-899 063. In jedem dieser Dokumente ist ein Verfahren gezeigt, um einen gemeinsamen Körper mit irgendeinem von einer Vielzahl von Köpfen zu koppeln, wobei jeder dieser Köpfe dazu ausgestaltet ist, eine unterschiedliche Funktion durchzuführen.
Ein Nachteil des Kopplungsverfahrens, das in jeder dieser Anordnungen offenbart ist, besteht darin, daß eine sehr wenig genaue Ausrichtung zwischen dem Körper und jedem Kopf erforderlich ist, um eine Kopplung zu bewirken. Das bedeutet, daß eine geringe Fehlausrichtung zwischen dem Körper und dem Kopf möglich sein kann, was wiederum zu einer Verminderung der Wirksamkeit des zusammengesetzten Werkzeugs führt.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die obigen Nachteile zumindest zu mildern, in dem ein Verfahren zum Koppeln zweier Bauteile von einem kraftgetriebenen Werkzeug zur Verfügung gestellt wird; wobei das erste Bauteil einen Befestigungszapfen, an dem zumindest ein Kanal ausgebildet ist, und einen allgemein zylindrischen Vorsprung auf weist, der an dem Befestigungszapfen ausgebildet ist, der allgemein zylindrische Vorsprung eine Seitenwand mit einer abgeschrägten Kante hat, und wobei die Seitenwand zumindest einen Kanal auf weist, der parallel zu der Achse des allgemein zylindrischen Vorsprungs verläuft; das zweite Bauteil einen den Zapfen aufnehmenden Bereich mit zumindest einer Rippe, die mit dem zumindest einen Kanal zusammenwirkbar ist, der in dem Befestigungszapfen ausgebildet ist, und ein allgemein zylindrisches Gehäusebauteil aufweist, das mit dem allgemein zylindrischen Vorsprung des ersten Bauteils zusammenwirkbar ist, der den Zapfen aufnehmende Bereich zumindest eine weitere Rippe auf weist, die mit dem zumindest einen Kanal in der Seitenwand von dem ersten Bauteil zusammenwirkbar ist, und das zweite Bauteil außerdem ein Rastmittel auf weist, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt: Ausrichten des zumindest einen Kanals in dem Befestigungszapfen mit der zumindest einen zusammenwirkbaren Rippe an dem den Zapfen aufnehmenden Bereich; Koppeln des Gehäusebauteils mit dem zylindrischen Vorsprung; Ineingriffbringen der weiteren, zumindest einen Rippe des den Zapfen aufnehmenden Bereichs mit dem zumindest einen Kanal der Seitenwand; und Drücken der abgeschrägten Kante hinter das Rastmittel. Durch Vorsehen dieses mehrstufigen Kopplungsprozesses kann eine genaue Ausrichtung zwischen den beiden Bauteilen erreicht werden, und somit kann ein wirkungsvoll arbeitendes kraftgetriebenes Werkzeug gebildet werden.
Vorzugsweise ist das Entkoppeln der beiden Bauteile nicht möglich, bis das Rastmittel von der abgeschrägten Kante wegbewegt ist.
Außerdem kann der zumindest eine Kanal, der in dem Befestigungszapfen ausgebildet ist, eine Vielzahl von Kanälen umfassen.
Vorzugsweise umfaßt der zumindest eine Kanal, der in dem Befestigungszapfen ausgebildet ist, eine Vielzahl von Kanälen. Vorzugsweise umfaßt der zumindest eine Kanal, der in der Seitenwand ausgebildet ist, eine Vielzahl von Kanälen. Vorteilhafterweise umfaßt die zumindest eine Rippe des den Zapfen aufnehmenden Bereichs eine Vielzahl von Rippen. Vorteilhafterweise umfaßt die zumindest eine weitere Rippe des den Zapfen aufnehmenden Bereichs eine Vielzahl von weiteren Rippen.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel enthält das Rastmittel eine elastisch vorgespannte Feder.
Außerdem kann das Koppeln der beiden Bauteile nur dann möglich sein, wenn die Kanäle mit ihren zugehörigen Rippen ausgerichtet sind.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun lediglich anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden darstellenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
Fig. 1 eine perspektivische Vorderansicht von einem Körperbereich von einem kraftgetriebenen Werkzeug gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 eine Seitenansicht von dem kraftgetriebenen Werkzeug aus Fig. 1 mit einem Bohrmaschinenkopf-Vorsatz zeigt;
Fig. 2a eine teilweise Seitenansicht von dem kraftgetriebenen Werkzeug aus Fig. 2 zeigt, wobei eine Hälfte der Gehäuseschale des kraftgetriebenen Werkzeugs und des Werkzeugkopfes entfernt sind;
Fig. 3 eine Seitenansicht von dem kraftgetriebenen Werkzeug aus Fig. 1 mit einem Stichsägekopf-Vorsatz zeigt;
Fig. 4 eine Seitenansicht von dem Werkzeugkörper aus Fig. 1 zeigt;
Fig. 5a eine Seitenansicht von dem Körperbereich von dem kraftgetriebenen Werkzeug aus Fig. 1 zeigt, wobei eine Gehäuseschalen-Hälfte entfernt ist;
Fig. 5b die vordere perspektivische Ansicht des Körperbereichs aus Fig. 1 zeigt, wobei eine Gehäuseschalen-Hälfte entfernt ist;
Fig. 6 eine Vorderansicht von dem Körper des kraftgetriebenen Werkzeugs aus Fig. 1 ist, wobei ein Teil der Gehäuseschale entfernt ist;
Fig. 7a eine perspektivische Ansicht von dem Werkzeugkopf- Freigabeschalter ist;
Fig. 7b ein Querschnitt von dem Schalter aus Fig. 7a entlang der Linie VII-VII ist;
Fig. 7c eine Vorderansicht von einer Werkzeugkopf-Klemmfeder für das kraftgetriebene Werkzeug aus Fig. 1 ist;
Fig. 8 eine Seitenansicht von dem Bohrmaschinenkopf aus Fig. 2 ist;
Fig. 8a eine Querschnittsansicht von einem zylindrischen Zapfen 96 von einem Werkzeugkopf entlang der Linie VIII-VIII aus Fig. 8 zeigt;
Fig. 8b eine Unteransicht von der Schnittstelle 90 von dem Bohrmaschinenkopf-Vorsatz 40 aus Fig. 8 ist;
Fig. 9 eine Rückansicht von dem Bohrmaschinenkopf aus Fig. 8 ist;
Fig. 10a eine perspektivische Rückansicht von dem Stichsägekopf aus Fig. 3 ist;
Fig. 10b eine Seitenansicht von dem Stichsägewerkzeugkopf aus Fig. 3 ist, wobei eine Gehäuseschalen-Hälfte entfernt ist;
Fig. 10c eine perspektivische Ansicht von einem Betätigungsbauteil von unten ist;
Fig. 10d eine perspektivische Ansicht von dem Betätigungsbauteil aus Fig. 10c von oben ist;
Fig. 10e eine schematische Ansicht von einem Bewegungsumwandlungsmechanismus des Werkzeugkopfes aus Fig. 10b ist;
Fig. 11 eine Vorderansicht von dem kombinierten Getriebe und dem Motor des kraftgetriebenen Werkzeugs aus Fig. 1 ist;
Fig. 12 eine schematische Querschnittsansicht von dem Motor- und Getriebe-Mechanismus aus Fig. 11 entlang der Linie XI-XI ist;
Fig. 13 eine Seitenansicht von dem Bohrmaschinenkopf ist, wie in Fig. 8 gezeigt, wobei ein Teil der Gehäuseschale entfernt ist.
Es wird nun auf Fig. 1 Bezug genommen, in der ein kraftgetriebenes Werkzeug, allgemein mit 10 bezeichnet, einen Hauptkörperbereich 12 auf weist, der auf herkömmliche Weise aus zwei Kunststoff-Gehäuseschalen-Hälften 14, 16 gebildet ist. Die beiden Hälften der Gehäuseschale sind zusammengesetzt, um so den inneren Mechanismus des kraftgetriebenen Werkzeugs zu umschließen, wie später beschrieben wird.
Der Körperbereich 10 bildet einen im wesentlichen D-förmigen Körper, von dem ein hinterer Bereich 18 einen üblichen Pistolenhandgriff bildet, der von dem Benutzer gegriffen werden kann. Von diesem hinteren Bereich 20 steht ein Betätigungsschalter 22 nach innen gerichtet vor, der mit einem Finger des Benutzers auf eine Weise betätigt werden kann, die für die Ausgestaltung von kraftgetrieben Werkzeugen üblich ist. Eine derartige Pistolenhandgriff-Ausgestaltung ist üblich und wird unter Bezugnahme auf dieses Ausführungsbeispiel nicht weiter beschrieben.
Der vordere Bereich 23 des D-förmigen Körpers dient einem zweifachen Zweck, indem ein Schutz für die Hand des Benutzers erreicht wird, wenn er den Pistolenhandgriff-Bereich 18 greift, aber er dient ebenfalls dazu. Batterieanschlüsse 25 (Fig. 5a) zu beinhalten und eine Batterie 24 auf eine übliche Weise aufzunehmen.
Unter Bezugnahme auf Fig. 5a und 5b enthält der vordere Bereich 23 des Körpers zwei herkömmliche Batterieanschlüsse 25 für einen zusammenwirkenden Eingriff mit zugehörigen Anschlüssen (nicht gezeigt) an einem üblichen Batteriesatz-Stababschnitt 32.
Der vordere Bereich 23 des Körpers ist im wesentlichen hohl, um den Stababschnitt 30 der Batterie 24 aufzunehmen (wie in Fig. 5 gezeigt), wobei der Hauptkörperbereich 33 der Batterie bezüglich der Werkzeug-Gehäuseschale nach außen vorsteht. Auf diese Weise ist der Hauptkörper 33 der Batterie im wesentlichen rechteckig und ist teilweise in einem Randbereich 34 der Gehäuseschale des kraftgetriebenen Werkzeugs für die Batterie aufgenommen, um in einer herkömmlichen Weise gegen eine innere Schulter 35 des kraftgetriebenen Werkzeugs zu sitzen und damit zusammenzuwirken.
Die Batterie hat zwei Klauen 36 an gegenüberliegenden Seiten davon, die (nicht gezeigt) zwei herkömmliche Vorsprünge aufweisen, um mit zugehörigen Aussparungen an den Innenwänden von dem Rand 34 des kraftgetriebenen Werkzeugs einrastend einzugreifen. Diese Klauen sind bezüglich der Batterie 32 nach außen gerichtet federnd vorgespannt, um so den Einrasteingriff zu bewirken. Jedoch können diese Klauen gegen ihre Vorspannung verlagert werden, um außer Eingriff mit den Aussparungen an dem Rand verlagert zu werden, um zu ermöglichen, daß die Batterie abgenommen wird, wie vom Endbenutzer gefordert. Solche Batterieklemmen werden auf dem Gebiet von kraftgetriebenen Werkzeugen ebenfalls als üblich erachtet und werden daher hier nicht weiter beschrieben.
Der hintere Bereich 18 der Gehäuseschale hat einen leicht vertieften Griffbereich 38, wobei diese Vertiefung in den beiden Gehäuseschalen-Hälften geformt ist. Um den Komfort für den Benutzer des kraftgetriebenen Werkzeugs zu verbessern, wird dann ein elastisches Gummimaterial in diesen Vertiefungen integriert geformt, um ein gepolstertes Griffbauteil zur Verfügung zu stellen. Dies trägt dazu bei, ein gewisses Ausmaß an Dämpfung gegen Vibrationen des kraftgetriebenen Werkzeugs (bei Betrieb) für die Hand des Benutzers zur Verfügung zu stellen.
Es wird auf die Fig. 2 und 3 Bezug genommen, in denen austauschbare Werkzeugköpfe 40, 42 lösbar mit dem Körperbereich 12 des kraftgetriebenen Werkzeugs in Eingriff gebracht werden können. Fig. 2 zeigt das kraftgetriebene Werkzeug 10, wobei ein Bohrmaschinenkopf-Bauteil 40 mit dem Hauptkörperbereich 12 verbunden ist, und Fig. 3 zeigt ein Stichsägekopf-Bauteil 42, das an dem Körperbereich 12 angebracht ist, um ein kraftgetriebenes Stichsägewerkzeug zu bilden. Die Mechanismen betreffend die Anbringungs-Ausrichtung und die Anordnung der Werkzeugköpfe an dem Werkzeugkörper werden später beschrieben.
