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Dokumentenidentifikation DE102006027116A1 13.12.2007
Titel Bohr- und/oder Schlaghammer
Anmelder Robert Bosch GmbH, 70469 Stuttgart, DE
Erfinder Saur, Dietmar, 72810 Gomaringen, DE
DE-Anmeldedatum 12.06.2006
DE-Aktenzeichen 102006027116
Offenlegungstag 13.12.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.12.2007
IPC-Hauptklasse B23B 45/16(2006.01)A, F, I, 20060612, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B25D 11/06(2006.01)A, L, I, 20060612, B, H, DE   B23B 45/02(2006.01)A, L, I, 20060612, B, H, DE   B25D 16/00(2006.01)A, L, I, 20060612, B, H, DE   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein als Bohr- und/oder Schlaghammer ausgebildetes Elektrohandwerkzeug, mit einer Arbeitsspindel, einem Schlagwerk und einem elektrischen Antriebsmotor, der über eine Getriebe- und Kupplungseinrichtung mit einer die Arbeitsspindel antreibenden Zwischenwelle und/oder einem Schlagwerksantriebselement verbindbar ist, wobei die Getriebe- und Kupplungseinrichtung ein Getriebe besitzt, das ein Winkelgetriebe aufweist. Es ist vorgesehen, dass die Getriebe- und Kupplungseinrichtung (21) als Getriebe (20) nur das Winkelgetriebe (54) aufweist.

Beschreibung[de]
Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein als Bohr- und/oder Schlaghammer ausgebildetes Elektrohandwerkzeug, mit einer Arbeitspindel, einem elektrischen Antriebsmotor, der über eine Getriebe- und Kupplungseinrichtung mit einer die Arbeitsspindel antreibenden Zwischenwelle und/oder einem Schlagwerkantriebselement verbindbar ist, wobei die Getriebe- und Kupplungseinrichtungseinrichtung ein Getriebe besitzt, das ein Winkelgetriebe aufweist.

Bohr- und/oder Schlaghämmer in der Gewichtsklasse bis circa 3 kg werden meistens in Pistolenbauweise ausgeführt. Diese ist durch parallel zueinander angeordnete Achsen gekennzeichnet, sodass die Motorachse eines elektrischen Antriebsmotors parallel zur Arbeitspindel verläuft, mit der ein Werkzeug, beispielsweise ein Bohrer, kuppelbar ist. Die Pistolenbauform ist durch eine relativ große Baulänge gekennzeichnet.

Bohr- und/oder Schlaghämmer in L-Bauweise besitzen gegenüber der Pistolenbauform eine kürzere Baulänge. Die L-Bauweise ist dadurch ausgezeichnet, dass die Motorachse des elektrischen Antriebsmotors unter einem Winkel zur Arbeitsspindel verläuft.

Eine bekannte Bauform eines als Bohr- und/oder Schlaghammer ausgebildeten Elektrohandwerkzeugs ist in L-Bauweise ausgebildet, wobei ein elektrischer Antriebsmotor über ein Getriebe mit einer Zwischenwelle verbindbar ist. Das Getriebe setzt sich aus einem Winkelgetriebe und einem sich an das Winkelgetriebe anschließenden Stirnradgetriebe zusammen. Eine Kupplungseinrichtung ermöglicht den Antrieb eines Schlagwerkantriebelements, um das Schlagwerk zu betätigen. Sofern die Kupplungseinrichtung über die Zwischenwelle auch die Arbeitsspindel antreibt, liegt ein kombinierter Bohr- und Schlagbetrieb vor. Entkuppelt die Kupplungseinrichtung die Zwischenwelle, so ist nur noch das Schlagwerkantriebselement mit dem elektrischen Antriebsmotor gekuppelt, sodass ein reiner Meißelbetrieb vorliegt. Wird das Schlagwerkantriebselement mittels der Kupplungseinrichtung vom Antriebsmotor entkuppelt, jedoch die Zwischenwelle angetrieben, so liegt ein reiner Bohrbetrieb vor.

Die Konstruktion des bekannten Elektrohandwerkzeugs ist relativ aufwendig und somit teuer. Ferner erfordert die Konstruktion einen erheblichen Raumbedarf, der in einer entsprechenden Größe des Elektrohandwerkzeugs resultiert.

