-
Elektrohandwerkzeugmaschine zum
-
Schrauben, Bohren und eventuell Schlagbohren Die Erfindung betrifft
eine Elektrohandwerkzeugmaschine zum Schrauben, Bohren und eventuell Schlagbohren
gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
-
Eine Elektrohandwerkzeugmaschine dieser Gattung ist als Schraubendreher
aus der DE-PS 26 18 712 bekannt. Bei diesem Schraubendreher ist die Drehzahl der
Arbeitsspindel über die Drucktaste des Ein-Aus-Schalters stufenlos
steuerbar.
Ebenso kann über diesen Schalter die Drehrichtung umgekehrt werden, um Schrauben
einzudrehen bzw.
-
herauszudrehen.
-
Aus der US-PS 3 527 273 ist ein Schraubendreher bekannt, der einen
vom Ein-Aus-Schalter unabhängigen Drehrichtungsumschalter aufweist. Dieser Umschalter
ist nur bei abgeschalteter Maschine betätigbar.
-
Aus der DE-PS 24 38 814 ist eine Elektrohandwerkzeugmaschine als Bohrmaschine
bekannt, die eine elektronische Schaltung zur Regelung der Drehzahl der Arbeitsspindel
aufweist. Mit dieser als elektronischer Baustein in das Maschinengehäuse eingesetzten
Schaltung ist ein Drehpotentiometer verbunden, das mittels eines aus dem Gehäuse
herausragenden Drehrades auf einen ausgewählten Drehzahlwert einstellbar ist. Als
Regelgröße wird die von einem mit der Arbeitsspindel verbundenen Tachogenerator
erzeugte Spannung verwendet. Diese Ist-Drehzahl wird mit der mittels des Drehpotentiometers
eingestellten Soll-Drehzahl verglichen und auf diese mittels Veränderung des Phasenanschnittwinkels
der positiven und negativen Halbwelle der Betriebswechselspannung nachgeregelt.
Dadurch wird ein Absinken der Drehzahl bei Belastung verhindert.
-
Aus der DE-OS 25 22 446 ist eine Elektrohandwerkzeugmaschine als Bohrmaschine
oder Schlagbohrmaschine bekannt, bei welcher das Drehmoment der Arbeitsspindel durch
eine Rutschkupplung auf einen vorgegebenen Maximalwert begrenzt wird.
-
Wird dieser vorgegebene Maximalwert des Drehmoments überschritten,
so dreht die Rutschkupplung durch und die Arbeitsspindel bleibt bei laufendem Antriebsmotor
stehen.
-
Die Rutschkupplung wird durch zwei verzahnte Rastenscheiben gebildet,
die beim Rutschen der Kupplung ein ratterndes Geräusch gegen, das dem Benutzer das
Uberschreiten des maximalen Drehmomentes anzeigt. Die Drehmomentbegrenzung dient
als Sicherheitsvorkehrung gegen ein Uberlasten des Antriebselektromotors. Eine wählbare
Einstellung des durch den mechanischen Kupplungsdruck vorgegebenen maximalen Drehmoments
ist nicht möglich.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Elektrohandwerkzeugmaschine
der eingangs genannten Gattung so zu verbessern, daß zur vielseitigeren Verwendbarkeit
zum Schrauben und Bohren nicht nur eine Drehzahlregelung auf einen einstellbaren
Wert und eine Drehrichtungsumschaltung möglich sind, sondern daß auch das Drehmoment
der Arbeitsspindel auf einen einstellbaren Maximalwert begrenzt werden kann. Die
Maschine soll dabei handlich und in der Bedienung einfach sein.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des kennzeichnenden
Teils des Anspruchs 1. Zweckmässige und vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
-
Erfindungsgemäß ist zusätzlich zu der Drehzahlregelung auf einen einstellbaren
Wert und der Drehrichtungsumschaltung die Möglichkeit einer Begrenzung des Drehmomentes
auf einen wählbaren Wert gegeben. Eine in Form eines elektronischen Bausteins in
das Maschinengehäuse eingesetzte Schaltung vergleicht die von dem elektrischen Antriebsmotor
aufgenommene Stromstärke, die proportional mit dem Drehmoment ansteigt, mit einem
mittels eines Potentiometers einstellbaren Stromstärkewert. Uebersteigt die vom
Antriebsmotor aufgenommene Stromstärke und damit das Drehmoment der Arbeitsspindel
diesen eingestellten Wert, so wird der Stromkreis des Antriebsmotors unterbrochen
und die Maschine abgestellt.