Es wird wieder auf Fig. 5a und 5b Bezug genommen, die ein kraftgetriebenes Werkzeug 10 zeigen, wobei eine der Gehäuseschalen 16 entfernt ist, um schematisch den inneren Aufbau des kraftgetriebenen Werkzeugs zu zeigen. Das Werkzeug 12 enthält einen üblichen Elektromotor 44, der durch innere Rippen 46 der Gehäuseschale 14 haltend montiert ist. (Die entfernte Gehäuseschale 16 hat entsprechende Rippen, um ebenfalls den Motor zu umschließen und zu halten.) Die Ausgangsspindel 47 des Motors (Fig. 12) greift direkt mit einem herkömmlichen Umlaufgetriebe (auch bekannt als Planetengetriebe-Untersetzungsmechanismus) ein, das allgemein als 48 bezeichnet ist (es wird ebenfalls auf Fig. 11 Bezug genommen). Für den Fachmann ist die Verwendung eines Umlaufgetriebe-Untersetzungsmechanismus allgemeine Praxis und wird hier nicht im Detail beschrieben, wobei angemerkt sei, daß der Motorausgang, der allgemein bei solchen kraftgetriebenen Werkzeugen verwendet wird, eine Drehausgabe von ungefähr 15.000 U/min hat, wobei das Planetengetriebe-Untersetzungsmechanismus die Drehgeschwindigkeit des Antriebsmechanismus abhängig von der genauen Geometrie und Größe der jeweiligen Zahnräder in dem Getriebe-Mechanismus reduziert. Herkömmliche Getriebe-Untersetzungsmechanismen dieses Typs werden aber allgemein verwendet, um eine Getriebe-Untersetzung von zwischen 2 : 1 und 5 : 1 zu erreichen (z. B. Reduzieren einer Motorausgabe von 15.000 U/min auf eine Sekundärausgabe von etwa 3.000 U/min). Der Ausgang 49 des Getriebe-Untersetzungsmechanismus 48 weist eine Ausgangsspindel auf, die koaxial zu der Drehausgangsachse des Motors verläuft, und ist mit einem männlichen Zahnrad 50 versehen, das ebenfalls koaxial auf der Spindel 49 montiert ist.
Das männliche Zahnrad 50, das deutlich in Fig. 5b gezeigt ist, hat sechs vorstehende Zähne, die symmetrisch um eine Achse der Spindel 49 angeordnet sind, wobei jeder der Zähne, in Richtung auf das entfernte Ende von dem Zahnrad 50, abgeschrägte Nockeneingangsflächen hat, die sich nach innen in Richtung auf die Achse verjüngen, um mit zusammenwirkenden Nockenflächen an einem weiblichen Zahnrad-Bauteil zusammenzupassen, das sechs Kanäle hat, um die Zähne in zusammenwirkendem Eingriff aufzunehmen.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1, 5a, 5b und 6 hat der Körperbereich 12 des kraftgetriebenen Werkzeugs eine nach vorne zeigende Aussparung 52 mit einer inneren Fläche 54, die bezüglich der Umfangskante von einem Rand 56, der durch die beiden Hälften der Gehäuseschale gebildet ist, nach innen gerichtet vertieft ist. Daher bilden der Rand 56 und die vertiefte Fläche 54 eine im wesentlichen rechteckige Aussparung an dem Werkzeugkörper, die im wesentlichen koaxial zu der Motorachse 51 verläuft. Die Fläche 54 hat außerdem eine im wesentlichen kreisförmige Öffnung 60, durch die das männliche Zahnrad 50 des Getriebe-Mechanismus nach außen gerichtet in die Aussparung 52 vorsteht. Wie später beschrieben, hat jeder der Werkzeugköpfe, bei Eingriff mit dem Körper, ein zusammenwirkendes weibliches Zahnrad, um mit dem männlichen Zahnrad kämmend einzugreifen.
Wie bei modernen kraftgetriebenen Werkzeugen üblich, ist der Motor 44 mit einem Vorwärts/Rückwärts-Schalter 62 versehen, der bei Betrieb das Umpolen der Anschluß Verbindungen zwischen der Batterie 24 und dem Motor 44 über eine übliche Schaltungsanordnung 46 erleichtert, wodurch die Drehrichtung von dem Motorausgang umgekehrt wird, wie von dem Benutzer gewünscht. Es ist üblich, daß der Umkehrschalter 62 ein Kunststoffbauteil auf weist, das in Querrichtung (bezüglich der Achse des Motors) durch den Körper des Werkzeugs vorsteht, um so aus gegenüberliegenden Öffnungen in jeder der Gehäuse schalen 14, 16 vorzustehen, wobei dieser Schalter 62 einen inneren Vorsprung (nicht gezeigt) hat, um mit einem Schwenkhebel 66 an dem Schaltermecha nismus 64 einzugreifen, so daß eine Verlagerung des Schalters 62 in eine erste Richtung eine Schwenkverlagerung des Schwenkhebels 66 in die erste Richtung bewirkt, um die Batterieanschlüsse zu dem Motor in einer ersten elektrischen Verbindung zu verbinden, und wobei eine Verlagerung des Schalters 62 in eine entgegengesetzte Richtung eine entgegengesetzte Verlagerung des Schwenkhebels bewirkt, um die Verbindungen zwischen der Batterie und dem Motor umzukehren. Dies ist üblich bei kraftgetriebenen Werkzeugen und wird hier nicht weiter beschrieben. Es sei angemerkt, daß die elektrischen Kabel Verbindungen zwischen der Batterie, dem Schalter und dem Motor aus Gründen der Deutlichkeit weggelassen sind, um die Deutlichkeit in den Zeichnungen zu verbessern.
Außerdem ist das kraftgetriebene Werkzeug 10 mit einem intelligenten Ausverriegelungsmechanismus 68 versehen, der dazu bestimmt ist, eine Betätigung des Betätigungsschalters 22 zu verhindern, wenn kein Werkzeugkopf-Vorsatz mit dem Körperbereich 12 verbunden ist. Ein solcher Ausverriegelungsmechanismus dient für zwei Zwecke, nämlich zu verhindern, daß das kraftgetriebene Werkzeug unbeabsichtigt eingeschaltet und somit die Energiequelle (Batterie) geleert wird, wenn es nicht in Benutzung ist, wobei er ebenfalls als ein Sicherheitsmerkmal dient, um zu verhindern, daß das Motorwerkzeug eingeschaltet wird, wenn kein Werkzeugkopf angebracht ist, was bedeuten würde, daß das Zahnrad 50 mit sehr hoher Drehgeschwindigkeit freiliegen würde.
Der Ausverriegelungsmechanismus 68 weist ein Schwenkhebelschaltbauteil 70 auf, das schwenkbar um einen Stift 72 montiert ist, der integriert mit der Gehäuseschale 16 ausgebildet ist. Das Schaltbauteil 70 ist im wesentlichen ein länglicher Kunststoffstab, der an seinem innersten Ende einen nach unten gerichteten Vorsprung 74 (Fig. 5a) auf weist, der durch eine herkömmliche Schraubenfeder (nicht gezeigt) in Richtung nach unten in die Position vorgespannt ist, die in Fig. 5a gezeigt ist, um so gegen einen Vorsprung 76 zu stoßen und mit diesem einzugreifen, der mit dem Betätigungsschalter 22 integriert ist. Der Vorsprung 76 an dem Schalter 20 bildet eine nach hinten gerichtete Schulter, die mit dem Schwenkstift-Vorsprung 74 eingreift, wenn sich der Ausverriegelungsmechanismus 68 in der nicht betätigten Position befindet, wie in Fig. 5a gezeigt ist.
Um den Betätigungsschalter 22 zu betätigen, ist es erforderlich, daß der Benutzer den Schalter 20 mit seinem Zeigefinger eindrückt, um so den Betätigungsschalter 22 von rechts nach links zu verlagern, wie in Fig. 5a zu sehen. Durch das Anstoßen des Schaltervorsprungs 76 gegen den Vorsprung 74 des Ausverriegelungsmechanismus wird jedoch verhindert, daß der Betätigungsschalter 20 auf diese Weise verlagert werden kann.
Das gegenüberliegende Ende des Schaltbauteils 70 hat eine nach außen gerichtete Nockenfläche 78, die schräg verläuft, um ein im wesentlichen invertiertes V-förmiges Profil zu bilden, wie in Fig. 1 und 6 zu sehen.
Die Nockenfläche 78 ist innerhalb einer Aussparung 80 vertieft angeordnet, die in den beiden Hälften der Gehäuseschale gebildet ist. Der Ausverriegelungsmechanismus 68 ist daher in dem Körper des Werkzeugs vertieft angeordnet, aber durch diese Aussparung 80 zugreifbar.
Wie später beschrieben wird, enthält jeder der Werkzeugköpfe 40, 42, der mit dem Werkzeugkörper verbunden ist, ein Vorsprungsbauteil, das dann, wenn die Werkzeugköpfe mit dem Werkzeugkörper in Eingriff stehen, so durch die Aussparung 80 vorsteht, um mit der Nockenfläche 78 des Ausverriegelungsmechanismus einzugreifen, um das Schaltbauteil 70 um den Stift 72 gegen die elastische Vorspannung des Federbauteils zu schwenken und somit den Vorsprung 74 bezüglich der nicht betätigten Position, die in Fig. 5a gezeigt ist, in Richtung nach oben zu verlagern und dadurch den Vorsprung 74 außer Eingriff mit dem Schaltervorsprung 76 zu bewegen, wodurch ermöglicht wird, daß der Betätigungsschalter 22 verlagert werden kann, wie von dem Benutzer gefordert, um das kraftgetriebene Werkzeug einzuschal ten, wie gefordert. Daher kann der Ausverriegelungsmechanismus durch das Anbringen eines Werkzeugkopfes automatisch deaktiviert werden.
Außerdem folgt ein weiteres Merkmal des Ausverriegelungsmechanismus aufgrund von Sicherheitsgründen aus der Forderung, daß einige Werkzeugkopf-Vorsätze zum Bilden bestimmter Werkzeuge - nämlich das einer Säge mit hin- und herbewegbarem Sägeblatt - eine manuelle, und nicht automatische. Deaktivierung des Ausverriegelungsmechanismus benötigen. Während es bei einem kraftgetriebenen Werkzeug, wie beispielsweise einer Bohrmaschine oder einem Feinschleifer, akzeptierbar ist, einen Betätigungsschalter 22 zu haben, der gedrückt werden kann, wenn der Werkzeugkopf ohne irgendeinen Sicherheits-Ausverriegelungsschalter angebracht ist, ist gleiches bei Werkzeugen allgemein nicht akzeptierbar, wie beispielsweise bei einer Säge mit einem hin- und herbewegbarem Sägeblatt, da eine unbeabsichtigte Aktivierung des kraftgetriebenen Sägewerkzeugs mit hin- und herbewegbarem Sägeblatt zu ernsthaften Verletzungen führen kann, wenn der Benutzer nicht vorbereitet ist. Aus diesem Grunde müssen kraftgetriebene Sägewerkzeuge mit hin- und herbewegbarem Sägeblatt einen manuell betätigbaren Schalter haben, um einen Ausverriegelungsmechanismus an dem Betätigungsschalter 22 zu deaktivieren. Ein spezieller, manuell aktivierter Mechanismus zum Deaktivieren des Ausverriegelungsmechanismus wird nachfolgend unter Bezugnahme auf den Werkzeugkopf für eine Säge 42 mit hin- und herbewegbarem Sägeblatt beschrieben.