Offenbarung der Erfindung

Bei dem erfindungsgemäß ausgestalteten, als Bohr- und/oder Schlaghammer ausgebildeten Elektrohandwerkzeug der eingangs genannten Art ist vorgesehen, dass die Getriebe- und Kupplungseinrichtung als Getriebe nur das Winkelgetriebe aufweist. Damit ist das Ziel einer einfachen kostengünstigen Konstruktion realisiert. Eine hohe Qualität des Elektrohandwerkzeugs bleibt erhalten. Durch Wegfall des dem Winkelgetriebe unmittelbar nachgeschalteten Stirnradgetriebes sind weniger Bauteile erforderlich und durch Wegfall des Stirnradgetriebes ist Bauraum eingespart. Demzufolge lässt sich eine sehr kompakte Bauform realisieren.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Winkelgetriebe einstufig ausgebildet ist. Es besteht vorzugsweise nur aus einem Antriebskegelrad, das mit der Motorwelle drehfest verbunden ist, und insbesondere aus einem Abtriebskegelrad, das mit dem Antriebskegelrad kämmt und mit einer Schiebehülse zur Drehmitnahme gekuppelt ist. Antriebskegelrad, Abtriebskegelrad und Schiebehülse gehören der erwähnten Getriebe- und Kupplungseinrichtung an.

Insbesondere ist das erfindungsgemäße Elektrohandwerkzeug in L-Bauform ausgebildet, bei der eine Motorwelle des Antriebsmotors in einem Winkel zur Arbeitsspindel verläuft.

Die Schiebhülse ist in einer ersten Schiebestellung mit dem Schlagwerkantriebselement zur Drehmitnahme gekuppelt und in einer zweiten Schiebstellung von dem Schlagwerkantrieb entkuppelt. Demzufolge wird in der ersten Schiebestellung das Schlagwerk angetrieben und in der zweiten Schiebestellung stillgesetzt. Zusätzlich ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Zwischenwelle axial verschieblich gelagert ist und in einer ersten Schiebeposition mit der Schiebehülse zur Drehmitnahme gekuppelt und in einer zweiten Schiebeposition von der Schiebehülse entkuppelt ist. Erfolgt kein Antrieb der Zwischenwelle, so kann diese auch nicht die Arbeitspindel antreiben. Die Einnahme der verschiedenen Betriebsarten erfolgt vorzugsweise durch axiales Verschieben der Zwischenwelle. Diese steuert dabei auch die Schiebestellung der Schiebehülse. Insgesamt sind drei Betriebsarten möglich: a) kombinierter Bohr- und Schlagbetrieb, b) reiner Meißelbetrieb und c) reiner Bohrbetrieb.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Drehachse des Abtriebskegelrads mit der Drehachse der Zwischenwelle und/oder der Drehachse der Schiebehülse fluchtet. Mithin liegen diese zwei beziehungsweise drei Bauteile in Reihe zueinander mit fluchtenden Drehachsen.

Die axial verschiebliche Zwischenwelle gehört ebenfalls der erwähnten Getriebe- und Kupplungseinrichtung an.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Zeichnungen veranschaulichen die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und zwar zeigt:

1 ein als Bohr- und/oder Schlaghammer ausgebildetes Elektrohandwerkzeug in L-Bauweise,

2 eine Längsschnittansicht durch einen Innenbereich des Elektrohandwerkzeugs der 1,

3 eine Längsschnittansicht durch einen Innenbereich eines Elektrohandwerkzeugs nach einem weiteren Ausführungsbeispiel und

4 eine Längsschnittansicht eines Bereichs einer Zwischenwelle des Elektrohandwerkzeugs.

Ausführungsform(en) der Erfindung

Die 1 zeigt ein Elektrohandwerkzeug 1, das als Bohr- und/oder Schlaghammer 2 ausgebildet ist. Ein Gehäuse 3 des Elektrohandwerkzeugs 1 ist mit einem Handgriff 4 versehen, der einen Ein-/Ausschalter 5 aufweist. Ferner ist am Gehäuse 3 ein Betriebsartenwahlschalter 6 angeordnet. Eine mit einer Arbeitsspindel des Elektrohandwerkszeugs 1 verbundene Werkzeugaufnahme 7 kann ein Werkzeug 8, beispielsweise einen Bohrer, aufnehmen. Ein elektrischer Antriebsmotor des Elektrohandwerkszeugs 1 wird über eine Netzzuleitung 9 mit elektrischer Energie versorgt. Mit strichpunktierter Linie 10 ist die Längserstreckung einer Motorwelle des Antriebsmotors gekennzeichnet. Diese verläuft unter einem Winkel, insbesondere einem 90° Winkel, zur mit strichpunktierter Linie 11 gekennzeichneten Drehachse der Arbeitsspindel.

