DE102005036731A1

DE102005036731A1 - Kupplungsvorrichtung für eine Elektrowerkzeugmaschine und Elektrowerkzeugmaschine

Info

Publication number: DE102005036731A1
Application number: DE102005036731A
Authority: DE
Inventors: Dietmar Saur
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2005-08-04
Filing date: 2005-08-04
Publication date: 2007-02-08
Also published as: CN1907611A; US7591324B2; GB2428757B; GB2428757A; US20070193756A1; GB0615394D0

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Kupplungsvorrichtung für eine Elektrowerkzeugmaschine, die drehend und/oder schlagend antreibbar ist, wobei ein Schlagwerk (32) von einer ein Einsteckwerkzeug antreibenden Spindel (23) wahlweise trennbar oder mit dieser verbindbar ist, wobei zwischen einer Ankerwelle (22) eines Antriebsmotors und der Spindel (23) zur Übertragung von Antriebsenergie eine Vorgelegewelle (10) vorgesehen ist. DOLLAR A Es wird vorgeschlagen, dass ein Umschalten zwischen Betriebsarten der Elektrowerkzeugmaschine über eine axiale Bewegung der Vorgelegewelle (10) bewirkbar ist.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Kupplungsvorrichtung für eine Elektrowerkzeugmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, und einer Elektrowerkzeugmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 10.

Bohr- und Meißelhämmer können in unterschiedlichen Betriebsarten eingesetzt werden. Unterschieden werden Drehbohren, z.B. beim Bohren in Holz, Stahl, Schrauben, Rühren etc., Schlagbohren, z.B. beim Bohren in Beton, Stein etc., und Meißeln, z.B. beim Abtragen von Wandputz, Fließen und beim Erzeugen von Wanddurchbrüchen etc.

Die Betriebsarten werden meist über das mechanische Getriebe realisiert. Das Drehbohren ist durch ein abgeschaltetes Schlagwerk bei sich drehender Spindel gekennzeichnet. Beim Schlagbohren wird das Schlagwerk dazugeschaltet. Beim Meißelbetrieb ist die Spindel vom Drehantrieb getrennt mit gleichzeitiger Arretierung der Spindel („Spindel lock").

Je nach konstruktiver Gestaltung des Getriebes wird eine Vorgelegewelle ortsfest mit dem Gehäuse oder einem Flansch gelagert, und die Schaltung erfolgt durch Bauteile, welche auf der Vorgelegewelle verschoben werden. Die Vorgelegewelle kann auch mehrteilig ausgebildet sein und die einzelnen Teile ineinander gelagert sein, wobei durch axiales Verschieben der Teile die einzelnen Betriebsarten realisiert werden. Dies ermöglicht eine kompakte und kurze Bauweise, erfordert aber die Leitung der gesamten Kräfte von Schlagwerk und Drehmoment über die Vorgelegewelle und die Lagerung.

Wird das Antriebslager direkt in einem Gehäuseteil gelagert, ist eine robuste und solide Konstruktion erreichbar. Die Vorgelegewelle kann nun ebenfalls ortsfest sein und die Schaltung wie oben beschrieben realisiert werden. Wird die Vorgelegewelle axial beweglich gelagert, kann darüber die Schaltung realisiert, führt jedoch zu einer kritischen Baulänge und erschwert die Lagerung eines üblichen Stirnrads der ersten Getriebestufe.

Vorteile der Erfindung

Bei der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung wird vorgeschlagen, dass ein Umschalten zwischen Betriebsarten der Elektrowerkzeugmaschine über eine axiale Bewegung einer Vorgelegewelle bewirkbar ist. Die axiale Bewegung der Vorgelegewelle kann in eine Radialfunktion zum Herstellen oder Unterbrechen einer oder mehrerer Drehmitnahmen umgelenkt werden, bei der Mitnahmekörper einer Drehmitnahme zur Antriebsenergieübertragung zwischen Antrieb und Schlagwerk und/oder Vorgelegewelle steuerbar sind. Die prinzipiel len Vorteile einer ortsfesten Lagerung eines Antriebslagers und einer axialen Bewegung können zusammengeführt werden. Es lässt sich damit eine kompakte und kurze Bauweise und eine ebensolche Umschaltung zwischen den Betriebsarten erreichen. Gleichzeitig kann vermieden werden, Kräfte aus dem Schlagwerk auf die Vorgelegewelle zu übertragen.