Jeder der Werkzeugköpfe 40, 42 ist für einen zusammenwirkenden Eingriff mit dem Werkzeugkörper 12 ausgestaltet. Daher hat jeder der Werkzeugköpfe 40, 42 eine gemeinsame Schnittstelle 90 für den zusammenwirkenden Eingriff für den Körper 12. Die Schnittstelle 90 an den Werkzeugköpfen beinhaltet ein sich nach hinten erstreckendes Flächenbauteil 93, das einen im wesentlichen ersten linearen Abschnitt 91 (bei Betrachtung im Profil zum Beispiel in Fig. 8) und einen zweiten nichtlinearen Abschnitt 95 auf weist, der ein im wesentlichen gekrümmtes Profil bildet. Das Profil dieses Flächenbauteils 93 entspricht einem ähnlichen Profil, das durch die äußere Fläche der Gehäuseschalen des Werkzeugkörpers 12 um das Zahnradbauteil 50 und die zugehörige Vertiefung 52 vorgesehen ist, wie am besten in 5a zu sehen. Die Schnittstelle 90 enthält außerdem eine konzentrische Anordnung aus zwei Zapfen 92, 96, die so an der im wesentlichen flachen Schnittstellenfläche 91 angeordnet sind, um in einer komplementären Passung in der Aussparung 52 und der zugehörigen kreisförmigen Öffnung 60 aufgenommen zu werden, die in dem Werkzeugkörper ausgebildet ist. Die Konfiguration der Schnittstelle 90 ist bei allen Werkzeugköpfen gleich, unabhängig von der tatsächlichen Funktion und der Gesamt-Ausgestaltung dieser Werkzeugköpfe.
Es wird nun auf Fig. 1 und 6 Bezug genommen, aus denen offensichtlich ist, daß der vordere Bereich des Werkzeugkörpers 12 zur Aufnahme des Werkzeugkopfes sowohl die Aussparung 52 zur Aufnahme des Zapfens 92 des Werkzeugkopfes als auch eine untere gekrümmte Fläche hat, die einen gekrümmten Sitz zur Aufnahme einer entsprechend gekrümmten Fläche 45 der Werkzeugkopf-Schnittstelle 90 bildet. Dieses Merkmal wird nachfolgend in größerem Detail beschrieben.
Die Zapfenanordnung der Schnittstelle 90 beinhaltet einen primären Zapfen 92, der im wesentlichen als ein quadratisches Bauteil (Fig. 9 und 10a) mit abgerundeten Ecken gebildet ist. Dieser Zapfen 92 entspricht bezüglich seiner Tiefe der Tiefe der Aussparung 52 des Werkzeugkörpers und wird darin in einer komplementären Passung aufgenommen. Außerdem hat der Zapfen 92 an einer Seite davon zwei in Längsrichtung verlaufende Nuten 100, wie im besten in Fig. 8 und 10a zu sehen. Diese Nuten verjüngen sich nach innen gerichtet von der hintersten Fläche 93 des Zapfens in Richtung auf den Werkzeugkopfkörper. An der inneren Fläche von dem Rand 56 der Werkzeug-Aussparung 52 sind entsprechende Vorsprünge 101 gebildet, um zusammenwirkend mit den Nuten 100 an dem Werkzeugkopf einzugreifen. Die Vorsprünge 101 verjüngen sich ebenfalls für eine komplementäre Passung in den Nuten 100. Diese Vorsprünge 101 und Nuten 100 dienen sowohl dazu, den Werkzeugkopf mit dem Werkzeugkörper auszurichten, als auch dazu, den Werkzeugkopf gegen eine Drehverlagerung relativ zu dem Werkzeugkörper zu halten. Dieser Aspekt des Haltens des Werkzeugkopfes gegen eine Drehverlagerung wird durch die allgemein quadratische Form des Zapfens 92 weiter verbessert, die der gleichen Funktion dient. Durch Vorsehen der sich verjüngenden Vorsprünge 101 und Aussparungen 100 wird jedoch eine Hilfe für die Ausrichtung des Werkzeugkopfes mit dem Werkzeugkörper zur Verfügung gestellt, wobei die entfernte, sich verjüngende schmale Kante der Vorsprünge 101 an dem Werkzeugkörper zuerst mit dem breiteten Profil der sich verjüngenden Aussparungen 100 an dem Werkzeugkopf eingreifen, wodurch die Forderung nach einer perfekten Ausrichtung zwischen dem Werkzeugkopf und dem Werkzeugkörper abgeschwächt wird, wenn der Werkzeugkopf anfangs mit dem Werkzeugkörper verbunden wird. Eine anschließende Verlagerung des Werkzeugkopfes in Richtung auf den Werkzeugkörper bewirkt, daß die sich verjüngenden Vorsprünge 101 in den sich verjüngenden Nuten 100 aufgenommen werden, um einen genau passenden Keil-Eingriff zwischen den Vorsprüngen und den zugehörigen Aussparungen 100 zu bewirken. Aus Fig. 9 ist weiter offensichtlich, daß, obwohl wir den Zapfen 92 als im wesentlichen quadratisch beschrieben haben, der Zapfen 92 eine obere Kante 111 mit einer Abmessung hat, die größer als die Abmessung der unteren Kante 113 ist. Dies ist eine einfache Konstruktion, um eine unbeabsichtigte "Überkopf"-Anordnung des Kopf-Vorsatzes zu verhindern, wenn dieser mit dem Werkzeugkörper in Eingriff gebracht wird, da der Werkzeugkopf-Zapfen 92 nicht paßt, wenn er nicht korrekt mit der Aussparung 52 ausgerichtet ist.
Wie in Fig. 8 und Fig. 10a zu sehen, hat die gemeinsame Schnittstelle 90 ein zweites Zapfenbauteil 96 in der Form eines im wesentlichen zylindrischen Vorsprungs, der sich von dem ersten Zapfenbauteil 92 nach hinten erstreckt. Das zweite Zapfenbauteil 96 kann als koaxial mit dem ersten Zapfenbauteil 92 betrachtet werden. Das zweite Zapfenbauteil 96 ist im wesentlichen zylindrisch, mit einer kreisförmigen Öffnung 102, die sich durch den Zapfen 92 in das Innere von dem Werkzeugkopf erstreckt. Sowohl in dem Bohrmaschinen-Werkzeugkopf 40 als auch in dem Stichsäge-Werkzeugkopf 42 ist benachbart zu deren jeweiligen Öffnungen 202 ein weiterer Planetengetriebe-Untersetzungsmechanismus 106 vorgesehen (Fig. 10b und 13). Es sollte offensichtlich sein, daß die Anordnung des Schnittstellenbauteils 90 bei den beiden Köpfen 40, 42 im wesentlichen identisch ist, und die Anordnung des Getriebe-Untersetzungsmechanismus 106 in jedem Werkzeugkopf bezüglich der Schnittstelle 90 ist ebenfalls bei beiden Werkzeugköpfen identisch, und daher, durch die Beschreibung des Getriebe-Mechanismus und der Schnittstellenbauteile 90 des Werkzeugkopfes bezüglich des Stichsägekopfes 42, wird eine ähnliche Anordnung in dem Bohrmaschinenwerkzeugkopf 40 verwendet (Fig. 13).
Wie in Fig. 10b zu sehen, sind die Werkzeugköpfe ebenfalls auf übliche Weise aus zwei Kunststoff-Gehäuseschalen-Hälften gebildet. Die beiden Hälften sind zusammengesetzt, um den inneren Mechanismus des Kopfes des kraftgetriebenen Werkzeugs zu umschließen, wie anschließend beschrieben wird. Im Inneren ausgebildete Rippen an jeder der beiden Gehäuseschalen-Hälften, die jeden Werkzeugkopf bilden, werden verwendet, um den inneren Mechanismus abstützend zu halten, und insbesondere der Stichsägewerkzeugkopf 42 hat Rippen 108, um mit dem Getriebe-Untersetzungsmechanismus 106 einzugreifen und diesen zu montieren, wie gezeigt ist. Der Getriebe-Untersetzungsmechanismus 106, wie oben erläutert, ist ein herkömmliches Umlaufgetriebe (Planetengetriebe), das identisch zu dem ist, das unter Bezugnahme auf die Umlaufgetriebeanordnung beschrieben wurde, die für den Werkzeugkörper verwendet wird. Die Eingangsspindel (nicht gezeigt) des Getriebe-Untersetzungsmechanismus 106 enthält ein daran koaxial montiertes weibliches Zahnrad 110, um mit dem männlichen Zahnrad 50 des Körpers des kraftgetriebenen Werkzeugs kämmend einzugreifen. Die Spindel des Getriebe-Mechanismus 106 und das weibliche Zahnrad 110 erstrecken sich im wesentlichen koaxial zu der Öffnung 102 des Zapfens 96 um die Werkzeugkopfachse 117. Dies ist am besten in Fig. 10a zu sehen. Außerdem erstreckt sich die Drehausgangsspindel 127 von diesem Getriebe-Mechanismus 106 ebenfalls koaxial zu der Eingangsspindel des Getriebe-Mechanismus.
Es wird nun wieder auf Fig. 1 Ob Bezug genommen, in der gesehen werden kann, daß die Drehausgangsspindel 127 einen daran montierten herkömmlichen Bewegungsumwandlungsmechanismus 120 auf weist, um die Drehausgangsbewegung des Getriebe-Mechanismus 106 in eine lineare Hin- und Herbewegung von einem Plattenbauteil 122 umzuwandeln. Ein freies Ende von dem Plattenbauteil 130 erstreckt sich aus einer Öffnung in der Gehäuseschale nach außen, und an dem freien Ende davon ist ein Stichsägeblatt-Aufspannmechanismus montiert. Dieser Stichsägeblatt-Aufspannmechanismus bildet keinen Teil der vorliegenden Erfindung und kann als irgendein Standard-Verfahren betrachtet werden, um Stichsägeblätter an einem Plattenbauteil zu befestigen.
Die lineare Hin- und Herbewegung des Plattenbauteils 122 treibt ein Sägeblatt (nicht gezeigt) in einer linearen Hin- und Herbewegung an, die allgemein durch den Pfeil 123 dargestellt ist. Obwohl in Fig. 10b gesehen werden kann, daß diese Hin- und Herbewegung nicht parallel zu der Achse 117 des Werkzeugkopfes erfolgt, ist dies lediglich eine bevorzugte Ausgestaltung für das ergonomische Design des speziellen Werkzeugkopfes. Falls erforderlich, kann die Hin- und Herbewegung auch parallel zu der Werkzeugkopfachse verlaufen. Der Werkzeugkopf 42 selbst hat eine übliche Ausgestaltung für eine Säge mit hin- und herbewegbarem Sägeblatt oder für eine Stichsäge, die eine Basisplatte 127 hat, die mit der zu sägenden Oberfläche in Kontakt gebracht wird, um das Werkzeug (falls erforderlich) zu stabilisieren.
Der Antriebsumwandlungsmechanismus 120 verwendet einen üblichen, sich hin- und herbewegenden Abstandshebel, der zur Verdeutlichung schematisch in Fig. 10c dargestellt ist. Der Antriebsumwandlungsmechanismus 120 hat einen Dreheingang 131 (der für diesen bestimmten Werkzeugkopf der Getriebe-Untersetzungsmechanismus ist). Der Dreheingang 121 ist mit einer Verbindungsplatte 130 verbunden, die eine schräg verlaufende vordere Fläche 132 hat (geneigt relativ zu der Drehachse des Eingangs). Ein runder Stift 134, der so montiert ist, um deutlich von dieser Fläche 132 vorzustehen, wird dazu gebracht, bezüglich der Drehachse 117 des Eingangs 130 zu wobbeln. An diesem Stift 134 ist ein Verbindungsbauteil 135 frei montiert, das sich frei um den Stift 134 drehen kann. Jedoch wird dieses Verbindungsbauteil 135 gegen eine Drehung um die Antriebsachse 117 durch einen Eingriff mit einem Schlitz in einem Plattenbauteil 122 gehindert. Dieses Plattenbauteil 122 ist frei beweglich (in dem Ausführungsbeispiel von Fig. 10b und 10c), um sich lediglich in einer Richtung parallel zu der Drehachse des Eingangs zu bewegen. Das Plattenbauteil 127 wird durch zwei Stifte 142 gehalten, die durch die Gehäuseschale an ihrer Stelle gehalten sind, und in der Lage ist, durch diese hindurchzuführen. Daher wird das Wobbeln des Stiftes 134 über das Verbindungsbauteil 135 in eine lineare Hin- und Herbewegung der Platte 122 umgewandelt. Dieser besondere Mechanismus zum Umwandeln von einer Drehbewegung in eine lineare Bewegung ist üblich und wurde lediglich schematisch zur Verdeutlichung des Mechanismus 120 gezeigt, der bei diesem besonderen Sägekopf-Vorsatz verwendet wird. In dem Sägekopf 42 ist die Platte 122 für eine lineare Hin- und Herbewegung zwischen den beiden Haltebauteilen 142 vorgesehen, und an einem freien Ende davon ist ein Sägeblatt- Aufspannmechanismus 150 angebracht, um auf eine übliche Weise mit einem herkömmlichen Sägeblatt einzugreifen. Daher verwendet der Werkzeugkopf sowohl einen Getriebe-Untersetzungsmechanismus 106 als auch einen Antriebsumwandlungsmechanismus 120, um den Drehausgang von dem Motor in eine lineare Hin- und Herbewegung des Sägeblattes umzuwandeln.