-
Die wahlweise Einstellbarkeit der Arbeitsdrehzahl ermöglicht eine
vielseitige Verwendbarkeit der Werkzeugmaschine. Hohe Drehzahlen werden bei der
Verwendung als Bohrmaschine oder Schlagbohrmaschine eingestellt. Die Drehzahl kann
dabei noch entsprechend dem zu bohrenden Material verändert werden. Niedrige Drehzahlen
werden dagegen bei der Verwendung als Schraubendreher oder zum Gewindeschneiden
verwendet. Durch Umkehr der Drehrichtung ist ein Eindrehen oder Herausdrehen von
Schrauben möglich. Ebenso kann das Herausdrehen eines Gewindebohrers durch Umkehr
der Drehrichtung bewirkt werden.
-
Zweckmäßigerweise ist zusätzlich ein Schnellaufschalter vorgesehen,
der eine Vervielfachung, vorzugsweise eine Verdoppelung der eingestellten Drehzahl
ermöglicht. Wird
beispielsweise ein Gewinde mit geringer Drehzahl
des Gewindebohrers geschnitten, so kann der Gewindebohrer wieder mit erhöhter Drehzahl
herausgedreht werden, indem nach Umschalten der Drehrichtung beim Herausdrehen der
Schnellaufschalter betätigt wird.
-
Die vielseitige Verwendbarkeit der Werkzeugmaschine wird durch die
einstellbare Drehmomentbegrenzung zusätzlich verbessert. Beim Bohren und Gewindeschneiden
wird bei einem plötzlichen Verklemmen oder Blockieren des Werkzeuges nicht nur der
Antriebsmotor vor einer Überlastung geschützt, wie dies beispielsweise bei der bekannten
Sicherheitsrutsch-kupplung der Fall ist. Es kann auch das Werkzeug selbst, z.B.
der Spiralbohrer, der Steinbohrer, der Gewindebohrer usw. vor Überlastung und damit
vor einem Brechen geschützt werden. Dazu wird die Drehmomentbegrenzung jeweils auf
einen der Stärke des verwendeten Werkzeugs entsprechenden Wert eingestellt. Ebenso
kann beim Gewindebohren in einem Sackloch die Drehmomentbegrenzung so eingestellt
werden, daß die Maschine beim Auflaufen des Gewindebohrers am Grund des Sackloches
abschaltet. Dadurch wird einerseits ein Abbrechen des Gewindebohrers und andererseits
eine Beschädigung des gebohrten Gewindes verhindert. Beim Eindrehen von Schrauben
schaltet die Maschine beim Auflaufen des Schraubenkopfes auf die Schraubfläche ab,
sobald das durch Einstellen der Drehmomentbegrenzung gewählte Anzugsmoment der Schraube
erreicht ist. Schließlich kann durch die Drehmomentbegrenzung die Bedienungsperson
auch vor plötzlichen harten Rückschlägen der Maschine beim Blockieren des Werkzeuges
geschützt werden.
-
Ein kompakter Aufbau und damit eine große Handlichkeit der Werkzeugmaschine
wird erreicht, indem sowohl die Schaltung der Drehzahlregelung als auch die Schaltung
der Drehstrombegrenzung als elektronische Bausteine vorzugsweise als ein gemeinsamer
elektronischer Baustein in das Maschinengehäuse eingesetzt sind. Die wählbare Einstellung
von Drehzahl und Drehmomentgrenzwert kann durch Drehpotentiometer oder Schiebepotentiometer
stufenlos erfolgen. Die stufenlose Einstellbarkeit hat den Vorteil der großen Variationsmöglichkeit
und der Nachstellbarkeit auch während des Betriebs. Ebenso ist eine Einstellbarkeit
von Drehzahl und Drehmomentgrenzwert mittels in Reihen angeordneter Drucktastenschalter
möglich, mit denen stufenweise feste Widerstandswerte des Potentiometers abgegriffen
werden. Eine solche Einstellbarkeit in Stufenschritten hat den Vorteil einer für
den Benutzer einfacheren z.B. tabellarischen Zuordnung der einzelnen Einstellungsstufen
zu verschiedenen zu bohrenden Materialien, Bohrerdurchmessern, Schraubenanzugsmomenten
usw. Im Hinblick auf die Abdichtung gegen insbesondere beim Bohren entstehenden
Staub und Späne ist insbesondere die Verwendung von Drehpotentiometern und Drucktastenschaltern
vorteilhaft.
-
Im folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen näher erläutert.
