Stand der Technik
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Handwerkzeugmaschine mit einem Getriebe und
einer Drehmomentkupplung, die eine dem Getriebe zugeordnete Begrenzungseinheit aufweist,
der ein von mindestens einem Federelement axial in Richtung des Motors beaufschlagtes
Übertragungselement zugeordnet ist, wobei eine Momentenhöhe der Drehmomentkupplung
über ein von einem Benutzer betätigbares Bedienelement zumindest innerhalb vorgegebener
Grenzen einstellbar ist.
[0002] Aus der
DE 10 2009 046 663 A1 ist eine Handwerkzeugmaschine mit einem nach Art eines Planetengetriebes ausgebildeten
Getriebe und einer Drehmomentkupplung bekannt, die eine dem Getriebe zugeordnete Begrenzungseinheit
zum Einstellen einer maximalen, vom Getriebe auf eine Werkzeugaufnahme der Handwerkzeugmaschine
übertragbaren Momentenhöhe aufweist. Die Einstellung der Momentenhöhe erfolgt mit
Hilfe einer zugeordneten Einstellhülse innerhalb von vorgegebenen Grenzen. Die Drehmomentkupplung
weist ein Übertragungselement auf, das von einem Federelement mit einer vorgegebenen
Federkraft axial in Richtung von kugelförmigen Rastkörpern beaufschlagt wird, die
der Begrenzungseinheit zugeordnet sind. Die kugelförmigen Rastkörper werden von dem
Übertragungselement gegen ein Hohlrad des Planetengetriebes beaufschlagt.
[0003] In der
EP 2 777 891 A1 wird eine Kupplung für eine Handwerkzeugmaschine mit einem Einstellring offenbart.
[0004] Aus der
US 2011/127059 A1 ist eine Handwerkzeugmaschine mit einem Kupplungsmechanismus bekannt.
Offenbarung der Erfindung
[0005] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Handwerkzeugmaschine mit einem Getriebe und
einer Drehmomentkupplung, die eine dem Getriebe zugeordnete Begrenzungseinheit aufweist
und der ein von mindestens einem Federelement, insbesondere axial in Richtung des
Motors, alternativ in Richtung der Werkzeugaufnahme, beaufschlagtes Übertragungselement
zugeordnet ist, wobei eine Momentenhöhe der Drehmomentkupplung über ein von einem
Benutzer betätigbares Bedienelement zumindest innerhalb vorgegebener Grenzen einstellbar
ist. Die Begrenzungseinheit weist mindestens einen Rastkörper auf, der in axialer
Richtung der Drehmomentkupplung zumindest abschnittsweise in das Übertragungselement
eingreift.
[0006] Die Erfindung ermöglicht somit die Bereitstellung einer Handwerkzeugmaschine, bei
der eine zuverlässige Führung des Übertragungselements gewährleistet ist. Das bevorzugt
nach Art eines Druckblechs ausgebildete Übertragungselement ist durch die Rastkörper
sowohl in radialer als auch in axialer Richtung zuverlässig positioniert, so dass
sich die Reibung und damit einhergehend der Verschleiß verringern. Ferner ergibt sich
eine reduzierte axiale Baulänge der Drehmomentkupplung bei einem zugleich reduzierten
Gewicht. Aufgrund des verminderten Gewichts werden bei aktiver Drehmomentkupplung
weniger Vibrationen hervorgerufen. Weiterhin besteht zwischen den Rastkörpern und
dem Druckblech jeweils mindestens ein Linienkontakt anstelle eines Punktkontaktes,
wie bei herkömmlichen Drehmomentkupplungen. Darüber hinaus werden die Kupplungskräfte
bei aktiver Drehmomentkupplung zur Maximierung der Lebensdauer harmonisiert.
[0007] Das Übertragungselement weist mindestens eine Aussparung zur zumindest abschnittsweise
axialen Aufnahme des mindestens einen Rastkörpers auf.
[0008] Hierdurch ergibt sich eine verlässliche Lagesicherung des Übertragungselements mittels
der Rastkörper.