Eine alternative Form von Werkzeugkopf ist in Fig. 13 bezüglich eines Bohrmaschinenkopfes 40 gezeigt. Auch hier enthält der Bohrmaschinenkopf 40 (auch in Fig. 8a gezeigt) die Schnittstelle 90, die jener entspricht, die vorstehend unter Bezugnahme auf den Werkzeugkopf 42 beschrieben wurde. Der Werkzeugkopf 40 hat auch hier ein Umlaufgetriebe 106 mit einer Konstruktion, die ähnlich der ist, die vorstehend sowohl für das kraftgetriebene Werkzeug als auch für den Stichsägekopf beschrieben wurde. An der Eingangs Spindel von diesem Getriebe- Untersetzungsmechanismus 106 ist wieder ein weibliches Zahnrad koaxial montiert, das ähnlich dem ist, das unter Bezugnahme auf den Sägekopf beschrieben wurde, um mit dem männlichen Zahnrad 50 an der Ausgangsspindel des kraftgetriebenen Werkzeugs kämmend einzugreifen. Der Ausgang von dem Umlaufgetriebe 106 in dem Werkzeugkopf 40 wird dann koaxial mit der Antriebswelle von einem herkömmlichen Bohrmaschinen-Kupplungsmechanismus 157 verbunden, der wiederum koaxial an einem üblichen Bohrfutter 159 montiert ist.
Es ist offensichtlich, daß für die vorliegende Erfindung von einem kraftgetriebenen Werkzeug mit einer Vielzahl von austauschbaren Werkzeugköpfen die Ausgangsgeschwindigkeit von verschiedenen kraftgetriebenen Werkzeugen von Funktion zu Funktion variiert. Beispielsweise benötigt der Kopf eines Schleifgerätes (obwohl hier nicht beschrieben) einen orbitalen Drehausgang von etwa 20.000 U/min. Eine Bohrmaschine benötigt einen Drehausgang von etwa 2.000-3.000 U/min, wohingegen eine Stichsäge eine Hin- und Herbewegung von etwa 1.000-2.000 Hüben pro Minute haben kann. Die übliche Ausgangsgeschwindigkeit von einem Motor, wie er in kraftgetriebenen Werkzeugen verwendet wird, kann in dem Bereich von 20.000-30.000 U/min liegen, um einen derart großen Bereich von Ausgangsgeschwindigkeiten für jeden Werkzeugkopf abzudecken, der von einem Motor mit einer einzigen hohen Geschwindigkeit abgeleitet wird, wodurch in jedem Kopf Getriebe- Untersetzungsmechanismen verschiedener Größe erforderlich sind. Insbesondere für den Sägekopf-Vorsatz ist eine beträchtliche Reduzierung der Ausgangsgeschwindigkeit erforderlich, und dies erfordert möglicherweise ein großes mehrstufiges Getriebe in dem Stichsägekopf. Dies wäre nachteilig für die Leistungsfähigkeit von einer Bohrmaschine dieses Typs, da ein großer Getriebe- Untersetzungsmechanismus (möglicherweise ein mehrstufiges Getriebe) einen relativ großen Werkzeugkopf benötigen würde, was dazu führen würde, daß das Stichsägeblatt entfernt von der kraftgetriebenen Säge (Motor) gehalten würde, was bei einer solchen Stichsäge zu diametralen Ungleichgewichtskräften führen würde. Um dieses Problem zu lösen, benutzt die vorliegende Erfindung die Verwendung von sequentiell oder seriell gekoppelten Getriebe-Mechanismen zwischen dem Werkzeugkörper und den Werkzeugköpfen. Auf diese Weise wird eine erste Stufe der Getriebe-Untersetzung der Motorausgangsgeschwindigkeit für alle Funktionen des kraftgetriebenen Werkzeugs in dem Werkzeugkörper erreicht, wobei jeder spezielle Werkzeugkopf einen zweiten Getriebe-Untersetzungsmechanismus beinhaltet, um die Ausgangsgeschwindigkeit des kraftgetriebenen Werkzeugs auf die Geschwindigkeit einzustellen, die für die Funktion des bestimmten Werkzeugkopfes erforderlich ist. Wie vorstehend erläutert, ist das genaue Verhältnis der Getriebe-Untersetzung abhängig von der Größe und den Parametern des inneren Mechanismus des Standard- Umlaufgetriebes, es ist aber offensichtlich, daß das Vorsehen einer ersten Stufe der Getriebe-Untersetzung in dem Werkzeugkopf, die dann sequentiell mit einer zweiten Stufe der Getriebe- Untersetzung in dem Werkzeugkörper gekoppelt wird, eine kompaktere Ausgestaltung der Werkzeugköpfe ermöglicht, wobei ein vereinfachter Getriebe-Untersetzungsmechanismus in dem Werkzeugkopf möglich ist, da ein derart hohes Ausmaß an Getriebe-Untersetzung nicht von der ersten Stufe der Getriebe-Untersetzung erforderlich ist.
Außerdem kann der Ausgang der zweiten Stufe der Getriebe- Untersetzung in dem Werkzeugkopf dann als ein Drehausgang genutzt werden, der auf den funktionalen Ausgang von dem Werkzeugkopf übertragen wird (d. h. eine Bohrmaschine oder eine sich drehende Schleifplatte), oder selbst einen weiteren Antriebsumwandlungsmechanismus durchlaufen, um den Drehausgang in einen nicht-drehenden Ausgang umzuwandeln, wie für den Werkzeugkopf beim Umwandeln des Drehausgangs in eine Hin- und Herbewegung zum Antreiben des Sägeblattes beschrieben wurde.
Der Sägewerkzeugkopf 42 ist außerdem mit einem zusätzlichen manuell betätigbaren Schalter 170 versehen, der bei Betätigung durch den Benutzer eine manuelle Einrichtung zur Verfügung stellt, um den Ausverriegelungsmechanismus des Körpers des kraftgetriebenen Werkzeugs zu deaktivieren, wenn der Werkzeugkopf 42 mit dem Werkzeugkörper verbunden ist. Wie vorstehend erläutert, hat der Werkzeugkörper einen Ausverriegelungsmechanismus 68, der schwenkbar deaktiviert wird, indem ein geeigneter Vorsprung an dem Werkzeugkopf in die Aussparung 80 eingesetzt wird, um mit der Nockenfläche 78 einzugreifen, um den schwenkbaren Ausverriegelungsmechanismus zu deaktivieren. Üblicherweise ist der Vorsprung an dem Werkzeugkopf integriert mit der Kopf- Gehäuseschale geformt, so daß dann, wenn der Werkzeugkopf mit dem Werkzeugkörper in Eingriff kommt, eine solche Deaktivierung des Ausverriegelungsmechanismus automatisch erfolgt. Unter spezieller Bezugnahme auf Fig. 9 und 13, die einen Bohrmaschinen-Werkzeugkopf 40 zeigen, kann gesehen werden, daß die Schnittstelle 90 an der gekrümmten Fläche 93 einen im wesentlichen rechteckigen Vorsprung 137 mit einer Form und Größe aufweist, die komplementär zu der Aussparung 80 ist. Dieser Vorsprung 137 ist im wesentlichen massiv und integriert mit der Gehäuseschale des Werkzeugkopfes geformt. Bei Benutzung, wenn er durch die Aussparung 80 eintritt, stößt dieser massive Vorsprung 137 einfach gegen die Nockenfläche 78, um eine Schwenkverlagerung des Ausverriegelungsmechanismus 68 zu bewirken. Es ist jedoch bei Geräten, wie beispielsweise Sägeköpfe 42 mit hin- und herbewegbarem Sägeblatt, außerdem gewünscht, daß eine Aktivierung des kraftgetriebenen Werkzeugs, selbst dann, wenn der Werkzeugkopf angebracht ist, solange verhindert wird, bis ein weiterer manueller Vorgang von dem Benutzer durchgeführt wird, wenn er bereit ist, das Werkzeug tatsächlich zu benutzen. Daher ist der Sägekopf 42 mit dem Schalter 170 versehen, um diese Forderung zu erfüllen. Dieses manuelle Ausverriegelungs- Deaktivierungssystem beinhaltet eine im wesentlichen rechteckige Öffnung 141, die zwischen den beiden Hälften der Werkzeugkopf- Gehäuseschale geformt ist, wie in Fig. 10a gezeigt, durch die ein Nockenbauteil 300 vorsteht, das im wesentlichen V-förmig ist (Fig. 10a und 10c). Dieses Nockenbauteil 300 hat allgemein eine V-förmige Konfiguration und Ausrichtung, so daß dann, wenn der Sägekopf 42 an dem Werkzeugkörper 12 angebracht ist, die Nockenfläche 78 des Ausverriegelungsmechanismus in der geneigten V-Formation dieses Nockenbauteils 300 aufgenommen ist, ohne daß irgendeine Kraft auf das Nockenbauteil 78 aufgebracht wird, um den Ausverriegelungsmechanismus zu deaktivieren.
Es wird nun auf Fig. 10c und 10d Bezug genommen, in denen gesehen werden kann, daß das Nockenbauteil 300 durch einen Schenkel 301 mit dem mittleren Bereich von einem sich in Längsrichtung erstreckenden, spritzgegossenen Kunststoffstab 302 verbunden ist, um ein Betätigungsbauteil 350 zu bilden. Dieser Stab 302 erstreckt sich, wenn er in dem Werkzeugkopf montiert ist, im wesentlichen senkrecht zu der Achse des Werkzeugkopfes (und zu der Achse 117 des Werkzeugkörpers), so daß jedes der freien Enden 306 des Stabes 302 seitlich von gegenüberliegenden Flächen des Werkzeugkopfes vorsteht (Fig. 10a), um zwei äußere Tasten zu bilden (von denen in Fig. 10a lediglich eine gezeigt ist). Außerdem hat das Stabbauteil 302 zwei integriert geformte, elastisch biegbare Federbauteile 301, die dann, wenn das Stabbauteil 302 in die Werkzeugkopf-Gehäuseschalen eingesetzt ist, jeweils mit benachbarten Seitenwänden der inneren Fläche der Gehäuseschale eingreifen, um dazu zu dienen, das Stabbauteil in der Gehäuseschale im wesentlichen mittig zu halten, um die Nockenfläche 300 in einer im wesentlichen mittigen Ausrichtung zu halten, wenn sie an der Rückseite des Werkzeugkopfes durch die Öffnung 141 nach außen vorsteht. Durch eine Kraft, die auf eine der Flächen 306 des Stabbauteils 302 aufgebracht wird, die von dem Werkzeugkopf nach außen vorstehen, wird das Stabbauteil bezüglich des Werkzeugkopfes gegen die Elastizität von einem der Federbauteile 310 nach innen verlagert, wobei eine solche Verlagerung des Stabbauteils eine vergleichbare Verlagerung des Nockenbauteils 300 bewirkt, und zwar in seitlicher Richtung quer zu der Öffnung 141. Es ist daher offensichtlich, daß abhängig davon, welche der beiden Flächen 306 gedrückt wird, das Nockenbauteil 300 in jede Richtung quer zu der Werkzeugkopfachse verlagert werden kann. Außerdem, wenn die äußere Kraft von der Fläche 306 weggenommen wird, bewirkt die Vorspannkraft des Federbauteils 310 (das elastisch verformt ist), daß das Stabbauteil 302 in seine ursprüngliche mittlere Position zurückkehrt. Aus Gründen der einfacheren Konstruktion sind das Nockenbauteil 300 und das Stabbauteil 302 als eine einteilig geformte Kunststoffeinheit gebildet, wobei die beiden Federbauteile damit integriert geformt sind.