-
Es zeigen:
Figur 1 den Griffteil einer Elektrohandwerkzeugmaschine
gemäß der Erfindung in Seitenansicht teilweise im vertikalen Schnitt, Figur 2 die
Maschine der Figur 2 in Seitenansicht mit im Bereich des Schnellaufschalters aufgebrochene
Seitenwand, Figur 3 eine Ansicht von oben der Maschine der Figur 1, Figur 4 eine
Figur 3 entsprechende Ansicht von oben einer zweiten Ausführungsform der Werkzeugmaschine
gemäß der Erfindung, Figur 5 eine Seitenansicht der Werkzeugmaschine der Figur 4
mit teilweise weggebrochener Seitenwand, Figur 6 eine Teilansicht von oben einer
dritten Ausführungsforin der Werkzeugmaschine gemäß der Erfindung und Figur 7 eine
Seitenansicht der Werkzeugmaschine der Figur 6 mit teilweise weggebrochener Seitenwand.
-
In der Zeichnung ist jeweils nur der den Antriebsmotor aufnehmende
Griffteil des Maschinengehäuses der Elektrohandwerkzeugmaschine dargestellt. Der
das Getriebe aufnehmende Teil des Maschinengehäuses ist nicht gezeigt, da er keine
erfindungswesentlichs Merkmale zeigt.
-
Wie Figur 1 zeigt, ist in dem Maschinengehäuse die Spindel 10 drehbar
gelagert, die von dem Rotor 12 eines elektrischen Antriebsmotors angetrieben wird.
Ein Ein-Aus-Schalter 14, der im Handgriff des Maschinengehäuses sitzt, dient zum
Ein- und Ausschalten des Netzanschlusses des Antriebsmotors.
-
Über dem Ein-Aus-Schalter 14 ist ein Umschalter 16 zum Umschalten
der Drehrichtung der Spindel 10 angeordnet.
-
Der Umschalter 16 kann nur betätigt werden, wenn die Stromzuführung
zum Antriebsmotor durch den Ein-Aus-Schalter 14 unterbrochen ist.
-
Oberhalb des Antriebsmotors ist in dem Maschinengehäuse eine horizontale
Platine 18 vorgesehen. An der Platine 18 ist ein Elektronikbaustein 20 befestigt.
Der Elektronikbaustein 20 kann als gedruckte Schaltung auf einer Leiterplatte ausgebildet
sein, vorzugsweise ist er jedoch als integrierte Schaltung ausgebildet.
-
Der Elektronikbaustein 20 enthält eine an sich bekannte Schaltung
zur Regelung der Drehzahl der Spindel 10 auf einen wählbar eingestellten Wert. Zur
Regelung der Drehzahl wird durch einen mit der Spindel 10 verbundenen Tachogenerator
22 eine der Ist-Drehzahl entsprechende Spannung als Regelgröße erzeugt. Diese der
Ist-Drehzahl entsprechende Spannung wird in dem Elektronikbaustein 20 mit einer
der wählbaren Soll-Drehzahl entsprechenden Spannung verglichen, die mittels eines
Potentiometers einstellbar ist. Eine als Differenz dieser Spannungen in Erscheinung
tretende Abweichung der Ist-Drehzahl von der eingestellten Soll-Drehzahl z.B. infolge
von Belastung der Spindel 10 wird mittels einer Phasenanschnittsteuerung der den
Antriebsmotor speisenden sinusförmigen Wechselspannung nachgeregelt.
-
Weiter ist in dem Elektronikbaustein 20 eine Schaltung zur Begrenzung
des Drehmoments der Spindel 10 vorgesehen.
-
Diese Schaltung vergleicht in dem Fachmann an sich bekannter Weise
die Stromstärke des von dem Antriebsmotor aufgenommenen Stromes, der proportional
mit dem Drehmoment der Spindel 10 ansteigt, mit einem Stromstärkewert, der mittels
eines Potentiometers wählbar eingestellt werden kann. Erreicht die vom Antriebsmotor
aufgenommene Stromstärke diesen mittels des Potentiometers eingestellten Stromstärkewert
und somit das Drehmoment der Spindel 10 den gewählten Maximalwert des Drehmoments,
wird die Stromzuführung zum Antriebsmotor unterbrochen und die Werkzeugmaschine
abgeschaltet.
-
Wie in den Figuren 2/3 und 4 zu sehen ist, ist in der oberen Seite
des Maschinengehäuses ein Schnellaufschalter 24 vorgesehen, der als Drucktaste ausgebildet
ist.