Gemäß 2 ist im Innern des Gehäuses 3 des Elektrohandwerkzeugs 1 der elektrische Antriebsmotor 12 untergebracht, dessen Motorwelle 13 eine Drehachse 14 aufweist. Die Motorwelle 13 ist mittels eines Kugellagers 15 drehbar gelagert und trägt an ihrem Ende 16 ein Antriebskegelrad 17, das mit einem Abtriebskegelrad 18 kämmt, dessen Drehachse 19 zur Drehachse 14 einen Winkel von 90° einschließt. Antriebskegelrad 17 und Abtriebskegelrad 18 bilden ein Getriebe 20 einer Getriebe- und Kupplungseinrichtung 21.

Das Abtriebskegelrad 18 ist mittels eines Kugellagers 22 und eines sich axial daran anschließenden Gleitlagers 23 drehbar gelagert. Ferner weist das Abtriebskegelrad 18 mit einem profilierten, axialen Drehmitnahmevorsprung 24 auf, der sich in Richtung der Drehachse 19 erstreckt und drehfest mit dem Abtriebskegelrad 18 verbunden ist. Auf dem Drehmitnahmevorsprung 24 lagert verschieblich eine Schiebehülse 25 derart, dass diese in Richtung des aus der 2 hervorgehenden Doppelpfeils 26 entlang der Drehachse 19 verschoben werden kann, dabei jedoch ständig in Drehmitnahme mit dem Drehmitnahmevorsprung 24 steht. An einem Bund 27 des Drehmitnahmevorsprungs 24 stützt sich eine Schraubendruckfeder 28 ab, die einen Innenringflansch 29 der Schiebehülse 25 beaufschlagt und diese in Richtung des Pfeils 30 drängt. Der Mitnahmevorsprung 24 greift an dem einen Ende 31 der Schiebehülse 25 in deren Inneres ein, wobei dort eine zur Profilierung des Drehmitnahmevorsprungs 24 entsprechende Gegenprofilierung ausgebildet ist, sodass eine Drehmomentübertragung zwischen Abtriebskegelrad 18 beziehungsweise dessen Drehmitnahmevorsprung 24 und der Schiebehülse 25 möglich ist. Diese Drehmomentübertragung erfolgt unabhängig davon, welche Schiebestellung bei der Schiebehülse 25 vorliegt. In das andere Ende 32 der Schiebehülse 25 greift ein Endabschnitt 33 einer Zwischenwelle 34 -gemäß der aus der 2 hervorgehenden Stellung- derart, dass eine Verzahnung 35 am Endabschnitt 33 der Zwischenwelle 34 in Eingriff mit einer Innenverzahnung 36 der Schiebehülse 25 steht. Ferner liegt die Stirnfläche 37 der Zwischenwelle 34 gegen den Innenringflansch 29 an.

Ein Haltetopf 38 des Gehäuses 3 lagert ein Kugellager 39, das ein Schlagwerkantriebselement 40 lagert, das ferner mittels einer Lagerhülse 41 auf der Zwischenwelle 34 gelagert ist. Die Lagerhülse 41 befindet sich im Bereich des Endabschnittes 33. Die Zwischenwelle 34 weist eine Verzahnung 42 auf, an die sich ein Endabschnitt 43 der Zwischenwelle 34 anschließt, der im Gehäuse 3 drehbar und axial verschieblich gelagert wird. Mittels des Betriebsartenwahlschalters 6 lässt sich die Zwischenwelle 34 entsprechend der Richtung eines Doppelpfeils 26 axial verlagern. Gemäß 4 befindet sich neben der Verzahnung 42 auf der Zwischenwelle 34 ein Kugellager 60. Dieses ist zwischen dem Drehkörper 52 und der Verzahnung 42 angeordnet und arbeitet mit einem Schaltstück 61 zusammen. Ein manuelles Verdrehen des Betriebsartenwahlschalters 6 wird über eine exzentrische Anbindung mit dem Schaltstück 61 in eine Linearbewegung umgelenkt, sodass sich die Zwischenwelle 34 entsprechend der Richtung des Doppelpfeils 26 axial verlagern lässt.

