Beschreibung
Titel
Elektrowerkzeug
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Elektrowerkzeug, insbesondere ein Elektrohandwerkzeug, gemäß dem Oberbegriff des An- spruchs 1.
Handgeführte Elektrowerkzeuge wie beispielsweise (Akku-) Schrauber, (Akku-) Bohrschrauber oder (Akku-) Schlagbohrmaschinen besitzen ein Schaltgetriebe, um die Motordrehzahl von etwa 20.000 U/min in einen für die Anwendung sinnvollen Drehzahlbereich der Arbeitsspindel von etwa 150 bis 2.000 U/min zu untersetzen. Typischerweise ist das Schaltgetriebe bekannter Elektrohandwerkzeugmaschinen als Planetengetriebe mit zwei oder mehr Gängen ausgeführt, sodass die Bedienper- son mindestens zwischen einem schnellen zweiten Gang mit geringem Drehmoment und einem langsamen ersten Gang mit hohem Drehmoment wählen kann.
Wird während eines Arbeitsvorgangs, beispielsweise beim Schrauben, das Umschalten zwischen den Gängen des Schaltgetriebes notwendig, so muss die Bedienperson den Arbeitsvorgang unterbrechen, indem sie ein Motorschalterelement (Schalterklinke) loslässt, woraufhin die Bedienperson mittels eines separaten Gangumschalters zwischen den Gängen des Getriebes umschalten kann. Daraufhin kann der Arbeitsvorgang durch erneutes Betätigen des Motorschalterelementes durch die Bedienperson mit neugewählter Getriebeübersetzung fortgeführt werden. Nachteilig ist das aufwändige und zeit-
intensive Umschalten zwischen den Gängen. Als besonders nachteilig wird empfunden, dass zum Umschalten zwischen zwei Gängen der Arbeitsvorgang vollständig unterbrochen werden muss .
Offenbarung der Erfindung Technische Aufgabe
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Elekt- rowerkzeug, insbesondere ein Elektrohandwerkzeug, vorzuschlagen, bei dem der Gangwechsel schnell und einfach durchgeführt werden kann, insbesondere ohne dabei einen begonnenen Arbeitsvorgang unterbrechen zu müssen.
Technische Lösung
Diese Aufgabe wird mit einem Elektrowerkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, das von einer Be- dienperson unmittelbar betätigbare Motorschaltelement (Bedienelement) zum Aktivieren des elektrischen Arbeitsmotors, insbesondere mechanisch, mit dem Schaltgetriebe, insbesondere einem Umschaltmechanismus des, vorzugsweise als Planetengetriebe ausgebildeten, Schaltgetriebes zu koppeln, der- art, dass das Schaltgetriebe durch Betätigen des Motorschaltelementes zwischen mindestens zwei Gängen umschaltbar ist. Hierdurch ist es erstmals möglich, zwischen zwei Getriebe-Übersetzungsstufen umzuschalten, ohne hierfür ein
separates Bedienelement betätigen zu müssen. Es ist sogar möglich, zwischen mindestens zwei Gängen des Schaltgetriebes umzuschalten, ohne dabei einen begonnenen Arbeitsvorgang (insbesondere Bohren oder Schrauben) unterbrechen zu müssen. Bevorzugt ist das Motorschaltelement (Bedienelement) derart mit dem Schaltgetriebe gekoppelt, dass das Umschalten zwischen zwei Gängen erst nach Zurücklegen einer vorgegebenen Verstellstrecke erfolgt. Auf diese Weise ist es möglich, dass mit dem Motorschalter, ohne dass ein Um- schaltvorgang erfolgt, in bekannter Weise der Antriebsmotor aktiviert und deaktiviert werden kann. Bei einem dem Motorschalterelement zugeordneten, von dem Motorschalterelement betätigbaren, Motorschalter kann es sich beispielsweise um einen reinen Ein-/Ausschalter zum Öffnen und Schließen des Motorstromkreises handeln. Alternativ kann der Motorschalter mit einer Motordrehzahleinstellfunktion ausgestattet sein, derart, dass die Motordrehzahl, insbesondere über den Verfahrweg (Verstellweg) des Motorschaltelementes einstellbar ist. Neben dem vereinfachten und schnellen Umschalten zwischen mindestens zwei Gängen ermöglicht es die Erfindung bei Bedarf auf ein von dem Motorschaltelement separates Gangumschaltelement (weiteres Bedienelement) zu verzichten, wodurch das Eckmaß des Elektrowerkzeugs minimiert werden kann. Wie später noch erläutert werden wird, ist es alter- nativ möglich, zusätzlich zu dem beschriebenen Motorschaltelement, mit dem zwischen mindestens zwei Gängen des Schaltgetriebes umgeschaltet werden kann, ein separates Gangumschaltelement vorzusehen, oder das separate Gangumschaltelement in einen Ein-/Ausschalter (Hauptstromschal- ter) für das Elektrowerkzeug umzufunktionieren.
