DE3431630C2 - Elektrowerkzeug zum wahlweisen Bohren oder Schrauben - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Elektrowerkzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einem bekannten Elektrowerkzeug dieser Art (DE 28 25 023 A1), mit welchem ebenfalls wahlweise ge­ bohrt oder geschraubt werden kann, ist sowohl für den Bohrvorgang als auch für den lagerabhängigen Schraubvorgang eine gemeinsame Kupplung zwischen An­ triebsmotor und Arbeitsspindel vorgesehen, die so ausgebildet ist, daß sie beim Bohrvorgang als fest einrückbare Mitnahmekupplung wirkt, während beim Schraubvorgang dann, wenn eine einzuschraubende Schrau­ be eine vorgegebene Endstellung im Werkstück erreicht, die Kupplungshälften sich bei Überschreiten eines Grenzdrehmoments in üblicher Weise zu überlaufen beginnen, so daß verhindert wird, daß die Schraube abgedreht oder abgeschert wird.

Die Bohrspindel ist in Lagern axial gleitverschieblich gehalten und wird durch den Druck einer ständig ein­ wirkenden Vorspannungsfeder, die zwischen den beiden Kupplungshälften angeordnet ist, nach vorn gedrückt, wodurch gleichzeitig die beiden Kupplungshälften aus­ einandergedrückt werden, so daß diese ausgerückt sind. Durch den beim Arbeiten auf das Werkzeug ausgeübten Arbeitsdruck wird der Kupplungseingriff gegen die Federvorspannung bewirkt.

Damit beim Schrauben die Kupplung im Eingriff bleibt, läßt sich durch Manipulation von außen das vordere Lager der Bohrspindel axial nach hinten verschieben, wodurch eine Lagerstirnfläche auf eine zugewandte Stirnfläche einer auf der Bohrspindel aufgekeilten ersten Kupplungshälfte trifft, so daß diese nach hinten in Eingriff mit der anderen Kupplungshälfte gedrückt wird. Da die vorhandene Vorspannungsfeder diese Po­ sition zu überwinden trachtet, um die Kupplung auszu­ rücken, muß das vordere stationäre Lager mit seiner Stirnfläche ständig im Reibeingriff mit der zugewandten Kupplungshälfte verbleiben, solange lediglich gebohrt wird.

Zur Axialverschiebung dieses vorderen Lagers ist an dessen Außenfläche eine Nockenstruktur vorgesehen, die mit einer entsprechenden gehäusefesten Nocken­ struktur oder lediglich mit einem gehäusefesten Stift in Wirkverbindung tritt, indem ein Verdrehen des La­ gers über einen mit ihm verbundenen äußeren Stellring Gleitbewegungen der Nocken längs Schrägflächen und gleich­ zeitig die Axialverschiebung des Lagers zur Folge haben.

In ähnlicher Weise ist aus der DE-AS 16 78 656 eine Drehmomentbegrenzungseinrichtung bei einem Drehschrau­ ber mit als Trennkupplung wirkender Drehmomentüber­ rastkupplung bekannt, die aus einer in Längsrichtung auf einer Welle festgelegten Kupplungshälfte, einer auf derselben Welle längsverschieblichen Kupplungs­ hälfte und einer an der längsverschieblichen Kupp­ lungshälfte sowie an einem Federwiderlager der Welle abgestützten Überrastkupplungsfeder besteht. Wird ein solches Werkzeug auf eine einzudrehende Schraube aufgesetzt, dann verschieben sich Werkzeug, Schrauber­ welle und die eine Kupplungshälfte gegen Federdruck antriebsseitig, bis die Kupplungsglieder in Form von Schrägklauen eingreifen, so daß die Schrauberwelle mitgenommen und die Schraube eingedreht wird. Sobald sich der Schraubenkopf auflegt, nimmt das Drehmoment zu, bis beim Erreichen eines eingestellten Grenzdreh­ moments die Schrägklauen der Kupplung an Rollen empor­ steigen. Dies führt zu einer Relativverschiebung von Bewegungskomponenten, was letztlich zu einem Lösen der vergleichsweise kompliziert aufgebauten Kupplung führt.

Damit beim Wiedereinkuppeln von Kupplungsklauen bei einer Drehmomentkupplung für Schrauben- oder Mutter­ setzwerkzeuge (DE-AS 10 92 398) der Übergang ohne Schlagwirkung erfolgt, ist auf einer Antriebswelle ein treibender Kupplungsteil verschiebbar gelagert, der auf seiner Vorderseite mehrere Kupplungszähne aufweist, die in Zahl und Form sowie Größe Kupplungszähnen eines anderen Kupplungsteils entsprechen, wobei zwischen den Zähnen ein genügender Zwischenraum vorhanden ist, so daß die Zähne voll miteinander in Eingriff kommen können. Die Zahnbreite ist dabei schmaler als der Zwischenraum.

Speziell auf die Winkelstellung von Klauenkupplungs­ schrägen wird bei einer bekannten Kupplung für eine motorangetriebene, tragbare Werkzeugmaschine abgestellt (CH-PS 583 088), wobei Seitenflächen von Klauenzähnen eine Anzahl von Bereichen aufweisen können, die unterschiedliche Winkel mit der Kupplungsachse bilden.