Auf dem Schlagwerkantriebselement 40 ist unter einem spitzen Winkel &agr; zur Drehachse 19, welche auch die Drehachse für die Zwischenwelle 34 bildet, ein Schwenkhebel 44 mittels eines Kugellagers 45 gelagert, wobei der Schwenkhebel 44 drehbeweglich mit einem Kolben 46 eines Schlagwerks 47 in Verbindung steht. Der Kolben 46 ist entlang der Richtungen des Doppelpfeils 26 in einem Hammerrohr 48 des Schlagwerks 47 gelagert (Achse 49). Die Achse 49 verläuft parallel zur Drehachse 19. Die Verzahnung 42 der Zwischenwelle 34 kämmt mit einem Stirnrad 50, das auf dem Hammerrohr 48 angeordnet ist, wobei das Hammerrohr 48 um die Achse 49 rotieren kann. Das Stirnrad 50 ist form- und kraftschlüssig mit einer Rastscheibe 62 verbunden. Die Rastscheibe 62 ist formschlüssig mit dem Hammerrohr 48 verbunden. Blockiert das Einsatzwerkzeug, also beispielsweise ein Bohrer, so wird das Stirnrad 50 gegen die Kraft einer Feder 63 in Richtung des Pfeils 30 verschoben und die Verbindung (Klauen, Nocken und/oder Kugeln oder dergleichen) zur Rastscheibe 62 und somit zum elektrischen Antriebsmotor 12 gelöst.

Es ergibt sich folgende Funktion: Befindet sich der Betriebsartenwahlschalter 6 in einer Stellung, die zu der aus der 2 hervorgehenden Schiebeposition der Zwischenwelle 34 führt, so wird eine Drehung der Motorwelle 13 über das Antriebskegelrad 17 auf das Abtriebskegelrad 18 übertragen, wobei der Mitnahmevorsprung 34 die Schiebehülse 39 entsprechend in Drehung versetzt. Über die Innenverzahnung 36 nimmt die Schiebehülse 25 die Zwischenwelle 34 durch Eingriff in deren Verzahnung 35 mit, sodass auch diese entsprechend rotiert, wobei die Drehung der Zwischenwelle 34 über die Verzahnung 42 und das Stirnrad 50 auf das Hammerrohr 48 und von dort auf die aus der 2 nicht hervorgehende Arbeitsspindel des Elektrohandwerkzeugs 1 übertragen wird. Mitnahmevorsprünge 51 im Bereich des Endes 32 der Schiebehülse 25 übertragen die Drehbewegung der Schiebehülse 25 auf einen Drehkörper 52 des Schlagwerksantriebselements 40, auf dem – in Schrägstellung – das Kugellager 45 und dementsprechend der Schwenkhebel 44 gelagert ist. Durch Drehung des Drehkörpers 52 schwenkt der Schwenkhebel 44 gemäß Doppelpfeil 53 hin und her, sodass der Kolben 46 im Hammerrohr 48 hin und her bewegt wird. Hierdurch wirkt ein aus der Kolbenbewegung resultierendes Luftpolster auf einen Schläger, der einen Schlagbolzen beaufschlagt, sodass das Werkzeug 8 Schlagbewegungen ausführt. Da sich sowohl die Arbeitsspindel dreht als auch Schlagbewegungen ausgeführt werden, liegt ein kombinierter Bohr- und Schlagbetrieb vor.

Wird der Betriebsartenwahlschalter 6 derart verstellt, dass sich die Zwischenwelle 34 in Richtung des Pfeils 30 verlagert, also eine neue Schiebeposition annimmt, so wird die Verzahnung 35 aus der Innenverzahnung 36 austreten, d.h. es besteht keine Drehmitnahme mehr zwischen der Schiebehülse 25 und der Zwischenwelle 34. Die Folge ist, dass die Arbeitsspindel nicht mehr angetrieben wird, gleichwohl jedoch ein Betrieb des Schlagwerks 47 erfolgt, sodass ein reiner Meißelbetrieb vorliegt.

Der Betriebsartenwahlschalter 6 kann auch derart verstellt werden, dass sich die Zwischenwelle 34 entgegen der Richtung des Pfeils 30 derart weit axial verlagert, dass durch Mitnahme des Innenringflansches 29 mittels der Stirnfläche 37 die Schiebehülse 25 derart weit axial verlagert wird, dass die Mitnahmevorsprünge 51 aus einer entsprechenden Gegenverzahnung des Drehkörpers 52 austreten und somit kein Drehantrieb des Drehkörpers 52 erfolgt, wodurch das Schlagwerk 47 außer Betrieb gesetzt wird. Gleichwohl bleibt eine Drehmitnahme zwischen Schiebehülse 25 und Zwischenwelle 34 erhalten, wodurch die Betriebart des reinen Bohrbetriebs vorliegt.