[0009] Gemäß einer Ausführungsform ist die mindestens eine Aussparung nach Art einer Öffnung
ausgebildet und der mindestens eine Rastkörper ist kugelförmig ausgebildet, wobei
der mindestens eine kugelförmige Rastkörper zumindest abschnittsweise in die Öffnung
eingreift.
[0010] Hierdurch können die gebräuchlicherweise als Rastkörper verwendeten, kugelförmigen
Rastkörper Anwendung finden, während die Öffnungen z.B. als leicht zu fertigende,
zylindrische Bohrungen ausgeführt sein können.
[0011] Erfindungsgemäß ist ein Durchmesser der mindestens einen Aussparung kleiner als ein
Durchmesser des mindestens einen kugelförmigen Rastkörpers.
[0012] Infolgedessen kann sich der mindestens eine Rastkörper in axialer Richtung nicht
durch das Übertragungselement hindurchdrücken. Ein Durchmesser der Aussparung ist
vorzugsweise kleiner als das 0,9-fache des Durchmessers des Rastkörpers. Ggfls. kann
ein umlaufender Rand der Aussparung prismatisch angefast sein.
[0013] Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die mindestens eine Aussparung eine mehreckige
Grundfläche auf und der mindestens eine Rastkörper ist zylinderförmig ausgebildet,
wobei der mindestens eine zylinderförmige Rastkörper zumindest abschnittsweise in
die mindestens eine Aussparung eingreift.
[0014] Hierdurch können auch walzenförmige bzw. rollenförmige Rastkörper zum Einsatz kommen,
die im Vergleich zu kugelförmigen Rastkörpern einen geradlinigen Kontakt mit dem Hohlrad
ermöglichen.
[0015] Erfindungsgemäß ist eine umfangsseitige Breite der mindestens einen Aussparung kleiner
als ein Durchmesser des mindestens einen zylinderförmigen Rastkörpers.
[0016] Hierdurch wird ein etwaiges Hindurchdrücken und damit unter Umständen einhergehendes
Verklemmen des mindestens einen Rastkörpers innerhalb des Übertragungselements verhindert.
[0017] Bevorzugt weist das Getriebe mindestens ein Hohlrad auf, die Begrenzungseinheit weist
mindestens drei Rastkörper sowie eine stirnseitig an dem Hohlrad ausgebildete Kopplungsgeometrie
auf und das Übertragungselement weist mindestens drei Aussparungen auf.
[0018] Infolgedessen wird eine umfangsseitig gleichmäßige Abstützung des Übertragungselements
in axialer Richtung erzielt. Die Kopplungsgeometrie ist bevorzugt mit einer der Anzahl
der Rastkörper bzw. der Aussparungen entsprechenden Anzahl von trapezförmigen Anlauframpen
realisiert.
[0019] Vorzugsweise ist das Übertragungselement scheibenförmig ausgebildet und weist mindestens
drei radial einwärts gerichtete Vorsprünge auf, in denen jeweils eine der mindestens
drei Aussparungen ausgebildet ist.
[0020] Die Erfindung ermöglicht somit ein einfaches Abschalten der Drehmomentkupplung.
[0021] Bevorzugt weist das mindestens eine Federelement mindestens eine Druckfeder auf.
[0022] Hierdurch ist eine umfangsseitig gleichmäßige Kraftbeaufschlagung gegeben.
[0023] Vorzugsweise ist das Getriebe nach Art eines Planetengetriebes ausgebildet und weist
mindestens ein Hohlrad auf, wobei der mindestens eine Rastkörper mittels des Übertragungselements
gegen das Hohlrad axial kraftbeaufschlagt ist.
[0024] Hierdurch ist eine konstruktiv einfache Realisierung der Drehmomentkupplung möglich.
[0025] Nach Maßgabe einer Weiterbildung ist der mindestens eine Rastkörper zum Abrollen
an dem Hohlrad ausgebildet.
[0026] Hierdurch ergibt sich ein weitgehend geräusch- und verschleißarmer Betrieb der aktiven
Drehmomentkupplung.
[0027] Vorzugsweise ist das von dem Benutzer betätigbare Bedienelement dazu ausgebildet,
eine Einstellung einer von dem mindestens einen Federelement ausgeübten Federkraft
zu ermöglichen.