Schließlich ist es bei einem Schrauber mit axial einstellbarer Vorderkante des Schraubers gegenüber einer Einschraubfläche bekannt (DE 31 21 810 A1), zur bequemen und zeitsparenden Umstellung des Geräts, nämlich Festziehen der Schrauben oder Lösen der Schrauben, ein größeres Lösemoment als Anziehmoment bei gleicher Einstellung dadurch zu erreichen, daß die maximal wirksame Anlageüberdeckung zusammenwirkender Klauen bei Linkslauf größer ist als bei Rechtslauf.

Eine weitere bekannte elektrisch angetriebene Bohr­ maschine (CH-PS 456 301) benutzt sowohl für den Schraubvorgang als auch für den Bohrvorgang ein doppeltlagiges, abgestuft wirkendes Federpaket, durch welches die Bohrspindel in beiden Fällen nach außen vorgespannt wird. Da (angenommenerweise) für den Schraubvorgang eine geringere Drehmomentübertragung angestrebt wird, wird über ein erstes, lediglich als axiales Drucklager ausgebildetes Kugellager die Bohrspindel durch Verdrehen einer Verstellmutter nur so weit nach innen vorgespannt, daß sich auf eine konus­ förmige Reibkupplung ein milder Federdruck auswirkt, während für den Bohrvorgang das schwächere Federpaket durch weiteres Eindrücken der Bohrspindel seine Wirkung völlig verliert und der jeweilige Reibkupplungsdruck durch das kräftigere Federpaket bestimmt wird. Dadurch ist die Bohrmaschine auch für die Übertragung größerer Drehmomente beim Bohren geeignet. Selbsttätig wirkende Mittel, die bei einer voreinstellbaren Schraubtiefe die Bohrspindel ausrücken, sind nicht vorgesehen, bei beiden Arbeitsvorgängen Bohren bzw. Schrauben werden die Arbeitspunkte durch die Wirkung von Druckfedern bestimmt.

Probleme können sich bei solchen Schraubwerkzeugen ergeben, bei denen drehmomentbegrenzende Mittel elektronischer Bauart sind, so daß bei Erreichen eines vorgewählten Drehmomentes abgeschaltet wird, oder die mit mechanischen Mitteln als sogenannte Drehmo­ mentkupplungen ein Durchratschen bzw. Lösen von an diesem Vorgang beteiligten Kupplungshälften errei­ chen. Hier kann teilweise ein Abschalten bei beispiels­ weise nichthomogenem Unterbau erfolgen, obwohl die gewünschte Lage der Schraube noch nicht erreicht ist, so daß rein lageabhängig den Schraubvorgang dann mit hoher Genauigkeit abbrechende Schrauber Vorteile haben können, die mit Tiefenanschlagmitteln arbei­ ten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Elektro­ werkzeug zu schaffen, welches sich problemlos zwischen Schrauben und Bohren umschalten läßt und in beiden Betriebs ständen weitgehend reibungsfrei und daher verschleißarm arbeitet.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Elektrowerkzeug löst diese Auf­ gabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und hat den Vorteil, daß bei einfachem Aufbau ein verschleißsi­ cheres Gerät geschaffen ist, welches sich problemlos zwischen Schrauben und Bohren umschalten läßt, bei hoher Betriebssicherheit und Zuverlässigkeit.

Vorteilhaft ist ferner, daß die Bohr- oder Arbeits­ spindel durch eine vorderes Kugellager, welches sich in seiner Axialposition durch einfache Verstellmittel gegenüber dem Gerätegehäuse verändern läßt, reibungs­ arm und sicher gehalten ist, wobei gerade in der häu­ fig benutzten Position Bohren keine ständig einen Schleifvorgang bewirkende Kräfte aufgefangen zu werden brauchen. Insofern ist das vordere Kugellager als Drucklager weitgehend entlastet und übernimmt le­ diglich bei einem ohnehin nur kurzzeitig auftretenden Schraubvorgang dann axiale Abstützkräfte über die Feder, wenn die Klauenzähne der beiden Kupplungs­ hälften sich allmählich voneinander lösen.

Die Erfindung stellt daher auch sicher, daß bei Er­ reichen von mit Hilfe von Tiefenanschlagmitteln vor­ eingestellter Schraubtiefe die vorgesehene Klauenkupp­ lung selbsttätig ausrückt, so daß aufgrund dieser lageabhängigen Präzision entsprechende Schraubvor­ gänge exakt reproduzierbar sind.

Durch in den Unteransprüchen aufgeführte Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung möglich. Besonders vorteilhaft kann hier die Ausbildung der Klauenkupplung in Form eines speziellen Klauenprofils sein, bei dem in die Klauennut eine weitere Ausnehmung eingearbeitet ist, die beim Bohren eine spielfreie, in beiden Richtungen form­ schlüssige Mitnahme der Arbeitsspindel sicherstellt, andererseits aber dafür sorgt, daß beim Schrauben zwischen den Klauen der Kupplung ein gewisses radiales Spiel von beispielsweise einer Klauenbreite vorhanden ist, so daß auch bei größeren Drehzahldifferenzen im Moment des Einkuppelns das Eingreifen der Flanken sicher erfolgen kann, ohne daß diese im ersten Moment aneinander vorbeiratschen.

