EP1621290A1 - Machine tool with intermittent angular momentum - Google Patents

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EP1621290A1
EP1621290A1 EP05106953A EP05106953A EP1621290A1 EP 1621290 A1 EP1621290 A1 EP 1621290A1 EP 05106953 A EP05106953 A EP 05106953A EP 05106953 A EP05106953 A EP 05106953A EP 1621290 A1 EP1621290 A1 EP 1621290A1
Authority
EP
European Patent Office
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spindle
tool
hand tool
tool according
tool spindle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP05106953A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP1621290B1 (en
Inventor
Hanspeter Schad
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hilti AG
Original Assignee
Hilti AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Hilti AG filed Critical Hilti AG
Publication of EP1621290A1 publication Critical patent/EP1621290A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP1621290B1 publication Critical patent/EP1621290B1/en
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Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B21/00—Portable power-driven screw or nut setting or loosening tools; Attachments for drilling apparatus serving the same purpose
    • B25B21/02—Portable power-driven screw or nut setting or loosening tools; Attachments for drilling apparatus serving the same purpose with means for imparting impact to screwdriver blade or nut socket

Definitions

  • the invention relates to a hand tool with a drive spindle, which can be acted upon by a motor with a drive torque.
  • the hand tool device has a tool spindle which serves to drive a tool bit in one direction of rotation.
  • the tool spindle on the one hand with the drive spindle can be coupled and on the other hand rotatably connected to a tool holder, to which the tool bit is attachable.
  • the hand tool device has a rotary pulse generator which, when a threshold value is reached with respect to a resistance moment occurring at the tool spindle, which is directed counter to the drive torque, subjects the latter to a recurring angular momentum.
  • such hand tool devices enable a change from a continuous to an intermittent rotary movement as soon as the braking forces occurring on the tool spindle and the tool holder produce a resistance moment which reaches the threshold value.
  • the tool spindle is subjected to very high recurring angular momenta, by which the moment of resistance can be more easily overcome and the work progress can be increased significantly.
  • a rotary impact tool in the form of a rotary impact wrench is known.
  • This has a hammer element, which is engaged via balls with the drive spindle, which are guided both in the hammer element and on the drive spindle in oblique grooves.
  • the hammer element on projections which can be applied in the rotational direction of projections of the tool spindle in order to transmit a torque from the drive spindle to the tool spindle.
  • the hammer element As soon as the moment of resistance, which is delivered by the screw to be screwed to the tool spindle, reaches a certain threshold when screwing, the hammer element is moved away from the tool spindle via the oblique grooves relative to the drive spindle until the projections of the hammer element out of engagement with the projections come the tool spindle and be moved past each other. It increases on the one hand by the lack of resistance to the projections, the rotational speed of the hammer element. In addition, the hammer element is accelerated by a tension spring acting on it in the direction of the tool spindle as soon as the projections have passed each other in the direction of rotation. In this way, the hammer element generates on the one hand on the tool spindle an axial contact pressure. On the other hand, the hammer element exerts blows on the tool spindle in the direction of rotation.
  • DE 43 44 849 shows a machine tool that switches over a certain resistance moment from a quasi-continuous rotary motion with relatively low drive torque to a discontinuous rotary motion with relatively high recurring angular momentum both during screwing and core drilling.
  • the machine tool has an oscillating drive, which is coupled via a freewheel with the tool holder.
  • a disadvantage of the known hand tools is that they can not be used in a comfortable way for holes in the metal, at least.
  • the resistance moments occurring in the drilling area are namely not sufficient in normal operation to trigger the respective rotary pulse generator recurrently. Only by very strong pressing of the rotary impact tool against the metal to be processed, the threshold value of the resistance moment can be exceeded. This can be achieved in the metal drilling applications only by strong pressing of the hand tool by the operator a significantly increased Bohrvortrieb.
  • the present invention has for its object to avoid the disadvantages mentioned in a hand tool with rotary pulse generator and to allow a comfortable production of a metal hole.
  • the object is achieved in that on the tool spindle, a braking force generator is arranged, via which the tool spindle can be acted upon by a braking force acting counter to the direction of rotation.
  • a braking force generator is arranged, via which the tool spindle can be acted upon by a braking force acting counter to the direction of rotation.
  • the tool spindle can additionally be acted upon by the angular momentum generator with an axial force pulse.
  • the braking force generator automatically a recurrent pulse-like impact or contact force can be generated in the axial direction of the tool spindle, which occurs together with the angular momentum.
  • the angular momentum transmitted to the tool bit which is preferably designed as a metal drill, and which serves for shaving into the workpiece, is superimposed with a particularly high axial contact pressure. This results in a particularly good cutting of the drill into the workpiece, without the device must be pressed by the operator against the workpiece.
  • the braking force generator is optionally switched on and off.
  • the hand tool can be used as needed for either Tangentialglerschrauben or metal hammer drilling.
  • metal impact drilling can be provided as an additional, optionally switchable operating function on a Tangentialtschschraubêt.
  • the braking force generator has a sleeve-shaped carrier body, which is penetrated by the tool spindle.
  • the braking force can be applied circumferentially to the tool spindle, whereby a relatively large and uniform braking force can be generated.
  • a prestressed form friction fit can be produced between the carrier body and the tool spindle.
  • prestressed positive frictional engagement this means a frictional connection achieved by prestressing an element against a surface, which is reinforced by a quasi-form fit between the element and the surface.
  • this quasi-form closure only acts up to a certain holding force. In this way, it is possible to reliably apply a relatively high braking force to the tool spindle while at the same time reducing the wear on the braking force generator.
  • the mold friction is produced by a arranged between the carrier body and the tool spindle locking device.
  • This stores a locking body radially displaceable on one of the elements of the tool spindle and carrier body.
  • the latching body is biased against the respective other element, wherein at least one corresponding latching recess is recessed for receiving the latching body. In this way, a permanently constant braking force can be provided at a low manufacturing cost of the braking force generator.
  • the latching recess is formed by a groove extending transversely to the direction of rotation, whereby the latching device can be produced in a particularly simple and cost-effective manner.
  • the latching recess is advantageously formed by a Rampenaus simplifiedung having a spiral-shaped cross-section, wherein the depth of the Rampenaus simplifiedung in the direction of rotation increases steadily up to a paragraph, which acts as a stop for the locking body.
  • the latching body is initially pressed almost completely in the transverse bore when jumping from a first to a second latching position and gradually moved out of the transverse bore until the next stop position.
  • the latching recess is formed by a circular arc-shaped in cross section around the axis A, which has a constant depth in the direction of rotation over its length.
  • the locking body is over the entire angular range between the ribs or in a consistently maximally disengaged position relative to the transverse bore.
  • the contact pressure of the radial spring in this transition region is minimal, whereby the friction losses when jumping from one locking position to the next can be significantly reduced.
  • the carrier body between a braking position, in which the locking body is disposed at the axial height of the recesses, and a free-running position is advantageously displaceable, in which the detent body is arranged at the height of an annular groove rotating in the direction of rotation.
  • the latching device can be switched on and off in a simple manner.
  • the braking force generator can be switched on and off, depending on whether the hand tool is to be used as a tangential impact driver or as a percussion drill.
  • a frictional engagement can advantageously be produced between the carrier body and the tool spindle.
  • the braking force generator can be produced in a particularly cost-effective manner or its braking force can be increased without major effort.
  • the carrier body is formed by an elastic friction ring.
  • the braking force generator can be produced in a particularly cost-effective manner.
  • the threshold is in the range of 1 to 5 Nm.