In einer günstigen Ausgestaltung ist eine Wirkverbindung zwischen einem Antriebslager des Schlagwerks und der Ankerwelle abhängig von einer axialen Position der Vorgelegewelle in Eingriff oder außer Eingriff bringbar. Durch die axiale Position kann die Betriebsart der Elektrowerkzeugmaschine, z.B. Bohren, Meißeln, Schlagbohren, bestimmt werden.

In einer weiteren günstigen Ausgestaltung weist die Vorgelegewelle eine Einschnürung auf, die bei einer entsprechenden axialen Position einen oder mehrere Mitnahmekörper einer Drehmitnahme zwischen einer mit der Ankerwelle antriebsverbundenen Zahnhülse und dem Antriebslager aufnimmt, um die Drehmitnahme und damit das Schlagwerk zu entkoppeln. Dadurch, dass der oder die Mitnahmekörper in einen durch die Einschnürung geschaffenen Freiraum eintauchen können, steuert die Vorgelegewelle die radiale Position des oder der Mitnahmekörper. In dieser Position ist die Betriebsart Bohren erreicht, und das Schlagwerk ist abgeschaltet. Der oder die Mitnahmekörper können z.B. Kugeln sein.

In einer weiteren günstigen Ausgestaltung ist eine Steckverzahnung zur Antriebsverbindung zwischen der Vorgelegewelle und der Zahnhülse vorgesehen. Damit kann eine Drehmitnahme durch axiale Verschiebung der Vorgelegewelle unterbrochen oder hergestellt werden.

In einer weiteren günstigen Ausgestaltung ist zwischen der Einschnürung und einer der Steckverzahnung zugeordneten Verzahnung der Vorgelegewelle ein Bereich der Vorgelegewelle vorgesehen, welcher den oder die Mitnahmekörper in der Drehmitnahme kammert. Damit kann eine Antriebsenergieübertragung zwischen Ankerwelle und Schlagwerk sichergestellt werden, solange die axiale Position der Vorgelegewelle so ist, dass der Bereich den oder die Mitnahmekörper sicher in ihrer Mitnahmeposition hält. Ist z. B. die Steckverzahnung außer Eingriff, jedoch die Mitnahmekörper gekammert, ist die Betriebsart Meißeln erreicht. Zweckmäßigerweise ist dann die Spindel blockiert.

In einer weiteren günstigen Ausgestaltung weist die Vorgelegewelle einen Zahnkörper auf, das zur Antriebsverbindung mit der Spindel vorgesehen ist. Zweckmäßigerweise ist der Zahnkörper axial so lang, dass bei einer Verschiebung der Vorgelegewelle die Wirkverbindung bestehen bleibt.

In einer weiteren günstigen Ausgestaltung ist die Vorgelegewelle an einem Arretierungsmittel festlegbar, um eine Spindelbewegung zu blockieren. In dieser Stellung kann ein Meißelbetrieb erfolgen, bei dem eine Drehung der Spindel unerwünscht ist. Dabei ist bevorzugt die Steckverzahnung zwischen Vorgelegewelle und Zahnhülse außer Eingriff und der oder die Mitnahmekörper durch die Vorgelegewelle in Mitnahmeposition gekammert.

In einer weiteren günstigen Ausgestaltung ist die Vorgelegewelle über ein von außen betätigbares Bedienelement axial verschiebbar.