Von Vorteil ist ferner, daß ein Kupplungszahnrad als die eine Hälfte der vorgesehenen Klauenkupplung auf einer gehäusestationären Lagerbuchse frei drehend und von der Motorwelle angetrieben angeordnet ist in koaxialer Ausrichtung zur Arbeitsspindel, wobei diese in einer Sackbohrung der gleichen Lagerbuchse ein hinteres Nadellager findet zur sicheren einwand­ freien Abstützung bei gleichzeitiger freier axialer Beweglichkeit in diesem Nadellager sowie im Innenring des vorderen Kugellagers.

Eine den jeweils gewünschten Tiefenanschlag ermög­ lichende Hülse ist mit Hilfe eines Bajonett-Schnell­ verschlusses mit separater Rastung an einem Stell­ ring für die Umschaltung zwischen Bohren und Schrau­ ben schnell und problemlos befestigt, wobei Funktion und Aufwand durch die Verwendung einfacher Kunststoff­ teile optimiert sind.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Teilschnitt durch den mechanischen Be­ reich eines Ausführungsbeispiels des erfin­ dungsgemäßen Elektrowerkzeugs, einschließlich umschaltbarer Klauenkupplung und Tiefenan­ schlaghülse;

Fig. 2 bis 4 als Teilabwicklung die Geometrie der Klauenkupplung in den Positionen: Formschlüs­ siges Einkuppeln beim Bohren (Fig. 2) - einge­ kuppelte Stellung beim Schrauben (Fig. 3) und ausgekuppelte Stellung (Fig. 4);

Fig. 5 einen Schnitt durch den Bajonettring als Teil der Tiefenanschlagmittel in der Einführstellung bei deckungsgleichen Markierungen an Bajonett­ ring und Stellring und

Fig. 6 die zu Fig. 5 gehörende Draufsicht auf die Tiefenanschlagmittel und den Stellring in der Einführstellung der Fig. 5;

Fig. 7 einen Schnitt durch den Bajonettring in der eingerasteten Endstellung und

Fig. 8 die zu Fig. 7 gehörende Draufsicht auf die Tiefenanschlagmittel und den Stellring in der eingerasteten Endstellung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele Der mechanische Aufbau im Bohrspindelbereich

Es ist ein vorzugsweise in üblicher Halbschalentech­ nik ausgebildetes Motorgehäuse, üblicherweise Kunst­ stoffgehäuse 8 vorgesehen, in welches der bei 45 le­ diglich teilweise mit seinem vorderen Kugellager 46 und seiner Ausgangswelle 1 gezeigte Universal-Elektro­ motor eingebettet und gelagert ist.

Das Kunststoffgehäuse 8 nimmt über geeignete Ausneh­ mungen eine Lagerbuchse 41 auf oder bildet diese selbst einstückig aus, auf welcher über ein Kugel­ lager 3 ein Zahnrad 4 drehbar gelagert ist, welches von der Ausgangswelle 1 des Elektromotors über eine Stirnradverzahnung 2 angetrieben ist.

Das Zahnrad 4 ist axial und radial unverschieblich, also insofern stationär gelagert und weist an seiner linken Stirn­ seite als Verzahnung ausgebildete Klauen auf. auf deren Form weiter unten anhand der Darstellung der Fig. 2 bis 4 noch genauer eingegangen wird.

In der Lagerbuchse 41 ist über ein Nadellager 7 ferner der hintere, also in der Zeichenebene rechte Endbereich der in ihrem Durchmesser mehrfach abgesetzten Bohrspindel 6 axialverschieblich und koaxial zum Zahnrad 4 aufgenommen.

In der Zeichenebene der Fig. 1 weiter nach links schließt sich eine in entsprechende, zum Teil Hintergreifungen bil­ dende Ausnehmungen in den Halbschalen des Motorgehäuses 8 eingelegte Aufnahmehülse 9 an, die in geeigneter Weise fest mit den Motorgehäuse-Halbschalen verbunden, beispielsweise durch nicht dargestellte Schrauben gegen Drehung gesichert ist. In der verschiedene Führungsdurchmesser aufweisenden Innenbohrung der Aufnahmehülse 9 sitzt eine Stellhülse 12, die relativ zur Aufnahmehülse 9 axial verschoben werden kann, und zwar vorzugsweise durch eine von einem Innenge­ winde 10 der Bohrung der Aufnahmehülse 9 und einem Außen­ gewinde 10a der Stellhülse 12 gebildete Verzahnung, so daß bei Drehung der Stellhülse 12 in der Aufnahmehülse 9 eine axiale Hub- oder Abstandsbewegung durchgeführt werden kann, die ihre Begrenzung beispielsweise dadurch findet, daß ein in die Wandung der Aufnahmehülse 9 eingeschraubter oder eingesetzter Distanz- oder Anschlagstift 26 beidseitig an den Seitenflächen eines Einstichs 26a in der Stellhülse 12 anschlägt. Hier sind natürlich weitere, hubbegrenzende An­ schlagmittel in beliebiger Ausbildung denkbar.

Es ist dann die Stellhülse 12, welche ein zweites, vorderes Lager als Kugellager 14 für die Führung der Bohrspindel 6 trägt, wobei dieses Kugellager in einer Innenschulter 12a der Stellhülse 12 auf Anschlag geschoben und durch einen Wellensicherungsring 13 fixiert ist.

