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Die
Erfindung betrifft eine Handwerkzeugmaschine, insbesondere Exzenterschleifmaschine oder
Exzenterpoliermaschine, mit einem Motor zum Antreiben einer Werkzeugspindel
und mit einem mit der Werkzeugspindel bewegungsgekoppelten, um mindestens
eine Drehachse drehbeweglichen Blockierteil, das zum Montieren oder
Demontieren eines an einer Werkzeugaufnahme der Werkzeugspindel anordenbaren
Werkzeugs durch eine relativ zu dem Blockierteil aus einer Freigabestellung
in eine Blockierstellung bewegliche Feststelleinrichtung blockierbar
ist, wobei die Werkzeugspindel in der Blockierstellung blockiert
ist, wobei bei einem Bewegen der Feststelleinrichtung in die Blockierstellung
ein erster Blockiervorsprung und eine erste Blockieraufnahme einer
ersten, an dem Blockierteil und der Feststelleinrichtung angeordneten
Blockieranordnung in Eingriff gelangen.
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Die
US 3,872,951 zeigt eine
derartige Handwerkzeugmaschine, bei der als Spindelstopp ein radialer,
federbelasteter Vorsprung eines Sperrbolzens in eine Blockieraufnahme
zum Blockieren der Werkzeugspindel eingreift. In einer zweistufigen
Operation verdrängt
der Sperrbolzen bei Betätigung
des Sperrbolzens und gleichzeitigem Drehen der Werkzeugspindel zunächst einen
Federring zur Seite, bis dieser die Blockieraufnahme freigibt, in
die der Sperrbolzen zu einer Blockierung der Werkzeugspindel eindringt.
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Die
DE 197 53 304 A1 zeigt
Vorrichtungen zum Arretieren einer Werkzeug-Welle einer Handwerkzeugmaschine,
bei denen eine Blockierung bei drehender Spindel verhindert werden
soll. Eine Variante sieht Sperrhebel vor, die in eine Außenverzahnung
eingreifen. Es sind Elektromagnete vorhanden, die bei Bestromung
die Sperrhebel anziehen und dadurch verhindern, dass diese in die
Außenverzahnung
eingreifen.
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Eine
weitere Handwerkzeugmaschine ist beispielsweise aus der
DE 103 30 122 A1 bekannt. Das
Blockierteil ist ein Exzenterteil, das mit der Werkzeugspindel bewegungsgekoppelt
ist. Eine am Gehäuse
verschieblich gelagerte Feststelleinrichtung ist relativ zu dem
Blockierteil bzw. Exzenterteil zwischen einer Blockierstellung und
einer Freigabestellung beweglich. In der Blockierstellung ist ein
Werkzeug, im vorliegenden Fall beispielsweise ein Polierteller oder eine
Schleifscheibe, an einer Werkzeugaufnahme montierbar bzw. von dieser
demontierbar. Das Blockierteil bzw. Exzenterteil schlägt jeweils
einseitig an die Feststelleinrichtung an. Somit ist eine Leerbewegung
von fast 360° möglich. Wenn
zum Halten des Werkzeugs beispielsweise eine Werkzeugaufnahme mit
einem Gewinde oder einem Bajonett vorgesehen ist, ist dies unkomfortabel.
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Aus
der
EP 1 027 958 B1 ist
eine Exzenterteller-Schleifmaschine mit einer Feststelleinrichtung zum
Arretieren eines Ringkörpers
mittels zweier einander gegenüberliegender
Arretierbacken bekannt, so dass eine exzentrische Schleifbewegung
ausschaltbar ist und eine kreisende Bewegung ohne überlagerte
Eigenrotation stattfindet.
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Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Handwerkzeugmaschine
mit einer Blockiervorrichtung bereitzustellen, bei der die Werkzeugspindel
in der Blockierstellung mit geringerem Spiel gehalten wird.
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Zur
Lösung
der Aufgabe ist bei einer Handwerkzeugmaschine der eingangs genannten
Art vorgesehen, dass der erste Blockiervorsprung und die erste Blockieraufnahme
während
eines ersten Bewegungsabschnitts in Eingriff gelangen und in Eingriff bleiben,
wenn bei einem sich an den ersten Bewegungsabschnitt anschließenden zweiten
Bewegungsabschnitt ein zweiter Blockiervorsprung und eine zweite
Blockieraufnahme einer zweiten, an dem Blockierteil und der Feststelleinrichtung
angeordneten Blockieranordnung in Eingriff gelangen.
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Die
Blockiervorsprünge
können
beispielsweise an der Feststelleinrichtung, die Blockieraufnahmen
an dem Blockierteil oder umgekehrt, auch in beliebiger Kombination,
vorgesehen sein. Es versteht sich, dass auch weitere Blockieraufnahmen oder
Blockiervorsprünge
vorgesehen sein können, wobei
die Anzahl der jeweiligen Blockieraufnahmen und Vorsprünge an dem
Blockierteil und der Feststelleinrichtung nicht gleich sein muss.
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Ein
Grundgedanke ist, dass die Blockieranordnung sequentiell nacheinander
in Eingriff gelangen, so dass wenn eine Blockieranordnung bereits
in Eingriff ist, die weiteren Blockier anordnungen verhältnismäßig leicht
in Eingriff zu bringen sind.
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Die
mindestens eine Drehachse des Blockierteils ist beispielsweise die
Drehachse der Werkzeugspindel oder eines mit der Werkzeugspindel
bewegungsgekoppelten bzw. drehgekoppelten Antriebsteils. Die Drehachse
des Blockierteils kann bezüglich
des Gehäuses
der Handwerkzeugmaschine ortsfest sein oder beweglich, beispielsweise
exzentrisch zu einer weiteren Drehachse. Dann ist das Blockierteil
z.B. um die Drehachse der Werkzeugspindel und die Drehachse des
Antriebsteils, z.B. der Hohlwelle, drehbar.
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Die
Feststelleinrichtung ist beispielsweise quer zu der Drehachse des
Blockierteiles verschieblich und/oder schwenkbar. Die Feststelleinrichtung
ist vorteilhaft linear verstellbar. zweckmäßigerweise ist sie zumindest
während
des ersten und des zweiten Bewegungsabschnittes im Wesentlichen
parallel zu der Drehachse des Blockierteils längsverstellbar, um die erste
und mindestens eine zweite Blockieranordnung nacheinander in Eingriff
zu bringen.
