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Title:
PORTABLE POWER TOOL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/046940
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a portable power tool comprising an electric motor disposed in a housing (10), via which electric motor an insert tool (12) located in a tool holder (16) is rotatingly driven. The power tool also comprises a protective device with the help of which a sensor unit (22) detects an uncontrollable blocking of the insert tool (12) and the housing (10) can be blocked in its movement. Said protective device (54) comprises a mechanical unlocking unit (50) that can be manually actuated by the actuation force of an operator. According to the invention, a transmission can be actuated via an on/off means (20) for actuating the unlocking unit (50).

Inventors:
MEIXNER GERHARD (DE)
LEUPERT MARKUS (DE)
Application Number:
PCT/DE2004/002148
Publication Date:
May 26, 2005
Filing Date:
September 25, 2004
Export Citation:
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Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
MEIXNER GERHARD (DE)
LEUPERT MARKUS (DE)
International Classes:
B25F5/00; (IPC1-7): B25F5/00
Foreign References:
DE4300021A11994-07-07
DE3707052A11988-09-15
US5996707A1999-12-07
US5879111A1999-03-09
FR2526359A11983-11-10
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Claims:
Ansprüche
1. l.
2. Handwerkzeugmaschine mit einem in einem Gehäuse (10) angeordneten Elektro motor, über den ein in einer Werkzeughalterung (16) angeordnetes Einsatzwerkzeug (12) rotierend antreibbar ist, und mit einer Schutzvorrichtung, mit der über eine Sen soreinheit (22) ein unbeherrschbarer Blockierfall des Einsatzwerkzeugs (12) erkenn bar und das Gehäuse (10) in seiner Bewegung blockierbar ist, wobei die Schutzvor richtung (54) eine mechanische Entriegelungseinheit (50) umfasst, die durch eine Betätigungskraft eines Bedieners manuell betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Getriebe über ein Ein/AusschaltMittel (20) zum Betätigen der Entriege lungseinheit (50) betätigbar ist.
3. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ent riegelungseinheit (50) beim Wiedereinschalten des Elektromotors automatisch über das Ein/AusschaltMittel (20) betätigt ist.
4. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzvorrichtung (54) eine mechanische Sensoreinheit (22) umfasst.
5. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sen soreinheit (22) eine Rückstellfeder (24) umfasst.
6. Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass die Schutzvorrichtung (54) eine elektrische Sensoreinheit (22) umfasst.
7. Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass die Schutzvorrichtung (54) eine mechanische Blockiereinheit (52) umfasst.
8. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Blo ckiereinheit (52) einen drehbar gelagerten Rasthebel (28) mit einer zum Eingriff in eine Blockierverzahnung (26) vorgesehenen Verzahnung an einem Ende und einem Fortsatz (30) am gegenüberliegenden Ende aufweist.
9. Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass die Schutzvorrichtung (54) eine elektrische Blockiereinheit (52) umfasst.
10. Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass die Entriegelungseinheit (50) eine Schaltstange (34) aufweist, deren eines Ende mit einem Ein/AusschaltMittel (20) verbunden ist und deren ande res Ende mit der Blockiereinheit (52) in Wirkverbindung steht.
11. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltstange (34) längsverschiebbar entlang der Drehachse (14) gelagert ist.
12. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltstange (34) eine Schaltnase (36) und einen Schaltnocken (40) aufweist, womit eine durch eine Betätigung des Ein/AusschaltMittels (20) ausgelöste Bewe gung in Längsrichtung in eine AufAbBewegung mit einer ersten oberen Position und einer zweiten unteren Position umsetzbar ist.
13. Handwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekenn zeichnet, dass die Schaltstange (34) an einem Ende mit einem Betätigungsstift (38) an dem Ein/AusschaltMittel (20) und am anderen Ende mit einem Verbindungsteil in den Fortsatz (30) des Rasthebels (28) eingreift.
14. Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 12, da durch gekennzeichnet, dass bei ausgeschaltetem Elektromotor und gelöstem Ein/AusschaltMittel (20) die Schaltstange (34) sich in der oberen Position befindet.
15. Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 13, da durch gekennzeichnet, dass beim Betätigen des Ein/ÁusschaltMittels (20) die Schaltstange (34) in die untere Position bewegbar und der Rasthebel (28) aus der Blockierverzahnung (26) entfernbar ist.
16. Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass zum Blockieren der Bewegung des Gehäuses (10) ein Drehmo mentfluss durch eine Kupplung unterbrechbar ist.
17. Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass der Elektromotor und/oder elektrische Komponenten (22,54) im Blockierfall ausschaltbar sind.
Description:
Handwerkzeugmaschine Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer Handwerkzeugmaschine nach dem Oberbegriff des An- spruchs 1.