Von besonderem Vorteil ist eine Ausführungsform, bei der mit dem Motorschalterelement nicht nur von einem zweiten
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Gang in einen ersten Gang umgeschaltet werden kann, sondern bei der vorgesehen ist, dass mit dem Motorschalterelement auch der umgekehrte Schaltvorgang realisierbar ist, das Schaltgetriebe also von dem ersten Gang zurück in den zwei- ten Gang umschaltbar ist. Bevorzugt erfolgt dieses "Zurückschalten", wie später noch erläutert werden wird, automatisch, wenn die manuelle von der Bedienperson zum Betätigen des Motorschalterelementes auf das Motorschalterelement ausgeübte Betätigungskraft reduziert wird.
Von besonderem Vorteil ist eine Ausführungsform, bei der das Übersetzungsverhältnis zwischen dem ersten Gang und dem zweiten Gang so gewählt ist, dass mit dem ersten Gang eine geringere Drehzahl und ein größeres Drehmoment realisierbar ist als mit dem zweiten Gang, wobei auch eine umgekehrte
Übersetzungsverhältniszuordnung realisierbar ist. Im Falle einer sehr langsamen Auslegung des ersten Gangs können leichtere und kompaktere Elektrowerkzeuge realisiert werden, indem für die gleiche Performance kleinere (leistungs- schwächere) elektrischer Antriebsmotoren eingesetzt werden.
Insbesondere für Anwendungsfälle, bei denen mit dem Elekt- rowerkzeug, insbesondere dem Elektrohandwerkzeug, Schraubvorgänge durchgeführt werden sollen, ist es bevorzugt, wenn mit dem ersten, langsameren Gang ein erhöhtes Drehmoment übertragbar ist. Bei einer derartigen Übersetzungszuordnung ist es möglich, dass eine Bedienperson einen Schraubvorgang im zweiten Gang mit höherer Drehzahl und kleinerem Drehmoment durch Betätigen des Motorschalterelementes beginnt und gegen Ende des Schraubvorgangs, insbesondere ohne den
Schraubvorgang zu unterbrechen, durch ein weiteres Betätigen des Motorschalterelementes von dem zweiten Gang in den ersten Gang umschaltet, mit dem dann der Schraubvorgang mit
größerem Drehmoment zu Ende geführt wird. Bisher war es notwendig, dass die Bedienperson entweder den gesamten Schraubvorgang im langsamen ersten Gang durchführte oder aber den Schraubvorgang zum Umschalten von dem zweiten Gang in den ersten Gang gegen Ende des Schraubvorgangs unterbrach.
Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der das Motorschalterelement als Drückerschalter, insbesondere als Schaltklinke, ausgebildet ist. Dabei ist der Drückerschalter bevorzugt unmittelbar mit einem Umschaltmechanismus des Schaltgetriebes gekoppelt, insbesondere derart, dass nach Zurücklegen eines definierten Verfahrweges des Drückerschalters ein Umschalten zwischen zwei Gängen, vorzugsweise von dem zweiten Gang in den ersten Gang, bewirkt wird.
Von besonderem Vorteil ist eine Ausführungsform, bei der das Motorschalterelement vor dem Auslösen des Umschaltvorgangs einen erhöhten Verfahrwiderstand erfährt, der von der Bedienperson zum Umschalten zwischen zwei Gängen überwunden werden muss. Hierdurch kann ein unbeabsichtigtes Umschalten zwischen zwei Getriebeübersetzungen auf einfache Weise vermieden werden. Es ist auch denkbar, dass das Motorschalterelement auf seinem Verfahrweg mehrere unterschiedlich große Verfahrwiderstände erfährt. Eine derartige Ausführung ist insbesondere dann sinnvoll, wenn durch nur einen Betätigungsvorgang mehrere Umschaltvorgänge realisierbar sind.
Der erhöhte Verfahrwiderstand, der von der Bedienperson überwunden werden muss, wird in Weiterbildung der Erfindung mit Vorteil mittels mindestens einer Feder erzeugt, die dem Umschaltvorgang von dem zweiten in den ersten Gang entgegenwirkend ausgebildet und angeordnet ist.
