DE102016224577A1

DE102016224577A1 - Handwerkzeugmaschine

Info

Publication number: DE102016224577A1
Application number: DE102016224577.5A
Authority: DE
Inventors: Tai Keong Yeow
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2016-12-09
Filing date: 2016-12-09
Publication date: 2018-06-14

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Handwerkzeugmaschine, insbesondere Stabschrauber, mit einem über ein Motorschalterelement aktivierbaren elektrischen Antriebsmotor und mit einem von dem Antriebsmotor angetriebenen, eine erste und mindestens eine zweite Gangstufe aufweisenden, Schaltgetriebe, wobei das Motorschalterelement derart mechanisch mit dem Schaltgetriebe gekoppelt ist, dass dieses mittels des Motorschalterelementes von der ersten Gangstufe in die zweite Gangstufe umschaltbar ist, wobei das Motorschalterelement in einem ersten Werkzeuggehäuseteil angeordnet ist und das Schaltgetriebe in einem zweiten Werkzeuggehäuseteil angeordnet ist.
Es wird vorgeschlagen, dass das erste Werkzeuggehäuseteil gegenüber dem zweiten Werkzeuggehäuseteil derart um eine Schwenkachse drehbar gelagert ist, dass die Handwerkzeugmaschine von einer ersten Betriebsstellung in eine zweite Betriebsstellung verstellbar ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Handwerkzeugmaschine, insbesondere einen Stabschrauber, mit einem über ein Motorschalterelement aktivierbaren elektrischen Antriebsmotor und mit einem von dem Antriebsmotor angetriebenen, eine erste und mindestens eine zweite Gangstufe aufweisenden, Schaltgetriebe, wobei das Motorschalterelement derart mechanisch mit dem Schaltgetriebe gekoppelt ist, dass dieses mittels des Motorschalterelementes von der ersten Gangstufe in die zweite Gangstufe umschaltbar ist.
Stand der Technik
In der DE 10 2008 000 176 A1 ist ein Elektrowerkzeug mit einem über ein Motorschalterelement aktivierbaren elektrischen Antriebsmotor und mit einem von dem Antriebsmotor angetriebenen, einen ersten und mindestens einen zweiten Gang aufweisenden, Schaltgetriebe offenbart. Das Motorschalterelement ist derart mit dem Schaltgetriebe gekoppelt, dass dieses mittels des Motorschalterelementes von dem zweiten Gang in den ersten Gang umschaltbar ist.
Offenbarung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen konstruktiven Maßnahmen eine Handwerkzeugmaschine, insbesondere einen Stabschrauber, zu verbessern.
Die Aufgabe wird gelöst mit einer Handwerkzeugmaschine, insbesondere einem Stabschrauber, mit einem über ein Motorschalterelement aktivierbaren elektrischen Antriebsmotor und mit einem von dem Antriebsmotor angetriebenen, eine erste und mindestens eine zweite Gangstufe aufweisenden, Schaltgetriebe, wobei das Motorschalterelement derart mechanisch mit dem Schaltgetriebe gekoppelt ist, dass dieses mittels des Motorschalterelementes von der ersten Gangstufe in die zweite Gangstufe umschaltbar ist.
Erfindungsgemäß ist das Motorschalterelement in einem ersten Werkzeuggehäuseteil angeordnet und das Schaltgetriebe in einem zweiten Werkzeuggehäuseteil angeordnet, wobei das erste Werkzeuggehäuseteil gegenüber dem zweiten Werkzeuggehäuseteil derart um eine Schwenkachse drehbar gelagert ist, dass die Handwerkzeugmaschine von einer ersten Betriebsstellung in eine zweite Betriebsstellung verstellbar ist.
Handgeführte Elektrowerkzeuge wie beispielsweise (Akku-)Schrauber, (Akku-) Bohrschrauber oder (Akku-)Schlagbohrmaschinen besitzen ein Schaltgetriebe, um die Motordrehzahl von bis zu 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 ein Bediner mindestens zwischen einer ersten schnellen Gangstufe mit einem geringen Drehmoment und einer zweiten langsameren Gangstufe mit einem hohen Drehmoment wählen kann.
Erfindungsgemäß kann während eines Arbeitsvorgangs, beispielsweise beim Schrauben, das üblicherweise manuell durch die Bedienperson notwendige Umschalten zwischen den Gangstufen des Schaltgetriebes vermieden werden. Dadurch kann der Bediener auf ein herkömmliches Loslassen des Motorschalterelements und ein manuelles Umschalten zwischen den Gangstufen des Getriebes mittels eines separaten Gangumschalters verzichten.
Ferner kann der Bediener das erste Werkzeuggehäuseteil gegenüber dem zweiten Werkzeuggehäuseteil schwenkbar ausführen, um eine für einen Arbeitsvorgang für den Bediener komfortable Betriebsstellung einzustellen, ohne auf eine mechanische Umstellung der Betriebsstellungen verzichten zu müssen.
Insbesondere kann bei einem erneuten Betätigen des Motorschalterelements durch die Bedienperson jederzeit gewährleistet sein, dass ein Arbeitsvorgang in einer ersten Gangstufe erfolgt und unabhängig von der Betriebsstellung der Werkzeuggehäuseteile zueinander eine mechanische Umschaltung von der ersten Gangstufe in die zweite Gangstufe erfolgen kann.