Ein unbeherrschbarer Blockierfall einer Handwerkzeugmaschine liegt vor, wenn sich das Einsteckwerkzeug im zu bearbeitenden Werkstück verklemmt, das am Gehäuse wirkende Reaktionsdrehmoment eine Haltekraft eines Bedieners übersteigt und das Gehäuse sich unkontrolliert mit einer bestimmten Winkelgeschwindigkeit und über einen bestimmten Winkelbereich um eine Achse dreht. Ist die Haltekraft des Bedieners größer als das vorlie- gende Reaktionsdrehmoment bzw. hält der Bediener die Handwerkzeugmaschine während eines Blockierfalls fest, liegt ein so genannter beherrschbarer Blockierfall vor.

Aus der Offenlegungsschrift DE 37 07 052 AI ist eine Handwerkzeugmaschine mit einem in einem Gehäuse angeordneten Elektromotor bekannt, über den ein in einer Werkzeug- halterung angeordnetes Einsatzwerkzeug rotierend antreibbar ist. Die Handwerkzeugma- schine besitzt eine Schutzvorrichtung, mit der über einen Sensor ein so genannter unbe- herrschbarer Blockierfall des Einsatzwerkzeugs feststellbar ist. Der Drehantrieb wird un- terbrochen, indern eine im Antriebsstrang angeordnete Kupplung in Abhängigkeit von ei- ner Überlastgröße selbsttätig ausgerückt wird, womit das Gehäuse in seiner Bewegung blo- ckierbar ist. Durch manuelles Eindrücken eines Einrückstellers kann die Kupplung unmit- telbar mechanisch wieder eingerückt werden, indem der Einrücksteller mit einem Hebel eine Ausrückfeder der Kupplung zusammendrückt.

Vorteile der Erfindung Die Erfindung geht aus von einer Handwerkzeugmaschine mit einem in einem Gehäuse angeordneten Elektromotor, über den ein in einer Werkzeughalterung angeordnetes Einsatzwerkzeug rotierend antreibbar ist, und mit einer Schutzvorrichtung, mit der über eine Sensoreinheit ein unbeherrschbarer Blockierfall des Einsatzwerkzeugs erkennbar und das Gehäuse in seiner Bewegung blockierbar ist, wobei die Schutzvorrichtung eine mecha- nische Entriegelungseinheit umfasst, die durch eine Betätigungskraft eines Bedieners ma- nuell betätigbar ist.