In einer weiteren günstigen Ausgestaltung ist die Zahnhülse in einem Zwischenflansch und/oder dem Antriebslager gelagert. Dann kann eine zuverlässige und stabile Lagerung erreicht werden. Eine Krafteinleitung aus dem Schlagwerk kann dadurch vermieden werden.

Es wird auch eine Elektrowerkzeugmaschine vorgeschlagen, bei der ein Umschalten zwischen Betriebsarten der Elektrowerkzeugmaschine über eine axiale Bewegung einer Vorgelegewelle bewirkbar ist, die zwischen einer Ankerwelle eines Antriebsmotors und einer Spindel zur Übertragung von Antriebsenergie auf die Spindel angeordnet ist.

Zeichnungen
Weitere Ausführungsformen, Aspekte und Vorteile der Erfindung ergeben sich auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in Ansprüchen, ohne Beschränkung der Allgemeinheit aus einem nachfolgend anhand von Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Im Folgenden zeigen:
1 einen Ausschnitt aus einem Getriebebereich eines bevorzugten Bohrhammers in Schlagbohrstellung;
2 einen Ausschnitt aus einem Getriebebereich eines bevorzugten Bohrhammers nach 1 in Meißelstellung;
3 einen Ausschnitt aus einem Getriebebereich eines bevorzugten Bohrhammers nach 1 in Bohrstellung; und
4a, b einen Schnitt durch ein Antriebslager (4a) und eine Draufsicht auf eine Stirnseite des Antriebslagers mit einem Mitnahmeprofil (4b).
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
1 zeigt beispielhaft einen Ausschnitt eines Bohrhammergetriebes einer als Bohrhammer ausgebildeten bevorzugten Elektrowerkzeugmaschine in einer Betriebsart Schlagbohren.
Die bevorzugte Kupplungsvorrichtung für die Elektrowerkzeugmaschine mit einem in eine Spindel 23 einsteckbares, nicht dargestelltes Einsteckwerkzeug, das drehend und/oder schlagend antreibbar ist, umfasst eine Vorgelegewelle 10 und eine Zahnhülse 13 mit zwischen Zahnhülse 13 und einem Antriebslager 11 angeordneten Mitnahmekörpern 18. Die Vorgelegewelle 10 ist zwischen einer Ankerwelle 22 eines nicht gezeigten Antriebsmotors und der Spindel 23 angeordnet. Die Ankerwelle 22 ist wie die Zahnhülse 13 in einem Zwischenflansch 27 gelagert.
Ein Schlagwerk 32 ist von der das Einsteckwerkzeug antreibenden Spindel 23 wahlweise trennbar oder mit dieser verbindbar, abhängig von einer axialen Position der Vorgelegewelle 10. Ein Umschalten zwischen Betriebsarten der Elektrowerkzeugmaschine ist über eine axiale Bewegung der Vorgelegewelle 10 bewirkbar.
Die Vorgelegewelle 10 weist stirnseitig eine Außenverzahnung 15 an ihrem dem Zwischenflansch 27 zugewandten Ende auf, die mit einer Innenverzahnung 14 der Zahnhülse 13 eine Steckverzahnung 31 bildet. Die Steckverzahnung 31 bildet eine Drehmitnahme zwischen der Zahnhülse 13 und der Vorgelegewelle 10. Ein daran anschließender Bereich 33 der Vorgelegewelle 10 weist eine ausreichenden Durchmesser auf, um in den entsprechenden axialen Positionen die in der Zahnhülse 13 gehaltenen Mitnahmekörper 18 in ihrer Mitnahmeposition zwischen Antriebslager 11 und Zahnhülse 13 zu kammern.
Anschließend an den Bereich 33 weist die Vorgelegewelle 10 eine Einschnürung 29 auf, um sich anschließend an diese Einschnürung 29 in einem Lagerbereich eines Lagers 16 in dem Antriebslager 11 des Schlagwerks 32 wieder radial zu erweitern. Axial außerhalb des Antriebslagers 11 weist die Vorgelegewelle 10 ein Verschiebemittel 17 auf, das von außen betätigt werden kann, um die Vorgelegewelle 10 axial zu verschieben. Daran anschließend ist ein Zahnkörper 24 mit der Vorgelegewelle 10 drehfest verbunden, das mit einer Verzahnung 25 der Spindel 23 in Eingriff ist. Die Vorgelegewelle 10 ist an ihrem von der Zahnhülse 13 abgewandten Ende in einem Lager 20 gelagert.