Der Aufbau zur Lagerung der Bohrspindel 6 und zu deren kombinatorischen, alternativen Anwendung zum Bohren und lage­ abhängigen Schrauben vervollständigt sich dann durch einen auf die Arbeitsspindel in Richtung auf das Zahnrad 4 aufge­ schobenen Distanzring 15 und ein dem Klauenprofil 5 des Zahn­ rads 4 gegenüberliegend angeordnetes, der Drehmitnahme der Bohrspindel 6 dienendes Klauenprofil 16a an einem Klauenring 16, der auf einen verjüngten Durchmesserbereich der Bohrspindel 6 aufge­ preßt ist, wobei die Verdrehsicherung zwischen beiden bei­ spielsweise von einer Kugel 17 übernommen werden kann.

Vor dem Kugellager 14 in der Zeichenebene von links gesehen ist ferner eine an einen Bund 6a der Bohrspindel 6 an­ schlagende und sich auf der anderen Seite am Innenring des Kugellagers 14 beispielsweise abstützende Vorspannungsfeder 18 als Druckfeder an­ geordnet, die so ausgebildet ist, daß sie im Stillstand oder Ruhezustand des Elektrowerkzeugs, also beispielsweise dann, wenn von vorn keine auf die Arbeitsspindel 6 einwirkende Axialkraft anliegt, diese Spindel nach vorn drückt, bis der Distanzring 15 eine weitere Axialbewegung durch seinen Anschlag an der anderen Seite des Innenrings des Kugellagers 14 begrenzt. Es versteht sich daher auch, daß die Bohr­ spindel 6 im Innenring des vorderen Kugellagers gleitver­ schieblich gehalten ist, so daß sich, entsprechend dem bis­ her beschriebenen Aufbau zwei mögliche Axialbewegungen rea­ lisieren lassen, einmal die der Stellhülse 12 in der Auf­ nahmehülse 9 durch eine relative Drehbewegung sowie die axiale Gleitbewegung der Bohrspindel 6 unter der Wir­ kung der Vorspannungsfeder 18, relativ zur Stellhülse 12 und der stationären Aufnahmehülse 9.

Zur Erleichterung einer relativen, manuell durchzuführen­ den Verdrehung der Stellhülse 12 ist auf diese, sich in der Darstellung nach links anschließend, noch ein Stellring 19 aufgepreßt, der, wie noch genauer den Fig. 6 oder 8 ent­ nehmbar, an seiner äußeren Zylinderoberfläche Riefen oder Ausnehmungen 19a aufweist zur Erleichterung der manuellen Handhabung, und der über eine Verdrehsicherung verfügt, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel zwei federnde Kunststoffnocken 20 umfassen kann, die in über den Umfang verteilte Vertiefungen oder Ausnehmungen 21 in der Aufnahme­ hülse 9 jeweils eingreifen können.

Das vordere Ende der Bohrspindel 6 ist als Gewindezapfen 22 mit Außengewinde ausgebildet, zur Aufnahme eines Bohr­ futters bzw. alternativ zur Aufnahme von Schraubwerkzeugen 23, die koaxial zum Außengewinde des Gewindezapfens 22 in eine Sechskantaufnahme 22a eingesetzt werden; die Schraub­ werkzeuge 23 können in der Aufnahme durch einen Sprengring 24 gehalten sein.

Auf die Verstellmittel zur lageabhängigen Abschaltung des Schraubvorgangs (Tiefenanschlagmittel), die sich in der Zeichenebene der Fig. 1 nach links an den Stellring 19 noch anschließt, wird weiter unten in Verbindung mit der Erläu­ terung der Funktionsweise des Schraubvorgangs eingegangen.

Einstellung und Funktion des Bohrvorgangs

Wenn mit dem Elektrowerkzeug gebohrt wird, sitzt auf dem Gewindezapfen 22 der Bohrspindel 6 das Bohrfutter und die Tiefenanschlagmittel sind entfernt, was schnell mit einer kurzen Drehbewegung durch Lösen einer Bajonettfassung, wie weiter unten noch erläutert wird, vorgenommen werden kann. Das Elektrowerkzeug wird für den Bohrvorgang dadurch vorbereitet, daß durch manuelle Drehbewegung am Stellring 19 die Stellhülse 12 über das Gewinde 10, 10a so weit in die Aufnahmehülse 9 eingedreht wird, daß sich infolge der axialen Mitnahme der Bohrspindel 6 über das Kugellager 14, den Distanzring 15 und den Klauenring 16 eine volle formschlüs­ sige Eingriffsverbindung der durch die beiden Verzahnungen 5, 16a gebildeten Klauenkupplung ergibt, und zwar die in Fig. 2 dargestellte formschlüssige und spielfreie Eingriffsposition, in welcher das Klauenprofil 5 des Zahnrades 4 bis in den jeweiligen Grund der gegenüberliegenden Ausnehmungen reichen. Die spezielle Form der sich hier jeweils gegenüberstehenden Klauen wird weiter unten mit Bezug auf die Anwendung Schrauben noch ergänzend erläutert, da sich für diesen Anwendungsbereich spezielle Formgestal­ tungen als besonders vorteilhaft erwiesen haben. Eine An­ schlagendposition für den Bohrvorgang kann sich im übrigen auch dadurch ergeben, daß eine innere Stirnringfläche 12b der Stellhülse axial auf die durch eine Abschulterung ge­ bildete Planfläche 26′ in der Aufnahmehülse 9 aufläuft. Auf jeden Fall haben in dieser Endanschlagposition die Klauen des Zahnrads 4 den Grund 25 von vertief­ ten Ausnehmungen 47 im Klauenring 16 erreicht. Zwischen der Bohrspindel 6 und dem Zahnrad 4 ergibt sich hierdurch eine spielfreie, formschlüssige Verbindung durch die gegen­ seitige Ausbildung der Klauenprofile am Klauenring 16 und am Zahnrad 4, die auch durch heftige Arbeitserschütte­ rungen nicht mehr gelöst werden kann, da der Stellring 19 an der Aufnahmehülse 9 verrastet ist. Sollte hier beim Ein­ drehen gelegentlich im Bereich der so gebildeten Klauenkupp­ lung Zahn auf Zahn zu stehen kommen, dann genügt eine leichte Drehung an dem nach außen ragenden Teil der Bohrspindel 6, um die Klauen mit den Ausnehmungen der Klauenkupplung zum Fluchten und zum völligen Eingriff zu bringen. Mit dem Elektrohandwerkzeug in dieser spielfreien formschlüssigen Einkuppelposition der Klauenkupplung kann problemlos ge­ bohrt werden, wobei sich, wie ersichtlich, keinerlei Nach­ teile etwa durch höheres Gewicht, Unhandlichkeit oder Lei­ stungsabfall ergeben.