Es wird vorgeschlagen, dass ein Getriebe über ein Ein/Ausschalt-Mittel zum Betätigen der Entriegelungseinheit betätigbar ist. Damit kann die Entriegelungseinheit beim Einschalten des Elektromotors zuverlässig gelöst werden. Die Betätigungskraft des Bedieners entriegelt die Schutzvorrichtung. Die Entriegelungseinheit benötigt daher keine aufwändigen elekt- ronischen Komponenten und ist besonders ausfallsicher. Weiterhin sind mechanische Komponenten preiswert und benötigen keine elektrische Leistung. Die Schutzvorrichtung kann in einem unbeherrschbaren Blockierfall ausgelöst werden und ohne besonderen Auf- wand beim Wiedereinschalten der Handwerkzeugmaschine zurückgesetzt und wieder akti- viert werden. Gegenüber elektrischen oder elektronischen Systemen ist die Funktion der Schutzvorrichtung erheblich vereinfacht. Die mechanisch betätigbare Entriegelungseinheit kann mit mechanischen, elektrischen und elektronischen Varianten von Sensoreinheiten und/oder Blockiereinheiten einer Schutzvorrichtung kombiniert werden. Das Getriebe kann vorzugsweise als Nockengetriebe ausgeführt sein. Optional kann auch ein Hebelgetriebe vorgesehen sein oder ein anderes, dem Fachmann sinnvoll erscheinendes Getriebe. Beson- ders bevorzugt ist das Ein/Ausschalt-Mittel als Schaltklinke ausgebildet, die vom Bediener zum Ein-und Ausschalten der Handwerkzeugmaschine betätigt wird. Alternativ kann das Ein/Ausschalt-Mittel auch in die Handwerkzeugmaschine so integriert sein, dass dieses beim Andrücken des Werkzeugs bzw. der Handwerkzeugmaschine an eine Bearbeitungs- fläche ausgelöst wird.

Vorzugsweise ist die Entriegelungseinheit beim Wiedereinschalten des Elektromotors au- tomatisch über das Ein/Ausschalt-Mittel betätigt. Dann kann die Schutzvorrichtung ohne weiteres Zutun des Bedieners neu aktiviert werden und ist sofort betriebsbereit. Es ist si- chergestellt, dass der Elektromotor erst dann startet, wenn die Entriegelungseinheit gelöst ist und die Schutzvorrichtung wieder einsatzbereit ist. Die Schutzvorrichtung der Hand- werkzeugmaschine ist komfortabel bedienbar.

Umfasst die Schutzvorrichtung eine mechanische Sensoreinheit, ergeben sich eine weitere Vereinfachung des Systems und eine reduzierte Störanfälligkeit.

Bevorzugt weist die Sensoreinheit eine Rückstellfeder auf, die beim Wiedereinschalten der Handwerkzeugmaschine die Sensoreinheit auch nach einem Blockierfall automatisch wie- der aktiviert und betriebsbereit macht.

In einer alternativen Ausgestaltung umfasst die Schutzvorrichtung eine elektrische Sensor- einheit. Dies ermöglicht den Einsatz intelligenter Sensoren in einem gemischten mecha- nisch-elektrischen System mit einem rein mechanischen so genannten Reset und einer e- lektrischen Sensoreinheit.

Umfasst die Schutzvorrichtung eine mechanische Blockiereinheit, kann eine rein mechani- sche Schutzvorrichtung dargestellt werden, die sehr verlässlich arbeitet und eine große Betriebssicherheit ermöglicht.

Bevorzugt weist die Blockiereinheit einen drehbar gelagerten Rasthebel mit einer zum Eingriff in eine Blockierverzahnung vorgesehenen Verzahnung an einem Ende und einem Fortsatz am gegenüberliegenden Ende auf. Die Blockierverzahnung kann im unbeherrsch- baren Blockierfall eine Rotation des Gehäuses blockieren.

In einer alternativen Ausgestaltung umfasst die Schutzvorrichtung eine elektrische Blo- ckiereinheit. Dies ermöglicht einen Aufbau eines gemischten mechanisch-elektrischen Systems mit einem rein mechanischen so genannten Reset und einer elektrischen Blockier- einheit.

Weist die Entriegelungseinheit eine Schaltstange auf, deren eines Ende mit einem Ein/Ausschalt-Mittel verbunden ist und deren anderes Ende mit der Blockiereinheit in Wirkverbindung steht, ist über die Entriegelungseinheit die Blockiereinheit betätigbar.

