[0001] Die Erfindung betrifft ein Handwerkzeuggerät mit einer Antriebsspindel, die von einem
Motor mit einem Antriebsmoment beaufschlagbar ist. Zudem weist das Handwerkzeuggerät
eine Werkzeugspindel auf, die zum Antrieb eines Werkzeugbits in einer Drehrichtung
dient. Hierzu ist die Werkzeugspindel einerseits mit der Antriebsspindel koppelbar
und andererseits drehfest mit einer Werkzeugaufnahme verbunden, an der das Werkzeugbit
anbringbar ist. Ferner weist das Handwerkzeuggerät einen Drehimpulserzeuger auf, der
bei Erreichen eines Schwellenwertes hinsichtlich eines an der Werkzeugspindel auftretenden
Widerstandsmomentes, das dem Antriebsmoment entgegen gerichtet ist, diese mit einem
wiederkehrenden Drehimpuls beaufschlagt.
[0002] Derartige Handwerkzeuggeräte ermöglichen im Betrieb einen Wechsel von einer kontinuierlichen
zu einer intermittierenden Drehbewegung, sobald die an der Werkzeugspindel und der
Werkzeugaufnahme auftretenden Bremskräfte ein Widerstandsmoment erzeugen, das den
Schwellenwert erreicht. Bei der intermittierenden Drehbewegung wird hierbei die Werkzeugspindel
mit sehr hohen wiederkehrenden Drehimpulsen beaufschlagt, durch die das Widerstandsmoment
leichter überwunden und der Arbeitsfortschritt deutlich erhöht werden kann.
[0003] Aus der DE 43 28 599 ist ein Rotations-Schlagwerkzeug in Form eines Drehschlagschraubers
bekannt. Dieses weist ein Hammerelement auf, das über Kugeln mit der Antriebsspindel
in Eingriff steht, die sowohl am Hammerelement als auch an der Antriebsspindel in
schrägen Nuten geführt sind. Ferner weist das Hammerelement Vorsprünge auf, die in
Drehrichtung an Vorsprünge der Werkzeugspindel anlegbar sind, um ein Drehmoment von
der Antriebsspindel auf die Werkzeugspindel zu übertragen. Sobald beim Einschrauben
das Widerstandsmoment, das von der herzustellenden Schraubverbindung über die Schraube
an die Werkzeugspindel abgegeben wird, einen gewissen Schwellenwert erreicht, wird
das Hammerelement über die schrägen Nuten gegenüber der Antriebsspindel von der Werkzeugspindel
weg verschoben bis die Vorsprünge des Hammerelementes ausser Eingriff mit den Vorsprüngen
der Werkzeugspindel kommen und aneinander vorbei bewegt werden. Dabei erhöht sich
einerseits durch den an den Vorsprüngen fehlenden Widerstand die Drehgeschwindigkeit
des Hammerelementes. Zudem wird das Hammerelement durch eine an ihm wirkende Spannfeder
in Richtung der Werkzeugspindel beschleunigt, sobald die Vorsprünge einander in Drehrichtung
passiert haben. Auf diese Weise erzeugt das Hammerelement einerseits an der Werkzeugspindel
eine axiale Anpresskraft. Andererseits übt das Hammerelement dabei in Drehrichtung
Schläge auf die Werkzeugspindel aus.
[0004] Durch diese bekannte Vorgehensweise ist es möglich Schrauben auch entgegen hoher
Widerstandsmomente in ein Werkstück einzudrehen, da bei den Schlägen gegen die Vorsprünge
der Werkzeugspindel sehr hohe Drehmomente generiert werden.
[0005] DE 43 44 849 zeigt eine Werkzeugmaschine, die sowohl beim Schrauben als auch beim
Kernlochbohren ab einem gewissen Widerstandsmoment von einer quasi-kontinuierlichen
Drehbewegung mit relativ geringem Antriebsmoment auf eine diskontinuierliche Drehbewegung
mit relativ hohen wiederkehrenden Drehimpulsen umschaltet. Hierzu weist die Werkzeugmaschine
einen oszillierenden Antrieb auf, der über einen Freilauf mit der Werkzeugaufnahme
gekoppelt ist.