Einstellung und Funktion beim Schraubvorgang

Bei der im folgenden beschriebenen Einstellung auf Schrau­ ben stellt das Gerät eine vollwertige Alternative zu Schrau­ bern dar, bei denen bei Erreichen einer vorgegebenen Schraub­ tiefe der Schraubvorgang exakt, also rein lageabhängig, un­ terbrochen wird.

Durch die Anordnung der sogenannten Tiefenanschlagmittel 48, die weiter unten noch im einzelnen beschrieben werden, wird für den Schraubvorgang ein Anschlag vorgegeben, bei dessen Erreichen bei entsprechend eingestellten Tiefenanschlag­ mitteln dann beispielsweise der Senkkopf einer Schraube gerade bündig in dem zu befestigenden Teil sitzt, wobei jeder weitere Schraubvorgang eine exakt reproduzierbare Wiedergabe des ersten Schraubvorgangs ist.

Um das insoweit erläuterte Elektrowerkzeug als Schrauber einsetzen zu können, wird in die Sechskantaufnahme 22a ein Schrauberbit 23 oder ein anderes geeignetes Werkzeug einge­ setzt und die Tiefenanschlagmittel beispielsweise mit Hilfe eines Bajonettverschlusses mit dem Stellring 19, allgemein ausgedrückt mit dem ihnen am nächsten kommenden Teil verbun­ den. Der Stellring 19 wird für die Einstellung "Schrauben" in der nunmehr entgegengesetzten Richtung gedreht, also in einer Richtung, in welcher die Bohrspindel 6 sich axial nach links und damit die gegenseitigen Klauenkupplungsbe­ reiche aus ihrer Eingriffsposition vollständig lösen. Man kann hier beispielsweise so weit die Drehbewegung am Stell­ ring 19 fortsetzen, bis der Anschlagstift 26 an die rechte Flanke des Einstichs 26a anschlägt. Die Klauenkupplung ist in diesem Fall völlig ausgerückt und die jeweiligen Klauen­ profile befinden sich in der in Fig. 4 dargestellten Posi­ tion; d. h. daß auch dann, wenn der Motor läuft, die Bohr­ spindel 6 sich nicht dreht. Es wird dann auf den Schrauben­ drehereinsatz oder Schrauberbit 23 eine Schraube aufgesetzt, die durch die Magnetkraft eines in die Tiefenanschlagmittel 48 vorne eingesetzten Ringmagnetes 28 gehalten werden kann. Man kann dann spätestens jetzt den Motor einschälten und die Schraube an der gewünschten Stelle ansetzen, alles ohne daß sich die Bohrspindel 6 dreht. Erst bei einer einwirkenden axialen Anpreßkraft auf die Bohrspindel, die sich da­ durch ergibt, daß die Bedienungsperson auf das Elektrowerk­ zeug drückt, um so einen entsprechenden Druck auf die Schraube zu übertragen, ergibt sich durch diese, letztend­ lich auf die Bohrspindel 6 einwirkende Axialkraft deren rückwärtsgerichtete Bewegung gegen die Kraft der Vorspannungs­ feder 18 so weit nach hinten, daß die gegenseitigen Klauen der Klauenkupplung aus Zahnrad 4 und Klauen­ ring 16 zum Eingriff kommen und die Schraube eingedreht wer­ den kann. Beim Eindrehen der Schraube - hier können, wie wei­ ter vorn schon erwähnt, auch beliebige weitere Untersetzungs­ mittel für die Drehgeschwindigkeit der Arbeitsspindel, auch elektronisch wirkende, zum Einsatz kommen, - nähert sich die Stirnfläche 29 der Tiefenanschlagmittel dem zu befestigenden Teil oder dem Teil an, in welchen die Schraube eingedreht wird (beispielsweise Gipskartonplatte) und kommt letztend­ lich zum Aufliegen. Dabei bleibt aber die Mitnahmeeinrich­ tung für die einzudrehende Schraube, also beispielsweise die Kreuzschlitzmitnahme durch den Schrauberbit, noch im Eingriff und die Schraube wird weitergedreht; gleichzeitig schiebt sich hierbei aber die der Schraube folgende, sich durchlaufend drehende Bohrspindel 6 nach vorn, wie ohne weiteres einzusehen, so daß schließlich im Übergang von der Klauenkupplungseingriffsposition der Fig. 3 auf die Darstel­ lung der Fig. 4 die gegenseitigen Klauen außer Eingriff geraten und der Schraubvorgang hierdurch ab­ gebrochen wird. Bei richtig eingestellten Tiefenanschlag­ mitteln ergibt sich dann gerade die gewünschte, lageab­ hängige Schraubtiefe.