Wenn der Werkzeugkopf 42 an dem Werkzeugkörper 12 angebracht wird (wie später in größerem Detail beschrieben), wird die Nockenfläche 78 des Ausverriegelungsmechanismus in zusammenwirkendem Eingriff in der V-förmigen Konfiguration der Nockenfläche 300 aufgenommen. Die Nockenfläche 78 (wie in Fig. 1 und 6 zu sehen) hat eine im wesentlichen konvexe Konfiguration, die sich entlang ihrer Längsachse erstreckt, und weist zwei symmetrischen Nockenflächen auf, die an jeder Seite von einer vertikalen Ebene angeordnet sind, die sich entlang der mittleren Achse des Bauteils 70 erstreckt. Hingegen hat die Nockenfläche 300 eine entsprechende konkave Nocken-Konfiguration mit zwei symmetrischen Nockenflächen, die bezüglich der entsprechenden Flächen des Nockens 78 invers ausgerichtet sind, um einen anliegenden Eingriff zwischen den beiden Nockenflächen zu erreichen. Wenn der Werkzeugkopf 42 an dem Werkzeugkörper angebracht ist, nimmt die konkave Nockenflächen 300 zusammenwirkend die konvexe Nockenflächen 78 genau passend auf, so daß keine übermäßige Kraft von der Nockenfläche 300 auf die Nockenfläche 78 aufgebracht wird, um den Ausverriegelungsmechanismus zu deaktivieren, der mit dem Schalter 22 in Eingriff bleibt, um eine Betätigung des kraftgetriebenen Werkzeugs zu verhindern. Dadurch wird die kraftgetriebene Säge-Konfiguration an einem unbeabsichtigten Einschalten gehindert. Wenn das Werkzeug betrieben werden soll, platziert der Benutzer eine Hand an dem Pistolengriff 18, so daß der Zeigefinger mit dem Schalter 22 eingreifen kann. Eine zweite Hand greift dann den Werkzeugkopf-Vorsatz 42 in einer üblichen Weise zur Betätigung der Säge mit hin- und herbewegbarem Sägeblatt, wobei die zweite Hand dazu dient, die Säge bei Benutzung zu stabilisieren. Die zweite Hand des Benutzers dient dazu, das kraftgetriebene Werkzeug benachbart zu einer der vor stehenden Flächen 306 des Betätigungsbauteils 350 zu halten, das mit dem Finger oder dem Daumen von dieser Hand leicht zugreifbar ist. Wenn der Benutzer dann beginnen möchte, das Werkzeug zu starten, kann er eine dieser Flächen 306 mit seinem Daumen oder Zeigefinger drücken, wodurch eine seitliche Verlagerung der Nockenflächen 300 bezüglich der Werkzeugkopfachse bewirkt wird, wodurch bewirkt wird, daß eine geneigte Fläche 320 der konvexen Fläche 300 seitwärts in Eingriff mit einer der konvex geneigten Flächen der Nockenflächen 78 bewegt wird, wodurch eine wirksame Verlagerung der Nockenfläche 78 nach unten bezüglich des Werkzeugkörpers erreicht wird, wodurch der Ausverriegelungsmechanismus 68 in einer ähnlichen Weise zu jener betätigt wird, die vorstehend bezüglich des automatischen Ausverriegelungs-Deaktivierungsmechanismus erläutert wurde.
Wenn die Fläche 306 von dem Benutzer losgelassen wird, kehrt die Nockenflächen 300 in ihre mittlere Position aufgrund der elastischen Vorspannung der Federbauteile 310 zurück und gerät außer Eingriff von der Nockenflächen 78. Da jedoch der Betätigungsschalter in der betätigten Position verbleibt, kann das Ausverriegelungsbauteil 68 nicht wieder mit dem Schalter eingreifen, solange der Schalter 22 nicht losgelassen wird. Wenn daher eine der Tasten 306 des Betätigungsbauteils an dem Werkzeugkopf gedrückt wird, kann das kraftgetriebene Werkzeug frei verwendet werden, bis der Schalter 22 anschließend losgelassen wird, wobei zu dem Zeitpunkt, wenn der Benutzer den Betrieb wieder aufnehmen möchte, er den Ausverriegelungsmechanismus wieder deaktivieren muß, indem eine der Tasten 306 gedrückt wird.
Es wird nun auf Fig. 11 und 12 Bezug genommen (die einen Querschnitt von dem Getriebe-Untersetzungsmechanismus des Werkzeugkörpers zeigen), wobei offensichtlich ist, daß die Ausgangsspindel des Getriebe-Untersetzungsmechanismus und das daran montierte männliche Zahnrad-Bauteil 50 im wesentlichen von einem kreisförmigen Kragen 400 umgeben sind, der koaxial zu der Achse der Ausgangsspindel verläuft. Wie am besten in Fig. 5b zu sehen, ist es offensichtlich, daß das männliche Zahnrad 50 und dieser konzentrische Kragen 400 durch die kreisförmige Öffnung 60 in der Werkzeugfläche 54 in die Aussparung 52 des kraftgetriebenen Werkzeugs vorstehen. Der äußere Durchmesser von dem Kragen 400 an dem Getriebe-Untersetzungsmechanismus 48 entspricht dem inneren Durchmesser der Öffnung 102 des Zapfens 96 an jedem der Werkzeugköpfe. Der Kragen 400 hat außerdem zwei sich axial erstreckende, diametral gegenüberliegende Kerben 410, die sich nach innen in Richtung auf den Getriebe-Untersetzungsmechanismus 48 verjüngen. Außerdem sind an der inneren Fläche der Öffnung 102 des Zapfenbauteils 96 zwei entsprechende Vorsprünge 105 integriert geformt, und zwar diametral gegenüberliegend um die Werkzeugkopfachse 117, die sich nach außen in einer Längsrichtung in Richtung auf den Getriebe-Untersetzungsmechanismus des Werkzeugkopfes verjüngen.
Wenn der Werkzeugkopf mit dem Werkzeugkörper in Eingriff gebracht wird, ist der Kragen 400 des Getriebe-Untersetzungsmechanismus in dem Werkzeugkörper in einer komplementären Passung in der Öffnung 102 des Werkzeugkopfes aufgenommen, wobei die Vorsprünge 105 der inneren Fläche der Öffnung 102 in einer komplementären Passung in den Kerben 410 aufgenommen sind, die in der Außenfläche des Kragenbauteils 400 geformt sind. Aufgrund der komplementären, sich verjüngenden Wirkung zwischen den Vorsprüngen 105 und den Kerben 410 ist ein gewisses Ausmaß an Toleranz vorhanden, wenn der Werkzeugkopf anfangs in den Werkzeugkörper eingeführt wird, um eine Ausrichtung zwischen den verschiedenen Vorsprüngen und Kerben zu ermöglichen, wobei ein fortgesetztes Einsetzen die sich verjüngenden Flächen der Vorsprünge und Kerben schrittweise in einen komplementären Keil- Eingriff bringt, um eine enganliegende Passung zwischen dem Werkzeugkopf und dem Werkzeugkörper und den verschiedenen Verriegelungsbauteilen zu gewährleisten.
Diese spezielle Ausgestaltung der Verwendung von einem ersten 92 und zweiten 96 Zapfen an dem Werkzeugkopf für einen komplementären Eingriff mit Aussparungen in dem Werkzeugkörper bewirkt ein Eingreifen zwischen dem Werkzeugkopf und der Gehäuseschale des Werkzeugkörpers und bewirkt außerdem ein Eingreifen zwischen der Gehäuseschale des Werkzeugkopfes und dem Getriebe-Untersetzungsmechanismus und somit dem Drehausgang des Werkzeugkörpers. Auf diese Weise wird ein fester Eingriff und eine Ausrichtung der Ausgangsspindel des Getriebe-Mechanismus des Werkzeugkörpers und der Eingangsspindel des Getriebe-Untersetzungsmechanismus des Werkzeugkopfes erreicht, wobei außerdem ein starrer Eingriff zwischen den Gehäuse schalen des Werkzeugkopfes und des Werkzeugkörpers erreicht wird, um ein unitäres kraftgetriebenes Werkzeug wegen des integrierten Eingriffs der jeweiligen Getriebe-Mechanismen zu bilden.
Wenn eine automatische Deaktivierung des Ausverriegelungsmechanismus 68 erforderlich ist, wie zum Beispiel dann, wenn ein Bohrmaschinenkopf an dem Werkzeugkörper angebracht wird, ist ein im wesentlichen massiver Vorsprung 137 integriert mit der Gehäuseschalenfläche geformt (Fig. 9 und 13), der ein im wesentlichen rechteckiges Profil hat, wobei dann, wenn der Werkzeugkopf 40 mit dem Werkzeugkörper 12 in Eingriff kommt, der Vorsprung 137 mit der rechteckigen Aussparung zusammenwirkt, die mit dem Schwenkhebel 66 in Verbindung steht, um so mit der Nockenflächen 78 einzugreifen und eine Schwenkverlagerung des Schwenkhebels 66 um das Stiftbauteil 72 zu bewirken, um den nach unten gerichteten Vorsprung 74 von dem Vorsprung 76 des Betätigungsschalters 20 außer Eingriff zu bringen. Daher, wenn der Bohrmaschinenkopf 40 vollständig mit dem Körper 12 verbunden ist, ist der Aus verriegelungsmechanismus automatisch deaktiviert, wodurch der Benutzer das kraftgetriebene Werkzeug frei betätigen kann, indem der Betätigungsschalter 22 gedrückt wird.
Aus Fig. 8 bis 10 ist ebenfalls offensichtlich, daß die Schnittstelle 90 von jedem der Werkzeugköpfe 40, 42 zwei zusätzliche Schlüsselbauteile auf weist, die integriert an der Gehäuseschale des Werkzeugkopfes geformt sind. Der Zapfen 92 hat an seiner äußersten Fläche 170 einen im wesentlichen invertierten "T"-förmigen Vorsprung, der sich parallel zu der Achse 117 der Werkzeugkopfachse erstreckt. Dieser Vorsprung ist in einer zusammenwirkenden Öffnung an der inneren Fläche 54 der Aussparung 52 des Werkzeugkörpers aufgenommen. Ein weiterer, im wesentlichen rechteckiger Vorsprung 172 ist an der Schnittstelle 90 unter dem automatischen Ausverriegelungs-Vorsprung 137 angeordnet, wie in Fig. 8 und 9 zu sehen, und zwar wieder für einen zusammenwirkenden Eingriff mit einer entsprechend geformten Aussparung 415, die in der Fläche der Gehäuseschale des Werkzeugkörpers ausgebildet ist. Diese Schlüsselvorsprünge dienen wieder dazu, das Anordnen und Halten des Werkzeugkopfes in seiner gewünschten Orientierung an dem Werkzeugkörper zu unterstützen.
Um den Werkzeugkopf 40, 42 gegen eine axiale Verlagerung bezüglich des Werkzeugkörpers zu halten, wenn der Werkzeugkopf und der Werkzeugkörper in Eingriff gebracht sind (und die verschiedenen Vorsprünge und Kerben zwischen dem Werkzeugkopf und dem Werkzeugkörper in zusammenwirkenden Eingriff bewegt sind), ist eine lösbare Einrasteinrichtung, die in dem speziellen Ausführungsbeispiel ein Federbauteil ist, an dem Werkzeugkörper so montiert, um mit der Schnittstelle 90 des Werkzeugkopfes einzugreifen, um den Werkzeugkopf gegen eine relative Verlagerung in axialer Richtung aus dem Werkzeugkörper zu halten. Der Eingriff zwischen der Einrasteinrichtung (Feder) und der Schnittstelle 90 des Werkzeugkopfes stellt einen wirksamen Verriegelungsmechanismus zwischen dem Werkzeugkopf und dem Werkzeugkörper zur Verfügung.