Hierdurch kann ein Bediener, welcher beispielsweise wenig Erfahrung mit einer Handhabung einer erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine hat, auf besonders einfache Weise die Handwerkzeugmaschine in Betrieb nehmen, ohne sich für eine Gangstufe wie beispielsweise eine erste Gangstufe oder eine zweite Gangstufe entscheiden zu müssen.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Handwerkzeugmaschine wird unter anderem Verschleiß gegenüber einer manuellen Gangumschaltung während eines Betriebs der Handwerkzeugmaschine vermindert.
Insbesondere kann die erste Gangstufe gegenüber der zweiten Gangstufe eine höhere Umdrehungsgeschwindigkeit aufweisen, welche dazu vorgesehen ist, eine, beispielsweise in ein Werkstück zu schraubende, Schraube besonders schnell einzuschrauben.
Insbesondere kann die zweite Gangstufe ein höheres Drehmoment als die erste Gangstufe aufweisen, welche dazu vorgesehen ist, eine, beispielsweise in ein Werkstück zu schraubende, Schraube auch bei steigender Drehmomentanforderung einzuschrauben, indem beispielsweise die Umdrehungsgeschwindigkeit reduziert ist und das Drehmoment erhöht ist.
Die erste Gangstufe kann gegenüber der zweiten Gangstufe insbesondere zumindest abschnittsweise eine höhere Umdrehungsgeschwindigkeit aufweisen.
Die erste Gangstufe kann eine Umdrehungsgeschwindigkeit aufweisen, die in Abhängigkeit eines zurückgelegten Weges bzw. eines Hubweges des Motorschalterelements, insbesondere proportional, ansteigt.
Die erste Gangstufe kann gegenüber der zweiten Gangstufe insbesondere eine niedrigere Drehmomentübertragung aufweisen.
Vorzugsweise kann die Gangumschaltung von einer ersten Gangstufe in eine zweite Gangstufe dadurch erfolgen, dass ein Bediener der Werkzeugmaschine eine höhere Betätigungskraft auf das Motorschalterelement aufbringt, um beispielsweise einen Kraft-Schwellwert, welcher zum Betätigen der zweiten Gangstufe erforderlich ist, zu überschreiten, sodass das Schaltgetriebe von einer ersten Gangstufe in eine zweite Gangstufe schaltet.
Insbesondere kann eine Umschaltung von einer ersten Gangstufe in eine zweite Gangstufe, vorzugsweise automatisch, erfolgen, indem das Motorschalterelement in Abhängigkeit eines zurückgelegten Weges des Motorschalterelement bzw. des Hubweges das Schaltgetriebe schaltet.
Unter einer „Betriebsstellung der Handwerkzeugmaschine“ soll in diesem Zusammenhang eine Anordnung des ersten Werkzeuggehäuseteils gegenüber dem zweiten Werkzeuggehäuseteil verstanden werden, welche insbesondere um eine Schwenkachse zueinander schwenkbar gelagert sind und einander gegenüber einen Winkel einschließen können, welcher in einer länglichen Betriebsstellung, wie beispielsweise bei einer im Wesentlichen parallelen Anordnung der beiden Werkzeuggehäuseteile zueinander, in etwa 180° entspricht und welcher bei einer angewinkelten Betriebsstellung, wie beispielsweise bei einem pistolenartigen Anordnung der beiden Werkzeuggehäuseteile zueinander, in weniger als 180°, insbesondere weniger als 150°, vorzugsweise weniger als 120°, bevorzugt weniger als 11°, beträgt.
Unter einem „Motorschalterelement“ soll hier insbesondere ein Element verstanden werden, das direkt von einem Bediener betätigbar ist und das dazu vorgesehen ist, durch eine Betätigung und/oder durch eine Eingabe von Parametern einen Prozess und/oder einen Zustand einer mit dem Motorschalterelement gekoppelten Einheit zu beeinflussen und/oder zu ändern.
Unter der Wendung „drehbar gelagert“ soll insbesondere verstanden werden, dass das erste Werkzeuggehäuseteil gegenüber dem zweiten Werkzeuggehäuseteil um eine Achse, insbesondere eine Schwenkachse, drehbar bewegbar, insbesondere in einem Winkelbereich von mehr als 30°, insbesondere mehr als 40°, vorzugsweise mehr als 50°, bevorzugt mehr als 70°, weiter bevorzugt mehr als 90°, besonders bevorzugt mehr als 120°, verbunden ist.
Das erste Werkzeuggehäuseteil und das zweite Werkzeuggehäuseteil sind um eine Schwenkachse drehbar gelagert und bilden im Wesentlichen das Werkzeuggehäuse der Handwerkzeugmaschine. Das erste Werkzeuggehäuseteil und das zweite Werkzeuggehäuseteil können miteinander zumindest abschnittsweise überlappend verbunden sein.
Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine an.
Es kann zweckmäßig sein, dass die Handwerkzeugmaschine eine mechanische Schaltübertragungseinrichtung aufweist, welche dazu vorgesehen ist, das Schaltgetriebe zu schalten. Insbesondere erfolgt eine Schaltung des Schaltgetriebes mittelbar über ein Betätigungsmittel, wie beispielsweise ein Schalthebel. Hierdurch kann die Handwerkzeugmaschine besonders einfach ausgestaltet sein.