Klauenform der Mitnahmekupplung

Während für den Bohrvorgang ein formschlüssiger und vor allen Dingen spielfreier Eingriff der gegenseitigen Klauen und Ausnehmungen erwünscht ist, so wie dies in der Darstel­ lung der Fig. 2 auch gezeigt ist, kann eine solche Eingriffs­ möglichkeit sich für den Schraubvorgang, bei welchem die Klauenkupplung ja jedes mal neu einrücken muß, als problema­ tisch erweisen. Tatsächlich ist bei der Anwendung auf Schrauben zwischen den gegenseitigen Klauenbereichen von Zahnrad 4 und Klauen- oder Kupplungsring 16 ein gewisses radiales Spiel (beispielsweise eine Klauenbreite) erwünscht, damit auch bei hohen Drehzahlen bzw. größeren Drehzahldiffe­ renzen - wenn beispielsweise die Bohrspindel stillsteht und das Zahnrad 4 mit Leerlaufdrehzahl dreht - im Moment des durch das Eindrücken der Bohrspindel 6 bewirkten Einkuppelns überhaupt das Ineinandergreifen der Klauenprofile möglich ist. Bei zu geringem Spiel wäre dies praktisch unmöglich, denn die Klauen würden nur mit hoher Relativgeschwindigkeit über­ einander ratschen. Andererseits wäre ein solches ein Ein­ kuppeln bewirkendes Spiel beim Bohren trotz zwangsläufiger Einkupplung deshalb besonders nachteilig, weil ein Zurück­ schlagen des Bohrfutters in Gegendrehrichtung möglich ist, was zur Zerstörung des Bohrwerkzeugs führen würde. Ferner sind Geräte dieser Art in der Regel rechts- und linkslaufend ausgebildet, daher würde sich ein mögliches Spiel beim Umschalten der Drehrichtung ebenfalls nachteilig auswirken.

Die Erfindung begegnet diesen Problemen in vorteilhafter Weise durch die Maßnahme einer speziellen Formgebung der sich gegenüberstehenden Klauenprofile der vom Zahnrad 4 und vom Kupplungsring 16 gebildeten Klauenkupplung in der Weise, wie dies in der Darstellung der Fig. 2 bis 4 gezeigt ist. Der Grundgedanke bei dieser Ausbildung besteht darin, daß Erhöhungen, also Klauen 50a hier am Zahnrad 4 bzw. 50b am Kupplungsring 16 jeweils schmaler sind als die jeweils angrenzenden Vertiefungen 51a bzw. 51b. Hierdurch ergibt sich, wie ersichtlich, das gewünschte Radialspiel bei form­ schlüssigem Eingriff der gegenseitigen Klauenbereiche.

Eine weitere Maßnahme in der Profilgebung der gegenseiti­ gen Klauen besteht dann darin, daß man auf einer Seite, bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Fig. 2 bis 4 im Klauenprofil des Kupplungsrings 16 zusätzliche, weiter vorn schon erwähnte Vertiefungen 47 in die Ausnehmun­ gen 51b einarbeitet, die bei allgemeiner trapezförmiger Aus­ bildung der Flankenbereiche eine entsprechend komplemen­ täre Form zu den Klauen 50a aufweisen, so daß der vollstän­ dige, spielfreie Wirkungseingriff entsprechend Fig. 2 eben­ falls möglich ist. Hierfür ist Voraussetzung, daß die Summe der Höhen der Klauen 50b sowie der Vertiefung 47 im wesent­ lichen gleich ist der Gesamthöhe der Klauen 50a der anderen Seite, denn nur auf diese Weise wird vermieden, daß die Klauen 50b, angrenzend zu welchen die Vertiefungen 47 ein­ gearbeitet sind, das volle Einfallen der Klauen 50a bis zum Grund 25 der weiteren Ausnehmung 47 verhindern.

Man erkennt daher, daß bei einer solchen Ausbildung der gegenseitigen Klauenprofile - es versteht sich, daß die Ausbildung natürlich auch umgekehrt durchgeführt werden kann - daher verschiedene Wirkungs- und Eingriffspositionen möglich sind, nämlich die ausgerückte oder ausgekuppelte Position der Fig. 4, die bei der Anwendung auf Schrauben von der Klauenkupplung vor deren Einrücken eingenommen wird, die teileingekuppelte, spielbehaftete, aber schon formschlüssige Eingriffs-Kupplungsposition der Fig. 3 und die spielfreie Eingriffsposition der Fig. 2, die für den An­ wendungsbereich Bohren vorgesehen ist. Es versteht sich, daß beim Anwendungsbereich Schrauben in der eingekuppelten Position die Stellungen der Fig. 2 und/oder 3 möglich sind, gegebenenfalls je nach Drehrichtung beim Schrauben, wobei beim allmählichen Ausrücken aufgrund der Tiefenanschlag­ wirkung ausgehend von der Fig. 2 die Zwischenposition der Fig. 3 und letztlich die eingriffsfreie Position der Fig. 4 eingenommen wird.