  • This torque range has been found to be particularly suitable, since on the one hand ensures good performance of the rotary pulse generator and can be safely adjusted to the tool spindle with the above-mentioned braking force generators.
  • this value can certainly be surpassed by the drive torque of most tangential impact wrenches so that tangential impact wrenches with additional percussion drilling capability can be manufactured based on a production series of conventional tangential impact drills.
  • Fig. 1 shows a hand tool 2 in the form of a Tangentialtschschraubers having a housing 4, in which a universal motor 6 is housed.
  • the universal motor 6 drives a drive spindle 10 in the direction of rotation D about an axis A via a motor pinion 8.
  • the drive spindle 10 can be rotationally coupled to a tool spindle 14 via a rotary pulse generator, designated in its entirety by 12.
  • the tool spindle 14 is in turn rotatably connected to a tool holder 16 to which a tool bit 18, for example in the form of a screwdriver bit or a drill, in particular a metal drill, can be attached.
  • a braking force generator designated generally by 20 is provided, via which the tool spindle 14 can be acted upon by a braking force counter to the direction of rotation D.
  • the braking force generator 20 has a sleeve-shaped carrier body 22, which is penetrated by the tool spindle 14.
  • the carrier body 22 is displaceable in the axial direction but mounted non-rotatably in the housing 4.
  • a transverse to the axis A around the tool spindle 14 around circumferential annular groove 26 and two parallel to the axis A aligned recesses 28 are inserted, which open into the annular groove 26.
  • the detent body 20 is biased by a radial spring 34 against the inner side 24 of the carrier body 22 and forms together with the latching recesses 28 and the annular groove 26 a total of 35 designated and disconnectable latching device.
  • the rotary pulse generator 12 has a racket element 36, on which two racket projections 38 are formed, which protrude in the direction of the axis A.
  • the Schlagervorsprünge 38 are applied in the direction of rotation D to spindle projections 40 which project in the radial direction of the tool spindle 14, as indicated by dashed lines.
  • the racket element 36 is biased in the direction of the tool spindle 14 by means of an axial spring 42, which is supported on a bearing ring 44 fixedly connected to the drive spindle 10.
  • the axial spring has a spring constant of 10 3 to 10 5 N / m.
  • the beater element 36 is in contact with the drive spindle 10 via ball-shaped rotary drivers 46.
  • the rotary drivers 46 are guided on the one hand in a zigzag-shaped, circumferential cam groove 48, which is embedded in the drive spindle 10.
  • the rotary drivers 46 project partially into control recesses 50, which are embedded in an axial bore 52 of the racket element 36.
  • a drive torque M A is delivered from the drive spindle 10 to the rotary driver 46, which are pressed by the axial spring 42, both relative to the control groove 48 and against the respective control recess 50 initially in a fixed position.
  • the rotational drivers initially remain upon rotation of the drive spindle 10 and in this way transmit the drive torque M A to the racket element 36. From this, the drive torque M A on the Schlierervorsge 38 and the spindle projections 40 on the tool spindle 14 and from there to the Transfer tool holder 16.
  • the locking body 32 runs freely in the annular groove 26, so that no significant braking force acts on the tool spindle 14 of the braking force generator 20.
  • the braking force generator 20 is in Fig. 2 thus in a freewheeling position, which are particularly suitable for driving screws and bolts, not shown in a workpiece.
  • a resistance moment M B on the tool spindle 14 which is opposite to the drive torque M A , is generated via the tool bit 18 and the tool receptacle 16 which engage with the screw or the bolt.
  • this resistance moment M B reaches a threshold which is in a range of 1 to 5 Nm, the rotary drivers 46 can no longer be held in their fixed position, but move along with the racket element 36 along the cam 48 away from the tool spindle 14 , Here, the stroke of the bat member 36 is between 5 and 20mm. In this way, the racquet projections 38 come out of engagement with the spindle projections 40, so that they are moved in the direction of rotation D past each other. At the same time, the action of the resistance moment M B on the racket element 36 is interrupted.
  • the remaining beater element 36 is pressed by the axial spring 42 in the axial direction against the spindle projections 40.
  • the beater element 36 is accelerated along the control groove 48 in the direction of rotation D, so that the beater projections 38 are now beaten against the respective other spindle projection 40.
  • Fig. 3 shows the hand tool 2 in a Schlagbohrgna, which is particularly suitable for drilling metal, such as steel.
  • the support body 22 is displaced in the axial direction relative to the housing 4, that the locking body 32 is now biased at the level of the two recesses 28 against the inside 24.
  • the drive torque is transmitted from the drive spindle 10 via the rotary pulse generator 12 to the tool spindle 14.
  • the locking body 32 comes into engagement with one of the recesses 28.
  • the braking force generator 20 is thus in Fig. 3 in a braking position, which is particularly suitable for drilling in metal.
  • the positive engagement between the latching body 32 and the respective latching recess 28 generates a braking force opposing the direction of rotation D, resulting in a resistance moment M B of from 1 to 5 Nm on the tool spindle 14.
  • the resistance element M B is sufficient to enable the angular momentum generator 12 to be in the beating state described above independently of the external forces acting on the tool bit 18.
  • the beater element 36 causes by the movement in the axial direction a pressing of the tool bit 18, which is used for this purpose in the form of a metal drill, against the respective workpiece to be machined. During this pressing operation, the beater element 36 also strikes with the beater projections 38 in the direction of rotation D against the spindle projections 40. As can be seen from the diagram according to FIG. 4, this is in the direction of rotation D reaches an intermittent torque M of 300 Nm with a simultaneous short contact pressure F of about 1 kN. As a result, the tool bit 18 can cut particularly well into the workpiece without a person operating the hand tool 2 having to exert an increased contact pressure.
  • FIGS. 5a to 5c show a cross section through the braking force generator 20 for three different embodiments of the locking recesses 28a to c.
  • the positive engagement of the locking body 32 in the respective recess 28 is overcome only by the angular momentum generated by the rotary pulse generator 12.
  • the engagement body 32 is pressed against the radial spring 34 in the transverse bore 30 and the positive engagement repealed.
  • the locking body 32 thus jumps in operation with each angular momentum in the direction of rotation of the one locking recess 28 to the other.
  • the latching recesses 28a are formed by two opposing grooves 28a, which are embedded in the inner side 24 and are aligned parallel to the axis A. At these grooves, the locking body 32 in the direction of rotation D in operation produce a positive engagement with the rotationally fixed carrier body 22. When the locking body 32 is moved from one groove 28a to the other, it is almost completely pushed into the transverse bore 30 between two locking positions.
  • the recesses 28 are formed by two recessed into the inside 24 and in cross-section spiral ramp recesses 28b, which form a paragraph 58 only in the direction of rotation D as a stop for the locking body 32.
  • the latching recesses 28 are formed by two indentations 28c, which are embedded in the inside 24 and arcuate in cross-section. These form in the direction of rotation between two stop ribs 60, which act stop for the locking body 32. In this embodiment, it is ensured that the latching body 32 is pressed against the carrier body 22 with as little force as possible during the transition from the stop on the one stop rib 60 to the stop on the other stop rib 60.
  • the rotational strength of the carrier body 22 relative to the housing 4 is achieved by a rib 54 which engages in a corresponding receptacle 56 on the housing 4.
  • FIG. 6 shows the rotary pulse generator 12 together with another embodiment of the braking force generator 20 in an exploded view.
  • the carrier body 20 is formed by an elastic friction ring, for example made of rubber or plastic.
  • This friction ring is rotatably mounted in the housing 4 according to the above-mentioned carrier bodies 20 and generated by friction on the surface of the tool spindle 14, the necessary moment of resistance M B to trigger the rotary pulse generator 12.
  • braking force generators 20 could be made between the tool spindle 14 and the housing 4 a positive connection via a controlled locking member or a frictional connection via a controlled clamping member.
  • the control of the locking member or the clamping member could be carried out, for example, electromagnetic, piezoelectric, electrostrictive or magnetostrictive.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Drilling And Boring (AREA)

Abstract

The power tool (2) has a drive spindle (10) driven by a motor (6), a tool spindle (14) driving a tool bit (18), which can be coupled to the drive spindle and is fixed to the tool receiver (16). A braking force creator (20), acting on the tool spindle to produce a force directed against the direction of rotation (D) is fitted to the tool spindle.

