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Stand der
Technik
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Die
Erfindung geht aus von einer Handwerkzeugmaschine mit einer Welle
und mit einem auf der Welle gelagerten Hubantriebslager nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Es
ist eine Handwerkzeugmaschine, insbesondere ein Bohrhammer, mit
einer Welle und mit einem auf der Welle gelagerten Hubantriebslager
zum Übersetzen
einer Drehbewegung der Welle in eine Hubbewegung bekannt. Ein das
Hubantriebslager und die Welle umfassendes Getriebe der Handwerkzeugmaschine
ist schaltbar. Es sind insbesondere ein Drehantrieb eines Werkzeugfutters
und ein Schlagantrieb eines Schlagwerks zu- und abschaltbar. Zum Zu- und Abschalten
der genannten Funktionen kann die Welle in mehrere Schaltkonfigurationen verschoben
werden. In einer ersten Schaltkonfiguration besteht eine drehfeste
Schlagantriebsverbindung zwischen der Welle und dem Hubantriebslager, so
dass der Schlagantrieb eingeschaltet ist. In einer zweiten Schaltkonfiguration
ist die Schlagantriebsverbindung unterbrochen, so dass das Schlagwerk deaktiviert
ist. Weitere Schaltkonfigurationen betref fen das Ein- und Ausschalten
des Drehantriebs und eine Variolock-Funktion.
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Vorteile der
Erfindung
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Die
Erfindung geht aus von einer Handwerkzeugmaschine, insbesondere
von einem Bohrhammer, mit einer Welle und mit einem auf der Welle
gelagerten Hubantriebslager zum Übersetzen
einer Drehbewegung in eine Hubbewegung, wobei in wenigstens einer
ersten Schaltkonfiguration die Schlagantriebsverbindung unterbrochen
ist und wobei in wenigstens einer zweiten Schaltkonfiguration eine drehfeste
Schlagantriebsverbindung zwischen der Welle und dem Hubantriebslager
besteht.
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Es
wird vorgeschlagen, dass die Handwerkzeugmaschine ein Haltemittel
umfasst, welches das Hubantriebslager in der ersten Schaltkonfiguration
fixiert. Dadurch kann vermieden werden, dass das Hubantriebslager
trotz der unterbrochenen Schlagantriebsverbindung aufgrund einer
Reibung der Lagerung des Hubantriebslagers auf der Welle eine Hubbewegung
erzeugt. Durch das Vermeiden der unerwünschten Hubbewegungen kann
eine Handwerkzeugmaschine mit einer verbesserten Laufruhe erreicht
werden, da durch die Hubbewegungen keine den Bedienkomfort der Handwerkzeugmaschine
beeinträchtigenden
Vibrationen erzeugt werden können.
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Die
erfindungsgemäße Lösung ist
insbesondere in Bohrhämmern
vorteilhaft einsetzbar, prinzipiell wäre jedoch auch ein Einsatz
in anderen Handwerkzeugmaschinen mit einem zu- und abschaltbaren
Hubantrieb bzw. Schlagantrieb denkbar. Der Begriff „Fixieren" bezieht sich in
diesem Zusammenhang auf ein Bezugssystem eines Gehäuses der Handwerkzeugmaschine.
Die Welle, auf der das Hubantriebslager gelagert ist, ist in den
meisten gattungsgemäßen Handwerkzeugmaschinen
eine untersetzte Zwischenwelle. Prinzipiell könnte das Hubantriebslager jedoch
auch auf einer Antriebs- bzw. Motorwelle gelagert sein. Besonders
vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Lösung zum Fixieren bzw. Bremsen
von als Taumellager ausgebildeten Hubantriebslagern einsetzbar.
Prinzipiell wäre
jedoch auch eine Verwendung im Zusammenhang mit Exzenterlagern oder
Rillenlagern denkbar.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Haltemittel
an einem Schaltstück
zum axialen Verschieben der Welle angeordnet ist. Dadurch kann eine
während
eines Schaltvorgangs ohnehin durchzuführende axiale Bewegung des
Schaltstücks
zum Herstellen einer das Hubantriebslager fixierenden Verbindung
genutzt werden.
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Ein
schnell rotierendes Hubantriebslager kann beim Herstellen der Verbindung
durch eine Reibung am Hubantriebslager gebremst werden, wenn das
Schaltstück
in der ersten Schaltkonfiguration eine zumindest reibschlüssige Drehverbindung
mit dem Hubantriebslager aufweist. Der Reibschluss kann nach dem
Abbremsen des Hubantriebslagers durch einen Formschluss ergänzt sein
oder alleine das Hubantriebslager fixieren.