[0006] Nachteilig an den bekannten Handwerkzeuggeräten ist, dass diese zumindest nicht in
komfortabler Weise für Bohrungen im Metall verwendet werden können. Die im Bohrbereich
auftretenden Widerstandsmomente sind dabei nämlich im normalen Betrieb nicht ausreichend,
um den jeweiligen Drehimpulserzeuger wiederkehrend auszulösen. Lediglich durch sehr
starkes Anpressen des Rotations-Schlagwerkzeuges gegen das zu bearbeitende Metall
kann der Schwellenwert des Widerstandsmomentes überschritten werden. Hierdurch kann
bei den Metallbohranwendungen nur durch starkes Anpressen des Handwerkzeuggerätes
durch den Bediener ein deutlich gesteigerter Bohrvortrieb erzielt werden.
[0007] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Handwerkzeuggerät
mit Drehimpulserzeuger die genannten Nachteile zu vermeiden und eine komfortable Herstellung
einer Metallbohrung zu ermöglichen.
[0008] Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass an der Werkzeugspindel ein
Bremskrafterzeuger angeordnet ist, über den die Werkzeugspindel mit einer entgegen
der Drehrichtung wirkenden Bremskraft beaufschlagbar ist. Hierdurch ist es möglich
das Widerstandsmoment an der Werkzeugspindel ohne oder bei nur geringem äusseren Widerstandsmoment
auf den Schwellenwert anzuheben. Somit kann der Drehimpulserzeuger auch ohne oder
bei nur geringem Reibwiderstand zwischen dem Werkzeugbit und einem zu bearbeitenden
Werkstück aktiviert werden. Auf diese Weise kann auf bequeme Weise, d.h. vor allem
ohne verstärktes Anpressen, insbesondere beim Bohren in Metall ein besserer Bohrvortrieb
erzeugt werden.
[0009] In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist dabei die Werkzeugspindel über
den Drehimpulserzeuger zusätzlich mit einem axialen Kraftimpuls beaufschlagbar. Auf
diese Weise kann durch den Bremskrafterzeuger selbsttätig eine wiederkehrende impulsartige
Schlag- oder Anpresskraft in axialer Richtung der Werkzeugspindel erzeugt werden,
die zusammen mit dem Drehimpuls auftritt. Hierdurch wird der auf das vorzugsweise
als Metallbohrer ausgebildete Werkzeugbit übertragene Drehimpuls, der zum Scheiden
in das Werkstück dient, mit einer besonders hohen axialen Anpresskraft überlagert.
Hieraus resultiert ein besonders gutes Einschneiden des Bohrers in das Werkstück,
ohne dass das Gerät vom Bediener gegen das Werkstück gepresst werden muss. Dabei entstehen
überwiegend kurze Metallspäne, die mit jedem Drehimpuls von dem zu bearbeitenden Werkstück
abgetrennt werden, relativ schnell aus dem Arbeitsbereich transportiert werden und
somit nur geringe Bremskräfte am Werkzeugbit verursachen. Hierdurch ist ein besonders
guter Bohrvortrieb in Metall möglich.
[0010] Zudem ist es von besonderem Vorteil, wenn der Bremskrafterzeuger wahlweise zu- und
abschaltbar ist. Hierdurch kann das Handwerkzeuggerät nach Bedarf entweder zum Tangentialschlagschrauben
oder zum Metallschlagbohren verwendet werden. Auf diese Weise kann das Metallschlagbohren
als zusätzliche, wahlweise einschaltbare Betriebsfunktion an einem Tangentialschlagschraubgerät
vorgesehen werden.
[0011] Bevorzugterweise weist der Bremskrafterzeuger einen hülsenförmigen Trägerkörper auf,
der von der Werkzeugspindel durchragt ist. Hierdurch kann die Bremskraft umfänglich
auf die Werkzeugspindel aufgebracht werden, wodurch eine relativ grosse und gleichmässige
Bremskraft erzeugt werden kann.