Das Federbauteil 200 enthält zwei elastisch biegbare Arme 201, die in diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel zu einer einteiligen Feder gehören, wie in Fig. 7c gezeigt ist. Das Federbauteil 200 ist in seiner gewünschten Ausrichtung in der Gehäuseschale des Werkzeugkörpers durch geformte innere Rippen 207 an der Werkzeug-Gehäuseschale (Fig. 5b) gehalten. Das Federbauteil 200 hat im wesentlichen eine U-Form, wobei sich die oberen Enden 209 von beiden Armen von dieser U-förmigen Feder durch eine Stufe 201 nach innen gerichtet verengen, um eine symmetrische U-förmige Konfiguration mit einem schmalen Halsbereich zu bilden. Die freien Enden 213 der beiden Arme sind dann bezüglich der Armbauteile um 90º nach außen gebogen, wie am besten in Fig. 7c zu sehen.
Der Federmechanismus hat außerdem eine Freigabetaste 208 (die als eine Betätigungseinrichtung für die Feder dient), wie am besten in Fig. 7a zu sehen. Diese Taste 208 hat zwei symmetrisch gegenüberliegende Kerben 210, die jeweils innere Flächen haben, um mit dem Federbauteil 200 einzugreifen, und zwar in Form von inneren Nockenflächen 212, wie am besten in Fig. 7b zu sehen, die einen Querschnitt des Tastenbauteils 208 entlang der Linie VII-VII (durch die Kerben 210) in Fig. 7a darstellt. Es ist offensichtlich, daß diese inneren Nockenflächen 212 zwei abgeschrägte Oberflächen 214 und 216 haben, die eine Fläche mit zwei Steigungen bilden, die mit verschiedenen Winkeln bezüglich der Vertikalen geneigt sind. Die erste Nockenfläche 214 ist im wesentlichen mit 63º bezüglich der Vertikalen eingestellt, und die zweite Nockenfläche 216 ist im wesentlichen mit 26º bezüglich der Vertikalen eingestellt. Es ist jedoch offensichtlich, daß das exakte Ausmaß der Winkeldifferenz bezüglich der Vertikalen kein wesentliches Element der vorliegenden Erfindung ist, wobei jedoch eine signifikante Differenz zwischen den beiden relativen Winkeln der beiden Nockenflächen vorhanden sein muß. Insbesondere kann der Winkelbereich der ersten Nockenfläche 214 zwischen 50º und 70º liegen, wohingegen der Winkel der zweiten Nockenfläche 216 zwischen 15º und 40º betragen kann.
In der Praxis sind die beiden freien Enden des Federbauteils 200 jeweils in den beiden gegenüberliegenden Kerben 210 von der Freigabetaste 208 aufgenommen. In den Werkzeugkörper- Gehäuseschalen ist die Taste 208 durch geformte Rippen 219 an jeder der Gehäuseschalen gegen eine seitliche Verlagerung relativ zu der Werkzeugachse gehalten. Jedoch ist die Taste selbst in einer vertikalen Aussparung in der Gehäuseschale aufgenommen, wodurch ermöglicht wird, daß die Taste vertikal bewegbar ist, siehe Fig. 5, und zwar in und aus der Gehäuseschale. Die Gehäuseschale beinhaltet außerdem ein unteres Rippenbauteil 227, gegen welches die Basis 203 des U-förmigen Federbauteils 200 anstößt. Ein Eingreifen der beiden Enden des Federbauteils 200 mit den Nockenflächen der Kerben 210 der Freigabetaste 208 dient dazu, die Taste in eine nicht-betätigte Position vorzuspannen, wodurch die obere Fläche der Taste 208 leicht durch eine Öffnung in der Gehäuseschale mit entsprechender Abmessung vorsteht. Die Taste 208 hat außerdem ein Schulterbauteil 211, das sich um den Umfang der Taste erstreckt und mit einer inneren Lippe (nicht gezeigt) der Körper-Gehäuseschale eingreift, um die Taste gegen eine vertikale Verlagerung aus der Gehäuseschale zu halten.
Bei Betrieb bewirkt ein Drücken des Tastenbauteils 208 einen Nockeneingriff zwischen den oberen Schulterbauteilen 230 der U-förmigen Feder mit den inneren Nockenflächen 212 der Tastenkerben 210. Das Federbauteil 200 ist daran gehindert, durch das Drücken der Taste vertikal nach unten verlagert zu werden, und zwar durch das innere Rippenbauteil 217, auf dem sie sitzt. Außerdem, da das Tastenbauteil 208 mittels der inneren Rippen gegen eine seitliche Verlagerung relativ zu der Gehäuseschale gehalten ist, wird eine Druckkraft, die auf die Taste aufgebracht wird, symmetrisch durch die symmetrisch angeordneten Kerben 210 auf jedes der Armbauteile übertragen. Wenn die erste Nockenfläche 216 mit der Schulter der U-förmigen Federbauteile eingreift, ist der Auftreffwinkel zwischen dem Federbauteil und der Nockenfläche relativ gering (27º), weshalb eine relativ hohe Anfangskraft durch diesen Nockeneingriff übertragen werden muß, um eine Nockenverlagerung des Federbauteils (gegen die Federvorspannung) entlang der Nockenfläche 216 zu bewirken, wenn die Taste gedrückt wird. Dieser Nockeneingriff zwischen dem Federbauteil 200 und der ersten Nockenfläche 216 verlagert wirksam die beiden Arme des Federbauteils weg voneinander. Ein weiteres Drücken der Taste 208 bewirkt möglicherweise, daß die Schultern 230 der Arme des Federbauteils mit der zweiten Nockenfläche 214 in Eingriff bewegt werden, wobei der Auftreffwinkel mit dieser steileren Nockenfläche wesentlich größer ist (64º), wodurch anschließend weniger Kraft erforderlich ist, um die Nockenver lagerung des Federbauteils entlang der zweiten Nockenfläche 216 fortzusetzen.
Die erste Nockenfläche 216 bewirkt einen geringen mechanischen Hebel, aber andererseits bewirkt sie eine relativ große Aufweitung der Arme des Federbauteils bei einer sehr kleinen Verlagerung der Taste, während dann, wenn die Federarme mit den zweiten Nockenfläche 216 eingreifen, ein großer mechanischer Hebel erreicht wird, und zwar wegen des großen Auftreffwinkels der Nockenfläche mit dem Federbauteil. Bei Benutzung bringt der Benutzer eine sehr große Kraft auf die Taste auf, wenn die erste Nockenfläche in Eingriff kommt, aber dann, wenn die zweite Nockenfläche in Eingriff kommt und der Benutzer fortfährt, eine große Druckkraft auf die Taste aufzubringen, führt dies zu einer schnellen Verlagerung des Federbauteils entlang der zweiten Nockenfläche 216. Die Folge ist, daß eine fortgesetzte, nach unten gerichtete Verlagerung der Taste sehr schnell erfolgt, bis eine nach unten verlaufende Schulter 217 der Taste gegen eine begrenzende Gehäuseschalen-Rippe 221 stößt, um die maximale nach unten gerichtete Verlagerung der Taste zu definieren. Die Verwendung dieser beiden Nockenflächen in der oben beschriebenen Ausrichtung bewirkt eine fühlbare und hörbare Antwort für den Benutzer, um anzuzeigen, wann die vollständige Verlagerung der Taste erreicht ist. Das Fortsetzen der großen Druckkraft auf die Taste, wenn die zweite Nockenfläche in Eingriff kommt, führt zu einem sehr schnellen, nach unten gerichteten Eindrücken der Taste, da die Feder relativ leicht der zweiten Nockenfläche folgt, was zu einer deutlich größeren Geschwindigkeit des Eindrückens der Taste führt, bis sie gegen die untere Grenzrippe der Gehäuseschale stößt. Dieser Eingriff der Taste mit der Gehäuseschalen-Rippe 221 bewirkt ein hörbares "Klicken", das dem Endbenutzer deutlich angibt, daß ein vollständiges Eindrücken erreicht ist. Außerdem, wenn es scheint, daß die Taste nach unten schnappt, wenn das Federbauteil von der ersten auf die zweite Nockenfläche überspringt, bewirkt dies eine zweite fühlbare Anzeige für den Benutzer, daß das vollständige Eindrücken erreicht ist. Daher bewirkt der Federmechanismus eine digitale Zwei-Schritt-Eindrückfunktion, um dem Benutzer eine Antwort zu geben, daß das vollständige Eindrücken und somit das Spreizen der Haltefeder 200 erreicht ist. Daher wird ein Endbenutzer nicht verwirrt, indem er glaubt, daß das vollständige Eindrücken erreicht ist und deshalb versucht, den Werkzeugkopf zu entfernen, bevor das Federbauteil ausreichend gespreizt wurde.
Die besondere Konstruktion des Federmechanismus 200 hat zwei weitere Vorteile. Erstens, die zweistufige Steigung der beiden Nockenflächen 214 und 216 bewirkt einen zusätzlichen mechanischen Vorteil, wenn die Taste gedrückt ist, wodurch, wenn die Arme des Federbauteils auseinander verlagert sind, der Widerstand bezüglich einer weiteren Verlagerung erhöht wird. Daher wird durch die Verwendung einer zweiten Steigung der mechanische Hebel der Nockenverlagerung erhöht, um die Erhöhung der Federkraft zu kompensieren.
Es ist außerdem offensichtlich, daß die Abmessungen der Feder, um zum Halten eines Werkzeugkopfes in dem Körper zu wirken, sehr genau sein müssen, was bei der Herstellung von Federn dieses Typs nur schwer zu erreichen ist. Es ist daher gewünscht, daß die beiden Arme des Federbauteils in der nicht- betätigten Position mit einem vorbestimmten Abstand voneinander gehalten werden, um das Durchführen des Werkzeugkopfes in den Körper des Werkzeugs zu ermöglichen, wobei die Nockenbauteile an dem Werkzeugkopf dann mit den Armen der Federbauteile eingreifen und diese automatisch auseinanderspreizen, wenn der Kopf eingesetzt wird, und diese Federbauteile zurückzuspringen und mit Schultern an den Zapfen eingreifen, um einen Einrasteingriff zu bewirken. Diese Funktion wird später detaillierter beschrieben.
Wenn jedoch die Arme des Federbauteils zu weit auseinander sind, dann können sie nicht in eine geschlossene neutrale Position zurückkehren, die geeignet ist, um ein Halten des Werkzeugkopfes zu bewirken. Wenn die Arme zu eng zusammen sind, dann können sie nicht die Nockenbauteile an dem Werkzeugkopf aufnehmen oder es erschweren, diese Nockenbauteile aufzunehmen, um automatisch das Federbauteil zu spreizen. Daher, damit die Toleranz des Federbauteils während der Herstellung nicht so genau sein muß, werden an der Taste (Fig. 7b) zwei zusätzliche ebene Flächen 230 verwendet, um mit den inneren Flächen der beiden Arme (bei 290) des Federbauteils einzugreifen, um diese Arme in einer genau bestimmten Distanz zu halten, um so einen maximalen mechanischen Eingriff mit dem Zapfen des Werkzeugkopfes zu erreichen.
Um mit dem Federbauteil 200 einzugreifen, enthält der zweite Zapfen 96 der Schnittstelle 90 außerdem zwei diametral gegenüberliegende Kerben 239 in seiner äußeren radialen Fläche für einen zusammenwirkenden Eingriff mit den Armen 201 des Federbauteils 200, wenn der Werkzeugkopf vollständig in den Werkzeugkörper eingesetzt ist.
Es wird nun auf Fig. 8, 8a, 9 und 10a Bezug genommen, wobei der im wesentlichen zylindrische zweite Zapfen 96 von jeder Schnittstelle 90 der verschiedenen Werkzeugköpfe zwei diametral gegenüberliegende Kerben oder Aussparungen 239 aufweist, die in radialer Richtung in der Wand des Zapfens 96 ausgebildet sind. Die innere Fläche dieser Kerben 239, obwohl sie gekrümmt bleibt, sind bedeutend flacher als die kreisförmige Außenwand 241, wie am besten in Fig. 8a zu sehen, die einen Querschnitt durch Linie VIII-VIII aus Fig. 8 zeigt. Diese Flächen 240 haben einen sehr großen wirksamen Radius, bedeutend größer als der Radius des Zapfens 96. Außerdem haben die Kerben 239, wie in Fig. 8 und 8a zu sehen, eine Schulter, die durch eine ebene Fläche 247 gebildet sind, die sich im wesentlichen parallel zu der Achse des Zapfens 92 erstreckt.