Bevorzugt ist die Schaltstange längsverschiebbar entlang der Drehachse gelagert. Damit kann eine Bewegung des Ein/Ausschalt-Mittels in Längsrichtung zur Betätigung der Schaltstange ausgenutzt werden.

In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Schaltstange eine Schaltnase und einen Schaltnocken auf, womit eine durch eine Betätigung des Ein/Ausschalt-Mittels ausgelöste Bewegung in Längsrichtung in eine Auf-Ab-Bewegung mit einer ersten oberen Position und einer zweiten unteren Position umsetzbar ist. Mit der Auf-Ab-Bewegung kann die Schaltstange mindestens zwei verschiedene Betriebszustände für einen Blockierfall und zum Entriegeln der Schutzvorrichtung einnehmen.

Vorzugsweise greift die Schaltstange an einem Ende mit einem Betätigungsstift an dem Ein/Ausschalt-Mittel und am anderen Ende mit einem Verbindungsteil in den Fortsatz des Rasthebels ein. Durch ein Betätigen des Ein/Ausschalt-Mittels kann der Rasthebel betätigt werden.

Bevorzugt befindet sich bei ausgeschaltetem Elektromotor und gelöstem Ein/Ausschalt- Mittel die Schaltstange in der oberen Position. Damit nimmt die Schaltstange eine neutrale Position ein, die ohne Wirkung auf die Handwerkzeugmaschine bleibt. Ist ein Blockierfall eingetreten, kann dieser auch beim Loslassen des Ein/Ausschalt-Mittels und beim Aus- schalten des Elektromotors beibehalten werden.

Ist beim Betätigen des Ein/Ausschalt-Mittels die Schaltstange in die untere Position be- wegbar und der Rasthebel aus der Blockierverzahnung entfernbar, ist ohne weiteres Zutun des Bedieners beim Wiedereinschalten des Elektromotors die Blockierverzahnung entrie- gelt und die Schutzvorrichtung wieder aktiviert. Vorzugsweise wird in einer ersten Bewe- gung des Ein/Ausschalt-Mittel die Schutzvorrichtung zurückgesetzt und aktiviert und bei Fortsetzung der Bewegung anschließend der Elektromotor elektrisch eingeschaltet. Damit ist gewährleistet, dass der Elektromotor immer nur bei aktivierter Schutzvorrichtung läuft.

Ist zum Blockieren der Bewegung des Gehäuses ein Drehmomentfluss durch eine Kupp- lung unterbrechbar, verhindert dies eine Bewegung des Gehäuses. Die Kupplung kann eine mechanisch oder elektrisch betreibbare Kupplung sein.

Sind der Elektromotor und/oder elektrische Komponenten im Blockierfall ausschaltbar, kann Energie gespart werden. Zum manuellen Entriegeln der Entriegelungseinheit ist der Elektromotor bereits ausgeschaltet, und der Bediener kann die Handwerkzeugmaschine schnell wieder in Betrieb nehmen. Ist der Elektromotor ausgeschaltet und wird eine elektri- sche Kupplung geöffnet, um den Drehmomentfluss im Blockierfall zu unterbrechen, kann sichergestellt werden, dass das Gehäuse in seiner Bewegung blockiert bleibt.

Zeichnung Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeich- nung ist ein Ausfühnmgsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschrei- bung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weite- ren Kombinationen zusammenfassen.