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Die
erste Blockieranordnung bildet z.B. eine Fang-Blockieranordnung, die es ermöglicht,
die zweite oder auch weitere Blockieranordnungen in Eingriff zu
bringen. Wenn beide Blockieranordnungen in Eingriff sind, ist die
Werkzeugspindel drehfest blockiert.
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Die
Werkzeugspindel ist vor dem zweiten Bewegungsabschnitt, das heißt wenn
der erste Blockiervorsprung und die erste Blockieraufnahme in Eingriff
sind, vorteilhaft noch beweglich, beispielsweise linear beweglich
und/oder drehbeweglich. Dann kann die Werkzeugspindel in eine weitere
Position weiterbewegt werden, in der die zweite Blockieraufnahme
und der zuge hörige
zweite Blockiervorsprung einander gegenüberstehen. Die erste Blockieranordnung
bildet dann beispielsweise ein Drehlager oder definiert eine Drehachse,
um die sich das Blockierteil dreht, bis der zweite Blockiervorsprung
und die zweite Blockieraufnahme einander gegenüberstehen und in Eingriff gelangen
können.
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Besonders
vorteilhaft ist die Erfindung im Zusammenhang mit einer exzentrischen
Werkzeugspindel bzw. mit einem exzentrisch beweglichen Blockierteil.
Nach dem die erste Blockieranordnung im Rahmen des ersten Bewegungsabschnittes
in Eingriff gebracht ist, besteht dann noch ein weiterer Bewegungsfreiheitsgrad
des Blockierteils. Das Blockierteil wird dann solange weiter bewegt,
beispielsweise gedreht, bis die zweite Blockieranordnung in Eingriff gelangen
können.
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Das
Blockierteil kann beispielsweise eine Scheibe sein, vor die Vorsprünge, beispielsweise Stifte,
vorstehen. Die Feststelleinrichtung ist eine relativ zu dem Blockierteil
bewegliche Platte, die beispielsweise schiebebeweglich bezüglich des
Gehäuses
der Handwerkzeugmaschine ist. Wenn die Feststelleinrichtung bzw.
Platte zu der Scheibe hin bewegt ist, wird die Werkzeugspindel zweckmäßigerweise
manuell weiter bewegt. Ein Bediener greift dazu beispielsweise an
ein Werkzeug, z.B. einen Schleifteller. Zunächst eine Blockiervorsprung
bzw. ein Stift eine Blockieraufnahme bzw. einen Schlitz in der Platte
bzw. der Feststelleinrichtung ein. Wenn nun die Werkzeugspindel
eine Exzenterspindel ist, besteht nach wie vor ein Bewegungsfreiheitsgrad. Beispielsweise
ist die Werkzeugspindel exzentrisch zu einer Hohlwelle und bildet
eine Exzenterwelle. Die Feststelleinrichtung hingegen, die verdrehfest
relativ zur Struktur der Handwerkzeugmaschine ist, wird nun in Eingreifrichtung
weiterbewegt, so dass die zweite Blockieranordnung in Eingriff gelangt,
wenn deren Blo ckieraufnahme und Blockiervorsprung einander gegenüberstehen
und sozusagen dann einrasten.
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Zweckmäßigerweise
ist eine Rückstelleinrichtung
zum Zurückstellen
der Feststelleinrichtung in die Freigabestellung vorgesehen. Die
Rückstelleinrichtung
enthält
beispielsweise eine Rückstellfederanordnung,
einen Rückstellmagneten
oder dergleichen.
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Die
Werkzeugaufnahme umfasst beispielsweise ein Gewinde, ein Bajonett
oder dergleichen.
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Das
Blockierteil, beispielsweise eine Scheibe, ist zweckmäßigerweise
an einem Längsende
der Werkzeugspindel angeordnet.
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Das
sequentielle Eingreifen der Blockiervorsprünge ist beispielsweise dadurch
realisiert, dass der erste Blockiervorsprung mit Bezug zu der Bewegung
in die Blockierstellung vor den zweiten Blockiervorsprung vorsteht.
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Ferner
ist es denkbar, dass eine Blockieraufnahme näher bei einem Blockiervorsprung
ist und somit die beiden Bauteile früher in Eingriff gelangen, wenn
die Feststelleinrichtung in Richtung der Blockierstellung verlagert
wird.
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Es
ist aber auch möglich,
dass die Feststelleinrichtung um eine Schwenkachse schwenkbeweglich
ist, die quer zur Drehachse der Blockiereinrichtung ist. Die erste
und die zweite Blockieranordnung weisen unterschiedliche Abstände zu der
Schwenkachse auf, das heißt
beispielsweise, dass die erste Blockieranordnung weiter von der
Schwenkachse entfernt ist als die zweite Blockieranordnung, so dass die
erste Blockieranordnung zuerst in Eingriff gelangt, wenn die Feststelleinrichtung
in Richtung der Blockierstellung verschwenkt wird.
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Es
versteht sich, dass auch bei der schwenkbeweglichen Anordnung unterschiedlich
lange Blockiervorsprünge
vorgesehen sein können.
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Die
dem Blockierteil zugeordneten Teile der ersten und zweiten Blockieranordnung,
beispielsweise Blockieraufnahmen oder Blockiervorsprünge, sind an
dem Blockierteil um einen Drehwinkel bezüglich der Drehachse des Blockierteils
versetzt, beispielsweise an einander entgegengesetzten Seiten des Blockierteils,
angeordnet. Der Drehwinkel beträgt beispielsweise
180°.
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Das
Blockierteil ist zweckmäßigerweise
exzentrisch gelagert. Beispielsweise ist es an einer exzentrischen
Werkzeugspindel angeordnet.
