JP2004524168A - 手持ち式工作機械 - Google Patents

Abstract

本発明は、駆動モータと穿孔スピンドル（１３）とを介して、少なくとも回転駆動可能な工具ホルダから出発する。工具を固定するために、穿孔スピンドル（１３）の回転方向に作動可能な緊締装置を有し、ロック装置（３８）を備えていて、このロック装置を介して、穿孔スピンドル（１３）が工具ホルダ（１２）の緊締装置を閉鎖及び解除するために回動不能に連結可能であり、さらにこのロック装置は、駆動モータから工具ホルダ（１２）へのトルクの伝達に際して自動的に開き、工具ホルダ（１２）から駆動モータへのトルクの伝達に際して自動的に閉鎖する。ロック装置（３８）は中間軸（１７）に配置されており、同じく中間軸（１７）に配置されている安全連結器（５８）によって統合されている。

Description

【０００１】
従来の技術
本発明は請求項１の上位概念部による手持ち式工作機械から出発する。
【０００２】
この形の手持ち式工作機械はドイツ連邦共和国特許公開第９８０３４５４号明細書により公知である。ロック装置により、駆動モータから駆動可能な穿孔スピンドルが、手持ち式工作機械のケーシングに対して回動不能にロック可能であり、これにより、穿孔スピンドルとねじ留めされた工具ホルダ、例えば穿孔チャックを穿孔スピンドルから解除し、かつ／または工具をスパナなしで工具ホルダに緊締することができる。ロック装置は中間軸に配置されており、この中間軸は２つの歯車装置段部を介して穿孔スピンドルと連結可能である。ロック装置は駆動モータから工具ホルダの方向へのトルクの伝達に際し自動的に開放し、工具ホルダから駆動モータへのトルクの伝達に際しては自動的に閉鎖する。
【０００３】
発明の利点
本発明による請求項１の特徴部に記載の手持ち式工作機械は、トルクに依存して作動する安全連結器の形式で、例えば穿孔機械のひっかかりによる穿孔スピンドルの突然の停止に際して、使用者に対する過負荷保護が施されているという利点を有している。これにより付加的に、存在する歯車装置、若しくはロック装置を過負荷から保護する過負荷保護を達成している。安全連結器がロック装置に組み入れられることにより、安全連結器のための付加的な費用は、実質的に必要ない。また機械ケーシング内の付加的な構成スペース若しくは場合によっては必要となる構成スペースに機械ケーシングを特別に適合させる必要がない。前述の統合により、さらにはロック装置若しくは安全連結器のために必要な構成部材の数は最小限に抑えられる。全体として、付加的に設けられた安全連結器にもかかわらず、事実上、組み付けとコストのために余分な費用は必要ない。
【０００４】
従属請求項に記載の手段により、請求項１に記載の手持ち式工作機械の有利な別の構成及び改良が可能である。
【０００５】
図面
次に本発明のさらなる詳細と利点を図面を用いて説明する。図面、説明、請求項は特徴の多くの組合せを含んでいる。当業者は特徴を個々に適切に考察し、かつ別の有意義な組合せを実施できるものである。
【０００６】
図１は、打撃穿孔機械の部分的な側面図を含む長手方向断面図、
図２は、図１の細部ＡのＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図、
図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【０００７】
実施例
図１には、機械ケーシング２６に配置された、工具ホルダ１２を少なくとも回転駆動するための図示していな駆動モータを備えた打撃穿孔機械１０として構成された手持ち式工作機械が概略的に示されている。駆動モータはモータ軸１４を有しており、このモータ軸１４は端部側に駆動ピニオン１５若しくはこれに類する歯列を備えていて、フランジ２７内に軸受け２９、例えば玉軸受けによって回転可能に支承されている。フランジ２７は独立した構成部材であり、機械ケーシング２６と堅固に結合されている。駆動モータはモータ軸１４を介して穿孔スピンドル１３と歯車により結合されており、この穿孔スピンドル１３に工具ホルダ１２が取り外し可能に結合され、例えばねじ３５を介してねじ結合されている。