Description

Die Erfindung betrifft ein Handwerkzeuggerät mit einer Antriebsspindel, die von einem Motor mit einem Antriebsmoment beaufschlagbar ist. Zudem weist das Handwerkzeuggerät eine Werkzeugspindel auf, die zum Antrieb eines Werkzeugbits in einer Drehrichtung dient. Hierzu ist die Werkzeugspindel einerseits mit der Antriebsspindel koppelbar und andererseits drehfest mit einer Werkzeugaufnahme verbunden, an der das Werkzeugbit anbringbar ist. Ferner weist das Handwerkzeuggerät einen Drehimpulserzeuger auf, der bei Erreichen eines Schwellenwertes hinsichtlich eines an der Werkzeugspindel auftretenden Widerstandsmomentes, das dem Antriebsmoment entgegen gerichtet ist, diese mit einem wiederkehrenden Drehimpuls beaufschlagt.The invention relates to a hand tool with a drive spindle, which can be acted upon by a motor with a drive torque. In addition, the hand tool device has a tool spindle which serves to drive a tool bit in one direction of rotation. For this purpose, the tool spindle on the one hand with the drive spindle can be coupled and on the other hand rotatably connected to a tool holder, to which the tool bit is attachable. Furthermore, the hand tool device has a rotary pulse generator which, when a threshold value is reached with respect to a resistance moment occurring at the tool spindle, which is directed counter to the drive torque, subjects the latter to a recurring angular momentum.

Derartige Handwerkzeuggeräte ermöglichen im Betrieb einen Wechsel von einer kontinuierlichen zu einer intermittierenden Drehbewegung, sobald die an der Werkzeugspindel und der Werkzeugaufnahme auftretenden Bremskräfte ein Widerstandsmoment erzeugen, das den Schwellenwert erreicht. Bei der intermittierenden Drehbewegung wird hierbei die Werkzeugspindel mit sehr hohen wiederkehrenden Drehimpulsen beaufschlagt, durch die das Widerstandsmoment leichter überwunden und der Arbeitsfortschritt deutlich erhöht werden kann.During operation, such hand tool devices enable a change from a continuous to an intermittent rotary movement as soon as the braking forces occurring on the tool spindle and the tool holder produce a resistance moment which reaches the threshold value. In the case of the intermittent rotary motion, the tool spindle is subjected to very high recurring angular momenta, by which the moment of resistance can be more easily overcome and the work progress can be increased significantly.

Aus der DE 43 28 599 ist ein Rotations-Schlagwerkzeug in Form eines Drehschlagschraubers bekannt. Dieses weist ein Hammerelement auf, das über Kugeln mit der Antriebsspindel in Eingriff steht, die sowohl am Hammerelement als auch an der Antriebsspindel in schrägen Nuten geführt sind. Ferner weist das Hammerelement Vorsprünge auf, die in Drehrichtung an Vorsprünge der Werkzeugspindel anlegbar sind, um ein Drehmoment von der Antriebsspindel auf die Werkzeugspindel zu übertragen. Sobald beim Einschrauben das Widerstandsmoment, das von der herzustellenden Schraubverbindung über die Schraube an die Werkzeugspindel abgegeben wird, einen gewissen Schwellenwert erreicht, wird das Hammerelement über die schrägen Nuten gegenüber der Antriebsspindel von der Werkzeugspindel weg verschoben bis die Vorsprünge des Hammerelementes ausser Eingriff mit den Vorsprüngen der Werkzeugspindel kommen und aneinander vorbei bewegt werden. Dabei erhöht sich einerseits durch den an den Vorsprüngen fehlenden Widerstand die Drehgeschwindigkeit des Hammerelementes. Zudem wird das Hammerelement durch eine an ihm wirkende Spannfeder in Richtung der Werkzeugspindel beschleunigt, sobald die Vorsprünge einander in Drehrichtung passiert haben. Auf diese Weise erzeugt das Hammerelement einerseits an der Werkzeugspindel eine axiale Anpresskraft. Andererseits übt das Hammerelement dabei in Drehrichtung Schläge auf die Werkzeugspindel aus.From DE 43 28 599 a rotary impact tool in the form of a rotary impact wrench is known. This has a hammer element, which is engaged via balls with the drive spindle, which are guided both in the hammer element and on the drive spindle in oblique grooves. Furthermore, the hammer element on projections which can be applied in the rotational direction of projections of the tool spindle in order to transmit a torque from the drive spindle to the tool spindle. As soon as the moment of resistance, which is delivered by the screw to be screwed to the tool spindle, reaches a certain threshold when screwing, the hammer element is moved away from the tool spindle via the oblique grooves relative to the drive spindle until the projections of the hammer element out of engagement with the projections come the tool spindle and be moved past each other. It increases on the one hand by the lack of resistance to the projections, the rotational speed of the hammer element. In addition, the hammer element is accelerated by a tension spring acting on it in the direction of the tool spindle as soon as the projections have passed each other in the direction of rotation. In this way, the hammer element generates on the one hand on the tool spindle an axial contact pressure. On the other hand, the hammer element exerts blows on the tool spindle in the direction of rotation.

Durch diese bekannte Vorgehensweise ist es möglich Schrauben auch entgegen hoher Widerstandsmomente in ein Werkstück einzudrehen, da bei den Schlägen gegen die Vorsprünge der Werkzeugspindel sehr hohe Drehmomente generiert werden.By this known approach, it is possible screwing screws against high resistance moments in a workpiece, since the blows against the projections of the tool spindle very high torques are generated.

DE 43 44 849 zeigt eine Werkzeugmaschine, die sowohl beim Schrauben als auch beim Kernlochbohren ab einem gewissen Widerstandsmoment von einer quasi-kontinuierlichen Drehbewegung mit relativ geringem Antriebsmoment auf eine diskontinuierliche Drehbewegung mit relativ hohen wiederkehrenden Drehimpulsen umschaltet. Hierzu weist die Werkzeugmaschine einen oszillierenden Antrieb auf, der über einen Freilauf mit der Werkzeugaufnahme gekoppelt ist.DE 43 44 849 shows a machine tool that switches over a certain resistance moment from a quasi-continuous rotary motion with relatively low drive torque to a discontinuous rotary motion with relatively high recurring angular momentum both during screwing and core drilling. For this purpose, the machine tool has an oscillating drive, which is coupled via a freewheel with the tool holder.

Nachteilig an den bekannten Handwerkzeuggeräten ist, dass diese zumindest nicht in komfortabler Weise für Bohrungen im Metall verwendet werden können. Die im Bohrbereich auftretenden Widerstandsmomente sind dabei nämlich im normalen Betrieb nicht ausreichend, um den jeweiligen Drehimpulserzeuger wiederkehrend auszulösen. Lediglich durch sehr starkes Anpressen des Rotations-Schlagwerkzeuges gegen das zu bearbeitende Metall kann der Schwellenwert des Widerstandsmomentes überschritten werden. Hierdurch kann bei den Metallbohranwendungen nur durch starkes Anpressen des Handwerkzeuggerätes durch den Bediener ein deutlich gesteigerter Bohrvortrieb erzielt werden.A disadvantage of the known hand tools is that they can not be used in a comfortable way for holes in the metal, at least. The resistance moments occurring in the drilling area are namely not sufficient in normal operation to trigger the respective rotary pulse generator recurrently. Only by very strong pressing of the rotary impact tool against the metal to be processed, the threshold value of the resistance moment can be exceeded. This can be achieved in the metal drilling applications only by strong pressing of the hand tool by the operator a significantly increased Bohrvortrieb.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Handwerkzeuggerät mit Drehimpulserzeuger die genannten Nachteile zu vermeiden und eine komfortable Herstellung einer Metallbohrung zu ermöglichen.The present invention has for its object to avoid the disadvantages mentioned in a hand tool with rotary pulse generator and to allow a comfortable production of a metal hole.

Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass an der Werkzeugspindel ein Bremskrafterzeuger angeordnet ist, über den die Werkzeugspindel mit einer entgegen der Drehrichtung wirkenden Bremskraft beaufschlagbar ist. Hierdurch ist es möglich das Widerstandsmoment an der Werkzeugspindel ohne oder bei nur geringem äusseren Widerstandsmoment auf den Schwellenwert anzuheben. Somit kann der Drehimpulserzeuger auch ohne oder bei nur geringem Reibwiderstand zwischen dem Werkzeugbit und einem zu bearbeitenden Werkstück aktiviert werden. Auf diese Weise kann auf bequeme Weise, d.h. vor allem ohne verstärktes Anpressen, insbesondere beim Bohren in Metall ein besserer Bohrvortrieb erzeugt werden.According to the invention the object is achieved in that on the tool spindle, a braking force generator is arranged, via which the tool spindle can be acted upon by a braking force acting counter to the direction of rotation. This makes it possible to raise the moment of resistance on the tool spindle without or with only a small external moment of resistance to the threshold. Thus, the rotary pulse generator can also without or with only slight frictional resistance between the tool bit and a to be machined Workpiece to be activated. In this way, a better Bohrvortrieb can be generated in a comfortable manner, ie especially without increased pressure, especially when drilling in metal.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist dabei die Werkzeugspindel über den Drehimpulserzeuger zusätzlich mit einem axialen Kraftimpuls beaufschlagbar. Auf diese Weise kann durch den Bremskrafterzeuger selbsttätig eine wiederkehrende impulsartige Schlag- oder Anpresskraft in axialer Richtung der Werkzeugspindel erzeugt werden, die zusammen mit dem Drehimpuls auftritt. Hierdurch wird der auf das vorzugsweise als Metallbohrer ausgebildete Werkzeugbit übertragene Drehimpuls, der zum Scheiden in das Werkstück dient, mit einer besonders hohen axialen Anpresskraft überlagert. Hieraus resultiert ein besonders gutes Einschneiden des Bohrers in das Werkstück, ohne dass das Gerät vom Bediener gegen das Werkstück gepresst werden muss. Dabei entstehen überwiegend kurze Metallspäne, die mit jedem Drehimpuls von dem zu bearbeitenden Werkstück abgetrennt werden, relativ schnell aus dem Arbeitsbereich transportiert werden und somit nur geringe Bremskräfte am Werkzeugbit verursachen. Hierdurch ist ein besonders guter Bohrvortrieb in Metall möglich.In a particularly preferred embodiment, the tool spindle can additionally be acted upon by the angular momentum generator with an axial force pulse. In this way, by the braking force generator automatically a recurrent pulse-like impact or contact force can be generated in the axial direction of the tool spindle, which occurs together with the angular momentum. As a result, the angular momentum transmitted to the tool bit, which is preferably designed as a metal drill, and which serves for shaving into the workpiece, is superimposed with a particularly high axial contact pressure. This results in a particularly good cutting of the drill into the workpiece, without the device must be pressed by the operator against the workpiece. In this case, predominantly short metal chips, which are separated with each angular momentum of the workpiece to be machined, are relatively quickly transported from the work area and thus cause only low braking forces on the tool bit. As a result, a particularly good Bohrvortrieb in metal is possible.

Zudem ist es von besonderem Vorteil, wenn der Bremskrafterzeuger wahlweise zu- und abschaltbar ist. Hierdurch kann das Handwerkzeuggerät nach Bedarf entweder zum Tangentialschlagschrauben oder zum Metallschlagbohren verwendet werden. Auf diese Weise kann das Metallschlagbohren als zusätzliche, wahlweise einschaltbare Betriebsfunktion an einem Tangentialschlagschraubgerät vorgesehen werden.In addition, it is particularly advantageous if the braking force generator is optionally switched on and off. As a result, the hand tool can be used as needed for either Tangentialschlagschrauben or metal hammer drilling. In this way, metal impact drilling can be provided as an additional, optionally switchable operating function on a Tangentialschlagschraubgerät.

Bevorzugterweise weist der Bremskrafterzeuger einen hülsenförmigen Trägerkörper auf, der von der Werkzeugspindel durchragt ist. Hierdurch kann die Bremskraft umfänglich auf die Werkzeugspindel aufgebracht werden, wodurch eine relativ grosse und gleichmässige Bremskraft erzeugt werden kann.Preferably, the braking force generator has a sleeve-shaped carrier body, which is penetrated by the tool spindle. As a result, the braking force can be applied circumferentially to the tool spindle, whereby a relatively large and uniform braking force can be generated.

Vorteilhafterweise ist zwischen dem Trägerkörper und der Werkzeugspindel in Drehrichtung ein vorgespannter Formreibschluss herstellbar. Mit vorgespanntem Formreibschluss ist hierbei ein durch Vorspannung eines Elementes gegen eine Oberfläche erzielter Reibschluss gemeint, der durch einen quasi-Formschluss zwischen Element und Oberfläche verstärkt wird. Dieser quasi-Formschluss wirkt dabei wegen der Formgebung des Elementes und der Oberfläche jedoch nur bis zu einer bestimmten Haltekraft. Auf diese Weise ist es möglich die Werkzeugspindel sicher mit einer relativ hohen Bremskraft zu beaufschlagen und dabei gleichzeitig den Verschleiss am Bremskrafterzeuger zu reduzieren.Advantageously, in the direction of rotation, a prestressed form friction fit can be produced between the carrier body and the tool spindle. By prestressed positive frictional engagement this means a frictional connection achieved by prestressing an element against a surface, which is reinforced by a quasi-form fit between the element and the surface. However, because of the shape of the element and the surface, this quasi-form closure only acts up to a certain holding force. In this way, it is possible to reliably apply a relatively high braking force to the tool spindle while at the same time reducing the wear on the braking force generator.

Dabei ist es günstig, wenn der Formreibschluss durch eine zwischen dem Trägerkörper und der Werkzeugspindel angeordnete Rasteinrichtung herstellbar ist. Diese lagert einen Rastkörper radial verschiebbar an einem der Elemente aus Werkzeugspindel und Trägerkörper. Der Rastkörper ist dabei gegen das jeweils andere Element vorgespannt, wobei an diesem mindestens eine entsprechende Rastausnehmung zur Aufnahme des Rastkörpers eingelassen ist. Auf diese Weise kann eine dauerhaft gleich bleibende Bremskraft bei geringen Herstellungskosten des Bremskrafterzeugers bereitgestellt werden.It is advantageous if the mold friction is produced by a arranged between the carrier body and the tool spindle locking device. This stores a locking body radially displaceable on one of the elements of the tool spindle and carrier body. The latching body is biased against the respective other element, wherein at least one corresponding latching recess is recessed for receiving the latching body. In this way, a permanently constant braking force can be provided at a low manufacturing cost of the braking force generator.

Vorteilhafterweise ist die Rastausnehmung durch eine sich quer zur Drehrichtung erstrekkende Nut gebildet, wodurch die Rasteinrichtung besonders einfach und kostengünstig hergestellt werden kann.Advantageously, the latching recess is formed by a groove extending transversely to the direction of rotation, whereby the latching device can be produced in a particularly simple and cost-effective manner.

Alternativ hierzu ist die Rastausnehmung vorteilhafterweise durch eine Rampenausnehmung gebildet, die einen spiralförmigen Querschnitt aufweist, wobei die Tiefe der Rampenausnehmung in Drehrichtung bis zu einem Absatz, der als Anschlag für den Rastkörper fungiert, stetig zunimmt. Hierdurch wird der Rastkörper beim Umspringen von einer ersten in eine zweite Rastposition zunächst nahezu vollständig in die Querbohrung gedrückt und bis zur nächsten Anschlagposition wieder allmählich aus der Querbohrung heraus bewegt. Durch diese Bewegung des Rastkörpers können unnötige Geräuschbildungen vermieden werden.Alternatively, the latching recess is advantageously formed by a Rampenausnehmung having a spiral-shaped cross-section, wherein the depth of the Rampenausnehmung in the direction of rotation increases steadily up to a paragraph, which acts as a stop for the locking body. As a result, the latching body is initially pressed almost completely in the transverse bore when jumping from a first to a second latching position and gradually moved out of the transverse bore until the next stop position. By this movement of the detent body unnecessary noise can be avoided.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsweise ist die Rastausnehmung durch eine im Querschnitt kreisbogenförmige Vertiefung um die Achse A gebildet, die in Drehrichtung über ihre Länge eine gleich bleibende Tiefe aufweist. Hierdurch befindet sich der Rastkörper über den gesamten Winkelbereich zwischen der oder den Rippen hinweg in einer gleichbleibend maximal ausgerückten Position gegenüber der Querbohrung. Dadurch ist die Anpresskraft der Radialfeder in diesem Übergangsbereich minimal, wodurch die Reibungsverluste beim Umspringen von einer Rastposition zur nächsten deutlich reduziert werden können.In a further preferred embodiment, the latching recess is formed by a circular arc-shaped in cross section around the axis A, which has a constant depth in the direction of rotation over its length. As a result, the locking body is over the entire angular range between the ribs or in a consistently maximally disengaged position relative to the transverse bore. As a result, the contact pressure of the radial spring in this transition region is minimal, whereby the friction losses when jumping from one locking position to the next can be significantly reduced.