Beim Betätigen des Motorschalterelements kann das Schaltgetriebe in der ersten Gangstufe ausgeführt sein. Dabei kann die erste Gangstufe eine Umdrehungsgeschwindigkeit aufweisen, welche sich in Abhängigkeit des zurückgelegten Weges bzw. des Hubweges des Motorschalterelements erhöht, sodass mit zunehmendem Hubweg eine Umdrehungsgeschwindigkeit des Antriebsmotors, insbesondere proportional, erhöht. Bei Erreichen einer maximalen Umdrehungsgeschwindigkeit und oder beim Stoppen eines weiteren Einschraub-Fortschritt der Schraube aufgrund von beispielsweise erhöhtem erforderlichen Kraft- bzw. Drehmomentaufwand, kann das Schaltgetriebe in einen zweite Gangstufe versetzt werden, indem ein Bediener den Hubweg des Motorschalterelement derart erhöht, dass das Schaltgetriebe von der ersten Gangstufe in die zweite Gangstufe geschaltet wird.
Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Element und/oder eine Einheit zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Element und/oder die Einheit diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllen/erfüllt und/oder ausführen/ausführt.
Ferner kann es zweckmäßig sein, dass die Schaltübertragungseinrichtung zumindest ein Zahnradelement aufweist, welches koaxial zu der Schwenkachse angeordnet ist. Dadurch wird auf besonders einfache Weise eine Umschaltung des Schaltgetriebes mittels einer Schaltübertragungseinrichtung ermöglicht.
Weiterhin kann es zweckmäßig sein, dass die Schaltübertragungseinrichtung einen Hebelarm aufweist, welcher mit dem Zahnradelement gekoppelt ist und dazu vorgesehen ist, eine rotatorische Bewegung des Zahnradelements in eine translatorische Bewegung des Hebelarms zu übertragen um das Schaltgetriebe zu schalten. Hierdurch kann auf besonders einfache und gewichtsreduzierte Weise eine Schaltübertragungseinrichtung realisiert werden.
Des Weiteren kann es zweckmäßig sein, dass der Hebelarm ein als Schiebeschalter ausgebildetes Bedienelement aufweist, welches dazu vorgesehen ist, das Schaltgetriebe manuell zu schalten, wobei das Bedienelement in dem zweiten Werkzeuggehäuseteil angeordnet ist. Hierdurch kann der Bediener bei Bedarf manuell die zweite Gangstufe einstellen um mit dieser beispielsweise größere als herkömmliche Schrauben in ein Werkstück zu schrauben oder ein höheres Drehmoment auf die Schrauben aufzubringen oder herkömmliche Schrauben tiefer als üblich einzuschrauben.
Es wird vorgeschlagen, dass das Zahnradelement eine, insbesondere sich im Wesentlichen in radialer Richtung der Schwenkachse erstreckende, Führungsnut aufweist, welche dazu vorgesehen ist, den Hebelarm zumindest abschnittsweise in radialer Richtung relativ zu der Schwenkachse zu führen. Der Hebelarm kann dabei eine Führungserhebung aufweisen, welche dazu vorgesehen ist, in der Führungsnut des Hebelarms geführt zu werden. Das Zahnradelement ist insbesondere derart mit dem Hebelarm gekoppelt, dass die Führungserhebung des Hebelarms in der Führungsnut zwangsgeführt wird, sodass der Hebelarm bei einer Bewegung in einer Ebene entlang einer vorgegebenen Bahn mittels einer Einwirkung von zumindest einer Zwangskraft quer zu einer Bewegungsrichtung auf den Hebelarm verstanden werden. Der Ausdruck „Zwangskraft“ soll hier insbesondere eine Kraft definieren, die dazu vorgesehen ist, einen Körper, wie beispielsweise den Hebelarm, an einer Bewegung in zumindest eine Richtung zu hindern und/oder den Körper bei einer Bewegung auf einer mittels einer Einwirkung der Kraft auf den Körper vorgegebenen Bahn zu halten.
Die Führungsnut kann sich im Wesentlichen in radialer Richtung zu der Schwenkachse erstrecken.
Es wird ferner vorgeschlagen, dass das Zahnradelement mehrere Zähne aufweist, welche in radialer Richtung gegenüber der Führungsnut beabstandet sind, wobei die Führungsnut zu der Schwenkachse weiter beabstandet ist als die Zähne. Insbesondere kann sich die Führungsnut in radialer Richtung weiter erstrecken als die Zähne des Zahnradelements. Dadurch kann durch den Abstand zur Schwenkachse eine erhöhte Kraftwirkung, insbesondere in Umfangsrichtung um die Schwenkachse, auf die in der Führungsnut geführte Führungserhebung des Hebelarms erreicht werden.
Es wird weiter vorgeschlagen, dass zum Umschalten von dem zweiten in den ersten Gang ein erhöhter Verfahrwiderstand zu überwinden ist als zum Aktivieren des Antriebsmotors.