Es ist offensichtlich, daß dann, wenn die beiden Arme 201 des Federbauteils 200 in ihrer Ruheposition gehalten sind (definiert durch die Breite zwischen den beiden inneren ebenen Flächen 230 des Tastenbauteils und allgemein in Fig. 7c als Distanz A gezeigt), sie mit einem Abstand gehalten sind, der im wesentlichen gleich dem Abstand B ist, der in Fig. 8a zwischen den gegenüberliegenden inneren Flächen der beiden Kerben 239 gezeigt ist. In der Praxis, wenn der Werkzeugkopf in den Werkzeugkörper eingesetzt ist, befinden sich die Kerben 239 in Ausrichtung zwischen den beiden Armen des Federbauteils 200, so daß diese Arme wegen der natürlichen Vorspannung dieser Feder mit der Kerbe eingreifen. In dieser Position greifen die Schultern 211, die in dem Federbauteil geformt sind, mit den entsprechenden Schultern 243 ein, die in der Kerbe 239 geformt sind. Wegen der beträchtlichen Flächen-Wirkung des sonst kreisförmigen Zapfens, die durch diese Kerben erreicht wird, kommt ein größerer Flächenbereich des Federbauteils 200 mit der Kerbe 239 in Eingriff und stößt gegen diese an, als dann, wenn einfach zwei parallele Drähte mit einer kreisförmigen Kerbe eingreifen. Ein beträchtlich größerer Kontakt wird zwischen dem Federbauteil und der Kerbe durch diese derzeitige Konstruktion erreicht.
Außerdem haben die Kerben 239 jeweils zugehörige Einführnockenflächen 250, die am äußeren Umfang des zylindrischen Zapfens 96 angeordnet sind, wobei die Nockenflächen 250 im wesentlichen entlang einer Tangente an der Wand des Zapfens 96 verlaufen und wesentlichen über den Umfang des Zapfens 96 vorstehen, wie in Fig. 8b, 9 und 10a zu sehen. Diese Nockenflächen 250 erstrecken sich sowohl in eine Richtung parallel zu der Achse des zylindrischen Zapfens 96 als auch in eine radiale Richtung außerhalb der Zapfenwand. Diese Nockenflächen haben eine Abschrägung, die sich in einer axialen Richtung weg von dem freien Ende des Zapfens 96 und radial nach außen von der Achse 117 des Werkzeugkopfes erstreckt. Schließlich, wenn diese Nockenfläche 250 unter Bezugnahme auf Fig. 9 gesehen werden, dann kann gesehen werden, daß sich die Nockenflächen teilweise um die Seitenwand herum erstrecken und allgemein ein Profil haben, das der abgestuften Form der Arme des U-förmigen Federbauteils 200 entspricht. Das allgemeine äußere Profil von den Nockenflächen 250 entspricht einer ähnlichen Form, die durch die inneren Flächen 240 der Kerben 239 gebildet ist, und dient dazu, diese Kerben zu überdecken. Insbesondere haben die Nockenflächen 250 einen im wesentlichen flachen Bereich 257, wie in Fig. 9 zu sehen, und einen im wesentlichen abgeflachten gekrümmten Bereich 258, der in eine im wesentlichen flache Nockenfläche 261 übergeht, die die entsprechende flache Fläche 247 der zugehörigen Kerbe 239 überdeckt. Auch hier ist offensichtlich, daß das Profil dieser Nockenflächen, wenn sie an dem Werkzeugkopf vorgesehen sind, im wesentlichen dem Profil entsprechen, das durch das Federbauteil 200 vorgesehen ist, wobei der gekrümmte Bereich der Nockenfläche 258 im wesentlichen den Schultern 211, die in dem Federbauteil 200 geformt sind, und im wesentlichen den flachen Nockenflächen 261 entspricht, die symmetrisch um den Zapfen 96 angeordnet sind, die bezüglich des Durchmessers der Distanz zwischen den inneren Halsbereichen 209 des Federbauteils 200 entsprechen.
In der Praxis, wenn der Werkzeugkopf 40, 42 in den Werkzeugkörper eingesetzt ist, kommt die Nockenfläche 250 mit den Armen 201 des Federbauteils in Eingriff, um eine elastische Verlagerung dieses Federbauteils durch die von dem Benutzer aufgebrachte Kraft zu bewirken, indem der Kopf und der Körper zusammengedrückt werden, um eine Nockenverlagerung des Federbauteils über die Nockenfläche 250 zu bewirken, bis das Federbauteil mit den Kerben 239 in Eingriff kommt, wodurch sie dann schnappend in diese Kerben eingreifen, und zwar wegen der elastischen Vorspannung des Federbauteils. Da die inneren Flächen der Nockenflächen 250 im wesentlichen eben sind, dient das Federbauteil dann dazu, den Werkzeugkopf gegen eine axiale Verlagerung weg von dem Körper 12 zu halten.
Es ist offensichtlich, daß die kreisförmige Öffnung 60, die in der inneren Fläche 54 der Aussparung 52 des Werkzeugkörpers geformt ist, obwohl sie im wesentlichen kreisförmig ist, tatsächlich ein Profil hat, das dem Querschnittsprofil entspricht, das durch den Zapfen 96 und die zugehörigen Nockenflächen 250 vorgesehen ist. Dies dient dazu, das Einführen des Zapfens durch diese Öffnung 60 zu ermöglichen. Wie in Fig. 6 zu sehen, stehen die Arme des Federbauteils 200 (aus Gründen der Klarheit schraffiert gezeigt) bezüglich dieser Öffnung 60 nach innen vor, um ein Eingreifen mit den Kerben 239 an dem Zapfen 96 von einem Werkzeugkopf zu bewirken, der an dem Werkzeugkörper montiert wird, wenn sich das Federbauteil in einer nicht betätigten Position befindet.
Wie ebenfalls in Fig. 10a zu sehen, haben die äußere radiale Fläche des Zapfens 96 und die zugehörigen Nockenflächen 250 einen zweiten Kanal 290, der sich parallel zu der Achse 117 des Werkzeugkopfes erstreckt. Jede dieser diametral gegenüberliegenden Kerben steht mit zwei geformten Rippen in Beziehung, die an der Gehäuseschale ausgebildet sind, um radial in die Öffnung 60 in dem Werkzeugkörper vorzustehen, wobei eine an jeder Seite der Körperachse angeordnet ist, wobei diese Rippen in eine komplementäre Passung in dem Werkzeugkopfkanal 290 aufgenommen werden, wenn der Zapfen 96 in den Werkzeugkörper eingesetzt wird. Diese zusätzlichen Rippen und Kanäle 290 dienen dazu, um einen weiteren Eingriff zwischen dem Werkzeugkörper und dem Werkzeugkopf zu bewirken, um den Werkzeugkopf gegen jegliche Form von relativer Drehverlagerung zu halten, wenn er mit dem Werkzeugkörper eingreift.
Aus der obigen Beschreibung wird nun offensichtlich, daß bei der vorliegenden Erfindung beträchtliche Mechanismen zum Ausrichten und Verbinden und Halten des Werkzeugkopfes an dem Werkzeugkörper verwendet werden. Insbesondere wird dadurch ein genaues Verfahren zur Verfügung gestellt, um den Körper eines kraftgetriebenen Werkzeugs mit dem Kopf eines kraftgetriebenen Werkzeugs zu koppeln, um ein im wesentlichen stabiles und gut ausgerichtetes kraftgetriebenes Werkzeug zur Verfügung zu stellen. Da kraftgetriebene Werkzeuge dieses Typs einen Antriebsmechanismus verwenden, der eine erste Achse in dem kraftgetriebenen Werkzeug hat, die mit einem Ausgangsantriebsmechanismus an dem Werkzeugkopf ausgerichtet werden muß, der eine zweite Achse hat, ist es wichtig, daß die Ausrichtung des Werkzeugkopfes mit dem Werkzeugkörper genau ist, um eine Ausrichtung der beiden Achsen des Werkzeugkopfes und des Werkzeugkörpers zu gewährleisten, um eine maximale Wirksamkeit zu erhalten. Die besondere Konstruktion des kraftgetriebenen Werkzeugs und der Werkzeugköpfe der vorliegenden Erfindung wurde entwickelt, um ein wirksames Verfahren zur Verfügung zu stellen, um zwei Bauteile von einem kraftgetriebenen Werkzeug miteinander zu koppeln, um ein unitäres Werkzeug zu erhalten. Die Werkzeugkonstruktion schafft außerdem einen sich teilweise selbst ausrichtenden Mechanismus, um eine genaue Ausrichtung zwischen dem Werkzeugkopf und dem Werkzeugkörper zu gewährleisten. Bei Benutzung muß ein Benutzer zunächst einen Werkzeugkopf allgemein mit einem Werkzeugkörper ausrichten, so daß die Schnittstelle 90 von dem Werkzeugkopf und das zugehörige Profil von den flachen und gekrümmten Flächen des Werkzeugkopfes mit den entsprechenden abgeflachten gekrümmten Flächen an dem Werkzeugkörper in den Bereich der Aussparung 52 ausgerichtet sind. Das erste Zapfenbauteil 92 wird dann allgemein in die entsprechend geformte Aussparung 52 eingesetzt, wobei die im wesentlichen quadratische Form des Zapfens 92 mit der zusammenwirkenden Form der Aussparung 52 ausgerichtet ist. Auf diese Weise werden die breiteren entfernten Enden der Kanäle 100 in dem Zapfen 92 im wesentlichen mit den schmaleren, nach außen gerichteten Enden der zusammenwirkenden Vorsprünge 101 ausgerichtet, die an der Innenseite des Randes 96 der Aussparung 52 vorgesehen sind. Eine jeweilige Verlagerung des Kopfes in Richtung auf den Körper bewirkt dann, daß die sich verjüngenden Kanäle 100 in Keileingriff mit den sich entsprechend verjüngenden Vorsprüngen 101 bewegt werden, um eine genauere Ausrichtung des Werkzeugkopfes in dem Werkzeugkörper zu unterstützen, was einer nachfolgenden Ausrichtung des zweiten zylindrischen Zapfens mit dem Kragen 400 des Getriebe-Untersetzungsmechanismus in dem Werkzeugkörper dient, der in dem Zapfen 96 aufgenommen wird. Außerdem, werden die inneren, sich verjüngenden Vorsprünge 105 des Zapfens 96 für einen zusammenwirkenden Eingriff mit entsprechenden, sich verjüngenden Kerben 410 ausgerichtet, die an der Außenfläche des Kragenbauteils 400 geformt sind. Hier ist offensichtlich, daß der Zapfen 96 in der Öffnung 60 des Flächenbauteils 54 der Aussparung 52 aufgenommen ist. Auf diese Weise ist offensichtlich, daß die Gehäuseschale des Werkzeugkopfes sowohl direkt mit der Gehäuseschale des Werkzeugkörpers gekop pelt ist als auch direkt mit dem Ausgangs antrieb des Werkzeugkörpers. Schließlich bewirkt dann eine fortgesetzte Verlagerung des Werkzeugkopfes in Richtung auf den Werkzeugkörper, daß die Nockenflächen 250 des Zapfens 96 gegen das Federbauteil 200 stoßen und damit eingreifen, während die Zähne von dem männlichen Zahnrad 50 in die zusammenwirkenden Aussparungen in dem weiblichen Zahnrad-Bauteil des Werkzeugkopfes aufgenommen werden, wobei die Nockenflächen an dem männlichen Zahnrad 50 dazu dienen, um diese Zähne mit dem weiblichen Zahnrad-Bauteil auszurichten.
Wenn der Werkzeugkopf dann endgültig in endgültigen Eingriff mit dem Werkzeugkörper gedrückt wird, dienen die abgeschrägten Nockenflächen 250 dazu, die Arme des Federbauteils 200 radial nach außen zu verbiegen, wenn der Zapfen 96 zwischen den Armen des Federbauteils hindurchgeführt wird, bis die Arme des Federbauteils anschließend mit dem Kanal 239 in Eingriff kommen, wobei sie dann schnappend hinter den Nockenflächen 250 eingreifen, um den Werkzeugkopf gegen eine axiale Verlagerung außer Eingriff mit dem Werkzeugkörper zu verriegeln.