Dabei ist vorteilhafterweise der Trägerkörper zwischen einer Bremsstellung, in der der Rastkörper auf axialer Höhe der Rastausnehmungen angeordnet ist, und einer Freilaufstellung verschiebbar, in der der Rastkörper auf der Höhe einer in Drehrichtung umlaufenden Ringnut angeordnet ist. Hierdurch ist die Rasteinrichtung in einfacher Weise zu- und abschaltbar. Dadurch kann der Bremskrafterzeuger ein und ausgeschaltet werden, je nachdem, ob das Handwerkzeuggerät als Tangentialschlagschrauber oder als Schlagbohrer verwendet werden soll.In this case, the carrier body between a braking position, in which the locking body is disposed at the axial height of the recesses, and a free-running position is advantageously displaceable, in which the detent body is arranged at the height of an annular groove rotating in the direction of rotation. As a result, the latching device can be switched on and off in a simple manner. As a result, the braking force generator can be switched on and off, depending on whether the hand tool is to be used as a tangential impact driver or as a percussion drill.

Alternativ oder zusätzlich ist zwischen dem Trägerkörper und der Werkzeugspindel vorteilhafterweise ein Reibschluss herstellbar. Hierdurch kann der Bremskrafterzeuger in besonders kostengünstiger Weise hergestellt werden bzw. kann seine Bremskraft ohne grösseren Aufwand erhöht werden.Alternatively or additionally, a frictional engagement can advantageously be produced between the carrier body and the tool spindle. As a result, the braking force generator can be produced in a particularly cost-effective manner or its braking force can be increased without major effort.

Dabei ist es günstig, wenn der Trägerkörper durch einen elastischen Reibring geformt ist. Hierdurch kann der Bremskrafterzeuger auf besonders kostengünstige Weise hergestellt werden.It is advantageous if the carrier body is formed by an elastic friction ring. As a result, the braking force generator can be produced in a particularly cost-effective manner.

Vorteilhafterweise liegt der Schwellenwert im Bereich von 1 bis 5 Nm. Dieser Momentbereich hat sich als besonders geeignet herausgestellt, da er einerseits eine gute Performance des Drehimpulserzeugers gewährleistet und mit den oben genannten Bremskrafterzeugern sicher an der Werkzeugspindel eingestellt werden kann. Andererseits kann dieser Wert von dem Antriebsmoment der meisten Tangentialschlagschraubern sicher übertroffen werden, so dass Tangentialschlagschrauber mit zusätzlicher Schlagbohrfunktion basierend auf einer Produktionsserie von herkömmlichen Tangentialschlagbohrern hergestellt werden können.Advantageously, the threshold is in the range of 1 to 5 Nm. This torque range has been found to be particularly suitable, since on the one hand ensures good performance of the rotary pulse generator and can be safely adjusted to the tool spindle with the above-mentioned braking force generators. On the other hand, this value can certainly be surpassed by the drive torque of most tangential impact wrenches so that tangential impact wrenches with additional percussion drilling capability can be manufactured based on a production series of conventional tangential impact drills.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1
eine teilweise geschnittene Ansicht eines erfindungsgemässen Handwerkzeuggerätes,
Fig. 2
einen Längsschnitt durch einen Drehimpulserzeuger und einen Bremskrafterzeuger des Handwerkzeuggerätes nach Fig. 1 in einer Freilaufstellung,
Fig. 3
einen Längsschnitt durch den Drehimpulserzeuger und den Bremskrafterzeuger nach Fig. 2 in einer Bremsstellung,
Fig. 4
eine Diagramm-Darstellung des Momenten-und-Axialkraftverlaufes bei Generierung eines Drehimpulses durch den Drehimpulserzeuger,
Fig. 5a bis 5c
jeweils einen Querschnitt durch den Bremskrafterzeuger in drei Ausführungsformen und
Fig. 6
eine Explosionsdarstellung des Drehimpulserzeugers und einem reibschlüssig wirkenden Bremskrafterzeuger.
The invention will be explained in more detail below with reference to an embodiment. Show it:
Fig. 1
a partially sectioned view of a hand tool according to the invention,
Fig. 2
a longitudinal section through an angular momentum generator and a braking force generator of the power tool of Figure 1 in a freewheeling position,
Fig. 3
a longitudinal section through the rotary pulse generator and the braking force generator of FIG. 2 in a braking position,
Fig. 4
a diagram of the torque and axial force curve when generating an angular momentum by the angular momentum generator,
Fig. 5a to 5c
in each case a cross section through the braking force generator in three embodiments and
Fig. 6
an exploded view of the rotary pulse generator and a frictionally acting braking force generator.

Fig. 1 zeigt ein Handwerkzeuggerät 2 in Form eines Tangentialschlagschraubers, der ein Gehäuse 4 aufweist, in dem ein Universalmotor 6 untergebracht ist. Der Universalmotor 6 treibt über ein Motorritzel 8 eine Antriebsspindel 10 in Drehrichtung D um eine Achse A an.Fig. 1 shows a hand tool 2 in the form of a Tangentialschlagschraubers having a housing 4, in which a universal motor 6 is housed. The universal motor 6 drives a drive spindle 10 in the direction of rotation D about an axis A via a motor pinion 8.

Die Antriebsspindel 10 ist über einen insgesamt mit 12 bezeichneten Drehimpulserzeuger mit einer Werkzeugspindel 14 rotatorisch koppelbar. Die Werkzeugspindel 14 ist wiederum drehfest mit einer Werkzeugaufnahme 16 verbunden, an der ein Werkzeugbit 18 beispielsweise in Form eines Schrauberbits oder eines Bohrers, insbesondere eines Metallbohrers, anbringbar ist.The drive spindle 10 can be rotationally coupled to a tool spindle 14 via a rotary pulse generator, designated in its entirety by 12. The tool spindle 14 is in turn rotatably connected to a tool holder 16 to which a tool bit 18, for example in the form of a screwdriver bit or a drill, in particular a metal drill, can be attached.

Ferner ist an der Werkzeugspindel 14 ein insgesamt mit 20 bezeichneter Bremskrafterzeuger vorgesehen, über den die Werkzeugspindel 14 entgegen der Drehrichtung D mit einer Bremskraft beaufschlagbar ist. Der Bremskrafterzeuger 20 weist einen hülsenförmigen Trägerkörper 22 auf, der von der Werkzeugspindel 14 durchragt wird.Further, on the tool spindle 14, a braking force generator designated generally by 20 is provided, via which the tool spindle 14 can be acted upon by a braking force counter to the direction of rotation D. The braking force generator 20 has a sleeve-shaped carrier body 22, which is penetrated by the tool spindle 14.

Wie insbesondere aus Fig. 2 zu entnehmen ist, ist der Trägerkörper 22 in axialer Richtung verschiebbar aber drehfest in dem Gehäuse 4 gelagert. Dabei sind an einer Innenseite 24 des Trägerkörpers 22 eine quer zur Achse A um die Werkzeugspindel 14 herum umlaufende Ringnut 26 und zwei parallel zur Achse A ausgerichtete Rastausnehmungen 28 eingelassen, die in die Ringnut 26 münden.As can be seen in particular from FIG. 2, the carrier body 22 is displaceable in the axial direction but mounted non-rotatably in the housing 4. In this case, on an inner side 24 of the carrier body 22 a transverse to the axis A around the tool spindle 14 around circumferential annular groove 26 and two parallel to the axis A aligned recesses 28 are inserted, which open into the annular groove 26.

In der in Fig. 2 dargestellten Stellung des Bremskrafterzeugers 20 ragt ein in einer Querbohrung 30 der Werkzeugspindel 14 radial verschiebbarer, kugelförmiger Rastkörper 32 in die Ringnut 26. Der Rastkörper 20 ist hierbei durch eine Radialfeder 34 gegen die Innenseite 24 des Trägerkörpers 22 vorgespannt und bildet zusammen mit den Rastausnehmungen 28 und der Ringnut 26 eine insgesamt mit 35 bezeichnete zu- und abschaltbare Rasteinrichtung.In the position of the braking force generator 20 shown in FIG. 2, a spherical detent body 32 radially displaceable in a transverse bore 30 of the tool spindle 14 protrudes into the annular groove 26. The detent body 20 is biased by a radial spring 34 against the inner side 24 of the carrier body 22 and forms together with the latching recesses 28 and the annular groove 26 a total of 35 designated and disconnectable latching device.