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Die
erste und die zweite Blockieranordnung sind zweckmäßigerweise
in einem ersten und einem zweiten Abstand bezüglich der Drehachse des Blockierteils
positioniert. Unterschiedliche Abstände sind insbesondere bei einem
exzentrisch gelagerten Blockierteil, beispielsweise einer exzentrischen Werkzeugspindel,
an der das Blockierteil angeordnet ist, zweckmäßig. Es versteht sich, dass
die Abstände der
Blockieranordnung von der jeweiligen Drehachse auch dieselben sein
können.
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Die
erste oder die zweite Blockieraufnahme weisen vorteilhafterweise
ein Langloch oder eine Längsaufnahme
auf, die sich quer zur Drehachse des Blockierteils erstrecken, beispielsweise
radial zu der Drehachse. Somit ist ein wahlweises Eingreifen des ersten
und des zweiten Blockiervorsprungs in die erste oder zweite Blockieraufnahme
möglich,
wenn diese beispielsweise unterschiedliche Abstände zur Drehachse aufweisen
oder die Blockiervorsprünge aufgrund
einer Exzentrizität
sozusagen ein Spiel bezüglich
der Blockieraufnahmen auf weisen. Es versteht sich, dass man alternativ
auch eine Längsbewegung
der Feststelleinrichtung zulassen kann, um die Blockieraufnahmen
derart zu verlagern, dass sie den jeweiligen Blockiervorsprüngen gegenüberstehen.
Das Langloch oder die Längsaufnahme
weisen beispielsweise eine Längserstreckungslänge auf,
die mindestens einer zweifachen Exzentrizität des Blockierteiles entspricht.
Es versteht sich, dass auch eine größere Länge vorteilhaft sein kann.
Die Längsmitte
des Langloches bzw. der Längsaufnahme
entspricht vorteilhaft der Mitte zwischen den beiden Exzentrizitätsabständen.
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An
der Feststelleinrichtung ist zweckmäßigerweise eine Aufnahme, beispielsweise
ein Durchgangsloch oder eine Ausnehmung, vorhanden, in die die Werkzeugspindel
oder ein daran angeordnetes Bauteil eindringen kann, wenn die Feststelleinrichtung
in die Blockierstellung verlagert wird. Beispielsweise greift eine
Wellenmutter der Werkzeugspindel in die Aufnahme ein.
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Die
Feststelleinrichtung ist zweckmäßigerweise
plattenartig. Die Feststelleinrichtung ist zweckmäßigerweise
durch eine Betätigungshandhabe,
beispielsweise einen Druckknopf, einen Handgriff oder dergleichen,
betätigbar.
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Das
Blockierteil kann einen integralen Bestandteil der Werkzeugspindel
bilden. Beispielsweise können
an der Werkzeugspindel entsprechende Blockiervorsprünge angeordnet
sein. Aber auch ein Getriebebauteil, beispielsweise ein Zahnrad,
kann das Blockierteil bilden. Ferner ist es denkbar, dass zwei unterschiedliche
Bauteile insgesamt das Blockierteil bilden, wenn an diesen Bauteilen
die entsprechenden Blockiervorsprünge oder Blockieraufnahmen vorgesehen
sind.
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Nachfolgend
werden Ausführungsbeispiele der
Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
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1 eine
Querschnittsansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer Handwerkzeugmaschine in
Gestalt eines Exzentertellerschleifers oder einer Exzentertellerpoliermaschine,
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2 ein
zweites Ausführungsbeispiel
als eine Variante der Handwerkzeugmaschine gemäß 1 mit einer
modifizierten Werkzeugspindel-Lagerung,
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3a eine
Querschnittsansicht einer Blockiervorrichtung der Handwerkzeugmaschine
gemäß 1 in
Freigabestellung,
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3b die
Blockiervorrichtung gemäß 3a in
Blockierstellung,
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3c die
Blockiervorrichtung gemäß 3a, 3b von
oben,
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4a eine
schematische untere Ansicht der Blockiervorrichtung gemäß 3a, 3b, 3c,
wobei ein Blockierteil und eine Feststelleinrichtung außer Eingriff
sind,
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4b eine
Drehstellung des Blockierteils gemäß 4a, bei
der eine erste Blockieranordnung der Feststelleinrichtung und des
Blockierteils in Eingriff sind,
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4c eine
Blockierstellung, bei der zwei Blockieranordnungen in Eingriff sind,
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5a eine
Querschnittsansicht einer Blockiervorrichtung, die anstelle der
Blockiervorrichtung gemäß 3a, 3b, 3c verwendbar
ist, und
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5b die
Blockiervorrichtung gemäß 5a von
oben.
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Soweit
bei den nachfolgenden Ausführungsbeispielen
gleiche oder gleichartige Bauteile vorhanden sind, sind diese mit
denselben Bezugszeichen versehen und werden nicht im Einzelnen mehrfach erläutert.
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Eine
Handwerkzeugmaschine 10, beispielsweise eine Exzenterschleifmaschine
oder Exzenterpoliermaschine, weist einen bürstenlosen Motor 11 zum
Antreiben einer Werkzeugspindel 12 auf. Am unteren Ende
der Werkzeugspindel 12 ist eine Werkzeugaufnahme 13 zum
Halten eines Werkzeuges 14, beispielsweise eines Schleiftellers 15,
angeordnet. Der Motor 11 treibt eine Hohlwelle 16 an,
in deren Hohlraum oder Innenraum 17 die Werkzeugspindel 12 zumindest
abschnittsweise angeordnet ist. Der Innenraum 17 erstreckt
sich über
die gesamte Länge der
Hohlwelle 16, die an ihren Enden offen ist. Die Werkzeugspindel 12 steht
an einem oberen Endbereich 18 und einem unteren Endbereich 19 der
Hohlwelle 16 vor diese vor.
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Die
Hohlwelle 16 ist mit einer Hohlwellenlagerung 20 bezüglich eines
Gehäuses 21 der
Handwerkzeugmaschine 10 drehbar gelagert. Die Werkzeugspindel 12 wiederum
ist mit einer Werkzeugspindel-Lagerung 22 an der Hohlwelle 16 drehbar
gelagert. Eine Drehachse 24 der Werkzeugspindel 12 weist
eine Exzentrizität
e zu einer Drehachse 23 der Hohlwelle 16 auf.