[0012] Vorteilhafterweise ist zwischen dem Trägerkörper und der Werkzeugspindel in Drehrichtung
ein vorgespannter Formreibschluss herstellbar. Mit vorgespanntem Formreibschluss ist
hierbei ein durch Vorspannung eines Elementes gegen eine Oberfläche erzielter Reibschluss
gemeint, der durch einen quasi-Formschluss zwischen Element und Oberfläche verstärkt
wird. Dieser quasi-Formschluss wirkt dabei wegen der Formgebung des Elementes und
der Oberfläche jedoch nur bis zu einer bestimmten Haltekraft. Auf diese Weise ist
es möglich die Werkzeugspindel sicher mit einer relativ hohen Bremskraft zu beaufschlagen
und dabei gleichzeitig den Verschleiss am Bremskrafterzeuger zu reduzieren.
[0013] Dabei ist es günstig, wenn der Formreibschluss durch eine zwischen dem Trägerkörper
und der Werkzeugspindel angeordnete Rasteinrichtung herstellbar ist. Diese lagert
einen Rastkörper radial verschiebbar an einem der Elemente aus Werkzeugspindel und
Trägerkörper. Der Rastkörper ist dabei gegen das jeweils andere Element vorgespannt,
wobei an diesem mindestens eine entsprechende Rastausnehmung zur Aufnahme des Rastkörpers
eingelassen ist. Auf diese Weise kann eine dauerhaft gleich bleibende Bremskraft bei
geringen Herstellungskosten des Bremskrafterzeugers bereitgestellt werden.
[0014] Vorteilhafterweise ist die Rastausnehmung durch eine sich quer zur Drehrichtung erstrekkende
Nut gebildet, wodurch die Rasteinrichtung besonders einfach und kostengünstig hergestellt
werden kann.
[0015] Alternativ hierzu ist die Rastausnehmung vorteilhafterweise durch eine Rampenausnehmung
gebildet, die einen spiralförmigen Querschnitt aufweist, wobei die Tiefe der Rampenausnehmung
in Drehrichtung bis zu einem Absatz, der als Anschlag für den Rastkörper fungiert,
stetig zunimmt. Hierdurch wird der Rastkörper beim Umspringen von einer ersten in
eine zweite Rastposition zunächst nahezu vollständig in die Querbohrung gedrückt und
bis zur nächsten Anschlagposition wieder allmählich aus der Querbohrung heraus bewegt.
Durch diese Bewegung des Rastkörpers können unnötige Geräuschbildungen vermieden werden.
[0016] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsweise ist die Rastausnehmung durch eine
im Querschnitt kreisbogenförmige Vertiefung um die Achse A gebildet, die in Drehrichtung
über ihre Länge eine gleich bleibende Tiefe aufweist. Hierdurch befindet sich der
Rastkörper über den gesamten Winkelbereich zwischen der oder den Rippen hinweg in
einer gleichbleibend maximal ausgerückten Position gegenüber der Querbohrung. Dadurch
ist die Anpresskraft der Radialfeder in diesem Übergangsbereich minimal, wodurch die
Reibungsverluste beim Umspringen von einer Rastposition zur nächsten deutlich reduziert
werden können.
[0017] Dabei ist vorteilhafterweise der Trägerkörper zwischen einer Bremsstellung, in der
der Rastkörper auf axialer Höhe der Rastausnehmungen angeordnet ist, und einer Freilaufstellung
verschiebbar, in der der Rastkörper auf der Höhe einer in Drehrichtung umlaufenden
Ringnut angeordnet ist. Hierdurch ist die Rasteinrichtung in einfacher Weise zu- und
abschaltbar. Dadurch kann der Bremskrafterzeuger ein und ausgeschaltet werden, je
nachdem, ob das Handwerkzeuggerät als Tangentialschlagschrauber oder als Schlagbohrer
verwendet werden soll.