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Von besonderem Vorteil ist eine Ausführungsform, bei der die den Verfahrwiderstand erhöhende Feder bestrebt ist, das Motorschalterelement derart zu verstellen, dass eine vorge- nommene Gangumschaltung rückgängig gemacht wird. Anders ausgedrückt wird das Motorschalterelement zum Umschalten von dem zweiten Gang in den ersten Gang vorzugsweise entgegen der Federkraft der Feder verstellt, sodass die Feder nach Reduzieren der Betätigungskraft durch eine Bedienper- son das Motorschalterelement derart verstellt und/oder auf das Schaltgetriebe einwirkt, dass das Schaltgetriebe von dem ersten in den zweiten Gang umgeschaltet wird. Bevorzugt wird das Motorschalterelement hierzu in seine ursprüngliche Schaltstellung vor dem Gangumschalten zurückverstellt.
Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der das Motorschalterelement mechanisch mit einem Umschaltmechanismus des Schaltgetriebes, insbesondere mit einem, vorzugsweise als Schwenkhebel ausgebildeten, Hebel des Umschaltme- chanismus gekoppelt ist. Bevorzugt wirkt eine den Verfahrwiderstand erhöhende Feder unmittelbar auf diesen Hebel, welcher wiederum das Motorschalterelement mit einer Rückstellkraft beaufschlagt.
Wie eingangs erwähnt, ist eine Ausführungsform realisierbar, bei der zusätzlich zu dem ein Gangumschalten ermöglichenden Motorschalterelement ein separates Gangumschaltelement (weiteres Bedienelement) vorgesehen ist. Dieses Gangumschaltelement ist bevorzugt dem Motorschalterelement im Hinblick auf die Gangumschaltfunktion untergeordnet. Anders ausgedrückt ist eine Ausführungsform bevorzugt, bei der mittels des Motorschalterelementes, trotz des manuellen Setzens des Gangumschalters auf den zweiten Gang, auf den
ersten Gang, insbesondere gegen Ende des Verfahrweges (Verstellweges) , umgeschaltet werden kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt in der einzigen Fig. 1 eine Schnittansicht ei- nes als Akku-Schrauber ausgebildeten Elektrohandwerkzeugs .
Ausführungsform der Erfindung
In Fig. 1 ist ein als Akku-Schrauber ausgebildetes Elektro- handwerkzeug 1 gezeigt. Dieses umfasst einen elektrischen Antriebsmotor 2 der drehmomentübertragend mit einem als Planetengetriebe ausgebildeten, zweistufigen Schaltgetriebe 3 verbunden ist. Von dem Schaltgetriebe 3 wird wiederum eine nicht gezeigte Arbeitsspindel angetrieben, die eine Werkzeugaufnahme 4 drehend betätigt. Die Werkzeugaufnahme 4 kann je nach Anwendungszweck beispielsweise als Bohrfutteroder Mehrkantaufnahme, insbesondere Sechskantaufnahme ausgebildet werden.
Zur Versorgung des Antriebsmotors 2 mit elektrischer Energie ist ein austauschbarer, als Werkzeugfuß ausgebildeter Akkumulatorpack 5 vorgesehen, der an einem Kunststoffgehäu- se 6 des Elektrohandwerkzeugs 1 festlegbar ist.
Zum Aktivieren des elektrischen Antriebsmotors 2, also zum Versorgen des Antriebsmotors 2 mit elektrischer Energie aus dem Akkumulatorpack 5, ist ein Motorstromschalter 7 vorgesehen, der als reiner Ein-/Ausschalter oder bei Bedarf,
beispielsweise durch Integration eines veränderbaren elektrischen Widerstandes, als Drehzahleinstellschalter ausgebildet sein kann. Der Motorstromschalter 7 ist mit einem als Drückerschalterelement ausgebildeten Motorschalterele- ment 8 betätigbar. Dabei ist das Motorschalterelement 8 in einem oberen Bereich eines Handgriffs 9 angeordnet, der an seinem unteren Ende den Akkumulatorpack 5 trägt und in seinem in der Zeichnungsebene oberen Ende in einen im Wesentlichen quer zum Handgriff 9 verlaufenden Arbeitsgehäuseab- schnitt 10 übergeht. In einer alternativen (nicht gezeigten) Ausführungsform betätigt das Motorschalterelement 8 einen Signalgeber für eine Elektronik, die den Motorstrom schaltet bzw. die Drehzahl regelt.