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Der
Motor 11 treibt die Hohlwelle 16 zu einer Drehbewegung
an, die die Hohlwelle 16 über eine Kopplungsanordnung 9 zumindest
teilweise auf die Werkzeugspindel 12 überträgt. Der Motor 11 bildet
einen Direktantrieb zum Antreiben der Hohlwelle 16. Die
Hohlwelle 16 und die Kopplungsanordnung 9 bilden
einer Art Getriebe für
die Werkzeugspindel 12. Die Kopplungsanordnung 9 umfasst
die Werkzeugspindel-Lagerung 22. Die Hohlwelle 16 nimmt
die Werkzeugspindel 12 aufgrund von Reibung bei der Werkzeugspindel-Lagerung 22 mit.
Die Werkzeugspindel-Lagerung 22 ist unter anderem durch
Fliehkräfte
belastet. Beispielsweise ist dadurch in Werkzeugspindel-Lagern 50, 51 Reibung
vorhanden.
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Die
Werkzeugspindel 12 dreht sich um die Drehachse 23 und
mit einer überlagerten,
um die Exzentrizität
e versetzten Drehbewegung um die Drehachse 24. Im vorliegenden
Fall ist die Exzentrizität
e durch eine außermittige
Anordnung des Hohlraums oder Innenraums 17 bezüglich der
Drehachse 23 der Hohlwelle 16 realisiert. Es versteht
sich, dass auch bei einem zentrischen Hohlraum einer Hohlwelle durch
eine geeignete Lagerung der Werkzeugspindel bezüglich der Hohlwelle eine Exzentrizität realisierbar
ist.
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Die
Drehzahl der Werkzeugspindel könnte aufgrund
der Kopplungsanordnung 9 die Drehzahl der Hohlwelle 16 erreichen.
Die Drehzahl der Werkzeugspindel 12 ist jedoch vorzugsweise
geringer als die Drehzahl der Hohlwelle 16. Bei der Handwerkzeugmaschine 10 ist
daher eine zwischen dem Gehäuse 21 und
der Werkzeugspindel 12 wirksame Bremsanordnung 25 mit
einer Wirbelstrombremse realisiert, bei der ein mit der Werkzeugspindel 12 drehfest
gekoppeltes metallisches Wirbelstromelement 26 und drehfeste,
am Gehäuse 21 angeordnete Magnete 27 zusammenwirken.
Die Magnete 27 sind beispielsweise an einem oberen Kragenbereich
einer Stützhülse 49 des
Gehäuses 21 angeordnet
und erzeugen Wirbelströme
in dem Wirbelstromelement 26, das beim Ausführungsbeispiel
durch einen Lagerhalter 29 einer Lagerhalteanordnung 30 gebildet
ist. Der Lagerhalter 29 ist am oberen Endbereich 32 der Werkzeugspindel 12 beispielsweise
mit einer Mutter 31 drehfest festgelegt. Ferner ist denkbar,
zur Realisierung einer Bremsanordnung andere Bremskonzepte vorzusehen,
z.B. Reibabschnitte an einer Werkzeugspindel in der Art der Werkzeugsspindel 12,
die an gehäusefesten
Reibabschnitten reiben und so die Werkzeugspindel bremsen. Z.B.
könnten anstelle
der Magnete 27 Reibelemente vorgesehen sein, an denen ein
Abschnitt des Lagerhalters 29 reibt.
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Der
Motor 11 ist ein bürstenloser,
elektronisch kommutierter Antriebsmotor. Der Motor 11 ist ein
Außenläufermotor.
Eine Erregerspulenanordnung 33 eines Stators 34 des
Motors 11 ist außen
an einem Statorkörper
oder einer Statorstruktur 28 angeordnet. Ein Blechpaket 35 sitzt
beispielsweise am Außenumfang
der Statorstruktur 28. Die Erregerspulen der Erregerspulenanordnung 33 sind
am Blechpaket 35 angeordnet und erzeugen durch Bestromung
mit einer Bestromungseinrichtung 36 ein Drehfeld. Dieses
Drehfeld wirkt auf einen Rotor 37, der als ein Außenläufer-Rotor
ausgestaltet ist.
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Magnete 38,
beispielsweise Permanentmagnete, des Rotors 37 sind radial
außen
bezüglich
des Stators an einem Rotorkörper
oder einer Rotorstruktur 39 angeordnet, beispielsweise
an einem becherartig hochstehenden, zylindrischen Umfangsabschnitt 40 der
Rotorstruktur 39. Anstelle des wandartigen Umfangsabschnitts 40 könnten auch
beispielsweise Haltestege, eine Käfigstruktur etc. zum Halten der
Magnete 38 vorgesehen sein.
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Ein
unterer Bereich 41 der Rotorstruktur 39 ist drehfest
mit der Hohlwelle 16 verbunden. Die Hohlwelle 16 wird
vom Rotor 37 unmittelbar angetrieben und bildet eine Abtriebswelle 42 des
Motors 11. Die Abtriebswelle 42 ist im Innenraum
des Stators 34 angeordnet. Der Rotor 37 liegt
radial bezüglich
der Abtriebswelle 42 weit außen, sodass ein Luftspalt 53a zwischen
den Magneten 38 und der Erregerspulenanordnung 33 einen
großen
Durchmesser hat und der Motor 11 ein hohes Drehmoment erzeugen
kann. Dennoch baut die Handwerkzeugmaschine 10 sehr kompakt.
Aufgrund des hohen Drehmoments des Motors 11 ist kein Getriebe
zum Antreiben der Hohlwelle 16 erforderlich.
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Ein
oberes und ein unteres Lager 43, 44 der Hohlwellenlagerung 20 sind
im Bereich des Motors 11 angeordnet. Die Hohlwelle 16 hat
eine gestufte Struktur, sodass man auch von einer Stufenwelle sprechen
kann. Die Außendurchmesser
der Hohlwelle 16 nehmen von einem oberen Endabschnitt 45 zu einem
oberen Abschnitt 46 über
einen mittleren Abschnitt 47 bis zu einem unteren Endabschnitt 48 der Hohlwelle 16 stufenweise
zu.