【０００８】
駆動ピニオン１５は図２に図示した中間軸１７に対して同軸の歯車１６と噛み合っており、この歯車１６は中間軸１７に対して相対的に回転可能である。中間軸１７の一方の端部側の軸ジャーナル４６が、フランジ２７内のニードル軸受け４８によって支承されている。別の軸ジャーナル４７が機械ケーシング２６内のニードル軸受け４９によって、回転可能に支承されている。
【０００９】
中間軸１７は歯付部材１８、及びこの歯付部材１８に隣接してこれと相対回転不能に結合された、例えば焼きばめされた歯車１９を有しており、この歯付部材１８と歯車１９とは大歯車２０若しくは２１と噛み合っており、この大歯車２０若しくは２１は穿孔スピンドル１３に回転可能に支承されていて、選択的に、例えば穿孔スピンドル１３の長手方向の溝２２内を、軸方向にスライド可能な移動キー２３を用いて穿孔スピンドル１３へトルク伝達可能な状態に移されるようになっている。この移動キー２３は大歯車２０，２１及び図示していない制御装置と共に、二段ギア式の切換歯車装置２４を形成している。第１のギア（遅い回転数）は歯の組合せ１８，２０によって、第２のギア（速い回転数）は歯の組合せ１９，２１によって形成される。この歯車装置の段部１８，２０もしくは２９，２１の変速比はネガティブである。すなわち、中間軸１７から穿孔スピンドル１３への伝動は遅くなる。
【００１０】
穿孔スピンドル１３の工具ホルダ１２とは反対側の端部に、フランジ２７に収容されたノッチ付き打撃機構２８が配置されており、この打撃機構２８を介して公知の形式で穿孔スピンドル１３に軸方向の打撃を与えることができるようになっている。ノッチ付き打撃機構２８は通常の形式で遮断可能であり、これにより打撃穿孔機械１０は２段ギア式の穿孔機械としても利用可能である。
【００１１】
工具ホルダ１２は例えばジョーチャックとして形成されており、このジョーチャックは、ケース３１及びこのケース３１に回動不能に結合された円錐形ナットにより調整可能なチャックジョー３２を有しており、このチャックジョー３２の間に工具のシャンクが緊締可能になっている。工具ホルダ１２の基体３３はねじ３５を介して、穿孔スピンドル１３のねじピン３４に高いプレストレス（予圧）でねじ止めされており、これにより工具ホルダ１２と穿孔スピンドル１３とは打撃穿孔機械１０の使用時に互いに回動不能に結合されている。ケース３１の埃カラー３０が機械ケーシングの開口に突入している。
【００１２】
穿孔スピンドル１３は、工具を交換する際に緩めトルク若しくは引き締めトルクを受け止め、ロック装置３８によって機械ケーシング２６のフランジ２７に対して相対回動不能に連結可能である。ロック装置３８は穿孔スピンドル１３と機械ケーシング２６の一部との間で中間軸１７に配置されている。ロック装置３８の構成部材は、半径方向の突出部４３ａによって回動不能に、かつ形状結合的にフランジ２７の一部内に保持されているほぼ環状のケーシング４３である。このケーシング４３は中間軸１７に対して同軸の円筒状孔部５３を有している。この孔部５３に、半径方向に突出した連行エレメント４１を有する円板４０があり、この円板４０は中間軸１７に、この中間軸１７に対して相対的に回転可能に、かつ軸方向に少なくともわずかにスライド可能に配置されている。さらにロック装置３８には、駆動モータから駆動ピニオン１５を介して駆動可能な、中間軸１７に対して相対的に回転可能な歯車１６が所属していて、この歯車１６は円板４０に向いている方の端面に、互いにほぼ平行に、かつ円板４０に向かって延びているほぼ爪状の突出部３９ａ，３９ｂを有している。この突出部３９ａ，３９ｂは、円筒形のピンの形で保持されていてよく、この突出部は、一方の孔部５３と、他方の互いに直線上に向かい合っている両方の連行エレメント４１の間に延びた円板４０の外周面５４との間に形成された環状室内に適合し、かつこの環状室内に環状に延びている。