Wie ferner aus Fig. 2 zu entnehmen ist, weist der Drehimpulserzeuger 12 ein Schlägerelement 36 auf, an dem zwei Schlägervorsprünge 38 ausgeformt sind, die in Richtung der Achse A abragen. Die Schlägervorsprünge 38 sind in Drehrichtung D an Spindelvorsprünge 40 angelegt, die in radialer Richtung von der Werkzeugspindel 14 abragen, wie gestrichelt angedeutet.As can also be seen from FIG. 2, the rotary pulse generator 12 has a racket element 36, on which two racket projections 38 are formed, which protrude in the direction of the axis A. The Schlagervorsprünge 38 are applied in the direction of rotation D to spindle projections 40 which project in the radial direction of the tool spindle 14, as indicated by dashed lines.

Das Schlägerelement 36 ist mittels einer Axialfeder 42, die sich an einem mit der Antriebsspindel 10 fest verbundenen Lagerring 44 abstützt, in Richtung der Werkzeugspindel 14 vorgespannt. Die Axialfeder weist hierzu eine Federsteifigkeit von 103 bis 105 N/m auf. Dabei steht das Schlägerelement 36 über kugelförmige Drehmitnehmer 46 in Eingriff mit der Antriebsspindel 10. Die Drehmitnehmer 46 sind hierzu einerseits in einer zickzackförmig angeordneten, umlaufenden Steuernut 48 geführt, die in die Antriebsspindel 10 eingelassen ist. Alternativ hierzu kann für jeden Drehmitnehmer 46 auch eine eigene, nur teilweise umlaufende Steuernut 48 vorgesehen werden. Gleichzeitig ragen die Drehmitnehmer 46 teilweise in Steuerausnehmungen 50, die an einer Axialbohrung 52 des Schlägerelementes 36 eingelassen sind.The racket element 36 is biased in the direction of the tool spindle 14 by means of an axial spring 42, which is supported on a bearing ring 44 fixedly connected to the drive spindle 10. For this purpose, the axial spring has a spring constant of 10 3 to 10 5 N / m. In this case, the beater element 36 is in contact with the drive spindle 10 via ball-shaped rotary drivers 46. For this purpose, the rotary drivers 46 are guided on the one hand in a zigzag-shaped, circumferential cam groove 48, which is embedded in the drive spindle 10. Alternatively, for each Drehitnehmer 46 also own, only partially circumferential cam 48 are provided. At the same time, the rotary drivers 46 project partially into control recesses 50, which are embedded in an axial bore 52 of the racket element 36.

Bei Einschalten des Universalmotors 6 wird in dieser Stellung ein Antriebsmoment MA von der Antriebsspindel 10 auf die Drehmitnehmer 46 abgegeben, die von der Axialfeder 42 sowohl gegenüber der Steuernut 48 als auch gegenüber der jeweiligen Steuerausnehmung 50 zunächst in eine feste Position gepresst werden. In dieser Position verbleiben die Drehmitnehmer bei Rotation der Antriebsspindel 10 zunächst und übertragen auf diese Weise das Antriebsmoment MA auf das Schlägerelement 36. Von diesem wird das Antriebsmoment MA über die Schlägervorsprünge 38 und die Spindelvorsprünge 40 auf die Werkzeugspindel 14 und von diesem auf die Werkzeugaufnahme 16 übertragen.When you turn on the universal motor 6 in this position, a drive torque M A is delivered from the drive spindle 10 to the rotary driver 46, which are pressed by the axial spring 42, both relative to the control groove 48 and against the respective control recess 50 initially in a fixed position. In this position, the rotational drivers initially remain upon rotation of the drive spindle 10 and in this way transmit the drive torque M A to the racket element 36. From this, the drive torque M A on the Schlierervorsge 38 and the spindle projections 40 on the tool spindle 14 and from there to the Transfer tool holder 16.

Hierbei läuft der Rastkörper 32 frei in der Ringnut 26, so dass von dem Bremskrafterzeuger 20 keine wesentliche Bremskraft auf die Werkzeugspindel 14 einwirkt. Der Bremskrafterzeuger 20 befindet sich in Fig. 2 somit in einer Freilaufstellung, die insbesondere zum Eindrehen von nicht dargestellten Schrauben und Bolzen in ein Werkstück geeignet sind.Here, the locking body 32 runs freely in the annular groove 26, so that no significant braking force acts on the tool spindle 14 of the braking force generator 20. The braking force generator 20 is in Fig. 2 thus in a freewheeling position, which are particularly suitable for driving screws and bolts, not shown in a workpiece.

Bei einem solchen Eindrehvorgang wird über das mit der Schraube bzw. dem Bolzen in Eingriff stehende Werkzeugbit 18 und die Werkzeugaufnahme 16 ein Widerstandsmoment MB an der Werkzeugspindel 14 erzeugt, das dem Antriebsmoment MA entgegensteht. Sobald dieses Widerstandsmoment MB einen Schwellenwert erreicht, der in einem Bereich von 1 bis 5 Nm liegt, können die Drehmitnehmer 46 nicht mehr in ihrer festen Position gehalten werden, sondern bewegen sich zusammen mit dem Schlägerelement 36 entlang der Steuernut 48 von der Werkzeugspindel 14 weg. Hierbei liegt der Hubweg des Schlägerelementes 36 zwischen 5 und 20mm. Auf diese Weise geraten die Schlägervorsprünge 38 ausser Eingriff mit den Spindelvorsprüngen 40, so dass diese in Drehrichtung D aneinander vorbei bewegt werden. Gleichzeitig wird die Einwirkung des Widerstandsmomentes MB auf das Schlägerelement 36 unterbrochen.In such a screwing-in process, a resistance moment M B on the tool spindle 14, which is opposite to the drive torque M A , is generated via the tool bit 18 and the tool receptacle 16 which engage with the screw or the bolt. Once this resistance moment M B reaches a threshold which is in a range of 1 to 5 Nm, the rotary drivers 46 can no longer be held in their fixed position, but move along with the racket element 36 along the cam 48 away from the tool spindle 14 , Here, the stroke of the bat member 36 is between 5 and 20mm. In this way, the racquet projections 38 come out of engagement with the spindle projections 40, so that they are moved in the direction of rotation D past each other. At the same time, the action of the resistance moment M B on the racket element 36 is interrupted.

Sobald die Schlägervorsprünge 38 den jeweiligen Spindelvorsprung 40 passiert haben, an dem sie bislang in Anlage standen, wird das übrige Schlägerelement 36 durch die Axialfeder 42 in axialer Richtung gegen die Spindelvorsprünge 40 gepresst. Gleichzeitig wird das Schlägerelement 36 entlang der Steuernut 48 in Drehrichtung D beschleunigt, so dass die Schlägervorsprünge 38 nun gegen den jeweils anderen Spindelvorsprung 40 geschlagen werden.As soon as the beater projections 38 have passed the respective spindle projection 40 on which they were previously in contact, the remaining beater element 36 is pressed by the axial spring 42 in the axial direction against the spindle projections 40. At the same time, the beater element 36 is accelerated along the control groove 48 in the direction of rotation D, so that the beater projections 38 are now beaten against the respective other spindle projection 40.

Auf diese Weise wird durch den Drehimpulserzeuger 12 ein wiederkehrender Drehimpuls auf die Werkzeugspindel 14 übertragen, durch den die einzudrehende Schraube bzw. der Bolzen mit einem intermittierenden Drehmoment von 5 bis 300 Nm beaufschlagt wird. Somit können mit diesem Handwerkzeuggerät Schrauben und Bolzen auch entgegen hohen Widerstandsmomenten MB ein- oder ausgedreht werden.In this way, a recurring angular momentum is transmitted to the tool spindle 14 by the rotary pulse generator 12, through which the screw to be screwed or the bolt is subjected to an intermittent torque of 5 to 300 Nm. Thus, screws and bolts can be turned on or turned off counter to high resistance torques M B with this hand tool.