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Die
oben genannten Vorteile lassen sich unabhängig vom Schaltstück jedoch
immer dann realisieren, wenn die Handwerkzeugmaschine einen Reibbelag
zum Herstellen einer reibschlüssigen Drehverbindung
zwischen dem Hubantriebslager und dem Haltemittel umfasst. Der Reibbelag
kann besonders wirkungsvoll und kostengünstig von einem Gummiring gebildet
sein.
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Ein
sicherer Halt zum Fixieren des Hubantriebslagers kann erreicht werden,
wenn das Hubantriebslager an einem Rand ein Rastprofil aufweist.
Als „Rand" soll in diesem Zusammenhang
ein Endbereich in einer axialen Richtung bezeichnet werden.
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Umfasst
die Handwerkzeugmaschine ein Formschlusselement zum formschlüssigen Verbinden
des Hubantriebslagers mit dem Schaltstück in einer Umfangsrichtung
bezüglich
der Welle, kann auf einfache Weise eine drehfeste Verbindung zwischen dem
Hubantriebslager und dem Schaltstück hergestellt werden. Das
Formschlusselement kann entweder am Hubantriebslager oder am Schaltstück angeordnet
sein und wird vorteilhaft durch ein korrespondierendes Formschlusselement
am jeweils anderen Bauteil ergänzt.
Das Formschlusselement weist vorteilhaft eine vielzählige Punktsymmetrie
auf, beispielsweise eine Sechskant- oder Achtkantsymmetrie, so dass
eine Verbindung in mehreren Drehlagen herstellbar ist.
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Eine
Schaltbewegung des Schaltstücks
kann zum Fixieren des Hubantriebslagers genutzt werden, wenn das
Formschlusselement dazu vorgesehen ist, in einer Schaltbewegungsrichtung
des Schaltstücks in
ein korrespondierendes Formschlusselement einzugreifen.
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Ein
komfortables Auflösen
einer Zahn-auf-Zahn-Stellung des Haltemittels kann erreicht werden,
wenn die Handwerkzeugmaschine ein Synchronisationsmittel zum Synchronisieren
des Hubantriebslagers mit dem Haltemittel umfasst. Das Synchro nisationsmittel
kann beispielsweise als Synchronisationsfeder oder auch als Synchronisationsring
ausgebildet sein.
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Ist
die Schlagantriebsverbindung zum Antreiben eines pneumatischen Schlagwerks
vorgesehen, können
ungewollte Hubbewegungen des Schlagwerks im abgeschalteten Zustand
vermieden werden und eine Laufruhe der Handwerkzeugmaschine kann besonders
nachhaltig verbessert werden. Ferner kann eine zusätzliche
Geräuschentwicklung
durch ein ungewolltes, vergleichsweise leichtes Aufschlagen des
Schlägers
auf dem Schlagbolzen vermieden werden.
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Zeichnung
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Weitere
Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele
der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die
Ansprüche
enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird
die Merkmale zweckmäßigerweise auch
einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Es zeigen:
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1 einen
Bohrhammer mit einer Welle und einem auf der Welle gelagerten Hubantriebslager,
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2 ein
Getriebe des Bohrhammers mit der Welle aus 1,
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3 das
Hubantriebslager und die Welle aus 1 sowie
ein Schaltstück
in einer Schlagbohrkonfiguration,
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4 das
Hubantriebslager, die Welle und das Schaltstück in einer Drehbohrkonfiguration,
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5 das
Schaltstück
und die Welle aus den 1–4 ohne das
Hubantriebslager,
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6 das
Hubantriebslager aus den 1–5,
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7 ein
Schaltstück
mit einem Haltemittel in einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung
und
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8 ein
zu dem Schaltstück
aus 7 korrespondierendes Hubantriebslager.
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Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
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1 zeigt
eine als Bohrhammer 10a ausgebildete Handwerkzeugmaschine
mit einer hier nur schematisch dargestellten Welle 12a,
die als Zwischenwelle eine Antriebswelle 30a (2)
mit einem auf der Welle 12a gelagerten, als Taumellager
ausgebildeten Hubantriebslager 14a und mit einem Drehantrieb
eines Werkzeugfutters 60a verbindet. Zum Umschalten des
Bohrhammers 10a zwischen verschiedenen Betriebsmodi kann
die Welle 12a über
einen an einem Gehäuse 38a gelagerten
Schaltknebel 40a und ein Schaltstück 18a axial verschoben
werden. Zum Verschieben der Welle 12a greift ein Exzenterstift
in eine Schenkelfeder 42a (3–4) des
Schaltstücks 18a ein.