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Das
untere Lager 44 sitzt am unteren Ende des mittleren Abschnittes 47 an
der Hohlwelle 16 und stützt
sich außenseitig
an der Statorstruktur 28 ab. Das untere Lager 44 sitzt
an der Stufe zwischen dem mittleren Abschnitt 47 und dem
unteren Endabschnitt 48. Das obere Lager 43 der
Hohlwellenlagerung 20 sitzt an der Stufe zwischen dem oberen
Endabschnitt 45 und dem mittleren Abschnitt 46.
Außenseitig
stützt sich
das obere Lager 43 an einer Stützstruktur oder Stützhülse 49 ab,
die in die Statorstruktur 28 eingesteckt ist und sich an
dieser abstützt.
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Ein
oberes und ein unteres Lager 50, 51 der Werkzeugspindel-Lagerung 22 sind
im Bereich der oberen und unteren Endabschnitte 45, 48 der
Hohlwelle 16 angeordnet. Das obere Werkzeugspindel-Lager 50 ist
bezüglich
der Hohlwelle 16 ein Außenlager, das untere Werkzeugspindel-Lager 51 ein Innenlager
für die
Werkzeugspindel 12. Die beiden Hohlwellen-Lager 43, 44 sind
vorteilhaft zwischen den Werkzeugspindel-Lagern 50, 51 angeordnet.
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Das
untere Lager 51 befindet sich an einem Innenumfang der
Hohlwelle 16, nämlich
in einer Aufnahme 52 der Hohlwelle 16. Die Aufnahme 52 ist durch
einen erweiterten Abschnitt des Innenraumes 17 der Hohlwelle 16 gebildet.
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Das
obere Lager 50 hat einen größeren Durchmesser als das untere
Lager 51. Das obere Lager 50 sitzt an einem Außenumfang 53 der
Hohlwelle 16, nämlich
am oberen Endabschnitt 45. Die Lagerhalteanordnung 30,
die drehfest mit der Werkzeugspindel 12 verbunden ist,
hält das
obere Lager 50 an seinem Außenumfang. Die Lagerhalteanordnung 30 steht
vor das obere Längsende
bzw. den Endbereich 18 der Hohlwelle 16 radial
vor und hält
einen äußeren Lagerring 73 des
oberen Werkzeugspindel-Lagers 50.
An einem oberen, scheibenartigen Plattenabschnitt 55 des
Lagerhalters 29 ist unten ein zylindrischer Umfangsabschnitt 54 angeordnet,
der den Lagerring 73 hält.
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Die
Rotorstruktur 39 umfasst ein Lüfterrad, das an der Abtriebswelle 42,
die durch die Hohlwelle 16 gebildet ist, angeordnet ist.
Das Lüfterrad 56 erzeugt
einen Absaug-Luftstrom 57 zum Absaugen von Staub von einer
durch die Handwerkzeugmaschine 10 bearbeiteten Fläche f, beispielsweise
einer Holzoberfläche.
Der Absaug-Luftstrom 57 tritt durch Öffnungen 58 am Werkzeug 14 in
einen Absaugluftraum 59 unterhalb des Lüfterrades 56 ein und
wird durch Luftführungsabschnitte
oder Luftkanäle 60 am
Lüfterrad 56 in
einen Absaugkanal 61 des Gehäuses 21 sozusagen
ausgeblasen. An den Absaugkanal 61 ist ein Auffangbehälter, beispielsweise
ein Staubsack oder dergleichen, anschließbar. Zwischen dem Werkzeug 14 und
dem unteren Abschnitt des Gehäuses 21 ist
zweckmäßigerweise
eine Dichtung 62 angeordnet, sodass der Absaug-Luftstrom 57 nicht aus dem
Absaugluftraum 59 austritt. Die Luftkanäle 60 sind winkelig,
wobei sich ein Abschnitt etwa parallel zu den Drehachsen 23, 24 erstreckt
und ein zweiter Abschnitt nach radial außen führt, wo er in den Absaugkanal 61 mündet, wenn
der jeweilige Luftkanal 60 mit dem Absaugkanal 61 bei
einer geigneten Drehstellung des Lüfterrades 56 fluchtet.
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Das
Lüfterrad 56 erzeugt
ferner einen Motor-Kühlluftstrom 64 zur
Kühlung
des Motors 11. Der Kühlluftstrom 64 tritt
durch Öffnungen 65 an
einem Deckel 66 des Gehäuses 21 ein
und strömt
von dort weiter durch Kühlkanäle 67 einer
Motor-Kühlluftführung 68 zum
Motor 11. Die Kühlkanäle 67 sind
am Gehäuse 21 ausgebildet
und erstrecken sich etwa parallel zu den Drehachsen 23, 24.
Die Kühlkanäle 67 führen unmittelbar
zu der Erregerspulenanordnung 33, sodass im Wesentlichen
die Erregerspulen gekühlt
werden. Kühlkanäle 69 führen aus
der Erregerspulenanordnung 33 heraus. Die Kühlkanäle 67, 69 erstrecken
sich parallel zu den Drehachsen 23, 24, sodass
der Kühlluftstrom 64 im
Bereich der Erregerspulenanordnung 33 etwa parallel zu
den Drehachsen 23, 24 verläuft. Rippen 70 an
der Oberseite des Lüfterrades 56 erzeugen
den Motor-Kühlluftstrom 64,
der durch radial äußere Öffnungen 71 im unteren
Bereich des Gehäuses 21 aus
dem Gehäuse 21 austritt.
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Die
Bestromungseinrichtung 36 kann die jeweilige Drehposition
des Rotors 37 auf elektronischem Weg abtasten. Ferner ist
es denkbar, dass beispielsweise eine Positions-Magnetanordnung 63 am
Rotor 37 angeordnet ist, beispielsweise unterhalb der Luftkanäle 60,
sodass ein Sensor 63' die
jeweilige Drehposition des Rotors 37 mit Hilfe der Magnete 63 erfassen
kann.
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Ein
oberer Bereich des Gehäuses 21 dient als
Handgriffbereich. Unterhalb dieses Handgriffbereiches strömt die Kühlluft 68 aus
dem Gehäuse 21 aus,
sodass sie einen Bediener der Handwerkzeugmaschine 10 nicht
beeinträchtigt.