-
Bei Niederdrücken dieser Drucktaste wird die durch die Potentiometereinstellung
ausgewählte Soll-Drehzahl durch eine entsprechende Spannungserhöhung in dem Elektronikbaustein
20 verdoppelt. Diese Drehzahlverdoppelung tritt so lange ein, wie die Drucktaste
des Schnellaufschalters 24 niedergedrückt gehalten wird. Mit Hilfe des Schnelllauf
schalters 24 kann beispielsweise ein mit geringer Drehzahl angetriebener Gewindebohrer
nach Beendigung des Gewindeschneidens zur Beschleunigung des Arbeitsvorganges mit
verdoppelter Drehzahl wieder herausgedreht werden.
-
Anstelle des als Drucktaste ausgebildeten Schnellaufschalters 24 kann
auch der Ein-Aus-Schalter 14 als Schnellaufschalter ausgebildet sein, indem er zwei
Schaltstufen aufweist, wie in Figur 2 angedeutet ist. In der ersten gestrichelt
eingezeichneten Schaltstufe 14a läuft die Spindel 10 mit der eingestellten Drehzahl,
während in der zweiten gestrichelt eingezeichneten Schaltstufe 14b die Spindel 10
mit der doppelten Drehzahl läuft.
-
In den bisher beschriebenen Merkmalen stimmen die Ausführungsformen
der Figuren 1 bis 3, der Figuren 4 und 5 und der Figuren 6 und 7 überein. Die im
folgenden beschriebenen Unterschiede bestehen in der Ausbildung der Potentiometereinstellungen
für Drehzahl und Grenzwert des Drehmoments.
-
In dem Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 3 ist das Potentiometer
zum Einstellen des Sollwertes der Drehzahl ein Drehpotentiometer, das an der Platine
18 sitzt. Die Verdrehung des Potentiometers und damit die Auswahl der Soll-Drehzahl
erfolgt mittels eines Rändelrades 26, das mit seinem Umfang seitlich aus einem Schlitz
des Maschinengehäuses herausragt. Die Anordnung des Rändelrades 26 ist so gewählt,
daß eine Verstellung mittels des Zeigefingers der den Maschinengriff haltenden Hand
auch während der Benutzung bequem möglich ist.
-
Die Einstellung des Grenzwertes des Drehmoments erfolgt mittels eines
Drehpotentiometers 28. Das Drehpotentiometer 28 sitzt in einem Adapterteil 30, der
formschlüssig drehfest in das rückwärtige Ende der Oberseite des Maschinengehäuses
eingesetzt ist. Der Adapterteil 30 nimmt das Drehpotentiometer 28 auf, wobei die
die Bodenfläche des Adapterteils 30 durchsetzenden elektrischen AnschluEfahnen einen
drehfesten Halt des Potentiometers in dem Adapterteil 30 gewährleisten. Die Verdrehung
des Drehpotentiometers 28 erfolgt mittels eines Rändelrades. Eine in die Umfangsrändelung
eingreifende Kugelrastung 32 gewährleistet ein Einrasten der potentiometereinstellung
in sehr kleinen Winkelabständen und somit eine stufenlose Einstellung des maximalen
Grenzwertes des Drehmoments.
-
Selbstverständlich kann auch bei dem Rändelrad 26 des Drehpotentiometers
für die Drehzahleinstellung eine entsprechende Kugelrastung vorgesehen sein.
-
Markierungen oder Skalen auf der Oberseite des Rändelrades 26 und
des Drehpotentiometers 28 dienen zum Einstellen der Werte für die wichtigsten Arbeitsbedingungen.
-
Im Ausführungsbeispiel der figuren 1 bis 3 sitzt das Potentiometer
für die Einstellung der Drehzahl auf der Platine 18 und das Potentiometer 28 für
die Einstellung des maximalen Drehmomentes sitzt in dem Adapterteil 30.
-
Beide Potentiometer sind mit dem elektronischen Baustein 20 verdrahtet.
Es ist selbstverständlich ebenso möglich, die Potentiometer für die Einstellung
der Drehzahl und des Drehmoments in dem Baustein 20 zu integrieren.
-
Die in den Figuren 4 und 5 dargestellte Ausführungsform unterscheidet
sich von der zuvor beschriebenen Ausführungsform durch die Ausbildung und Anordnung
der Potentiometer für die wählbare Einstellung der Drehzahl und des maximalen Drehmoments.