[0018] Alternativ oder zusätzlich ist zwischen dem Trägerkörper und der Werkzeugspindel
vorteilhafterweise ein Reibschluss herstellbar. Hierdurch kann der Bremskrafterzeuger
in besonders kostengünstiger Weise hergestellt werden bzw. kann seine Bremskraft ohne
grösseren Aufwand erhöht werden.
[0019] Dabei ist es günstig, wenn der Trägerkörper durch einen elastischen Reibring geformt
ist. Hierdurch kann der Bremskrafterzeuger auf besonders kostengünstige Weise hergestellt
werden.
[0020] Vorteilhafterweise liegt der Schwellenwert im Bereich von 1 bis 5 Nm. Dieser Momentbereich
hat sich als besonders geeignet herausgestellt, da er einerseits eine gute Performance
des Drehimpulserzeugers gewährleistet und mit den oben genannten Bremskrafterzeugern
sicher an der Werkzeugspindel eingestellt werden kann. Andererseits kann dieser Wert
von dem Antriebsmoment der meisten Tangentialschlagschraubern sicher übertroffen werden,
so dass Tangentialschlagschrauber mit zusätzlicher Schlagbohrfunktion basierend auf
einer Produktionsserie von herkömmlichen Tangentialschlagbohrern hergestellt werden
können.
[0021] Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Es zeigen:
- Fig. 1
- eine teilweise geschnittene Ansicht eines erfindungsgemässen Handwerkzeuggerätes,
- Fig. 2
- einen Längsschnitt durch einen Drehimpulserzeuger und einen Bremskrafterzeuger des
Handwerkzeuggerätes nach Fig. 1 in einer Freilaufstellung,
- Fig. 3
- einen Längsschnitt durch den Drehimpulserzeuger und den Bremskrafterzeuger nach Fig.
2 in einer Bremsstellung,
- Fig. 4
- eine Diagramm-Darstellung des Momenten-und-Axialkraftverlaufes bei Generierung eines
Drehimpulses durch den Drehimpulserzeuger,
- Fig. 5a bis 5c
- jeweils einen Querschnitt durch den Bremskrafterzeuger in drei Ausführungsformen und
- Fig. 6
- eine Explosionsdarstellung des Drehimpulserzeugers und einem reibschlüssig wirkenden
Bremskrafterzeuger.
[0022] Fig. 1 zeigt ein Handwerkzeuggerät 2 in Form eines Tangentialschlagschraubers, der
ein Gehäuse 4 aufweist, in dem ein Universalmotor 6 untergebracht ist. Der Universalmotor
6 treibt über ein Motorritzel 8 eine Antriebsspindel 10 in Drehrichtung D um eine
Achse A an.
[0023] Die Antriebsspindel 10 ist über einen insgesamt mit 12 bezeichneten Drehimpulserzeuger
mit einer Werkzeugspindel 14 rotatorisch koppelbar. Die Werkzeugspindel 14 ist wiederum
drehfest mit einer Werkzeugaufnahme 16 verbunden, an der ein Werkzeugbit 18 beispielsweise
in Form eines Schrauberbits oder eines Bohrers, insbesondere eines Metallbohrers,
anbringbar ist.
[0024] Ferner ist an der Werkzeugspindel 14 ein insgesamt mit 20 bezeichneter Bremskrafterzeuger
vorgesehen, über den die Werkzeugspindel 14 entgegen der Drehrichtung D mit einer
Bremskraft beaufschlagbar ist. Der Bremskrafterzeuger 20 weist einen hülsenförmigen
Trägerkörper 22 auf, der von der Werkzeugspindel 14 durchragt wird.
[0025] Wie insbesondere aus Fig. 2 zu entnehmen ist, ist der Trägerkörper 22 in axialer
Richtung verschiebbar aber drehfest in dem Gehäuse 4 gelagert. Dabei sind an einer
Innenseite 24 des Trägerkörpers 22 eine quer zur Achse A um die Werkzeugspindel 14
herum umlaufende Ringnut 26 und zwei parallel zur Achse A ausgerichtete Rastausnehmungen
28 eingelassen, die in die Ringnut 26 münden.