連行エレメント４１は、円板４０が隣接する爪３９ａ、３９ｂとの間で限定されて回転可能なように成形されている。円板４０の外周面５４は円筒形の基本形状を有しており、この円筒形の基本形状は２つの隣接する連行エレメント４１の間のほぼ中間で、それぞれ凹部４２に移行している。連行エレメント４１の外面の領域では、この領域とケーシング４３の孔部５３の間には、わずかな運動遊びしか存在しない。この領域に続く、円板４０の円筒形の周面５４の領域には、円板４０と孔部５３との間に半径方向の間隔が設けられており、この半径方向の間隔は突出部３９ａ，３９ｂをわずかな運動遊びで収容するのにちょうど十分である。それぞれの凹部４２の領域には、孔部５３と円板の凹部４２との間には、より大きな間隔がある。この領域に、円筒形のローラ体４５がそれぞれわずかな運動遊びで収容されており、このローラ体４５の直径はほぼ爪状の突出部３９ａ，３９ｂの半径方向の厚さを上回っている。ローラ体４５は締付けローラを形成している。爪状の突出部３９ａ，３９ｂは、例えば周囲方向に互いに異なる長さであってよく、この場合、それぞれ直径方向に向かい合っている対の突出部３９ａ若しくは３９ｂは、それぞれ互いに同じ長さであってよい。あるいは突出部３９ａ，３９ｂを互いに同じ大きさにしてもよい。
【００１３】
トルクが駆動モータから駆動ピニオン１５を備えたモータ軸１４を介して歯車１６に伝達される際に、突出部３９ａはトルクを伝達するように連行エレメント４１に作用し、このときローラ体４５はローラ体の慣性力によって、それぞれ隣接する突出部３９ｂの前へ移動する。隣接する爪３９ｂがローラ体４５をそれぞれの凹部４２の領域で保持し、その結果、妨げられないトルクの伝達が、この実施例において図３で見て時計回り方向で保証されている。歯車１６がこれとは逆方向に駆動され、爪状の突出部３９ａ，３９ｂが反対方向に回転運動する場合、突出部３９ｂがトルクを伝達するように連行エレメント４１に作用し、別の爪３９ａが、ローラ体４５を負荷して、その結果、ローラ体がそれぞれの凹部４２の領域に留まり、別の回転方向への、妨げられないのトルク伝達が保証される。
【００１４】
これとは反対に、トルク伝達がモータ軸を介した導入の代わりに穿孔スピンドル１３を介して、工具ホルダ１２から出発して行われると、連行エレメント４１がそれぞれトルク伝達可能に突出部３９ａ，ｂに伝達する。ローラ体４５の慣性力によって、ローラ体４５は、トルクを伝達する突出部３９ａ，ｂの方向に押され、従ってローラ体４５は円板４０の凹部４２とケーシング４３の孔部５３との間に固く締め付けられる。これにより、円板４０は自動的にケーシングに対して不動にロックされる。工具ホルダ１２内の工具の緊締若しくは解除に際して、または工具ホルダ１２のねじ留め若しくは穿孔スピンドル１３からの取り外しに際して、反対のトルクを穿孔スピンドル１３にもたらすことができ、そのとき特に手動で解除しなければならないようなロック装置は必要としない。
【００１５】
前述のロック装置３８には、同じく中間軸１７に配置された安全連結器５８が取り付けられている。安全連結器５８は、例えば滑り連結器もしくは端面歯を有する歯形連結器として形成されている。この安全連結器５８は軸方向でロック装置３８の被駆動側に配置されている。安全連結器５８は使用者並びにロック装置３８と前出の歯車装置とのための過負荷保護手段を成し、極めて単純であり、かつわずかな構成スペースしか必要としない。安全連結器５８はロック装置３８に組み込まれているため、構成部材の数が少なくなる。さらに、組み付け費用も軽減される。
【００１６】