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In
einer ersten Schaltkonfiguration ist die Welle 12a maximal
in eine Arbeitsrichtung 44a verschoben. Eine Verzahnung 46a der
Welle 12a ist dann nicht mit einer korrespondierenden Verzahnung 48a einer
Zwischenhülse 36a im
Eingriff, so dass eine Drehantriebsverbindung zwischen der Antriebswelle 30a und
der Welle 12a unterbrochen ist. Eine Schlagantriebsverbindung
zwischen der Antriebswelle 30a und dem Hubantriebslager 14a ist
durch den Eingriff einer Außenverzahnung 50a der
axial gegen die Kraft einer Feder beweglichen Zwischenhülse 36a in
eine korrespondierende Innenverzahnung 52a des Hubantriebslagers 14a erzeugt.
Daher ist in der ersten Schaltkonfiguration nur ein Schlagwerk 34a, nicht
aber der Drehantrieb des Bohrhammers 10a eingeschaltet,
so dass der Bohrhammer 10a in einem Meißelmodus betrieben werden kann.
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In
einer mittleren Schaltkonfiguration ist die Welle 12a in
einer Mittellage, die in 2 dargestellt ist. Die Verzahnung 46a der
Welle 12a ist dann mit der korrespondierenden Verzahnung 48a der
Zwischenhülse 36a im
Eingriff, so dass die Drehantriebsverbindung zwischen der Antriebswelle 30a und
der Welle 12a besteht. Die Schlagantriebsverbindung zwischen
der Antriebswelle 30a und dem Hubantriebslager 14a besteht
weiterhin. Daher sind in der mittleren Schaltkonfiguration sowohl
das Schlagwerk 34a als auch der Drehantrieb des Bohrhammers 10a eingeschaltet,
so dass der Bohrhammer 10a in einem Schlagbohrmodus betrieben
werden kann.
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Die
Zwischenhülse 36a erzeugt
in der mittleren Schaltkonfiguration eine drehfeste Schlagantriebsverbindung
zwischen der Welle 12a und dem Hubantriebslager 14a.
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In
einer zweiten Schaltkonfiguration ist die Welle 12a maximal
entgegen der Arbeitsrichtung 44a verschoben. Mit der Welle 12a ist
auch die Zwischenhülse 36a gegen
die Kraft der Feder entgegen der Arbeitsrichtung 44a axial
verschoben, so dass die Verzahnung 46a der Welle 12a dann
mit der korrespondierenden Verzahnung 48a der Zwischenhülse 36a im
Eingriff steht. Daher besteht die Drehantriebsverbindung zwischen
der Antriebswelle 30a und der Welle 12a. Die Schlagantriebsverbindung
zwischen der Antriebswelle 30a und dem Hubantriebslager 14a ist
unterbrochen, da durch die Verschiebung der Zwischenhülse 36a kein
Eingriff der Außenverzahnung 50a mit
der korrespondierenden Innenverzahnung 52a des Hubantriebslagers 14a mehr
besteht. Daher ist in der zweiten Schaltkonfiguration nur der Drehantrieb
des Bohrhammers 10a eingeschaltet, so dass der Bohrhammer 10a in
einem Drehbohrmodus betrieben werden kann.
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Das
Hubantriebslager 14a umfasst ein von der Welle 12a durchgriffenes
Antriebslager 54a mit einer ringförmigen Nut, deren Symmetrieachse
gegenüber
einer Rotationsachse geneigt ist. In der Nut ist über Kugeln
ein Ring mit einem Hebelfortsatz 58a gelagert, der aufgrund
der Neigung der Symmetrieachse gegenüber der Rotationsachse bei
einer Drehung des Antriebslagers 54a alternierende Schwenkbewegungen
vollführt.
Der Hebelfortsatz 58a greift in einen hier nicht explizit
dargestellten Kolben des Schlagwerks 34a des Bohrhammers 10a ein.
Die Schlagantriebsverbindung ist daher zum Antreiben eines pneumatischen
Schlagwerks 34a vorgesehen.