[0026] In der in Fig. 2 dargestellten Stellung des Bremskrafterzeugers 20 ragt ein in einer
Querbohrung 30 der Werkzeugspindel 14 radial verschiebbarer, kugelförmiger Rastkörper
32 in die Ringnut 26. Der Rastkörper 20 ist hierbei durch eine Radialfeder 34 gegen
die Innenseite 24 des Trägerkörpers 22 vorgespannt und bildet zusammen mit den Rastausnehmungen
28 und der Ringnut 26 eine insgesamt mit 35 bezeichnete zu- und abschaltbare Rasteinrichtung.
[0027] Wie ferner aus Fig. 2 zu entnehmen ist, weist der Drehimpulserzeuger 12 ein Schlägerelement
36 auf, an dem zwei Schlägervorsprünge 38 ausgeformt sind, die in Richtung der Achse
A abragen. Die Schlägervorsprünge 38 sind in Drehrichtung D an Spindelvorsprünge 40
angelegt, die in radialer Richtung von der Werkzeugspindel 14 abragen, wie gestrichelt
angedeutet.
[0028] Das Schlägerelement 36 ist mittels einer Axialfeder 42, die sich an einem mit der
Antriebsspindel 10 fest verbundenen Lagerring 44 abstützt, in Richtung der Werkzeugspindel
14 vorgespannt. Die Axialfeder weist hierzu eine Federsteifigkeit von 10
3 bis 10
5 N/m auf. Dabei steht das Schlägerelement 36 über kugelförmige Drehmitnehmer 46 in
Eingriff mit der Antriebsspindel 10. Die Drehmitnehmer 46 sind hierzu einerseits in
einer zickzackförmig angeordneten, umlaufenden Steuernut 48 geführt, die in die Antriebsspindel
10 eingelassen ist. Alternativ hierzu kann für jeden Drehmitnehmer 46 auch eine eigene,
nur teilweise umlaufende Steuernut 48 vorgesehen werden. Gleichzeitig ragen die Drehmitnehmer
46 teilweise in Steuerausnehmungen 50, die an einer Axialbohrung 52 des Schlägerelementes
36 eingelassen sind.
[0029] Bei Einschalten des Universalmotors 6 wird in dieser Stellung ein Antriebsmoment
M
A von der Antriebsspindel 10 auf die Drehmitnehmer 46 abgegeben, die von der Axialfeder
42 sowohl gegenüber der Steuernut 48 als auch gegenüber der jeweiligen Steuerausnehmung
50 zunächst in eine feste Position gepresst werden. In dieser Position verbleiben
die Drehmitnehmer bei Rotation der Antriebsspindel 10 zunächst und übertragen auf
diese Weise das Antriebsmoment M
A auf das Schlägerelement 36. Von diesem wird das Antriebsmoment M
A über die Schlägervorsprünge 38 und die Spindelvorsprünge 40 auf die Werkzeugspindel
14 und von diesem auf die Werkzeugaufnahme 16 übertragen.
[0030] Hierbei läuft der Rastkörper 32 frei in der Ringnut 26, so dass von dem Bremskrafterzeuger
20 keine wesentliche Bremskraft auf die Werkzeugspindel 14 einwirkt. Der Bremskrafterzeuger
20 befindet sich in Fig. 2 somit in einer Freilaufstellung, die insbesondere zum Eindrehen
von nicht dargestellten Schrauben und Bolzen in ein Werkstück geeignet sind.