Einen Umschaltzeitpunkt kann der Bediener der Handwerkzeugmaschine, daran erkennen, dass ein Verfahrwiderstand, mittels dem das Motorschalterelement verfährt, erhöht ist. Bei einer Überwindung dieser erhöhten Anpresskraft erhöht sich auch der Hubweg und die Schaltübertragungseinrichtung schaltet das Schaltgetriebe von der ersten Gangstufe in die zweite Gangstufe.
Hierdurch kann der Bediener der Handwerkzeugmaschine ein Feedback darüber erhalten, wann die erste Gangstufe und wann die zweite Gangstufe aktiviert ist.
Es kann zweckmäßig sein, dass der erhöhte Verfahrwiderstand mittels mindestens einer Feder, insbesondere einer Zug-Druck-Feder, erzeugt wird. Hierdurch kann der Verfahrwiderstand besonders einfache eingestellt werden.
Ferner kann es zweckmäßig sein, dass die Schaltübertragungseinrichtung eine Zahnstange mit zumindest einem Zahn aufweist, welche mit dem Zahnradelement koppelbar ist und in einem mit dem Zahnradelement gekoppelten Zustand dazu vorgesehen ist, eine translatorische, insbesondere tangential um die Schwenkachse verlaufende, Bewegung der Zahnstange in eine rotatorische Bewegung des Zahnradelements zu übertragen um das Schaltgetriebe zu schalten. Insbesondere kann die Zahnstange fest, insbesondere einstückig, mit dem Motorschalterelement verbunden sein, sodass beispielsweise eine translatorische Bewegung des Motorschalterelements in eine translatorischen Bewegung der Zahnstange umgewandelt wird.
Unter „einstückig“ soll insbesondere zumindest stoffschlüssig verbunden verstanden werden, beispielsweise durch einen Schweißprozess, einen Klebeprozess, einen Anspritzprozess, einen Stanzvorgang, einen Laserschneidvorgang und/oder einen anderen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Prozess, und/oder vorteilhaft in einem Stück geformt verstanden werden, wie beispielsweise durch eine Herstellung aus einem Guss und/oder durch eine Herstellung in einem Ein- oder Mehrkomponentenspritzverfahren und besonders vorteilhaft aus einem einzelnen Rohling.
Die Zahnstange kann insbesondere zumindest einen Zahn aufweisen, das mit zumindest einem Zahn, insbesondere des Zahnradelements und/oder eines weiteren Zahnradelements, koppelbar ausgeführt ist.
Weiterhin kann es zweckmäßig sein, dass das Motorschalterelement als ein Drückerschalterelement ausgebildet ist und derart mit der Zahnstange gekoppelt ist, dass eine Betätigung des Motorschalterelements einer, insbesondere translatorischen, Betätigung/Verschiebung der Zahnstange entspricht.
Des Weiteren kann es zweckmäßig sein, eine Sperreinrichtung vorzusehen, welche dazu vorgesehen ist, eine Drehbewegung des ersten Werkzeuggehäuseteils gegenüber dem zweiten Werkzeuggehäuseteil in zumindest einer Betriebsstellung zu sperren. Hierdurch kann eine Bewegung des ersten Werkzeuggehäuseteils gegenüber dem zweiten Handwerkzeuggehäuseteil blockiert werden. Hierdurch kann ein Bedienen der Handwerkzeugmaschine sicher arbeiten ohne die Gefahr einzugehen, dass bei einer Druckkraft auf eines der Werkzeuggehäuseteile eine Änderung der Betriebsstellung erfolgt.
Vorzugsweise ist unter einer „Sperreinrichtung“ eine Einrichtung zu verstehen, welche durch wenigstens ein oder vorzugsweise mehrere Sperrelemente eine Bewegung des ersten Werkzeuggehäuseteils wenigstens in einer Richtung gegenüber dem zweiten Werkzeuggehäuseteil durch eine formschlüssige Verbindung verhindert, dabei sind derartige Sperrelemente, insbesondere quer, vorzugsweise parallel zu der Schwenkachse, beweglich gelagert.
Figurenliste
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Hierbei zeigt:

1 eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine,
2 eine schematische Ansicht einer Schaltübertragungseinrichtung aus 1,
3 ein Ausschnitt der Handwerkzeugmaschine aus 1 in einer ersten Gangstufe,
4 ein Ausschnitt der Handwerkzeugmaschine in einer zweiten Gangstufe,
5 ein Ausschnitt der Handwerkzeugmaschine aus 1 in einer ersten Gangstufe,
6 ein Ausschnitt der Handwerkzeugmaschine in einer zweiten Gangstufe,
7 ein Ausschnitt der Handwerkzeugmaschine in einer Betriebsstellung und
8 ein Kraft-Weg-Diagramm und ein Drehmoment-Weg-Diagramm in einer schematischen Darstellung.

In den folgenden Figuren sind gleiche Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine 11, die ein erstes Werkzeuggehäuseteil 13 und ein zweites Werkzeuggehäuseteil 15 aufweist, welches am ersten Gehäuseteil 13 derart gelagert ist, dass das erste Gehäuseteil 13 relativ zum zweiten Gehäuseteil 15 um eine Schwenkachse S verdreht werden kann. Gemäß der dargestellten Ausführungsform ist die Handwerkzeugmaschine 11 zur netzunabhängigen Stromversorgung mechanisch und elektrisch mit einem nicht gezeigten Akkupack verbindbar, welcher im ersten Gehäuseteil 13 angeordnet ist. In einer alternativen Ausführungsform kann die Handwerkzeugmaschine 11 eine netzabhängige Stromversorgungseinheit aufweisen.