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Das
Schaltstück 18a ist
zum Verschieben der Welle 12a axial fest und drehbar mit
der Welle 12a verbunden. In der ersten Schaltkonfiguration
und in der mittleren Schaltkonfiguration (3) besteht
ein Spalt 62a zwischen dem Antriebslager 54a des
Hubantriebslagers 14a und dem Schaltstück 18a, der in der
zweiten Schaltkonfiguration, bzw. bei Schlagabschaltung, verschwindet.
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An
einem dem Schaltstück 18a zugewandten
Rand des Antriebslagers 54a des Hubantriebslagers 14a ist
ein achtkantiges Rastprofil 22a angeformt, das ein Formschlusselement 24a zum
formschlüssigen
Verbinden des Hubantriebslagers 14a mit dem Schaltstück 18a in
einer Umfangsrichtung 26a bezüglich der Welle 12a bildet
(6).
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Das
Formschlusselement 24a ist dazu vorgesehen, entgegen einer
Schaltbewegungsrichtung 28a in ein korrespondierendes Formschlusselement 24a' bzw. Haltemittel 16a am
Schaltstück 18a einzugreifen.
Das Haltemittel 16a dient zum Fixieren des Hubantriebslagers 14a in
der zweiten Schaltkonfiguration, in der die Schlagantriebsverbindung
zwischen dem Hubantriebslager 14a und der Antriebswelle 30a unterbrochen
ist. Das Haltemittel 16a umfasst neben einem Rastprofil 22a' ein in einer
axialen Richtung bzw. in der Arbeitsrichtung 44a auslenkbares,
als Federarm ausgebildetes Synchronisationsmittel 32a zum
Synchronisieren des Hubantriebslagers 14a mit dem Haltemittel 16a (5).
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An
das Synchronisationsmittel 32a ist eine radial nach innen
ragende Nocke 56a angeformt. Kommt die Nocke 56a beim
Verschieben des Schaltstücks 18a bei
einer Schaltbewegung von der mittleren Schaltkonfiguration in die
zweite Schaltkonfiguration mit einer Ecke des Rastprofils 22a zur
Anlage, wird das Synchronisationsmittel 32a entgegen der Schaltbewegungsrichtung 28a ausgelenkt.
Ein Radius des Rastprofils 22a ist in der Mitte seiner
Kante kleiner als ein Radius der Position der Nocke 56a,
so dass nach einer kurzen Drehung des Antriebslagers 54a das
Synchronisationsmittel 32a über die Kante des Rastprofils 22a einschnappt
und durch die Nocke 56a einen Formschluss zwischen dem
Hubantriebslager 14a und dem Schaltstück 18a erzeugt (4).
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Die 7 und 8 zeigen
eine weitere Ausgestaltung der Erfindung. Die Beschreibung beschränkt sich
im Wesentlichen auf Unterschiede zu dem in den 1–6 dargestellten
Ausführungsbeispiel,
auf welches bezüglich
gleich bleibender Merkmale verwiesen wird. Analoge Merkmale sind mit
gleichen Bezugszeichen versehen, wobei zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele
die Buchstaben „a" und „b" hinzugefügt sind.
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Ein
an das in 7 dargestelltes Haltemittel 16b ist
als ebene Reibfläche
ausgebildet, die eine einem Hubantriebslager 14b zugewandte
Stirnseite des Schaltstücks 18b bildet.
An einem vorderen Rand eines Antriebslagers 54b des Hubantriebslagers 14b ist
ein als auf gepresster Gummiring ausgebildeter Reibbelag 20b angeordnet,
der in der zweiten Schaltkonfiguration mit dem Haltemittel 16b zur Anlage
kommt.
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Das
Schaltstück 18b weist
daher in der zweiten Schaltkonfiguration eine reibschlüssige Drehverbindung
mit dem Hubantriebslager 14b auf. Wird der Betriebsmodus
eines das Schaltstück 18b umfassenden
Bohrhammers 10b während
des Betriebs des Bohrhammers 10b umgeschaltet, so bremst
das Haltemittel 16b das rotierende Hubantriebslager 14b ab, sobald
der Reibbelag 20b an dem Haltemittel 16b zur Anlage
kommt. Ein Synchronisationsmittel und ein Formschlusselement können in
der in den 7 und 8 dargestellten
Ausgestaltung der Erfindung vorteilhaft entfallen. Ein Anpressdruck
des Haltemittels 16b auf dem Reibbelag 20b ist
so groß,
dass eine Reibungskraft des Reibschlusses ein durch eine Lagerreibung
erzeugtes Moment überkompensiert.