続いて安全連結器５８の細部を、これと機構的に結合しているロック装置３８の詳細も含めて説明する。安全連結器５８は、半径方向の連行エレメント４１を有する円板４０と中間軸に固定されたストッパ面５９との間に形成されており、このストッパ面５９は、回転不可能に中間軸１７と結合された歯車１９の軸方向の端面によってギア段部を形成している。このストッパ面５９に対して、円板４０の軸方向でストッパ面に面した端面４４が、中間軸１７に支承されたばね力の軸方向力を用いて圧着可能である。中間軸１７には、これに対して回転可能な円筒形のスリーブ６０が載っており、この円筒形のスリーブ６０は円板４０の、ストッパ面５９とは逆の側を延びている。スリーブ６０の円板４０に向いた端面は、円板４０に軸方向に接触しており、この円板４０に押圧されている。このスリーブ６０の、円板４０とは逆向きの端部には、ばねの軸方向力が作用している。このために、中間軸１７には軸方向の力を生ぜしめる少なくとも１つのばね６１、特に皿ばね６１が配置されている。図示の実施例では、複数の皿ばね６１が設けられている。これらの皿ばね６１は直接中間軸１７に載っている。皿ばね６１は図２の右側で支持円板６２及び止め円板６３を用いて軸方向で中間軸１７に支えられている。止め円板６３は、中間軸１７の溝６４内に形状結合的に受容されている。皿ばね６１とスリーブ６０のこの皿ばねに向いている方の端面との間に、補償円板６５が配置されている。記載の配置によって、少なくとも１つのばね、ここでは皿ばね６１の形式のものが、一方では中間軸１７に軸方向で支えられており、他方では、スリーブ６０のこの皿ばね６１に向いている方の端部でばね力を及ぼすように作用している。スリーブ６０はこれにより、図２では左に向けてに軸方向にばね力により負荷されている。スリーブ６０の、円板４０とは逆向きの端部、すなわち少なくとも１つのばね６１に向いている方の端部は、歯車１６の図２の右側の端面から突き出している。歯車１６は、スリーブ６０に回転可能に支承されている。図２では、同じくスリーブ６０の左の端部は歯車１６の端面から突出しており、スリーブ６０のこの端面が軸方向で、円板４０の、スリーブに向いている方の端面６６に押圧されている。これにより、中間軸１７に回転可能に、かつ少なくともわずかに軸方向にスライド可能な円板４０の端面４４は、歯車１９のこれに向いているストッパ面５９に向かって押圧され、このようにして、円板４０はトルクを伝達するように歯車１９、及びこの歯車１９を介して中間軸１７と結合してしている。円板４０はボス６７を有しており、このボス６７は図２では、右側を、スリーブ６０のこれに向いている方の端面まで延びており、スリーブ６０によって負荷される端面６６を有している。
【００１７】
中間軸１７と回動不能に結合されている歯車１９の、中間軸に固定されたストッパ面５９と、円板４０のこのストッパ面５９に向いている方の端面４４とは、少なくとも１つのばね６１のばね力により相互に圧着される端面に、摩擦結合部を形成する面部分、例えば摩擦面を有していてもよい。その代わりに、この面５９と４４とが表面凸部と表面凹部、特に一体的な端面歯を有していてよく、この端面歯が形状結合的な係合をもたらす。図示の実施例では、安全連結器５８はこのような形状結合的な連結器として形成されており、この連結器では互いに接触している面４４と５９とは一体的な、図示していない端面歯を成している。簡単な形式で、歯車１９全体が焼結部材として製造されており、端面歯が安全連結器５８の部分として同時に形成されるため、かなりの費用の節約が達成される。有利には、円板４０全体も、その連行エレメント４１とこれと一体的なボス６７と端面４４の端面歯と共に、焼結部材として形成されており、これにより費用が最小限に抑えられている。安全連結器５８の別の部分としてのカバー６０は付加的な構成スペースを必要としない簡単で安価な構成部材である。安全連結器５８は使用者並びにロック装置３８と歯車装置とのための過負荷保護を提供する。この安全連結器５８は、経済的にロック装置３８に組み込まれており、従ってこのロック装置３８も安全連結器５８の配置によって大きな構成スペースを必要とすることなく、同じく安価に形成される。構成部材の数が減るため、取付け費用も減少する。
【００１８】