Außer Eingriff mit dem Zahnkörper 24 ist ein Arretiermittel 21, das bei entsprechender axialer Position die Vorgelegewelle 10 drehfest arretieren kann und damit die Spindel 23 gegen eine Drehung blockiert.
Die Ankerwelle 22 überträgt ihre Drehbewegung auf eine Außenverzahnung der die Zahnhülse 13 über eine Verzahnung 28. Die Dreh mitnahme 30 zwischen dem Antriebslager 11 und der Zahnhülse 13 ist über die Mitnahmekörper 18 realisiert. Diese sind in die Zahnhülse 13 radial eingebettet und werden durch die Vorgelegewelle 10 in ihrer radialen Position gesteuert. Im Antriebslager 11 ist ein Mitnahmeprofil 19 für die Mitnahmekörper 18 ausgebildet.
Das Antriebslager 11 des Schlagwerks 32 treibt einen Taumelfinger 26 an, der eine Drehbewegung des Antriebslagers 11 in eine axiale, schlagende Bewegung umsetzt. Der Taumelfinger 26 ist in üblicher Weise an einer Außenseite 12 des Antriebslagers 11 gelagert.
In der gezeigten axialen Position der Vorgelegewelle 10 ist die erste Drehmitnahme über die Steckverzahnung 31 zwischen Zahnhülse 13 und Vorgelegewelle 10 und die zweite Drehmitnahme 30 zwischen Zahnhülse 13 und Antriebslager 11 aktiviert, so dass eine drehende und schlagende Bewegung des Einsetzwerkzeugs, z.B. beim Schlagbohren, möglich ist, indem die Drehbewegung der Ankerwelle 22 über die erste Drehmitnahme auf die Vorgelegewelle 10 übertragen wird und die Drehbewegung der Ankerwelle 22 über die zweite Drehmitnahme 30 in eine Schlagbewegung des Schlagwerks 32 umgesetzt wird.
2 zeigt die Vorrichtung aus 1 in der Betriebsart Meißeln. Die Komponenten wurden bereits in der 1 beschrieben. Die Vorgelegewelle 10 ist axial nach vorne Richtung Einsteckwerkzeug verschoben. Die Drehmitnahme 30 zwischen Antriebslager 11 und Zahnhülse 13 bewirkt eine Übertragung der Drehbewegung der Ankerwelle (nicht gezeigt) auf das Antriebslager 11 und damit eine Schlagbewegung. Die Mitnahmekörper 18 werden dabei mittels der Vorgelegewelle 10 mit deren Bereich 33 radial gekammert, während die Dreh mitnahme über die Steckverzahnung 31 (1) außer Eingriff ist und eine Drehbewegung der Ankerwelle 22 nicht auf die Vorgelegewelle 10 übertragen werden kann. Zusätzlich greift der Zahnkörper 24 in das Arretiermittel 21 ein, so dass die Spindel 23 gegen Drehbewegungen blockiert ist. Damit kann die Drehbewegung der Ankerwelle in eine rein schlagende Bewegung umgesetzt werden.
3 zeigt die Vorrichtung aus 1 in der Betriebsart Bohren. Zum Bohren wird die Vorgelegewelle 10 axial nach hinten, vom Einsteckwerkzeug weg, bewegt. Das Arretiermittel 21 (2) gibt den Zahnkörper 24 frei, und die Drehmitnahme über die Steckverzahnung 31 zwischen Zahnhülse 13 und der Vorgelegewelle 10 ist wieder hergestellt. Die axiale Position der Vorgelegewelle 10 ist nun jedoch so, dass sich die Einschnürung 29 der Vorgelegewelle 10 auf gleicher Höhe wie die Mitnahmekörper 18 befindet und diese radial nach innen in einen durch die Einschnürung 29 gebildeten Freiraum ausweichen können. Damit ist die Drehmitnahme 30 (2) zwischen der Zahnhülse 13 und dem Antriebslager 11 unterbrochen, und das Schlagwerk 32 ist ausgeschaltet. Die Drehbewegung der Ankerwelle 22 (1) wird nur eine reine Drehbewegung des Einsteckwerkzeugs zum Drehbohren umgesetzt.
4a zeigt einen Schnitt durch ein Antriebslager 11, bei dem ein Mitnahmeprofil 19 für Mitnahmekörper an einer Seite des Antriebslagers 11 zu erkennen ist. 4b zeigt eine Draufsicht auf das Mitnahmeprofil 19 des Antriebslagers 11.