-
Die Potentiometer sind als Schiebepotentiometer ausgebildet. In einem
in das rückwärtige Ende der Oberseite des Maschinengehäuses eingesetzten Adapterteil
34 sind zwei Schiebeknöpfe 36 und 38 in Längsschlitzen verschiebbar geführt, die
in Längsrichtung der Werkzeugmaschine verlaufen. Die Schiebeknöpfe 36 und 38 durchgreifen
mit einem Ansatz die Längsschlitze 40 bzw. 42 und weisen im Gehäuseinneren bügelförmige
Schleifkontakte 44 bzw. 46 auf. Die Schleifkontakte 44 und 46 überbrücken elektrisch
leitend
jeweils eine Widerstandsbahn 48 und eine Leiterbahn, die
in Längsrichtung der Werkzeugmaschine verlaufen und auf dem Basismaterial 50 des
elektronischen Bausteins 20 ausgebildet sind.
-
Die Längsschlitze 40 und 42 sind jeweils durch Gummilamellen abgedichtet,
die beidseitig an den Längsschlitzen 40 und 42 in deren Längsrichtung verlaufen
und elastisch miteinander in Berührung stehen.
-
Beiderseits der Längsschlitze 40 und 42 sind Rastleisten 52 vorgesehen,
in die jeweils Kugelrastungen 54 der Schiebeknöpfe 36 bzw. 38 eingreifen.
-
Das durch den Schleifkontakt 44 und die entsprechende Widerstandsbahn
48 gebildete, durch den Schiebeknopf 36 betätigbare Schiebepotentiometer dient zur
einstellbaren Wahl der Drehzahl. Das durch den Schleifkontakt 46, die entsprechende
Widerstandsbahn 48 gebildete, durch den Schiebeknopf 38 betätigbare Potentiometer
dient zur Einstellung des Grenzwertes des Drehmoments. Auf der Oberseite des Adapterteils
34 sind neben den Längsschlitzen 40 und 42 jeweils Skalen für die Drehzahleinstellung
bzw.
-
die Drehmomenteinstellung vorgesehen. Die Einstellung ist infolge
der kleinen Schrittlänge der Rastleisten 52 praktisch stufenlos möglich.
-
In den Figuren 6 und 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt,
das sich von den vorhergehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ebenfalls in der
Ausgestaltung und Anordnung der Potentiometer für die Einstellung der Drehzahl und
des maximalen Drehmoments unterscheidet.
-
In einem in das rückwärtige Ende der Oberseite des Maschinengehäuses
eingesetzten Adapterteil 56 sind zwei in Längsrichtung der Werkzeugmaschine verlaufende
Reihen von Drucktastenschaltern 58 bzw. 60 angeordnet. Die Drucktasten 58 und 60
sind auf der Platine 62 des Elektronikbausteins 20 befestigt, die den Tastdruck
aufnimmt. Die durch die Platine 62 ragenden Leitungsanschlüsse der Drucktastenschalter
58 und 60 sind direkt mit entsprechenden Leiterbahnen des elektronischen Bausteins
20 verbunden.
-
Durch jeden der Drucktastenschalter 58 und 60 wird jeweils ein fester
Widerstand abgegriffen, der auf dem Basismaterial des elektronischen Bausteins 20
it Dickfilmtechnik aufgebracht ist. Die Widerstandswerte dieser durch die Drucktastenschalter
58 und 60 abgegriffenen Widerstände steigen in jeder der Schalterreihen stufenweise
an. Entsprechend diesen stufenweise ansteigenden Widerstandswerten kann mit den
Drucktastenschaltern 58 die Drehzahl in einer der Anzahl der Drucktastenschalter
58 entsprechenden Anzahl von Schritten gewählt werden. In entsprechender Weise kann
durch die Drucktastenschalter 60 das maximale Drehmoment schrittweise vorgewählt
werden. Die durch die Drucktastenschalter 58 vorwählbaren Drehzahlen
und
die durch die Drucktastenschalter 60 vorwählbaren maximalen Drehmomentwerte sind
auf den Drucktastenschaltern 58 bzw. 60 jeweils angegeben.
-
Wie Figur 7 zeigt, rasten bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
die jeweils betätigten Drucktastenschalter 58 bzw. 60 im niedergedrückten Zustand
ein. Bei Betätigung eines anderen Drucktasten schalters springt der zuvor ausgewählte
Drucktastenschalter wieder automatisch zurück.
-
Neben jedem Drucktastenschalter 58 bzw. 60 ist vorzugsweise eine lichtemittierende
Diode (LED) 64 bzw. 66 angeordnet, die durch Aufleuchten den jeweils ausgewählten
Drucktastenschalter 58 bzw. 60 anzeigt. Die Verwendung solcher lichtemittierender
Dioden 64 und 66 ist insbesondere dann sinnvoll, wenn anstelle der Drucktastenschalter
58 und 60 Sensortastenschalter verwendet werden, bei denen der Schaltzustand nicht
sichtbar ist.
-
1"#-~ Leersteite