Wie vorstehend erläutert, um dann den Werkzeugkopf von dem Werkzeugkörper zu entfernen, muß die Taste 208 nach unten verlagert werden, um die beiden Arme des Federbauteils 200 aus dem Kanal 239 axial auseinanderzuspreizen, um zu ermöglichen, daß die Schulter, die durch die Nockenflächen 205 vorgesehen sind, dann zwischen dem gespreizten Federbauteil 200 hindurchgeführt werden kann, wenn es axial außer Eingriff mit der Antriebsspindel des Werkzeugkörpers bewegt ist.
Wenn die Werkzeugköpfe 40 und 42 in der oben beschriebene Weise mit dem Hauptkörper 12 gekoppelt sind, dann ist das resultierende kraftgetriebenen Werkzeug 10 entweder eine Bohrmaschine oder eine Kreissäge, abhängig von dem Werkzeugkopf. Das Werkzeug ist mit einer doppelten Getriebe-Untersetzung versehen, und zwar durch das nachfolgende Eingreifen zwischen dem Getriebe-Untersetzungsmechanismus in dem Werkzeugkopf und in dem Werkzeug körper. Außerdem, als ein Ergebnis des signifikanten Eingreifens und der Ausrichtung zwischen dem Werkzeugkopf und dem Werkzeugkörper wegen der vielen Ausrichtungs-Rippen und -Aussparungen zwischen dem Körper und den Werkzeugköpfen, kann der Antriebsmechanismus des Motors und die Getriebe-Untersetzungsmechanismen erachtet werden, daß sie eine integrierte Einheit bilden, wie dies für kraftgetriebene Werkzeuge üblich ist.
Wie in Fig. 10a sowie in Fig. 2 und 3 zu sehen ist, weist die Schnittstelle 90 außerdem einen im wesentlichen ersten linearen Abschnitt 91 (gesehen im Profil), von dem sich die Zapfenbauteile 92 und 96 erstrecken, und einen zweiten, nicht- linearen Abschnitt auf, der ein gekrümmtes Profil bildet. Dieses Profil kann am besten in Fig. 8 gesehen werden. Das Profil von dem Körper 12 des kraftgetriebenen Werkzeugs in dem Gebiet des Zusammentreffens mit dem Werkzeugkopf entspricht diesem Profil für ein komplementäres Eingreifen, wie in Fig. 2, 3 und 4. Während dieses Profil ästhetisch ansprechend sein kann, dient es außerdem einem funktionalen Zweck, indem eine zusätzliche Abstützung um diese Schnittstelle zwischen den Werkzeugköpfen und dem Werkzeugkörper zur Verfügung gestellt wird. Für den Fachmann ist offensichtlich, daß die Verwendung einer kraftgetriebenen Bohrmaschine das Aufbringen einer Kraft im wesentlichen entlang der Antriebsachse des Motors und des Bohrfutters erfordert. Bei dem vorhandenen Ausführungsbeispiel, bei dem eine Schnittstelle zwischen dem Werkzeugkörper und dem Werkzeugkopf vorgesehen ist, erfolgt eine Übertragung dieser Kraft direkt über den im wesentlichen linearen Schnittstellenabschnitt 91. Außerdem werden ringförmige Kräfte, die durch die Drehbewegung des Bohrfutters und des Motors über die Schnittstelle aufgebracht werden, zuerst durch das im wesentlichen quadratische Zapfenbauteil 92 begrenzt, das in einer im wesentlichen quadratischen Aussparung 52 aufgenommen ist, und außerdem durch das Eingreifen zwischen den Rippen 101 an der Aussparung 52 begrenzt, die mit entsprechenden Kerben 100 eingreifen, die an dem Zapfen 92 ausgebildet sind. Es ist jedoch weiter offensichtlich, daß das Eingreifen des gekrümmten Abschnitts 95 von der Schnittstelle 90 ebenfalls einer Drehverlagerung des Werkzeugkopfes relativ zu dem Werkzeugkörper entgegensteht.
Bezüglich des kraftgetriebenen Werkzeugs einer Stichsäge, wie in Fig. 3 gezeigt, dient die gekrümmte Schnittstelle einem weiteren Zweck des Verhinderns von übermäßigen funktionalen Belastungen zwischen dem Werkzeugkörper und dem Werkzeugkopf, wenn er in dieser Säge-Betriebsart verwendet wird. Wie in Fig. 3 zu sehen, führt der Betrieb des kraftgetriebenen Werkzeugs als eine Stichsäge zu einem Drehmoment, das auf den Werkzeugkopf 42 aufgebracht wird, wenn die Säge wirksam entlang des zu sägenden Materials (Richtung D) gedrückt wird, und die resultierende Reaktion zwischen dem Sägeblatt und dem Holz versucht, den Werkzeugkopf in eine Richtung zu verlagern, die allgemein als "E" in Fig. 3 gezeigt ist und entgegengesetzt zu der Kraft ist, die auf das kraftgetriebene Werkzeug in der Richtung "F" aufgebracht wird, wie in Fig. 3 zu sehen. Wenn eine einfache flache Schnittstelle zwischen dem Werkzeugkopf und dem Werkzeugkörper verwendet würde, dann würde das resultierende Drehmoment Kräfte erzeugen, die wirksam versuchen würden, den Werkzeugkopf weg von dem Werkzeugkörper in den Bereich 500 zu schwenken und effektiv übermäßige Kräfte auf die Antriebsspindeln der verschiedenen Getriebe-Untersetzungsmechanismen zwischen dem Werkzeugkopf und dem Körper quer zu der Schnittstelle zu erzeugen. Jedoch, durch die Verwendung der gekrümmten Schnittstelle, wie in Fig. 3 gezeigt, wird eine direkte Kraft von dem Körper des kraftgetriebenen Werkzeugs auf den Kopf des kraftgetriebenen Werkzeugs übertragen, um eine Verlagerung des kraftgetriebenen Werkzeugs in die Schnittrichtung D zu bewirken, und zwar durch diese gekrümmte Schnittstelle, statt durch das Eingreifen zwischen den Spindeln der Getriebe-Mechanismen quer zu der flachen Schnittstelle. Daher dient die gekrümmte Schnittstelle dazu, ein übermäßiges Drehmoment quer zu der Spindelachse des kraftgetriebenen Werkzeugs und des Werkzeugkopfs beträchtlich zu vermindern.
Außerdem wird durch die Verwendung des zusätzlichen Vorsprungsbauteils 172 an dem Werkzeugkopf 42 (wie in Fig. 10a zu sehen) zumindest eine ebene Fläche zur Verfügung gestellt, die im wesentlichen im rechten Winkel zu der Drehachse des Motors und der Antriebsspindel verläuft, um eine Übertragung von einer Druckkraft zwischen Werkzeugkörper und dem Werkzeugkopf im wesentlichen im rechten Winkel zu der relativen Achse des Werkzeugkopfes und des Werkzeugkörpers zu bewirken. Es ist daher offensichtlich, daß das Ausmaß der Krümmung der gekrümmten Fläche der Schnittstelle ausreichend sein kann, um dies ohne das Erfordernis eines zusätzlichen Vorsprungs 172 zu erreichen.
Es ist offensichtlich, daß die obige Beschreibung lediglich ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft, wobei viele Modifikationen und Verbesserungen dieser Basiskonzepte für einen Fachmann offensichtlich sind, wobei der Schutzbereich durch die angefügten Ansprüche bestimmt ist.
Es ist insbesondere offensichtlich, daß die Eingriffsmechanismen zwischen dem Werkzeugkopf und dem Werkzeugkörper umgekehrt werden können, so daß der Werkzeugkörper die Schnittstelle 90 mit zugehörigen Zapfen 92 und 96 zum Eingreifen mit einer zusammenwirkenden vorderen Öffnung in jedem der Werkzeugköpfe haben kann. Außerdem kann der Federmechanismus auch in dem Werkzeugkopf in einer solchen Situation enthalten sein, um mit den Zapfen zusammenwirkend einzugreifen, die dadurch an dem Werkzeugkörper montiert sind.
Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf zwei bestimmte Typen von Werkzeugkopf, nämlich ein Bohrmaschinenkopf und ein Sägekopf beschrieben wurde, ist es weiterhin offensichtlich, daß gleichermaßen andere Köpfe eines kraftgetriebenen Werkzeugs unter Verwendung dieser Technologie für herkömmliche kraftgetriebene Werkzeuge benutzt werden kann. Insbesondere kann ein Kopf zum Erreichen einer Schleiffunktion verwendet werden, wobei der Kopf einen Getriebe-Untersetzungsmechanismus enthalten kann, falls erforderlich, wobei der Drehausgang des Getriebe- Untersetzungsmechanismus in dem Kopf des kraftgetriebenen Werkzeugs dann ein herkömmliches Schleifgerät unter Verwendung eines exzentrischen Antriebs antreibt, wie dies üblich und dem Fachmann verständlich ist. Außerdem kann eine Schraubendreher-Funktion gewünscht sein, wobei zwei oder mehrere aufeinanderfolgende Getriebe-Untersetzungsmechanismen der Reihe nach in dem Werkzeugkopf verwendet werden, um die Drehausgangsgeschwindigkeit des Werkzeugkörpers beträchtlich zu vermindern. Ein solches Merkmal von zusätzlichen Getriebe-Untersetzungsmechanismen ist ebenfalls auf dem Gebiet von kraftgetriebenen Werkzeugen üblich und wird nicht detailliert beschrieben.

Claims

1. Verfahren zum Koppeln zweier Bauteile eines kraftgetriebenen Werkzeugs (10); wobei das erste Bauteil (40, 42) einen Befestigungszapfen (92), an dem zumindest ein Kanal (100) ausgebildet ist, und einen allgemein zylindrischen Vorsprung (96) auf weist, der an dem Befestigungszapfen ausgebildet ist, der allgemein zylindrische Vorsprung eine Seitenwand (241) mit einer abgeschrägten Kante (250) hat, und wobei die Seitenwand (241) zumindest einen Kanal (290) aufweist, der parallel zu der Achse (117) des allgemein zylindrischen Vorsprungs verläuft;

das zweite Bauteil (12, 14, 16) einen den Zapfen aufnehmenden Bereich (52, 54) mit zumindest einer Rippe (101), die mit dem zumindest einen Kanal (100) zusammenwirkbar ist, der in dem Befestigungszapfen ausgebildet ist, und ein allgemein zylindrisches Gehäusebauteil (52, 60) auf weist, das mit dem allgemein zylindrischen Vorsprung (96) des ersten Bauteils zusammenwirkbar ist, der den Zapfen aufnehmende Bereich zumindest eine weitere Rippe (101) auf weist, die mit dem zumindest einen Kanal (290) in der Seitenwand von dem ersten Bauteil zusammenwirkbar ist, und das zweite Bauteil außerdem ein Rastmittel (200) auf weist, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt:

Ausrichten des zumindest einen Kanals (100) in dem Befestigungszapfen mit der zumindest einen zusammenwirkbaren Rippe (101) an dem den Zapfen aufnehmenden Bereich;

Koppeln des Gehäusebauteils (52, 60) mit dem zylindrischen Vor Sprung (96);

Ineingriffbringen der weiteren, zumindest einen Rippe (101) des den Zapfen aufnehmenden Bereiches mit dem zumindest einen Kanal (290) der Seitenwand; und

Drücken der abgeschrägten Kante (250) hinter das Rastmittel (200).

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Entkoppeln der beiden Bauteile nicht möglich ist, bis das Rastmittel (200) von der abgeschrägten Kante (250) wegbewegt ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem der zumindest eine Kanal (100), der in dem Befestigungszapfen ausgebildet ist, eine Vielzahl von Kanälen umfaßt.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der zumindest eine Kanal (290), der in der Seitenwand ausgebildet ist, eine Vielzahl von Kanälen umfaßt.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die zumindest eine Rippe (101) des den Zapfen aufnehmenden Bereichs eine Vielzahl von Rippen umfaßt.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die zumindest eine weitere Rippe (101) des den Zapfen aufnehmenden Bereichs eine Vielzahl von weiteren Rippen umfaßt.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Rastmittel (200) eine elastisch vorgespannte Feder enthält.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Koppeln der beiden Bauteile nur dann möglich ist, wenn die Kanäle (100, 290) mit den jeweiligen Rippen (101) ausgerichtet sind.