Claims

Kupplungsvorrichtung für eine Elektrowerkzeugmaschine, die drehend und/oder schlagend antreibbar ist, wobei ein Schlagwerk (32) von einer ein Einsteckwerkzeug antreibenden Spindel (23) wahlweise trennbar oder mit dieser verbindbar ist, wobei zwischen einer Ankerwelle (22) eines Antriebsmotors und der Spindel (23) zur Übertragung von Antriebsenergie eine Vorgelegewelle (10) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Umschalten zwischen Betriebsarten der Elektrowerkzeugmaschine über eine axiale Bewegung der Vorgelegewelle (10) bewirkbar ist.
Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wirkverbindung zwischen einem Antriebslager (11) des Schlagwerks (32) und der Ankerwelle (22) abhängig von einer axialen Position der Vorgelegewelle (10) in Eingriff oder außer Eingriff bringbar ist.
Kupplungsvorrichtung Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorgelegewelle (10) eine Einschnürung (29) aufweist, die bei einer entsprechenden axialen Position einen oder mehrere Mitnahmekörper (18) einer Drehmitnahme (30) zwischen einer mit der Ankerwelle (22) antriebsverbundenen Zahnhülse (13) und dem Antriebslager (11) aufnimmt, um die Drehmitnahme (30) zu entkoppeln.
Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Antriebsverbindung eine Steckverzahnung (31) zwischen der Vorgelegewelle (10) und der Zahnhülse (13) vorgesehen ist.
Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Einschnürung (29) und einer der Steckverzahnung (31) zugeordneten Verzahnung (15) der Vorgelegewelle (10) ein Bereich (33) der Vorgelegewelle (10) vorgesehen ist, welcher den oder die Mitnahmekörper (18) in der Drehmitnahme (30) kammert.
Kupplungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorgelegewelle (10) einen Zahnkörper (24) aufweist, der zur Antriebsverbindung mit der Spindel (23) vorgesehen ist.
Kupplungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorgelegewelle (10) an einem Arretierungsmittel (21) festlegbar ist, um eine Spindelbewegung zu blockieren.
Kupplungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorgelegewelle (10) über ein von außen betätigbares Bedienelement (17) axial verschiebbar ist.
Kupplungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnhülse (13) in einem Zwischenflansch (27) und/oder dem Antriebslager (11) gelagert ist.
Elektrowerkzeugmaschine mit einem Einsteckwerkzeug, das schlagend und/oder drehend antreibbar ist, mit einer Kupplungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Umschalten zwischen Betriebsarten der Elektrowerkzeugmaschine über eine axiale Bewegung einer Vorgelegewelle (10) bewirkbar ist, die zwischen einer Ankerwelle (22) eines Antriebsmotors und einer Spindel (23) zur Übertragung von Antriebsenergie auf die Spindel (23) angeordnet ist.