Die in 1 dargestellte Handwerkzeugmaschine 11 ist beispielhaft als Akku-Schrauber ausgebildet. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf Akku-Schrauber beschränkt ist, sondern vielmehr bei unterschiedlichen Handwerkzeugmaschinen Anwendung finden kann, bei denen ein Werkzeug in Drehungen versetzt wird, beispielsweise bei einem Akku-Bohrer.
Das erste Werkzeuggehäuseteil 13 ist als Handgriff 17 ausgestaltet. In dem zweiten Werkzeuggehäuseteil 15 sind ein von dem nicht gezeigten Akkupack mit Strom versorgter, elektrischer Antriebsmotor 19 und ein Schaltgetriebe 21 angeordnet. Der Antriebsmotor 19 weist eine Antriebswelle auf. Die Antriebswelle bzw. der Antriebsmotor 19 ist über das Schaltgetriebe 21 mit einer Abtriebswelle 23 verbunden.
Die Abtriebswelle 23 ist über eine nicht gezeigte Lageranordnung drehbar im zweiten Werkzeuggehäuseteil 15 gelagert. Die Abtriebswelle 23 weist eine illustrativ als Innensechskantaufnahme ausgebildete Befestigungsvorrichtung 25 auf, an der beispielsweise eine Werkzeugaufnahme 27 zur lösbaren Befestigung eines Einsatzwerkzeugs vorgesehen ist. Die Werkzeugaufnahme 27 kann als Verriegelungshülse ausgebildet sein. In 1 ist die Werkzeugaufnahme 27 nicht explizit dargestellt, grundsätzlich kann sie aber über die an der Abtriebswelle 23 vorgesehene Befestigungsvorrichtung 25 an dieser befestigt werden. Die Werkzeugaufnahme 27 dient zur Aufnahme eines nicht weiter gezeigten Einsatzwerkzeugs, wie beispielsweise eines Bohrerbits oder eines Schrauberbits, und kann an die Antriebswelle 23 angeformt oder aufsatzförmig mit dieser verbunden sein.
Die Handwerkzeugmaschine 11 weist ferner ein Motorschalterelement 29 auf, welches in dem ersten Werkzeuggehäuseteil 13 angeordnet ist. Das Motorschalterelement 29 ist vorzugsweise dazu eingerichtet, einen analogen Parameter bereitzustellen, der durch eine Steuereinrichtung abgetastet werden kann. Dieser Parameter kann eine benutzergesteuerte Vorgabe für einen Parameter der Drehbewegung der Werkzeugaufnahme 27 umfassen, beispielsweise eine Leistung, eine Drehzahl oder ein Drehmoment.
Das Motorschalterelement 29 ist als ein Drückerschalterelement ausgebildet. Alternativ kann das Motorschalterelement auch als ein anderer einem Fachmann als sinnvoll erscheinender Schalter ausgebildet sein.
Im Betrieb der Handwerkzeugmaschine 11 wird das Getriebe vom Antriebsmotor 19 drehend angetrieben. Der Antriebsmotor 19 ist beispielsweise über das Motorschalterelement 29 betätigbar, d. h. ein- und ausschaltbar, und kann ein beliebiger Motortyp sein, beispielsweise ein elektronisch kommutierter Motor oder ein Gleichstrommotor. Vorzugsweise ist der Antriebsmotor 19 derart elektronisch Steuer- bzw. regelbar, dass sowohl ein Reversierbetrieb, als auch Vorgaben hinsichtlich einer gewünschten Drehgeschwindigkeit realisierbar sind. Sowohl die Funktionsweise als auch der Aufbau eines geeigneten Antriebsmotors 19 und eines vom Antriebsmotor 19 angetriebenen nicht näher dargestellten Getriebes sowie das Zusammenwirken mit einer Kupplung zur Einstellung eines Drehmomentes sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt, sodass hier zwecks Knappheit der Beschreibung auf eine eingehendere Darstellung verzichtet wird. Das Getriebe kann beispielsweise ein mit verschiedenen Gang- bzw. Planetenstufen ausgebildetes Planetengetriebe sein, dem eine Drehmomentkupplung zugeordnet ist.
Zwischen dem ersten Werkzeuggehäuseteil 13 und dem zweiten Werkzeuggehäuseteil 15 ist ein Gelenk 31 angeordnet, welches eine nicht näher gezeigte Sperreinrichtung 33 umfasst. Die Sperreinrichtung 33 ist dazu vorgesehen, eine Bewegung des ersten Werkzeuggehäuseteils 13 gegenüber dem zweiten Werkzeuggehäuseteil 15 zu blockieren und somit eine Betriebsstellung der Handwerkzeugmaschine 11 festzulegen bzw. zu sperren.
Diesbezüglich weist das erste Werkzeuggehäuseteil 13 oder das zweite Werkzeuggehäuseteil 15 eine Rastvorrichtung mit mehreren Raststufen auf, wobei die Raststufen beispielsweise durch mehrere Rastausnehmungen ausgebildet sind, die beispielsweise beidseitig einer orthogonal zu der Schwenkachse S angeordneten Symmetrieachse der Handwerkzeugmaschine 11 bzw. des zweiten Werkzeuggehäuseteils 15 angeordnet sind.