Fig. 3 zeigt das Handwerkzeuggerät 2 in einer Schlagbohrstellung, die insbesondere zum Bohren von Metall, wie beispielsweise Stahl, geeignet ist. In dieser Stellung ist der Trägerkörper 22 in axialer Richtung derart gegenüber dem Gehäuse 4 verschoben, dass der Rastkörper 32 nun auf Höhe der beiden Rastausnehmungen 28 gegen die Innenseite 24 vorgespannt ist.Fig. 3 shows the hand tool 2 in a Schlagbohrstellung, which is particularly suitable for drilling metal, such as steel. In this position, the support body 22 is displaced in the axial direction relative to the housing 4, that the locking body 32 is now biased at the level of the two recesses 28 against the inside 24.

Bei Einschalten des Universalmotors 6 wird in dieser Stellung wiederum das Antriebsmoment von der Antriebsspindel 10 über den Drehimpulserzeuger 12 auf die Werkzeugspindel 14 übertragen. Hierbei kommt der Rastkörper 32, wie dargestellt, in Eingriff mit einer der Rastausnehmungen 28. Der Bremskrafterzeuger 20 befindet sich in Fig. 3 somit in einer Bremsstellung, die insbesondere zum Bohren in Metall geeignet ist.When switching on the universal motor 6, in this position, in turn, the drive torque is transmitted from the drive spindle 10 via the rotary pulse generator 12 to the tool spindle 14. Here, the locking body 32, as shown, comes into engagement with one of the recesses 28. The braking force generator 20 is thus in Fig. 3 in a braking position, which is particularly suitable for drilling in metal.

In dieser Bremsstellung erzeugt der formschlüssige Eingriff zwischen dem Rastkörper 32 und der betreffenden Rastausnehmung 28 eine der Drehrichtung D entgegen stehende Bremskraft, aus der ein Widerstandsmoment MB in der Grösse von 1 bis 5 Nm an der Werkzeugspindel 14 resultiert. Das Widerstandselement MB reicht dabei aus, um den Drehimpulserzeuger 12 unabhängig von den auf das Werkzeugbit 18 einwirkenden äusseren Kräften in den oben beschriebenen schlagenden Zustand zu versetzen.In this braking position, the positive engagement between the latching body 32 and the respective latching recess 28 generates a braking force opposing the direction of rotation D, resulting in a resistance moment M B of from 1 to 5 Nm on the tool spindle 14. The resistance element M B is sufficient to enable the angular momentum generator 12 to be in the beating state described above independently of the external forces acting on the tool bit 18.

Das Schlägerelement 36 verursacht hierbei durch die Bewegung in axialer Richtung ein Anpressen des Werkzeugbits 18, das hierzu in Form eines Metallbohrers verwendet wird, gegen das jeweilige zu bearbeitende Werkstück. Während diesem Anpressvorgang schlägt das Schlägerelement 36 zudem mit den Schlägervorsprüngen 38 in Drehrichtung D gegen die Spindelvorsprünge 40. Wie aus dem Schaubild nach Fig. 4 hervorgeht wird dabei in Drehrichtung D ein intermittierendes Drehmoment M von 300 Nm bei einem gleichzeitigen kurzen Anpressdruck F von etwa 1 kN erreicht. Hierdurch kann das Werkzeugbit 18 besonders gut in das Werkstück einschneiden, ohne dass eine das Handwerkzeuggerät 2 bedienende Person einen erhöhten Anpressdruck ausüben muss.The beater element 36 causes by the movement in the axial direction a pressing of the tool bit 18, which is used for this purpose in the form of a metal drill, against the respective workpiece to be machined. During this pressing operation, the beater element 36 also strikes with the beater projections 38 in the direction of rotation D against the spindle projections 40. As can be seen from the diagram according to FIG. 4, this is in the direction of rotation D reaches an intermittent torque M of 300 Nm with a simultaneous short contact pressure F of about 1 kN. As a result, the tool bit 18 can cut particularly well into the workpiece without a person operating the hand tool 2 having to exert an increased contact pressure.

Die Fig. 5a bis 5c zeigen einen Querschnitt durch den Bremskrafterzeuger 20 für drei verschiedene Ausführungsformen der Rastausnehmungen 28a bis c. Der formschlüssige Eingriff des Rastkörpers 32 in die betreffende Rastausnehmung 28 wird erst von den durch den Drehimpulserzeuger 12 erzeugten Drehimpulsen überwunden. Hierbei wird der Eingriffskörper 32 entgegen der Radialfeder 34 in die Querbohrung 30 gedrückt und der Formschluss dadurch aufgehoben. Der Rastkörper 32 springt somit im Betrieb mit jedem Drehimpuls in Drehrichtung von der einen Rastausnehmung 28 zur anderen.FIGS. 5a to 5c show a cross section through the braking force generator 20 for three different embodiments of the locking recesses 28a to c. The positive engagement of the locking body 32 in the respective recess 28 is overcome only by the angular momentum generated by the rotary pulse generator 12. Here, the engagement body 32 is pressed against the radial spring 34 in the transverse bore 30 and the positive engagement repealed. The locking body 32 thus jumps in operation with each angular momentum in the direction of rotation of the one locking recess 28 to the other.

In der Ausführungsform nach Fig. 5a sind die Rastausnehmungen 28a durch zwei gegenüber liegende, in die Innenseite 24 eingelassene Nuten 28a gebildet, die parallel zur Achse A ausgerichtet sind. An diesen Nuten kann der Rastkörper 32 in Drehrichtung D im Betrieb einen formschlüssigen Eingriff mit dem drehfesten Trägerkörper 22 herstellen. Beim Umspringen des Rastkörpers 32 von einer Nut 28a zur anderen wird dieser zwischen zwei Rastpositionen nahezu vollständig in die Querbohrung 30 hineinverschoben.In the embodiment according to FIG. 5a, the latching recesses 28a are formed by two opposing grooves 28a, which are embedded in the inner side 24 and are aligned parallel to the axis A. At these grooves, the locking body 32 in the direction of rotation D in operation produce a positive engagement with the rotationally fixed carrier body 22. When the locking body 32 is moved from one groove 28a to the other, it is almost completely pushed into the transverse bore 30 between two locking positions.

In der Ausführungsform nach Fig. 5b sind die Rastausnehmungen 28 durch zwei in die Innenseite 24 eingelassene und im Querschnitt spiralförmige Rampenausnehmungen 28b gebildet, die lediglich in Drehrichtung D einen Absatz 58 als Anschlag für den Rastkörper 32 bilden. Beim Umspringen zwischen den Rastpositionen wird der Rastkörper somit entlang den Rampenausnehmungen 28b allmählich von der in die Querbohrung 30 eingerückten Position in die ausgerückte Eingriffsposition am nächsten Absatz 58 bewegt.In the embodiment of FIG. 5b, the recesses 28 are formed by two recessed into the inside 24 and in cross-section spiral ramp recesses 28b, which form a paragraph 58 only in the direction of rotation D as a stop for the locking body 32. When jumping between the locking positions of the locking body is thus along the Rampenausnehmungen 28b gradually moved from the indented into the transverse bore 30 position in the disengaged engagement position on the next paragraph 58.

In der Ausführungsform nach Fig. 5c sind die Rastausnehmungen 28 durch zwei in die Innenseite 24 eingelassene und im Querschnitt bogenförmige Vertiefungen 28c gebildet. Diese bilden in Drehrichtung zwischen sich zwei Anschlagsrippen 60 aus, die Anschlag für den Rastkörper 32 fungieren. Bei dieser Ausführungsform wird sichergestellt, dass der Rastkörper 32 beim Übergang vom Anschlag an der einen Anschlagrippe 60 zum Anschlag an der anderen Anschlagrippe 60 mit möglichst geringer Kraft gegen den Trägerkörper 22 gedrückt wird.In the embodiment according to FIG. 5c, the latching recesses 28 are formed by two indentations 28c, which are embedded in the inside 24 and arcuate in cross-section. These form in the direction of rotation between two stop ribs 60, which act stop for the locking body 32. In this embodiment, it is ensured that the latching body 32 is pressed against the carrier body 22 with as little force as possible during the transition from the stop on the one stop rib 60 to the stop on the other stop rib 60.