Eine Griffmulde 72 am Außenumfang des Gehäuses 21 erleichtert
das Ergreifen des Gehäuses 21.
Ein Bediener kann die Handwerkzeugmaschine 10 von oben
ergreifen und mit seinen Fingern in die Griffmulde 72 eingreifen. Die
Handwerkzeugmaschine liegt somit gut in der Hand. Im Bereich der
Griffmulde 72 kann ein Schalter zum Einschalten des Motors 11 vorgesehen
sein.
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Aber
auch sonst ist die Handhabung der Handwerkzeugmaschine 10 bequem.
So dient beispielsweise zum Wechseln des Werkzeugs 14 an
der Werkzeugaufnahme 13 eine Blockiervorrichtung 75, die
die Werkzeugspindel drehfest blockiert, sodass die Werkzeugspindel 12 bewegungsfest
ist, während der
Bediener das Werkzeug 14 an der Werkzeugaufnahme 13 wechselt.
Die Werkzeugaufnahme 13 enthält beispielsweise ein Schraubgewinde,
ein Bajonett, Rastmittel oder sonstige Befestigungsmittel zum Befestigen
des Werkzeugs 14.
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Eine
Feststelleinrichtung 76, die zwar drehfest bezüglich der
Drehachsen 23, 24 ist, aber am Gehäuse 21 beweglich
gelagert ist, ist zwischen einer Freigabestellung (in 1 mit
durchgezogenen Linien gezeichnet) und einer in 2 dargestellten Blockierstellung
(in 1 gestrichelt gezeichnet) beweglich. Beim Verlagern
der Feststelleinrichtung 76 in Richtung der Blockierstellung
greifen nacheinander ein erster Blockiervorsprung 80 einer
ersten Blockieranordnung 78 in eine erste Blockieraufnahme 79 und
sodann ein zweiter Blockiervorsprung 83 in eine zweite
Blockieraufnahme 82 einer zweiten Blockieranordnung 81 ein.
Die Blockiervorsprünge 80, 83,
beispielsweise Stifte oder Dorne, sind an einem Blockierteil 77 angeordnet,
das mit der Werkzeugspindel 12 bewegungsgekoppelt ist,
vorliegend drehfest an der Werkzeugspindel 12 angeordnet
ist. Es versteht sich, dass zwischen einem Blockierteil und der
Werkzeugspindel auch beispielsweise ein Getriebe oder ei ne sonstige
Mitnahmeeinrichtung zur Bewegungskopplung vorgesehen sein können. Das Blockierteil 77 ist
vorliegend plattenartig. Das Blockierteil 77 wird durch
den am oberen Ende der Werkzeugspindel 12 angeordneten
Lagerhalter 29 gebildet. Vor den Lagerhalter 29 stehen
die Blockiervorsprünge 80, 83 nach
oben parallel zu den Drehachsen 23, 24 vor. Die
Blockieraufnahmen 79, 82 sind durch Ausnehmungen 84, 85 einer
Platte 86 der Feststelleinrichtung 76 gebildet.
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Die
Feststelleinrichtung 76 ist entgegen der Federkraft von
Federn 90 einer Rückstelleinrichtung 91 von
der Freigabestellung in die Blockierstellung beweglich. Beispielsweise
kann ein Bediener die Feststelleinrichtung 76 mit einer
Betätigungshandhabe 88,
zum Beispiel einen Betätigungsknopf,
der durch eine Öffnung 87 am
Gehäuse 21 beziehungsweise
am Deckel 66 zugänglich
ist, in Richtung des Blockierteils 77 verlagern.
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Eine
Führungseinrichtung 90a mit
Führungselementen 89 führt die
Feststelleinrichtung 76 linear parallel zu den Drehachsen 23, 24.
Die Führungselemente 89 sind
beispielsweise Bolzen, die an zweckmäßigerweise vorstehende Abschnitte
oder Halterungen 92 des Gehäuses 21 angeschraubt
sind. Die Federn 90 stützen
sich einerseits an den Halterungen 92 und andererseits
an der Feststelleinrichtung 76 ab. Die Führungselemente 89 durchdringen
die Feststelleinrichtung 76 an Führungsöffnungen 93. Vorsprünge 94 an
den Führungselementen 89,
beispielsweise Schraubenköpfe,
begrenzen den Verstellweg der Feststelleinrichtung in Richtung der
Freigabestellung. Ferner sind an der Betätigungshandhabe 88 Anschläge 95,
beispielsweise ein Kragenabschnitt oder radial vorstehende Vorsprünge, vorgesehen,
die in der Freigabestellung der Feststelleinrichtung 76 an
Anschläge 96 des
Gehäuses 21,
beispielsweise an Anschläge
im Bereich der Öffnung 87, anschlagen.
Auch dadurch wird der Hub der Feststelleinrichtung 76 in
Richtung der Freigabestellung begrenzt.
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Das
Blockierteil 77 ist um die Drehachse 23 der durch
den Motor 11 angetriebenen Hohlwelle 16 und zudem
um die Drehachse 24 der Werkzeugspindel 12 drehbar,
wobei die Drehachse 24 der Werkzeugspindel 12 zur
Drehachse 23 der Hohlwelle 16 um die Exzentrizität e exzentrisch
ist. Eine Exzentrizität
erschwert an sich eine Bedienung einer Blockiervorrichtung. Insbesondere
ist ein drehfestes Festlegen der Werkzeugspindel für den Werkzeugwechsel
mit bekannten Blockiervorrichtungen nicht möglich. Mit der Blockiervorrichtung 75 kann
die Werkzeugspindel 12 hingegen bequem drehfest blockiert
werden.
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Beim
Verlagern der Feststelleinrichtung 76 von der Freigabestellung
in Richtung der Blockierstellung greift bei einem ersten Bewegungsabschnitt zunächst der
Blockiervorsprung 80 in die Blockieraufnahme 79 ein.
Der Blockiervorsprung 80 steht weiter vor den Plattenabschnitt 55 des
Blockierteils 77 nach oben vor, sodass er in seine zugeordnete
Blockieraufnahme 79 eingreift, bevor in einem zweiten Bewegungsabschnitt
der kürzere
Blockiervorsprung 83 in seine zugeordnete Blockieraufnahme 82 eingreift.