安全連結器５８は軸方向でロック装置３８に隣接して、かつロック装置３８の円板４０が設けられている被駆動側に配置されており、つまりロック装置３８から軸方向の距離をおいて配置されている。
【００１９】
モータ軸１４の駆動力が歯車１６及び歯車１６の突出部３９ａ，ｂを介して連行エレメント４１に伝達される際に、円板４０が駆動され、このとき安全連結器５８が作用し、円板４０からの駆動モーメントが歯車１９ひいては中間軸１７へ伝達される。安全連結器５８の許容出来るモーメントを超過した駆動モーメントの場合には、安全連結器５８が応動して、円板４０が少なくとも１つのばね６１の力に抗して図２の軸方向右手に押圧され、ひいては円板４０と歯車１９との間の駆動が中断される。これにより、使用者は機械の高すぎる戻りトルクから保護され、並びに場合によっては起こりうる制御装置３８の損傷または破壊が避けられる。
【００２０】
工具ホルダ１２と穿孔スピンドル１３とから中間軸１７への逆方向の駆動が行われると、安全連結器５８の連結の状態でこのモーメントは円板４０によって受け止められる。なぜならこの場合、ロック装置３８がローラ体４５をケーシング４３の孔部５３と円板４０の凹部４２との間に固く締付けることによって、円板４０を動けなくするからである。安全連結器５８は、伝達可能なモーメントを考慮して次のように調節されている。つまり、ローラ体４５によるこのような締め付けの状態では、安全連結器５８は連結解除のためにまだ応動しないようになっており、なぜなら、例えば工具ホルダを交換するため若しくは工具ホルダを取り外すために、穿孔スピンドル１３に導入されたモーメントは、安全連結器５８の許容できる伝達可能なモーメントよりも小さいからである。これに対して、許容できない高いモーメントが穿孔スピンドル１３を介して導入された場合にようやく、安全連結器５８も連結解除するように働き、これによりロック装置３８若しくは歯車装置の損傷や破壊を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
打撃穿孔機械の部分的な側面図を含む長手方向断面図である。
【図２】
図１の細部ＡのＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【図３】
図２のＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面図である。

Claims (15)

1. 手持ち式工具、特に穿孔若しくは打撃穿孔機械であって、機械ケーシング（２６）と、穿孔スピンドル（１３）の少なくとも回転駆動のための駆動モータと、例えばジョーチャックの形の工具ホルダ（１２）とを備えており、この場合に、穿孔スピンドル（１３）が工具の交換に際して取り外しモーメント若しくは取付けモーメントを受け止め、ロック装置（３８）によって、機械ケーシングの一部（２７）に対して回動不能に連結可能であり、ロック装置（３８）が穿孔スピンドル（１３）と機械ケーシング（２６）の一部との間で、穿孔スピンドル（１３）と回転結合する中間軸（１７）に配置されていて、該中間軸（１７）が少なくとも１つの歯車装置段部（１８／２０若しくは１９／２１）を介して穿孔スピンドル（１３）と結合可能であり、さらに前記ロック装置が駆動モータから工具ホルダ（１２）へのトルクの伝達に際して自動的に開放し、かつ工具ホルダ（１２）からの、反対方向でのトルクの伝達に際して自動的に閉鎖される形式のものにおいて、
   中間軸（１７）に、ロック装置（３８）に組み入れられた安全連結器（５８）が配置されていることを特徴とする手持ち式工作機械、特に穿孔若しくは打撃穿孔機械。
2. 安全連結器（５８）が、軸方向でロック装置（３８）の被駆動側に配置されている、請求項１記載の手持ち式工作機械。
3. 安全連結器（５８）が、ロック装置（３８）の、半径方向へ突出した連行エレメント（４１）を有する円板（４０）と、中間軸に固定されたストッパ面（５９）との間に形成されおり、該ストッパ面（５９）に対して円板（４０）が軸方向に、中間軸（１７）に支えられたばね弾性力による軸方向力によって押圧可能である、請求項１又は２に記載の手持ち式工作機械。