Aufgrund der Erfindung erfolgt somit eine einfache Betriebsartenumschaltung mittels der axial beweglichen Zwischenwelle 34. Dabei liegt ein sehr einfacher konstruktiver Aufbau vor. Der Aufbau ist auch durch Toleranzunabhängigkeit aufgrund einer Funktionstrennung zwischen Schlagwerk 47 und Getriebe 20 gekennzeichnet. Alle Teile weisen eine gute Lagerung auf und es ist eine kompakte Anordnung geschaffen. Die Lagerung ist gekennzeichnet durch eine getrennte Lagerung des Winkelgetriebes 54, das vom Antriebskegelrad 17 und Abtriebskegelrad 18 gebildet ist, und des Schlagwerks 47. Durch die optimale Lagerung des Winkelgetriebes 54 erfolgt eine Übertragung des Drehmoments des Antriebsmotors, jedoch keine Übertragung von Lagerkräften durch das Schlagwerk. Es liegt eine kurze Toleranzkette und somit ein geringes Verzahnungsspiel des Winkelgetriebes 54 vor. Das Getriebe 20 ist direkt auf der Achse (Drehachse 19) der Zwischenwelle 34 realisiert.

Das Ausführungsbeispiel der 3 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel der 2 lediglich dadurch, dass das Abtriebskegelrad 18 mit Hilfe eines Radial/Axial-Lagers 55 gelagert ist. Das ergibt eine exakte und spielarme Anordnung, wobei Kräfte aus der Übertragung des Drehmoments direkt in das Gehäuse 3 (Getriebeflansch) geleitet werden. Die Schiebehülse 25 ist nicht auf einem Drehmitnahmevorsprung 24 des Abtriebskegelrads 18 gelagert, sondern greift in eine Drehmitnahmeausnehmung 56 des Abtriebkegelrads 18 axial verschieblich ein. Ansonsten entspricht die Ausgestaltung der Ausführungsform gemäß 2, sodass auf die dortigen Ausführungen Bezug genommen wird.

Aufgrund der Schiebehülse 25 wird ein Achsversatz und/oder Toleranzausgleich zwischen dem Winkelgetriebe 54 und der Zwischenwelle 34 beziehungsweise der Antriebslagerung realisiert. Die Kegelräder (Antriebskegelrad 17 und/oder Abtriebskegelrad 18) können ein- oder mehrteilig ausgebildet sein. Denkbar ist jeweils ein Sinterbauteil oder eine umformtechnische Herstellung. Bei mehrteiliger Ausbildung kann ein Dorn des entsprechenden Kegelrads mittels Pressung eingebracht werden. Die Schiebehülse 25 kann als Umformteil oder Sinterteil realisiert sein.


Anspruch[de]
Als Bohr- und/oder Schlaghammer ausgebildetes Elektrohandwerkzeug, mit einer Arbeitsspindel, einem Schlagwerk und einem elektrischen Antriebsmotor, der über eine Getriebe- und Kupplungseinrichtung mit einer die Arbeitspindel antreibenden Zwischenwelle und/oder einem Schlagwerksantriebselement verbindbar ist, wobei die Getriebe- und Kupplungseinrichtung ein Getriebe besitzt, das ein Winkelgetriebe aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebe- und Kupplungseinrichtung (21) als Getriebe (20) nur das Winkelgetriebe (54) aufweist. Elektrohandwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Winkelgetriebe (54) einstufig ausgebildet ist. Elektrohandwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine L-Bauform, bei der eine Motorwelle (13) des Antriebsmotors (12) in einem Winkel zu der Arbeitsspindel verläuft. Elektrohandwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Winkelgetriebe (54) ein Antriebskegelrad (17) aufweist, das mit der Motorwelle (13) drehfest verbunden ist. Elektrohandwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Winkelgetriebe (54) ein Abriebskegelrad (18) aufweist, das mit dem Antriebskegelrad (17) kämmt und mit einer Schiebehülse (25) zur Drehmitnahme gekuppelt ist. Elektrohandwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiebehülse (25) in einer ersten Schiebestellung mit dem Schlagwerkantriebselement (40) zur Drehmitnahme gekuppelt und in einer zweiten Schiebestellung von dem Schlagwerkantriebselement (40) entkuppelt ist. Elektrohandwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenwelle (34) axial verschieblich gelagert ist und in einer ersten Schiebeposition mit der Schiebehülse (25) zur Drehmitnahme gekuppelt und in einer zweiten Schiebeposition von der Schiebehülse (25) entkuppelt ist. Elektrohandwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse (19) des Abtriebskegelrads (18) mit der Drehachse (19) der Zwischenwelle (34) und/oder der Drehachse (19) der Schiebehülse (25) fluchtet.






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