Es zeigen : Fig. 1 einen Schnitt durch eine bevorzugte Handwerkzeugmaschine, Fig. 2 schematisch eine bevorzugte Schutzvorrichtung mit mechanischer Sensoreinheit, mechanischer Blockiereinheit und mechanischer Ent- riegelungseinheit im Schnitt, Fig. 3 ein Detail der mechanischen Sensoreinheit nach der durch Bezug- nahrne eingeschlossenen DE 43 00 021 A1, Fig. 4 ein Detail der Schaltstange.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels Fig. 1 zeigt eine Handwerkzeugmaschine mit einem in einem Gehäuse 10 angeordneten, nicht dargestellten Elektromotor. Der Elektromotor treibt ein in einer Werkzeughalterung 16 angeordnetes Einsatzwerkzeug 12 rotierend an. Mit einem als Schaltklinke eines Ein- Aus-Schalters ausgebildeten Ein/Ausschalt-Mittel 20 in einem Handgriff 18 der Hand- werkzeugmaschine ist eine Schutzvorrichtung 54 entriegelbar. Tritt ein unbeherrschbarer Blockierfall auf, besteht die Gefahr, dass das Gehäuse 10 um eine Drehachse 14 rotiert.

Mit der Schutzvorrichtung 54 ist über eine Sensoreinheit 22 ein unbeherrschbarer Blo- ckierfall des Einsatzwerkzeugs 12 erkennbar und das Gehäuse 10 in seiner Bewegung blo- ckierbar ; vorzugsweise wird der Elektromotor abgeschaltet. Eine bevorzugte Schutzvor- richtung 54 ist in Fig. 2 dargestellt. Eine mechanische Sensoreinheit 22 ist mit einer me- chanischen Blo- ckiereinheit 52 wirkverbunden. Eine besonders bevorzugte Blockiereinheit 52 und die Sen- soreinheit 22 sind in der Offenlegungsschrift DE 43 00 021 beschrieben, deren Offenba- rung durch Bezugnahme ausdrücklich eingeschlossen ist. Erkennt die Sensoreinheit 22 einen unbeherrschbaren Blockierfall, löst die Sensoreinheit 22 aus und aktiviert eine Blo- ckiereinheit 52. Die Blockiereinheit 52 umfasst einen gefedert und drehbar gelagerten Rasthebel 28, der an einem Ende eine Blockierverzahnung 26 aufweist. Der Rasthebel 28 kann durch die drehbare Lagerung eine Auf-Ab-Bewegung ausführen. Zusätzlich kann eine nicht dargestellte seitliche Abstützung vorgesehen sein, um ein seitliches Auslenken des Rasthebels 28 zu unterbinden. Der Rasthebel 28 ist zwischen Blockierverzahnung 26 und Lagerung mit der Sensoreinheit 22 in Kontakt. An dem der Blockierverzahnung 26 entgegengesetzten Ende ist der Rasthebel 28 mit einem Fortsatz 30 versehen, in den eine Entriegelungseinheit 50 eingreift.

Die Entriegelungseinheit 50 umfasst eine Schaltstange 34, die an einem dem Fortsatz 30 abgewandten Ende mit einem Betätigungsstift 38 an dem als Schaltklinke ausgebildeten Ein/Ausschalt-Mittel 20 befestigt und längsverschiebbar entlang der Drehachse 14 (Fig. 1) gelagert ist. Die Schaltstange 34 greift mit einem Verbindungsteil 32 in den Fortsatz 30 ein und durch eine Öffnung im Fortsatz 30 durch.

In der Schaltstange 34 sind eine Schaltnase 36 und ein Schaltnocken 40 vorgesehen, womit eine durch eine Betätigung des als Schaltklinke ausgebildeten Ein/Ausschalt-Mittels 20 ausgelöste Bewegung in Längsrichtung in eine Auf-Ab-Bewegung mit einer ersten oberen Position und einer zweiten unteren Position umsetzbar ist. Die Schaltnase 36 und der Schaltnocken 40 sind in Fig. 4 in Detailansicht dargestellt. Durch eine Ein-Ausschalt- Bewegung des als Schaltklinke ausgebildeten Ein/Ausschalt-Mittels 20 wird die Schalt- stange 34 in Längsrichtung bewegt. Die daraus folgende Auf-Ab-Bewegung betätigt ein so genanntes Reset der Schutzvorrichtung.