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Die
erste Blockieranordnung 78 bildet eine Art Fang-Blockieranordnung,
das heißt,
der Pin oder Blockiervorsprung 80 greift in die Blockieraufnahme 79 ein.
Diese ist beispielsweise in 4b schematisch
dargestellt. Sodann wird das Blockierteil 77, das oben
fest an der Werkzeugspindel 12 sitzt, beispielsweise durch
Drehen an der Werkzeugspindel 12 so lange weiterbewegt,
bis die Blockieraufnahme 82 und der Blockiervorsprung 83 einander
gegenüberstehen
und einrasten können.
Durch die feste Koppelung der Werkzeugspindel 12 mit dem
Blockierteil 77 ist das Blockierteil 77 um beide
Drehach sen 23, 24 drehbeweglich und somit exzentrisch
gelagert. Durch Drehen der Werkzeugspindel 12, beispielsweise durch
Ergreifen des Werkzeugs 14, ist es möglich, die beiden Blockieranordnungen 78, 81 sequenziell in
ihre Eingriffsposition zu verlagern. Der Bediener drückt zum
Blockieren der Werkzeugspindel 12 auf die Betätigungshandhabe 88 und
dreht an der Werkzeugspindel 12 so lange, bis die Feststelleinrichtung 76 in
der Blockierstellung ist und das Blockierteil 77 drehfest
festlegt. Dann kann das Werkzeug 14 bequem gewechselt werden,
da die Werkzeugaufnahme 13 in jeder Drehrichtung drehfest
festgelegt ist.
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An
der Platte 86 der Feststelleinrichtung 76 ist
eine Aufnahme 97 vorgesehen, beispielsweise eine Durchtrittsöffnung,
in die die Mutter 31 an der Werkzeugspindel 12 in
der Blockierstellung eindringen kann. Die Aufnahme 97 ist
aufgrund der Exzentrizität
e zweckmäßigerweise
so groß,
dass ein freies Bewegungsspiel der Werkzeugspindel 12 innerhalb der
Aufnahme 97 gewährleistet
ist.
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Die
Ausnehmungen 84, 85 für die Blockiervorsprünge 80 und 83 hingegen
sind bezüglich
der Drehrichtung(en) des Blockierteils 77 zweckmäßigerweise
enger, sodass in der Blockierstellung die Blockiervorsprünge 80, 83 möglichst
spielfrei in den Blockieraufnahmen 79, 82 aufgenommen
sind.
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Nun
wäre es
möglich,
die Blockieraufnahmen so zu gestalten, dass nur in einer einzigen
Drehposition beziehungsweise Exzenterposition ein Eingreifen der
Blockieranordnung 78, 81 möglich ist. Bei der Feststelleinrichtung 76 hingegen
sind die Blockieraufnahmen 79, 82 gleichartig
und haben die gleiche Anordnung Geometrie, sodass jeder der Blockiervorsprünge 80, 83 in
jede der Blockieraufnahmen 79, 82 passt.
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Die
Blockieraufnahmen 79, 82 sind beispielsweise Langlöcher oder
Längsaufnahmen 98, die
sich quer zur Drehachse 24 des Blockierteils 77 erstrecken.
Vorliegend erstrecken sich die Längsaufnahmen 98 von
der zentralen Aufnahme 97 nach radial außen weg.
Die Längsaufnahmen 98 haben
eine Längserstreckungslänge, die
dem Durchmesser d der Blockiervorsprünge 80, 83 und
zusätzlich
einem doppelten Exzenterabstand e entspricht. Bei dem Blockierteil 77 sind
die beiden Blockiervorsprünge 80, 83 jeweils
in einem Abstand r bezogen auf die radial innere Seite der VBlockiervorsprünge 80, 83 von der
Drehachse 24 des Blockierteils 77 entfernt. Dieser
Abstand r definiert einen radial inneren Endbereich 99a der
Längsaufnahmen 98,
wo sich in 3c z.B. der Blockiervorsprung 80 befindet,
sowie einen erforderlichen radial äußeren Endbereich 99b,
wo sich der Blockiervorsprung 83 befindet. Ein radial äußeres Ende
der Längsaufnahmen 98 wird
durch den Abstand r und zusätzlich
den Durchmesser d der jeweiligen Blockiervorsprünge 80, 83,
definiert.
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Es
versteht sich, dass anstelle eines einzigen, gleichen Abstandes
r der Blockieraufnahmen 79, 82 bezüglich der
Drehachse 24 des Blockierteils 77 auch unterschiedliche
Abstände
vorgesehen sein können.
Beispielsweise ist ein zu dem Blockiervorsprung 80 alternativer
Blockiervorsprung 80'' mit einem Radialabstand
r'' von der Drehachse 24 entfernt. Korrespondierend
dazu ist eine als Längsaufnahme ausgestaltete
Blockieraufnahme 79'' ebenfalls mit dem
Abstand r'' zu der Drehachse 24 am
Blockierteil 77 angeordnet.
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Gleiche
oder gleichartige Teile der Handwerkzeugmaschinen 10 und
einer in 2 dargestellten Handwerkzeugmaschine 10' sind mit denselben
Bezugszeichen versehen und werden nicht näher erläutert.
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Im
Unterschied zur Handwerkzeugmaschine 10 ist bei der Handwerkzeugmaschine 10' eine Werkzeugspindel-Lagerung 22' vorgesehen,
bei der nicht nur das obere Lager 50, sondern auch ein
unteres Werkzeugspindel-Lager 51' als ein Außenlager ausgestaltet ist.
Das Lager 51' sitzt
am Außenumfang
eines unteren Endabschnitts 48' ein Werkzeugspindel 12'. Der Endabschnitt 48' hat einen geringeren
Außendurchmesser
als der Endabschnitt 48. Ansonsten gleicht die Hohlwelle 16' der Hohlwelle 16.
Der äußere Lagerring 73' des Werkzeugspindel-Lagers 51' wird von einem
Lagerhalter 29' gehalten.