Bei dem gezeigten Elektrohandwerkzeug 1 befindet sich das Schaltgetriebe 3 als Grundeinstellung in einem zweiten Gang, mit dem eine größere Drehzahl, jedoch nur ein kleineres Drehmoment zum Antreiben der Werkzeugaufnahme 4 realisiert werden kann als in einem ersten Gang. Zum Aktivieren des Antriebsmotors 2 muss das Motorschalterelement 8 von einer Bedienperson in Pfeilrichtung 11, also in Richtung in das Gehäuse 6 hinein, betätigt werden, wodurch der Motorschalter 7 den Antriebsmotor 2 mit elektrischer Energie versorgt. Das Motorschalterelement 8 weist einen in der Zeichnungsebene nach oben weisenden, integralen Fortsatz 12 auf. Nachdem das Motorschalterelement 8 soweit in das Gehäuse 6 hinein verstellt wurde, dass der Fortsatz 12 die Strecke s zurückgelegt hat, liegt der Fortsatz 12 an einem verschwenkbar gelagerten Hebel 13 eines Gangumschaltmecha- nismus des Schaltgetriebes 3 an. Bevorzugt ist der Motorstromschalter 7 in an sich bekannter Weise derart ausgebildet, dass der Motorstrom mit zunehmendem Verstellweg des Motorschalterelementes 8 erhöht wird. Soll ein Umschaltvor-
gang von dem zweiten, schnelleren Gang in den ersten, langsameren Gang durchgeführt werden, muss das Motorschalterelement 8 weiter in Richtung in das Gehäuse 6 hinein verstellt werden, sodass der Fortsatz 12 eine größere Strecke als die eingezeichnete Strecke s zurücklegt. Bei diesem weiteren Verstellweg ist der auf das Motorschalterelement 8 wirkende Verfahrwiderstand größer als zu Beginn der Verstellbewegung. Dies ist auf eine als Schraubendruckfeder ausgebildete Feder 14 zurückzuführen, die auf einen freien Endbereich des Hebels 13 von in der Zeichnungsebene links nach rechts, also im Wesentlichen entgegen der Pfeilrichtung 11, drückt und somit bestrebt ist, den Hebel 13 in seiner ursprünglichen Schaltposition (zweiter Gang) zu belassen, bzw. ihn dort hin zurück zu verstellen. Anders aus- gedrückt steigt die von der Bedienperson aufzubringende Betätigungskraft an, sobald das Motorschalterelement 8 den als Schwenkhebel ausgebildeten Hebel 13 berührt bzw. bewegt, da zusätzlich die auf den Hebel 13 im Bereich seines freien Endes wirkende Feder 14 komprimiert werden muss. Wird das Motorschalterelement 8 weiter bewegt und dadurch der Hebel 13 mittels des integralen Fortsatzes 12 entgegen der Federkraft der Feder 14 verstellt, wird das Schaltgetriebe 3 in an sich bekannter Weise von dem ursprünglichen zweiten in den ersten Gang verstellt und verbleibt solange in der ersten Schaltstellung, wie von der Bedienperson eine ausreichende Betätigungskraft auf das Motorschalterelement 8 ausgeübt wird und dadurch der Hebel 13, trotz der wirkenden Federkraft 14, in einer in der Zeichnungsebene linken, nicht eingezeichneten Position verbleibt.
Reduziert die Bedienperson die auf das Motorschalterelement 8 ausgeübte Betätigungskraft wird diese geringer als die Federkraft der Feder 14, verstellt die Feder 14 den Hebel
13 zurück in seine (eingezeichnete) Ursprungsposition, wodurch das Schaltgetriebe 3 vom ersten Gang zurück in den zweiten Gang verstellt wird.
Zusätzlich zu dem gezeigten Motorschalterelement 8 kann bei Bedarf ein separater Gangumschalter, beispielsweise auf der Oberseite des Arbeitsgehäuseabschnitts 10, angeordnet werden, wobei es bevorzugt ist, einen derartigen separaten Gangumschalter dem Motorschalterelement 8 in seiner Gangum- schaltfunktion nachzuordnen. Ebenso ist es denkbar, neben dem Motorschalterelement 8 einen zusätzlichen elektrischen Hauptschalter vorzusehen, der beispielsweise im in der Zeichnungsebene oberen Bereich des Arbeitsgehäuseabschnittes 10 platziert werden kann. Wenn auf ein separates Gang- umschaltelement sowie einen zusätzlichen Hauptschalter verzichtet wird, ist das Eckmaß des gezeigten Elektrohandwerk- zeugs 1 aufgrund des Verzichts auf das separate Bedienelement geringer als bei bekannten Elektrohandwerkzeugen .