Bei allen drei Ausführungsformen wird die Drehfestigkeit des Trägerkörper 22 gegenüber dem Gehäuse 4 durch eine Rippe 54 erzielt, die in eine entsprechende Aufnahme 56 am Gehäuse 4 greift.In all three embodiments, the rotational strength of the carrier body 22 relative to the housing 4 is achieved by a rib 54 which engages in a corresponding receptacle 56 on the housing 4.

Fig. 6 zeigt den Drehimpulserzeuger 12 zusammen mit einer weiteren Ausführungsform des Bremskrafterzeugers 20 in explodierter Darstellung. Bei diesem Bremskrafterzeuger 20 ist der Trägerkörper 20 durch einen elastischen Reibring, beispielsweise aus Gummi oder Kunststoff, gebildet. Dieser Reibring ist entsprechend den oben genannten Trägerkörpern 20 drehfest im Gehäuse 4 gelagert und erzeugt durch Reibung an der Oberfläche der Werkzeugspindel 14 das nötige Widerstandsmoment MB, um den Drehimpulserzeuger 12 auszulösen.FIG. 6 shows the rotary pulse generator 12 together with another embodiment of the braking force generator 20 in an exploded view. In this braking force generator 20, the carrier body 20 is formed by an elastic friction ring, for example made of rubber or plastic. This friction ring is rotatably mounted in the housing 4 according to the above-mentioned carrier bodies 20 and generated by friction on the surface of the tool spindle 14, the necessary moment of resistance M B to trigger the rotary pulse generator 12.

Neben den oben beschriebenen Bremskrafterzeugern 20 sind auch weitere Ausführungsformen vorstellbar. Beispielsweise könnte zwischen der Werkzeugspindel 14 und dem Gehäuse 4 ein Formschluss über ein gesteuertes Sperrglied oder ein Reibschluss über ein gesteuertes Klemmglied hergestellt werden. Die Steuerung des Sperrgliedes bzw. des Klemmgliedes könnte dabei beispielsweise elektromagnetisch, piezoelektrisch, elektrostriktiv oder magnetostriktiv erfolgen.In addition to the braking force generators 20 described above, other embodiments are conceivable. For example, could be made between the tool spindle 14 and the housing 4 a positive connection via a controlled locking member or a frictional connection via a controlled clamping member. The control of the locking member or the clamping member could be carried out, for example, electromagnetic, piezoelectric, electrostrictive or magnetostrictive.

Claims (13)

Handwerkzeuggerät (2) mit
einer Antriebsspindel (10), die von einem Motor (6) mit einem Antriebsmoment (MA) beaufschlagbar ist,
einer Werkzeugspindel (14), die zum Antrieb eines Werkzeugbits (18) in einer Drehrichtung (D) mit der Antriebsspindel (10) koppelbar und drehfest mit einer Werkzeugaufnahme (16) verbunden ist, an der das Werkzeugbit (18) anbringbar ist, und
einem Drehimpulserzeuger (12), der bei Erreichen eines Schwellenwertes hinsichtlich eines an der Werkzeugspindel (14) auftretenden Widerstandsmomentes (MB) diese mit einem Drehimpuls beaufschlagt,
dadurch gekennzeichnet, dass an der Werkzeugspindel (14) ein Bremskrafterzeuger (20) angeordnet ist, über den die Werkzeugspindel (14) mit einer entgegen der Drehrichtung (D) wirkenden Bremskraft beaufschlagbar ist.Hand tool (2) with
a drive spindle (10) which can be acted upon by a motor (6) with a drive torque (M A ),
a tool spindle (14) which is coupled for driving a tool bit (18) in a direction of rotation (D) with the drive spindle (10) and rotatably connected to a tool holder (16) to which the tool bit (18) is attachable, and
a rotary pulse generator (12) which, when a threshold value is reached, applies an angular momentum with respect to a resistance moment (M B ) which occurs at the tool spindle (14),
characterized in that on the tool spindle (14) a braking force generator (20) is arranged, via which the tool spindle (14) with a counter to the rotational direction (D) acting brake force can be acted upon. Handwerkzeuggerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugspindel (14) über den Drehimpulserzeuger (12) mit einem axialen Kraftimpuls beaufschlagbar ist.Hand tool according to claim 1, characterized in that the tool spindle (14) via the rotary pulse generator (12) can be acted upon with an axial force pulse. Handwerkzeuggerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremskrafterzeuger (20) wahlweise zu- und abschaltbar ist.Hand tool according to claim 1 or 2, characterized in that the braking force generator (20) is selectively switched on and off. Handwerkzeuggerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremskrafterzeuger (20) einen drehfest gelagerten Trägerkörper (22) aufweist, der von der Werkzeugspindel (14) durchragt ist.Hand tool according to one of claims 1 to 3, characterized in that the braking force generator (20) has a rotatably mounted carrier body (22) which is penetrated by the tool spindle (14). Handwerkzeuggerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Trägerkörper (22) und der Werkzeugspindel (14) ein vorgespannter Formreibschluss herstellbar ist.Hand tool according to claim 4, characterized in that between the carrier body (22) and the tool spindle (14) a prestressed mold friction is produced. Handwerkzeuggerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Formreibschluss durch eine zwischen dem Trägerkörper (22) und der Werkzeugspindel (14) angeordnete Rasteinrichtung (35) herstellbar ist, die einen Rastkörper (32) radial verschiebbar an einem Element aus Werkzeugspindel (14) und Trägerkörper (22) lagert, der gegen das jeweils andere Element vorgespannt ist, an dem mindestens eine entsprechende Rastausnehmung (28) zur Aufnahme des Rastkörpers (32) eingelassen ist.Hand tool according to claim 5, characterized in that the mold friction by a between the support body (22) and the tool spindle (14) arranged Locking device (35) can be produced, which supports a latching body (32) radially displaceable on an element of tool spindle (14) and carrier body (22) which is biased against the respective other element on which at least one corresponding latching recess (28) for receiving the latching body (32) is embedded. Handwerkzeuggerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastausnehmung (28) durch eine sich quer zur Drehrichtung (D) erstreckende Nut (28a) gebildet ist.Hand tool according to claim 6, characterized in that the latching recess (28) by a transversely to the direction of rotation (D) extending groove (28a) is formed. Handwerkzeuggerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastausnehmung (28) durch eine Rampenausnehmung (28b) gebildet ist, die einen spiralförmigen Querschnitt aufweist, wobei die Tiefe der Rampenausnehmung (28b) in Drehrichtung (D) bis zu einem Absatz (58) stetig zunimmt.Hand tool according to claim 6, characterized in that the latching recess (28) by a Rampenausnehmung (28b) is formed, which has a spiral-shaped cross-section, wherein the depth of the Rampenausnehmung (28b) in the direction of rotation (D) to a paragraph (58) steadily increases. Handwerkzeuggerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastausnehmung (28) durch eine im Querschnitt kreisbogenförmige Vertiefung (28c) um die Achse A gebildet ist, die über ihre Länge eine gleich bleibende Tiefe aufweist.Hand tool according to claim 6, characterized in that the latching recess (28) is formed by a cross-sectionally circular recess (28c) about the axis A, which has over its length a constant depth. Handwerkzeuggerät nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper (22) zwischen einer Bremsstellung, in der der Rastkörper (32) auf axialer Höhe der Rastausnehmungen (28) angeordnet ist, und einer Freilaufstellung verschiebbar ist , in der der Rastkörper (32) auf der Höhe einer in Drehrichtung (D) umlaufenden Ringnut (26) angeordnet ist.Hand tool according to one of claims 6 to 9, characterized in that the carrier body (22) between a braking position, in which the latching body (32) is arranged at the axial height of the recesses (28), and a freewheeling position is displaceable, in which the detent body (32) at the height of a in the direction of rotation (D) circumferential annular groove (26) is arranged. Handwerkzeuggerät nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Trägerkörper (22) und der Werkzeugspindel (14) ein Reibschluss herstellbar ist.Hand tool according to one of claims 4 to 10, characterized in that between the support body (22) and the tool spindle (14), a frictional engagement can be produced. Handwerkzeuggerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper (22) durch einen elastischen Reibring geformt ist.Hand tool according to claim 11, characterized in that the carrier body (22) is formed by an elastic friction ring. Handwerkzeuggerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwellenmoment im Bereich von 1 bis 5 Nm liegt.Hand tool according to one of claims 1 to 12, characterized in that the threshold torque is in the range of 1 to 5 Nm.
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