In einem nicht eingerasteten Zustand gibt die Rastvorrichtung, insbesondere deren Raststufen, nicht näher dargestellte Rastausnehmungen frei, um eine Bewegung zwischen den verschiedenen Raststufen und damit eine stufenweise Verdrehung des ersten Werkzeuggehäuseteils 13 gegenüber dem zweiten Werkzeuggehäuseteil 15 um die Schwenkachse S in dem Gelenk 31 zu ermöglichen.
Einem Fachmann sind aus dem Stand der Technik bereits mehrere Möglichkeiten bekannt Rastvorrichtungen mit Raststufen oder anderen einem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Rastmitteln auszubilden, sodass hier nicht näher auf eine Funktionsweise einer Rastvorrichtung oder der Raststufen eingegangen wird. Ein Beispiel für eine Rastvorrichtung kann der Patentanmeldung DE 10 2014 206 244 entnommen werden.
Die Sperreinrichtung 33 weist ein Blockierelement und ein das Blockierelement entsicherndes Entsicherungselement auf, wobei das Blockierelement die Rastvorrichtung im eingerasteten Zustand fixiert und bei Betätigung des Entsicherungselementes freigibt.
Dabei ist es besonders vorteilhaft, dass das Entsicherungselement ein als Schieber ausgebildetes Betätigungselement aufweist, wobei das Betätigungselement das Blockierelement umfasst und unmittelbar am Entsicherungselement und damit an der Schwenkachse a befestigt ist, so dass die Rastvorrichtung über das zentral am Gelenk befindliche Entsicherungselement schnell und einfach betätigt werden kann.
Das Entsicherungselement ist über wenigstens ein elastisches Element in einer gesicherten Position vorgespannt, wobei als elastisches Element vorteilhafterweise ein Federelement, insbesondere eine Biege- oder Torsionsfeder, insbesondere eine Schrauben-, Blatt-, Spiral-, Teller-, Stab- oder Membranfeder verwendet werden kann. Dabei ist es von Vorteil, wenn das elastische Element aus Kunststoff oder Metall herstellbar ist.
Die Handwerkzeugmaschine 11 weist ferner eine mechanische Schaltübertragungseinrichtung 35 (2) auf, welche dazu vorgesehen ist, das Schaltgetriebe 21 zu schalten. Die Schaltübertragungseinrichtung 35 weist zumindest ein im Wesentlichen kreisförmiges Zahnradelement 37 auf, welches koaxial zu der Schwenkachse S angeordnet ist.
Die Schaltübertragungseinrichtung 35 weist ferner einen Hebelarm 39 auf, welcher dazu vorgesehen ist mittelbar mittels einem Schalthebel 41 das Schaltgetriebe 21 zu schalten.
Das Zahnradelement 37 weist eine Führungsnut 43 auf, welche dazu vorgesehen ist, den Hebelarm 39 zumindest abschnittsweise in radialer Richtung relativ zu der Schwenkachse S zu führen.
Das Zahnradelement 37 weist mehrere Zähne 38 auf, welche in radialer Richtung gegenüber der Führungsnut 43 beabstandet sind. Dabei ist die Führungsnut 43 zu der Schwenkachse S weiter beabstandet als die Zähne 38. Alternativ könnte die Führungsnut 43 gegenüber der Schwenkachse S radial näher beabstandet sein, als die Zähne 38 gegenüber der Schwenkachse S. Das Zahnradelement 37 ist koaxial zu der Schwenkachse S angeordnet. Das Zahnradelement 37 ist drehbar beweglich um die Schwenkachse S gelagert. Das Zahnradelement 37 ist drehbar beweglich um das erste Werkzeuggehäuseteil 13 und um das zweite Werkzeuggehäuseteil 15 gelagert.
Die Führungsnut 43 ist langlochförmig ausgestaltet und dazu vorgesehen einen am Hebelarm 39 ausgebildeten als Führungsstift ausgestaltete Führungserhebung 45 in radialer Richtung der Schwenkachse S zu führen, insbesondere zwangszuführen.
Der Hebelarm 39 der Schaltübertragungseinrichtung 35 ist mit dem Zahnradelement 37 in zumindest der zweiten Gangstufe (4) gekoppelt und dazu vorgesehen, eine rotatorische Bewegung des Zahnradelements 37 in eine translatorische Bewegung des Hebelarms 39 zu übertragen um das Schaltgetriebe 21 beispielsweise von einer ersten Gangstufe (3, 5) in eine zweite Gangstufe (4, 6) zu schalten.
Der Hebelarm 39 weist ein als Schiebeschalter ausgebildetes Bedienelement 47 auf, welches dazu vorgesehen ist, das Schaltgetriebe 21 manuell zu schalten, wobei der Schiebeschalter in dem zweiten Werkzeuggehäuseteil 15 angeordnet ist. Das Bedienelement 47 ist zumindest in einer Ebene von dem zweiten Werkezuggehäuseteil 15 umgeben und liegt nach oben frei bzw. ragt zumindest teilweise aus dem zweiten Werkzeuggehäuseteil 15 derart heraus, dass ein Bediener das Bedienelement 47 komfortabel mit beispielsweise einem Finger manuell bedienen kann um beispielsweise eine Gangstufe des Getriebes auszuwählen und festzulegen. In einer Variante kann das Bedienelement 47 auch zur Auswahl von unterschiedlichen Steuerstrategien der Steuereinrichtung dienen.