4. 円板（４０）が中間軸（１７）に対して相対的に回転可能で、かつ軸方向に少なくともわずかにスライド可能であり、場合によってはこの円板と一体的なボス（６７）によって中間軸（１７）に配置されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の手持ち式工作機械。
5. 中間軸（１７）にスリーブ（６０）を配置してあり、スリーブが円板（４０）の、中間軸に固定されてたストッパ面（５９）とは逆の側を延びている、請求項１から４までのいずれか１項記載の手持ち式工作機械。
6. スリーブ（６０）の円板（４０）に向いている方の端面が円板（４０）に軸方向に接触している、請求項５記載の手持ち式工作機械。
7. スリーブ（６０）の、円板（４０）とは逆の別の端面に軸方向力が作用する、請求項５又は６に記載の手持ち式工作機械。
8. 中間軸（１７）に、軸方向力を生ぜしめる少なくとも１つのばね（６１）、特に皿ばねが配置されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の手持ち式工作機械。
9. 少なくとも１つのばね（６１）が、一方では中間軸（１７）に軸方向に支えられており、他方ではスリーブ（６０）の、ばねに向いている方の側にばね弾性力の作用を及ぼす、請求項８記載の手持ち式工作機械。
10. 中間軸（１７）、特にスリーブ（６０）には、駆動モータから駆動可能な歯車（１６）が回転可能に配置されており、該歯車（１６）が円板（４０）に向いている方の端面に、互いにほぼ平行に、かつ円板（４０）に向かって延びる突出部（３９ａ，３９ｂ）をロック装置（３８）の部分として備えている、請求項１から９までのいずれか１項記載の手持ち式工作機械。
11. スリーブ（６０）の円板（４０）とは逆向きの端部が、軸方向に歯車（１６）を越えて突出している、請求項５から１０までのいずれか１項記載の手持ち式工作機械。
12. 中間軸に固定されたストッパ面（５９）が、歯車装置段部（１９／２１）の、中間軸（１７）に、例えば圧力ばめされて、回動不能に配置されている歯車（１９）の軸方向の端面によって形成されている、請求項１から１１までのいずれか１項記載の手持ち式工作機械。
13. 中間軸に固定されたストッパ面（５９）、特に歯車（１９）と円板（４０）とが、互いに向かい合って、かつ互いに押し付けられた端面（５９，４４）に、摩擦結合部及び／若しくは形状結合部を形成する、互いに接触する面部分を有し、例えば表面凸部及び／若しくは表面凹部、特に端面歯を備えている、請求項１から１２までのいずれか１項記載の手持ち式工作機械。
14. ロック装置（３８）が、機械ケーシング（２６）の一部、例えばフランジ部材（２７）に保持されたケーシング（４３）を有しており、該ケーシング（４３）内に、歯車（１６）の突出部（３９ａ，３９ｂ）と、円周方向の角度間隔をおいて、円板（４０）の半径方向の連行エレメント（４１）とが配置されており、かつ円周方向に２つの連行エレメント（４１）の間を延びるそれぞれ一対の突出部（３９ａ，３９ｂ）の間にローラ体（４５）、特にロックローラが配置されていて、この場合に、駆動モータから工具ホルダ（１２）の方向へのトルクの伝達に際して、突出部（３９ａ，３９ｂ）がローラ体（４５）を、該ローラ体（４５）がケーシング（４３）内で回転するように解除し、かつ工具ホルダ（１２）から駆動モータの方向へのトルクの伝達に際して、連行エレメント（４１）がローラ体（４５）をケーシング（４３）に対して締め付ける、請求項１０から１３までのいずれか１項記載の手持ち式工作機械。
15. 連行エレメント（４１）と安全連結器（５８）の端面（４４）とを有する円板（４０）、及び／若しくは安全連結器（５８）のストッパ面（５９）を有する、中間軸に固定された歯車（１９）が、焼結部材として形成されている、請求項１から１４までのいずれか１項記載の手持ち式工作機械。