Die Sensoreinheit 22 ist in Fig. 3 in einer Detailansicht dargestellt. Das Funktionsprinzip ist in der DE 43 00 021 Al beschrieben, deren Inhalt durch Bezugnahme eingeschlossen ist. Die Blockiereinheit 52 ruht mit der am Rasthebel 28 angebrachten Rastklinke 46 am Umfang einer Scheibe 42 und kann mit dieser in eine Ausnehmung 56 eingreifen. Der Ab- stand zwischen Rasthebel 28 und Scheibe 42 ist unterschiedlich, je nachdem, ob die Rast- klinke 46 am Umfang oder in der Ausnehmung 56 anliegt. Die seitliche Halterung 48 ver- hindert ein seitliches Ausweichen. In der gezeigten Position ist der Abstand groß, und der Rasthebel 28 wird von der Rastklinke 46 nach oben gedrückt. Dreht die Scheibe 42 bei Erkennen eines Blockierfalls nach links, greift die Rastklinke 46 in die Ausnehmung 56 der Scheibe 42 ein. Der Rasthebel 28 bewegt sich nach unten, und die Blockierverzahnung 26 wird aktiviert.

Ein Zurücksetzen und Aktivieren der Schutzvorrichtung 54 wird wie folgt vorgenommen : Ist ein unbeherrschbarer Blockierfall eingetreten und das als Schaltklinke ausgebildete Ein/Ausschalt-Mittel 20 vom Bediener noch gedrückt, aber der Elektromotor bereits abge- schaltet und versucht der Bediener, die Handwerkzeugmaschine wieder einzuschalten, muss er zunächst das als Schaltklinke ausgebildete Ein/Ausschalt-Mittel 20 loslassen. Die damit eingeleitete Auf-Bewegung der Schaltstange 34 in die obere Position ist ohne Wir- kung. Der Bediener nimmt nun die Handwerkzeugmaschine in die Hände und schaltet die Handwerkzeugmaschine ein. Durch den Beginn der Einschaltbewegung wird die Schalt- stange 34 durch den Schaltnocken 40 nach unten gedrückt und die Verzahnung des Rast- hebels 28 aus der Blockierverzahnung 26 gehoben. Die Rückstellfeder 24 bringt die Sen- soreinheit 22 wieder in Ausgangsstellung, und die Schutzvorrichtung 54 ist wieder be- triebsbereit. Durch die weitere Einschaltbewegung des als Schaltklinke ausgebildeten Ein/Ausschalt-Mittels 20 wird der Elektromotor eingeschaltet, und der Arbeitsvorgang der Handwerkzeugmaschine wird fortgesetzt. Tritt unmittelbar danach wieder ein unbe- herrschbarer Blockierfall ein, kann die Schutzvorrichtung 54 sofort wieder reagieren. Eine bevorzugte Handwerkzeugmaschine ist insbesondere ein Bohrhammer oder eine Schlag- bohrmaschine. Die Schutzvorrichtung 54 ist jedoch auch für andere Elektrowerkzeugma- schinen mit rotierend antreibbaren Einsatzwerkzeugen, z. B. Winkel-und Exzenterschlei- fern, Kreissägen, Kettensägen und dergleichen geeignet.

Bezugszeichen 10 Gehäuse 56 Ausnehmung 12 Einsatzwerkzeug 14 Drehachse 16 Werkzeughalterung 18 Handgriff 20 Ein/Ausschalt-Mittel 22 Sensoreinheit 24 Rückstellfeder 26 Blockierverzahnung 28 Rasthebel 30 Fortsatz 32 Verbindungsteil 34 Schaltstange 36 Schaltnase 38 Betätigungsstift 40 Schaltnocken 42 Scheibe 44 Stift 46 Rastklinke 48 Halterung 50 Entriegelungseinheit 52 Blockiereinheit 54 Schutzvorrichtung