Die Schaltübertragungseinrichtung 35 weist ferner eine Zahnstange 49 auf, welche mit dem Zahnradelement 37 koppelbar ist. Die Schaltübertragungseinrichtung 35 ist in einem mit dem Zahnradelement 37 gekoppelten Zustand dazu vorgesehen, eine translatorische Bewegung der Zahnstange 49 in eine rotatorische Bewegung des Zahnradelements 37 zu übertragen um das Schaltgetriebe 21 zu schalten.
Das Zahnradelement 37 kann dabei mittelbar, wie beispielsweise mittels einem zwischen dem Zahnradelement 37 und der Zahnradstange 49 angeordneten weiteren Zahnradelement 51, oder unmittelbar, wie beispielsweise mittels einer direkten Kopplung des Zahnradelements 37 mit der Zahnradstange 49, gekoppelt sein.
Das Zahnradelement 37 ist dazu vorgesehen eine translatorische Bewegung der Zahnstange 49 aufzunehmen und in eine translatorische Bewegung des Hebelarms 39 umzuwandeln, sodass der Hebelarm 39 das Bedienelement 47 betätigt und somit das Schaltgetriebe 21 schaltet.
Die Führungsnut 43 des Zahnradelements 37 ist dazu vorgesehen, den Hebelarm 39 translatorisch zu führen, sodass der Hebelarm 39 das als Schiebeschalter ausgebildete Bedienelement 47 betätigt und somit das Schaltgetriebe 21 schaltet.
Hierzu erstreckt sich der Hebelarm 39 über einen Großteil der maximalen Erstreckung des zweiten Werkzeuggehäuseteils 15.
Der Hebelarm 39 ist in axialer Richtung der Schwenkachse S mittels einem Federelement 53 wie beispielsweise einer Zug-/Druck-Feder, derart federnd gelagert, dass das Federelement 53 stärker auf Zug gespannt ist, wenn das Bedienelement 47 in der zweiten Gangstufe ist, als wenn das Bedienelement 47 in der ersten Gangstufe ist. Hierdurch wird eine Rückstellkraft auf das Bedienelement 47 aufgebracht, wenn das Bedienelement 47 auf der zweiten Gangstufe eingestellt ist. Die Rückstellkraft kann dabei beliebig gewählt werden, sodass die Rückstellkraft in einer Ausführungsform beispielsweise ein Zurückstellen des Bedienelements von der zweiten Gangstufe auf die erste Gangstufe erleichtert oder die Rückstellkraft in einer weiteren Ausführungsform beispielsweise ein Zurückstellen des Bedienelements 47 von der zweiten Gangstufe auf die erste Gangstufe mittels des vorgespannten Federelements 53 automatisch erfolgt.
Das Motorschalterelement ist derart mit der Zahnstange 49 gekoppelt, dass eine Betätigung des Motorschalterelements 29 einer, insbesondere translatorischen, Betätigung/Verschiebung der Zahnstange 49 entspricht. Das Motorschalterelement 29 ist insbesondere einstückig mit der Zahnstange ausgebildet.
Das Motorschalterelement 29 ist mit der Schaltübertragungseinrichtung 35 derart gekoppelt, dass zum Umschalten von dem zweiten in die erste Gangstufe ein erhöhter Verfahrwiderstand zu überwinden ist als zum Aktivieren des Antriebsmotors 19. Dies wird dadurch erreicht, dass die Zahnstange mit zunehmendem Hubweg in das Zahnradelement 37 greift und das Schaltgetriebe 21 schaltet. Hierdurch erhält der Bediener ein Feedback darüber, dass die zweite Gangstufe geschaltet ist. In einer alternativen Ausführungsform kann die erhöhte Verfahrwiderstand mittels mindestens einem Federelement 55 oder einem Federpaket, insbesondere einer/-m Zug-/Druck-Feder(-paket), erzeugt werden. Das Federelement 55 dient als Rückstellfeder des Motorschalterelements 29.
8 zeigt ein Diagramm 200 mit Kennlinien des Motorschalterelements 29 und einer entsprechenden Auswirkung auf den Antriebsmotor 19 der Handwerkzeugmaschine 11. In vertikaler Richtung sind ein vom Antriebsmotor 19 abgegebenes Drehmoment (Nm) und eine Umdrehungsgeschwindigkeit (rpm) aufgetragen. In horizontaler Richtung ist der Hubweg (mm) des Motorschalterelements 29 aufgetragen.
Somit lässt sich das Diagramm 200 ein Momenten-Weg-Verlauf und ein Geschwindigkeits-Weg-Verlauf auslesen. Dieses Diagramm 200 könnte in mehrere Phasen unterteilt werden, von denen zumindest eine Phase Anwendung findet.