Aufbau und Funktion der Tiefenanschlagsmittel

Die Tiefenanschlagsmittel bestehen im wesentlichen aus zwei gegeneinander relativ verdrehbaren Teilen, einem Bajonett- oder Lagerring 32 und einer von ersterem getragenen Tiefen­ anschlaghülse 35 (siehe auch Fig. 1). Der Bajonettring 32 führt über ein Gewinde 52 die Tiefenanschlaghülse 35, so daß sich durch eine entsprechende relative Verdrehung die gewünschten Einschraubtiefen durch die resultierende axiale Bewegung ergeben.

Zur Befestigung der Tiefenanschlagmittel 48 am Stellring 19 als dem nächstangrenzenden Teil verfügt der Stellring über zwei Bajonettsegmente 30 (vergl. die Fig. 5 bis 8), die vorzugsweise angespritzt sind und einen nutförmigen Hinterschnitt aufweisen. Ferner verfügt die Stirnseite des Stellrings über zwei kleine Rastnasen 31. Der Bajonettring 32 der Tiefenanschlagmittel weist entsprechende Bajonett- Gegensegmente 33 auf sowie zwei Rastvertiefungen 34 zur Aufnahme der Rastnasen 31 in der voll eingedrehten Bajonett- Endstellung. Zur schnellen Befestigung der Tiefenanschlag­ mittel 48 wird daher der Bajonettring 32 mit der Tiefenan­ schlaghülse 35 so auf die Bajonettsegmente 30 des Stell­ rings aufgesteckt, daß an beiden Teilen angeordnete Mar­ kierungen 36 und 37, wie in den Fig. 5 und 6 gezeigt, übereinanderliegen; anschließend wird der Bajonettring dann um 90° nach rechts gedreht.

Die Bajonett-Gegensegmente 33 am Bajonettring 32 bewegen sich dann in dem nutförmigen Einstich der Bajonettsegmente 30 am Stellring 19, bis die Rastnasen 31 in die Rastvertie­ fungen 34 einschnappen; auf diese Weise wird der Tiefenan­ schlag axial und gleichzeitig in radialer Richtung festge­ halten. Während des Aufsteckens und Verdrehens bewegen sich dabei die Rastnasen 31 in einer axialen Aussparung 38 des Bajonettrings und rasten erst am Schluß des Ankuppelvorgangs ein. Auch die Tiefenanschlagmittel weisen zur radialen Fixie­ rung gegen eine Relativverdrehung der Tiefenanschlaghülse 35 gegenüber dem Bajonettring 32 Rastmittel auf, die in der gleichen Weise wie beim Stellring 19 aus Rastnasen 39 an der Tiefenanschlaghülse 35 bestehen können, die in über den Umfang verteilt angeordnete jeweilige Vertiefungen 40 des Bajonettrings in den entsprechenden, erreichten Winkel­ positionen eingreifen. Der erwähnte Ringmagnet 29 zur vor­ läufigen Fixierung von auf den Schrauberbit aufgesetzte Schrauben o. dgl. ist in die Tiefenanschlaghülse vorn einge­ bettet.

Claims (17)

1. Elektrowerkzeug, insbesondere Elektrohandwerkzeug, dessen Bohrspindel (6) in Lagern (7, 14) axialver­ schieblich zum wahlweisen Bohren oder Schrauben gelagert ist und wobei sowohl für den Bohrvorgang als auch für den lageabhängigen Schraubvorgang eine gemeinsame Klauenkupplung zwischen Antriebs­ motor und Bohrspindel angeordnet ist, deren einer Teil als Klauenring (16) zusammen mit der Bohr­ spindel durch Verstellung an einem äußeren Stell­ glied axial zur Bildung einer fest eingerückten Mitnahmekupplung für den Bohrvorgang verschiebbar ist, während für den Schraubvorgang die Klauen­ kupplung aufgrund des ausgeübten Arbeitsdrucks einrückt und bei Erreichen einer voreinstellbaren Schraubtiefe selbsttätig aufgrund einer auf die Bohrspindel (6) einwirkenden Federvorspannung ausrückt, wobei ein von einer äußeren Stellhülse (12) zur Durchführung einer Axialverschiebung gelagertes vorderes, der Werkzeugaufnahme zu­ gewandtes Kugellager (14) mit seinem Innenring gleitverschieblich die Bohrspindel (6) aufnimmt, bei Axialverschiebung für den Bohrvorgang die Klauenkupplung (16, 16a, 5) einrückt und bei entgegengesetzter Axialverschiebung für den Schraubvorgang die Klauenkupplung (16, 16a, 5) anfänglich ausrückt durch Einwirkung auf eine zwischen sich und einem vorderen Bohrspindel­ anschlag angeordnete Vorspannungsfeder (18), die daher lediglich beim Schrauben betätigt ist und beim Bohren entspannt verbleibt.

2. Elektrowerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Stellhülse (12) relativ zum Werkzeuggehäuse (8) durch einen gegenseitigen Schraubeingriff durch Verdrehung axialverschieb­ lich gelagert ist.

3. Elektrowerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klauenkupplung (16, 16a, 5) aus dem auf die Bohrspindel (6) aufgekeilten Klauenring (16) mit einem ersten Klauenprofil (16a) und diesem gegenüberliegend einem zweiten Klauenprofil (5) eines zur Arbeitsspindel (6) koaxialen Kupplungszahnrades (4) gebildet ist, welches auf einer Lagerbuchse (41) gelagert ist, die in einer inneren Bohrung ein Nadellager (7) als hinteres Arbeitsspindellager bildet.

4. Elektrowerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungszahnrad (4) auf der Lagerbuchse (41) von einem Kugellager (3) gelagert und von der Ausgangswelle des an­ treibenden Elektromotors angetrieben ist.

5. Elektrowerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Klauennuten (51a, 51b) der sich gegenüberliegenden Klauenprofile (16a, 5) am Zahnrad (4) und am Kupplungsring (16) um mindestens eine Klauenbreite breiter sind als die jeweiligen Klauen (50a, 50b) und daß in die Klauennuten (51b) der einen Seite eine zweite, tieferliegende, der Breite der Gegenklaue ent­ sprechende Nut (47) eingearbeitet ist, in die die Gegenklaue beim Bohren spielfrei und formschlüssig eingreift.

6. Elektrowerkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Summe der Höhen der weiteren Nut (47) und der dieser Seite zugeordneten Klauen (50b) im wesentlichen der Höhe der Klauen (50a) des Gegenprofils entspricht.

7. Elektrowerkzeug nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Klauen trapezförmig ausgebildet sind.

8. Elektrowerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in im Spritzgußver­ fahren aus einem Kunststoff hergestellte Gehäuse­ halbschalen koaxial zur Bohrspindel (6) eine Aufnahmehülse (9) eingelegt und unverrückbar gesichert ist, die mit einem Innengewinde (10) die das vordere Kugellager (14) der Bohrspindel (6) unverrückbar tragende Stellhülse (12) mit der Möglichkeit der axialen Verschiebung durch Rela­ tivverdrehung aufnimmt und daß an der Stellhülse (12) ein äußerer Stellring (19) angreift zur manuellen Verdrehung, mit Rastmitteln an Stellring (19) und Aufnahmehülse (9) zur Sicherung der jeweiligen Verdrehposition.

9. Elektrowerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das vordere Kugellager (14) für die Bohrspindel (6) in der Stellhülse (12) von einer als Anschlag wirkenden Abschulte­ rung sowie einem Wellensicherungsring (13) fixiert ist und vom Kugellager ausgehend zum Klauenring (16) ein Distanzring (15) angeordnet ist, wobei auf der anderen Seite des vorderen Kugellagers (14) die Vorspannungsfeder (18) angeordnet ist und sich an einem Bund (6a) der Bohrspindel sowie am Innenring des Kugellagers (14) abstützt.

10. Elektrowerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß am Stellring (19) der Stellhülse (12) Tiefenanschlagmittel für den Arbeitsvorgang Schrauben befestigbar sind.

11. Elektrowerkzeug nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Tiefenanschlagmittel (48) einen Bajonettring (32) und eine über ein Gewinde axial zu diesem verstellbare Tiefenanschlaghülse (35) umfassen, jeweils mit gegenseitigen Rastmitteln zur Fixierung der Verdrehposition.

12. Elektrowerkzeug nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Tiefenanschlagmittel (48) über den Bajonettring (32) zur Schnellbefestigung auf den Stellring (19) aufsteckbar und durch eine Verdrehbewegung um einen vorgegebenen Winkel fixierbar sind, wobei in der Endposition gegen­ seitige Verrastungsmittel vorgesehen sind.

13. Elektrowerkzeug nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Bajonett-Schnellverschluß zwischen den Tiefenanschlagmitteln (48) und dem Stellring (19) aus am Stellring (19) angespritzten Bajonettsegmenten (30) mit einem nutförmigen Hinterschnitt und entsprechenden Gegensegmenten (33) am Bajonettring (32) gebildet ist.

14. Elektrowerkzeug nach Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in der Endposition des Bajonett- Schnellverschlusses Verrastungsmittel vorgesehen sind, die aus Rastnasen (31) am Stellring (19) und Rastvertiefungen (34) am Bajonettring (32) der Tiefenanschlagmittel (48) bestehen.

15. Elektrowerkzeug nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zum lagerichtigen Aufstecken des Bajonett-Schnellverschlusses der Tiefenanschlag­ mittel (48) Markierungen (36, 37) vorgesehen sind.

16. Elektrowerkzeug nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß Stellring (19), Bajonettring (32) und Tiefenanschlaghülse (35) Kunststoff-Spritzgußteile sind und zur Rastung der Tiefenanschlaghülse (35) an dieser Kunststoffeder­ elemente angespritzt sind, die in entsprechende über den Umfang verteilte Ausnehmungen des Bajo­ nettrings (32) bei vorgegebenen Winkelpositionen eingreifen, und daß zwischen Tiefenanschlaghülse und Bajonettring ein Gewinde die relative Axial­ verschiebung zwischen dem Bajonettring und der Tiefenanschlaghülse (35) bewirkt.

17. Elektrowerkzeug nach Anspruch 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß am vorderen Endbereich der Tiefen­ anschlaghülse ein eine jeweils eingesetzte Schrau­ be vorläufig haltender Magnetring (28) angeordnet ist.