[0031] Bei einem solchen Eindrehvorgang wird über das mit der Schraube bzw. dem Bolzen in
Eingriff stehende Werkzeugbit 18 und die Werkzeugaufnahme 16 ein Widerstandsmoment
M
B an der Werkzeugspindel 14 erzeugt, das dem Antriebsmoment M
A entgegensteht. Sobald dieses Widerstandsmoment M
B einen Schwellenwert erreicht, der in einem Bereich von 1 bis 5 Nm liegt, können die
Drehmitnehmer 46 nicht mehr in ihrer festen Position gehalten werden, sondern bewegen
sich zusammen mit dem Schlägerelement 36 entlang der Steuernut 48 von der Werkzeugspindel
14 weg. Hierbei liegt der Hubweg des Schlägerelementes 36 zwischen 5 und 20mm. Auf
diese Weise geraten die Schlägervorsprünge 38 ausser Eingriff mit den Spindelvorsprüngen
40, so dass diese in Drehrichtung D aneinander vorbei bewegt werden. Gleichzeitig
wird die Einwirkung des Widerstandsmomentes M
B auf das Schlägerelement 36 unterbrochen.
[0032] Sobald die Schlägervorsprünge 38 den jeweiligen Spindelvorsprung 40 passiert haben,
an dem sie bislang in Anlage standen, wird das übrige Schlägerelement 36 durch die
Axialfeder 42 in axialer Richtung gegen die Spindelvorsprünge 40 gepresst. Gleichzeitig
wird das Schlägerelement 36 entlang der Steuernut 48 in Drehrichtung D beschleunigt,
so dass die Schlägervorsprünge 38 nun gegen den jeweils anderen Spindelvorsprung 40
geschlagen werden.
[0033] Auf diese Weise wird durch den Drehimpulserzeuger 12 ein wiederkehrender Drehimpuls
auf die Werkzeugspindel 14 übertragen, durch den die einzudrehende Schraube bzw. der
Bolzen mit einem intermittierenden Drehmoment von 5 bis 300 Nm beaufschlagt wird.
Somit können mit diesem Handwerkzeuggerät Schrauben und Bolzen auch entgegen hohen
Widerstandsmomenten M
B ein- oder ausgedreht werden.
[0034] Fig. 3 zeigt das Handwerkzeuggerät 2 in einer Schlagbohrstellung, die insbesondere
zum Bohren von Metall, wie beispielsweise Stahl, geeignet ist. In dieser Stellung
ist der Trägerkörper 22 in axialer Richtung derart gegenüber dem Gehäuse 4 verschoben,
dass der Rastkörper 32 nun auf Höhe der beiden Rastausnehmungen 28 gegen die Innenseite
24 vorgespannt ist.
[0035] Bei Einschalten des Universalmotors 6 wird in dieser Stellung wiederum das Antriebsmoment
von der Antriebsspindel 10 über den Drehimpulserzeuger 12 auf die Werkzeugspindel
14 übertragen. Hierbei kommt der Rastkörper 32, wie dargestellt, in Eingriff mit einer
der Rastausnehmungen 28. Der Bremskrafterzeuger 20 befindet sich in Fig. 3 somit in
einer Bremsstellung, die insbesondere zum Bohren in Metall geeignet ist.
[0036] In dieser Bremsstellung erzeugt der formschlüssige Eingriff zwischen dem Rastkörper
32 und der betreffenden Rastausnehmung 28 eine der Drehrichtung D entgegen stehende
Bremskraft, aus der ein Widerstandsmoment M
B in der Grösse von 1 bis 5 Nm an der Werkzeugspindel 14 resultiert. Das Widerstandselement
M
B reicht dabei aus, um den Drehimpulserzeuger 12 unabhängig von den auf das Werkzeugbit
18 einwirkenden äusseren Kräften in den oben beschriebenen schlagenden Zustand zu
versetzen.
[0037] Das Schlägerelement 36 verursacht hierbei durch die Bewegung in axialer Richtung
ein Anpressen des Werkzeugbits 18, das hierzu in Form eines Metallbohrers verwendet
wird, gegen das jeweilige zu bearbeitende Werkstück. Während diesem Anpressvorgang
schlägt das Schlägerelement 36 zudem mit den Schlägervorsprüngen 38 in Drehrichtung
D gegen die Spindelvorsprünge 40. Wie aus dem Schaubild nach Fig. 4 hervorgeht wird
dabei in Drehrichtung D ein intermittierendes Drehmoment M von 300 Nm bei einem gleichzeitigen
kurzen Anpressdruck F von etwa 1 kN erreicht. Hierdurch kann das Werkzeugbit 18 besonders
gut in das Werkstück einschneiden, ohne dass eine das Handwerkzeuggerät 2 bedienende
Person einen erhöhten Anpressdruck ausüben muss.