Bei einer ersten Phase wird der Antriebsmotor 19 bei einem anfänglichen Hubweg des Motorschalterelements 29, wie beispielsweise von 0 bis etwa 3,1 mm, nicht angetrieben. Bei einer zweiten Phase weist der Antriebsmotor 29 mit zunehmendem Hubweg, wie beispielsweise von etwa 3,1 bis etwa 6 mm, ein, insbesondere proportional, zunehmendes Drehmoment und eine, insbesondere proportional, zunehmende Umdrehungsgeschwindigkeit auf. Bei einer dritten Phase wird das Schaltgetriebe 21 von einer ersten Gangstufe in eine zweite Gangstufe geschaltet. Somit erfolgt der Übergang von der ersten Gangstufe in die zweite Gangstufe. Dabei nimmt die Umdrehungsgeschwindigkeit, insbesondere proportional, mit zunehmendem Hubweg ab und das Drehmoment nimmt mit zunehmendem Drehmoment, insbesondere proportional, zu. Bei einer vierten Phase bleiben das Drehmoment und die Geschwindigkeit mit zunehmendem Hubweg des Motorschalterelements 29 konstant.
Die Verläufe sind idealisiert aufgezeichnet, sodass sich im Einsatz der Handwerkzeugmaschine 11 ein geringfügig anderer Verlauf ergeben könnte.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008000176 A1 [0002]
DE 102014206244 [0055]

Claims

Handwerkzeugmaschine, insbesondere Stabschrauber, mit einem über ein Motorschalterelement (29) aktivierbaren elektrischen Antriebsmotor (19) und mit einem von dem Antriebsmotor (19) angetriebenen, eine erste und mindestens eine zweite Gangstufe aufweisenden, Schaltgetriebe (21), wobei das Motorschalterelement (29) derart mechanisch mit dem Schaltgetriebe (21) gekoppelt ist, dass dieses mittels des Motorschalterelementes (11) von der ersten Gangstufe in die zweite Gangstufe umschaltbar ist, wobei das Motorschalterelement (29) in einem ersten Werkzeuggehäuseteil (13) angeordnet ist und das Schaltgetriebe (21) in einem zweiten Werkzeuggehäuseteil (15) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Werkzeuggehäuseteil (13) gegenüber dem zweiten Werkzeuggehäuseteil (15) derart um eine Schwenkachse (S) drehbar gelagert ist, dass die Handwerkzeugmaschine (11) von einer ersten Betriebsstellung in eine zweite Betriebsstellung verstellbar ist.
Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Handwerkzeugmaschine (11) eine mechanische Schaltübertragungseinrichtung (35) aufweist, welche dazu vorgesehen ist, das Schaltgetriebe (21) zu schalten.
Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltübertragungseinrichtung (35) zumindest ein Zahnradelement (37) aufweist, welches koaxial zu der Schwenkachse (S) angeordnet ist.
Handwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltübertragungseinrichtung (35) einen Hebelarm (39) aufweist, welcher mit dem Zahnradelement (37) gekoppelt ist und dazu vorgesehen ist, eine rotatorische Bewegung des Zahnradelements (37) in eine translatorische Bewegung des Hebelarms (39) zu übertragen um das Schaltgetriebe (21) zu schalten.
Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebelarm (39) ein als Schiebeschalter ausgebildetes Bedienelement (47) aufweist, welches dazu vorgesehen ist, das Schaltgetriebe (21) manuell zu schalten, wobei das Bedienelement (47) in dem zweiten Werkzeuggehäuseteil (15) angeordnet ist.
Handwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnradelement (37) eine, insbesondere sich im Wesentlichen in radialer Richtung der Schwenkachse (S) erstreckende, Führungsnut (43) aufweist, welche dazu vorgesehen ist, den Hebelarm (39) zumindest abschnittsweise in radialer Richtung relativ zu der Schwenkachse (S) zu führen.
Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnradelement (37) mehrere Zähne (38) aufweist, welche in radialer Richtung gegenüber der Führungsnut (43) beabstandet sind, wobei die Führungsnut (43) zu der Schwenkachse (S) weiter beabstandet ist als die Zähne (38).
Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltübertragungseinrichtung (35) eine Zahnstange (49) mit zumindest einem Zahn aufweist, welche mit dem Zahnradelement (37) koppelbar ist und in einem mit dem Zahnradelement (37) gekoppelten Zustand dazu vorgesehen ist, eine translatorische, insbesondere tangential um die Schwenkachse (S) verlaufende, Bewegung der Zahnstange (49) in eine rotatorische Bewegung des Zahnradelements (37) zu übertragen um das Schaltgetriebe (21) zu schalten.
Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Motorschalterelement (29) als ein Drückerschalterelement ausgebildet ist und derart mit der Zahnstange (49) gekoppelt ist, dass eine Betätigung des Motorschalterelements (29) einer, insbesondere translatorischen, Betätigung der Zahnstange (49) entspricht.
Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch, eine Sperreinrichtung (33), welche dazu vorgesehen ist, eine Drehbewegung des ersten Werkzeuggehäuseteils (13) gegenüber dem zweiten Werkzeuggehäuseteil (15) in zumindest einer Betriebsstellung zu sperren.
Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Umschalten von der zweiten in die erste Gangstufe ein erhöhter Verfahrwiderstand zu überwinden ist als zum Aktivieren des Antriebsmotors (19).
Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erhöhte Verfahrwiderstand mittels mindestens eines Federelements (53, 55), insbesondere eines Zug-Druck-Federelements, erzeugt wird.