Der Lagerhalter 29' ist
becherartig und bildet eine Lagerhalteanordnung 30' zum Halten
eines Werkzeugspindel-Lagers. Der Lagerhalter 29' ist drehfest
an der Werkzeugspindel 12 angeordnet. Somit sind beide
Werkzeugspindel-Lager 50, 51' Außenlager, die am Außenumfang
der Hohlwelle 16' angeordnet
sind und so optimal Lagerkräfte
aufnehmen können.
In der Praxis ist es ohne weiteres möglich, den Durchmesser des
unteren Werkzeugspindel-Lagers 51' größer auszugestalten,
wobei dann eine andere Ausgestaltung des Lüfterrades 56 beziehungsweise
der Absaugluftführung
erforderlich ist.
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Bei
den Handwerkzeugmaschinen 10, 10' wäre auch eine in den 5a, 5b dargestellte Blockiervorrichtung 75' anwendbar.
Eine Feststelleinrichtung 76' ist
um eine Schwenkachse s schwenkbeweglich. Die Feststelleinrichtung 76' umfasst beispielsweise
eine an einem Schwenklager 74' schwenkbare Platte 86'. Die Feststelleinrichtung 76' kann durch
Schwenken um die Schwenkachse s von der in durchgezogenen Linien
dargestellten Freigabestellung in eine in gestrichelten Linien dargestellte Blockierstellung
geschwenkt werden, bei der die Feststelleinrichtung 76' mit einem Blockierteil 77 in Eingriff
ist und somit die Werkzeugspindel 12 drehfest blockiert.
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Beim
Verschwenken von der Freigabestellung in die Blockierstellung gelangt
zunächst
ein erster Blockiervorsprung 80' in Eingriff mit einer ersten Blockieraufnahme 79' an der Feststelleinrichtung 76', sodass eine
erste Blockieranordnung 78' in
Eingriff ist. Die Blockieranordnung 78' bildet somit eine Art Fang-Blockieranordnung.
Das Blockierteil 77' ist dann
sozusagen im Bereich der Blockieranordnung 78' festgelegt,
kann aber beispielsweise durch Drehen an der Werkzeugspindel 12 noch
weiterbewegt werden, sodass bei einem weiteren Nach-Unten-Verlagern der
Feststelleinrichtung 76' in
Richtung der Blockierstellung eine zweite Blockieranordnung 81' in ihre Eingriffstellung
oder Blockierstellung gelangt, bei der ein zweiter Blockiervorsprung 83' in eine zweite Blockieraufnahme 82' eingreift.
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Da
der erste Blockiervorsprung 80' weiter von der Schwenkachse s
entfernt ist als der zweite Blockiervorsprung 83', greift der
erste Blockiervorsprung 80' beim
Verschwenken der Feststelleinrichtung 76' zuerst in seine zugeordnete erste
Blockieraufnahme 79' ein.
Die Blockiervorsprünge 80', 83' stehen nach
unten vor die Platte 86' vor.
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Zumindest
in der Blockierstellung kann die Werkzeugspindel 12 in
eine Aufnahme 97' der
Feststelleinrichtung 76 eintauchen.
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Das
Blockierteil 77' ist
drehfest an der Werkzeugspindel 12 angeordnet. Beispielsweise
wird das Blockierteil 77' ebenfalls
durch eine Lager-Halteanordnung zum Halten des oberen Werkzeugspindel-Lagers 50 gebildet.
Die Blockieraufnahmen 79' sind
an einem vorteilhaft ringartigen Plattenabschnitt 55' des Blockierteils 77' angeordnet.
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Die
beiden Blockieraufnahmen 79', 82' sind an einander
gegenüberliegenden
Seiten der Drehachse 24, um 180° versetzt, an geordnet. Weitere Blockieraufnahmen 79'', 82'' sind
in einer um 90° winkelversetzten
Position zu den Blockieraufnahmen 79', 82' vorgesehen. Die Blockiervorsprünge 80', 83' können wahlweise
in jede der Blockieraufnahmen 79', 79'', 82', 82'' eingreifen, sodass das Auffinden
einer geeigneten Drehposition für
die Blockierstellung der Blockiervorrichtung 75' vereinfacht
ist. An diesem Beispiel wird deutlich, dass die Anzahl der Blockiervorsprünge und
Blockieraufnahmen an der Feststelleinrichtung und dem Blockierteil
unterschiedlich sein kann.
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An
ihrem freien, von der Schwenkachse s entfernten Endbereich ist die
Feststelleinrichtung 76' durch
eine Führungsanordnung 90a' geführt. Ein Führungselement 89' durchdringt
die Feststelleinrichtung 76' an
einer Führungsöffnung 93'. Das Führungselement 89' ist beispielsweise
durch einen Schraubbolzen gebildet, dessen Kopf 94' einen oberen
Anschlag für
die Feststelleinrichtung 76' in
ihrer Freigabestellung bildet. Eine Feder 90' einer Rückstelleinrichtung 91' wird beim Schwenken
der Feststelleinrichtung 76' in
die Blockierstellung vorgespannt. Die Feder 90' stützt sich
von unten an der Feststelleinrichtung 76' ab.
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Die
Blockieraufnahmen 79', 79'', 82', 82'' sind
als Längsaufnahmen
oder Langlöcher 98' ausgestaltet,
deren Längserstreckungslänge mindestens der
zweifachen Exzentrizität
e entspricht. Somit kann wahlweise jeder der Blockiervorsprünge 80', 83' unabhängig von
der jeweiligen Exzenterlage des Blockierteils 77' in die Blockieraufnahmen 79', 79'', 82', 82'' eindringen.
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Die
Längsaufnahmen 98' haben z.B.
eine rechteckige Kontur und sind als Durchtrittsöffnungen ausgestaltet. Die
auf die Drehrichtung der Werkzeugspindel 12 bezogene Breite
der Langlö cher 98' entspricht
etwa einer Breite der Blockiervorsprünge 80', 83', die beispielsweise durch ausgestanzte,
nach unten umgebogene Abschnitte der Platte 86' gebildet sind,
so dass die Werkzeugspindel 12 in der Blockierstellung
kein oder kaum Drehspiel hat.