[0038] Die Fig. 5a bis 5c zeigen einen Querschnitt durch den Bremskrafterzeuger 20 für drei
verschiedene Ausführungsformen der Rastausnehmungen 28a bis c. Der formschlüssige
Eingriff des Rastkörpers 32 in die betreffende Rastausnehmung 28 wird erst von den
durch den Drehimpulserzeuger 12 erzeugten Drehimpulsen überwunden. Hierbei wird der
Eingriffskörper 32 entgegen der Radialfeder 34 in die Querbohrung 30 gedrückt und
der Formschluss dadurch aufgehoben. Der Rastkörper 32 springt somit im Betrieb mit
jedem Drehimpuls in Drehrichtung von der einen Rastausnehmung 28 zur anderen.
[0039] In der Ausführungsform nach Fig. 5a sind die Rastausnehmungen 28a durch zwei gegenüber
liegende, in die Innenseite 24 eingelassene Nuten 28a gebildet, die parallel zur Achse
A ausgerichtet sind. An diesen Nuten kann der Rastkörper 32 in Drehrichtung D im Betrieb
einen formschlüssigen Eingriff mit dem drehfesten Trägerkörper 22 herstellen. Beim
Umspringen des Rastkörpers 32 von einer Nut 28a zur anderen wird dieser zwischen zwei
Rastpositionen nahezu vollständig in die Querbohrung 30 hineinverschoben.
[0040] In der Ausführungsform nach Fig. 5b sind die Rastausnehmungen 28 durch zwei in die
Innenseite 24 eingelassene und im Querschnitt spiralförmige Rampenausnehmungen 28b
gebildet, die lediglich in Drehrichtung D einen Absatz 58 als Anschlag für den Rastkörper
32 bilden. Beim Umspringen zwischen den Rastpositionen wird der Rastkörper somit entlang
den Rampenausnehmungen 28b allmählich von der in die Querbohrung 30 eingerückten Position
in die ausgerückte Eingriffsposition am nächsten Absatz 58 bewegt.
[0041] In der Ausführungsform nach Fig. 5c sind die Rastausnehmungen 28 durch zwei in die
Innenseite 24 eingelassene und im Querschnitt bogenförmige Vertiefungen 28c gebildet.
Diese bilden in Drehrichtung zwischen sich zwei Anschlagsrippen 60 aus, die Anschlag
für den Rastkörper 32 fungieren. Bei dieser Ausführungsform wird sichergestellt, dass
der Rastkörper 32 beim Übergang vom Anschlag an der einen Anschlagrippe 60 zum Anschlag
an der anderen Anschlagrippe 60 mit möglichst geringer Kraft gegen den Trägerkörper
22 gedrückt wird.
[0042] Bei allen drei Ausführungsformen wird die Drehfestigkeit des Trägerkörper 22 gegenüber
dem Gehäuse 4 durch eine Rippe 54 erzielt, die in eine entsprechende Aufnahme 56 am
Gehäuse 4 greift.
[0043] Fig. 6 zeigt den Drehimpulserzeuger 12 zusammen mit einer weiteren Ausführungsform
des Bremskrafterzeugers 20 in explodierter Darstellung. Bei diesem Bremskrafterzeuger
20 ist der Trägerkörper 20 durch einen elastischen Reibring, beispielsweise aus Gummi
oder Kunststoff, gebildet. Dieser Reibring ist entsprechend den oben genannten Trägerkörpern
20 drehfest im Gehäuse 4 gelagert und erzeugt durch Reibung an der Oberfläche der
Werkzeugspindel 14 das nötige Widerstandsmoment M
B, um den Drehimpulserzeuger 12 auszulösen.
[0044] Neben den oben beschriebenen Bremskrafterzeugern 20 sind auch weitere Ausführungsformen
vorstellbar. Beispielsweise könnte zwischen der Werkzeugspindel 14 und dem Gehäuse
4 ein Formschluss über ein gesteuertes Sperrglied oder ein Reibschluss über ein gesteuertes
Klemmglied hergestellt werden. Die Steuerung des Sperrgliedes bzw. des Klemmgliedes
könnte dabei beispielsweise elektromagnetisch, piezoelektrisch, elektrostriktiv oder
magnetostriktiv erfolgen.
1. Handwerkzeuggerät (2) mit
einer Antriebsspindel (10), die von einem Motor (6) mit einem Antriebsmoment (MA) beaufschlagbar ist,
einer Werkzeugspindel (14), die zum Antrieb eines Werkzeugbits (18) in einer Drehrichtung
(D) mit der Antriebsspindel (10) koppelbar und drehfest mit einer Werkzeugaufnahme
(16) verbunden ist, an der das Werkzeugbit (18) anbringbar ist, und
einem Drehimpulserzeuger (12), der bei Erreichen eines Schwellenwertes hinsichtlich
eines an der Werkzeugspindel (14) auftretenden Widerstandsmomentes (MB) diese mit einem Drehimpuls beaufschlagt,
dadurch gekennzeichnet, dass an der Werkzeugspindel (14) ein Bremskrafterzeuger (20) angeordnet ist, über den
die Werkzeugspindel (14) mit einer entgegen der Drehrichtung (D) wirkenden Bremskraft
beaufschlagbar ist.
2. Handwerkzeuggerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugspindel (14) über den Drehimpulserzeuger (12) mit einem axialen Kraftimpuls
beaufschlagbar ist.
3. Handwerkzeuggerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremskrafterzeuger (20) wahlweise zu- und abschaltbar ist.
4. Handwerkzeuggerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremskrafterzeuger (20) einen drehfest gelagerten Trägerkörper (22) aufweist,
der von der Werkzeugspindel (14) durchragt ist.
5. Handwerkzeuggerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Trägerkörper (22) und der Werkzeugspindel (14) ein vorgespannter Formreibschluss
herstellbar ist.
6. Handwerkzeuggerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Formreibschluss durch eine zwischen dem Trägerkörper (22) und der Werkzeugspindel
(14) angeordnete Rasteinrichtung (35) herstellbar ist, die einen Rastkörper (32) radial
verschiebbar an einem Element aus Werkzeugspindel (14) und Trägerkörper (22) lagert,
der gegen das jeweils andere Element vorgespannt ist, an dem mindestens eine entsprechende
Rastausnehmung (28) zur Aufnahme des Rastkörpers (32) eingelassen ist.
7. Handwerkzeuggerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastausnehmung (28) durch eine sich quer zur Drehrichtung (D) erstreckende Nut
(28a) gebildet ist.
8. Handwerkzeuggerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastausnehmung (28) durch eine Rampenausnehmung (28b) gebildet ist, die einen
spiralförmigen Querschnitt aufweist, wobei die Tiefe der Rampenausnehmung (28b) in
Drehrichtung (D) bis zu einem Absatz (58) stetig zunimmt.
9. Handwerkzeuggerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastausnehmung (28) durch eine im Querschnitt kreisbogenförmige Vertiefung (28c)
um die Achse A gebildet ist, die über ihre Länge eine gleich bleibende Tiefe aufweist.
10. Handwerkzeuggerät nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper (22) zwischen einer Bremsstellung, in der der Rastkörper (32) auf
axialer Höhe der Rastausnehmungen (28) angeordnet ist, und einer Freilaufstellung
verschiebbar ist , in der der Rastkörper (32) auf der Höhe einer in Drehrichtung (D)
umlaufenden Ringnut (26) angeordnet ist.
11. Handwerkzeuggerät nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Trägerkörper (22) und der Werkzeugspindel (14) ein Reibschluss herstellbar
ist.
12. Handwerkzeuggerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper (22) durch einen elastischen Reibring geformt ist.
13. Handwerkzeuggerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwellenmoment im Bereich von 1 bis 5 Nm liegt.