[0028] Infolgedessen kann die Momenthöhe einem jeweiligen Anwendungsszenario angepasst werden.
Das Bedienelement ist bevorzugt als eine in Bezug zum Werkzeuggehäuse benutzerseitig
verdrehbare Momenteneinstellhülse ausgeführt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
[0029] Die Erfindung ist anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen
in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine schematische Ansicht einer Handwerkzeugmaschine mit einer Drehmomentkupplung
gemäß einer Ausführungsform,
- Fig. 2
- eine Schnittansicht eines Ausschnitts 220 der Handwerkzeugmaschine von Fig. 1 mit
einem Übertragungselement gemäß einer ersten Ausführungsform,
- Fig. 3
- eine Explosionsansicht eines Teils des Ausschnitts 220 von Fig. 1, und
- Fig. 4
- die Schnittansicht von Fig. 2 mit einem Übertragungselement gemäß einer zweiten Ausführungsform.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
[0030] Fig. 1 zeigt beispielhaft eine mit einer Drehmomentkupplung 160 versehene Handwerkzeugmaschine
100. Die Handwerkzeugmaschine 100 weist illustrativ ein Werkzeuggehäuse 105 mit einem
Handgriff 115 auf.
[0031] Gemäß einer Ausführungsform ist die Handwerkzeugmaschine 100 zur netzunabhängigen
Stromversorgung mechanisch und elektrisch mit einem Akkupack 210 verbindbar. In Fig.
1 ist die Handwerkzeugmaschine 100 beispielhaft als Acku-Bohrschrauber ausgebildet,
wobei der Akkupack 210 festverbaut oder austauschbar sein kann. Es wird jedoch darauf
hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf Akku-Bohrschrauber beschränkt
ist, sondern vielmehr bei unterschiedlichen Handwerkzeugmaschinen Anwendung finden
kann, die eine der Drehmomentkupplung 160 entsprechende Drehmomentkupplung aufweisen,
unabhängig davon, ob die Handwerkzeugmaschine elektrisch, d.h. netzunabhängig mit
dem Akkupack 210 oder netzabhängig, und/oder nicht-elektrisch betreibbar ist.
[0032] In dem Werkzeuggehäuse 105 sind beispielhaft ein von dem Akkupack 210 mit Strom versorgter,
elektrischer Antriebsmotor 200 und ein Getriebe 170 angeordnet. Der Antriebsmotor
200 ist über das Getriebe 170 mit einer Antriebswelle 120, z.B. einer Antriebsspindel,
verbunden. Der Antriebsmotor 200 ist illustrativ in einem Motorgehäuse 202 angeordnet
und das Getriebe 170 ist in einem Getriebegehäuse 110 untergebracht, wobei das Getriebegehäuse
110 und das Motorgehäuse 202 beispielhaft in dem Werkzeuggehäuse 105 angeordnet sind.
[0033] Das Getriebe 170 ist zur Übertragung eines von dem Antriebsmotor 200 erzeugten Drehmoments
auf die Antriebsspindel 120 ausgebildet und gemäß einer Ausführungsform ein mit verschiedenen
Gang- bzw. Planetenstufen ausgebildetes Planetengetriebe 171, das im Betrieb der Handwerkzeugmaschine
100 vom Antriebsmotor 200 drehend angetrieben wird. Der Antriebsmotor 200 ist z.B.
über einen Handschalter 212 betätigbar, d.h. ein- und ausschaltbar, und kann ein beliebiger
Motortyp sein, z.B. ein elektronisch kommutierter Motor oder ein Gleichstrommotor.
Vorzugsweise ist der Antriebsmotor 200 derart elektronisch steuer- bzw. regelbar,
dass sowohl ein Reversierbetrieb, als auch Vorgaben hinsichtlich einer gewünschten
Drehgeschwindigkeit realisierbar sind. Die Funktionsweise und der Aufbau eines geeigneten
Antriebsmotors sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt, sodass hier zwecks
Knappheit der Beschreibung auf eine eingehende Beschreibung verzichtet wird.
[0034] Die Antriebsspindel 120 ist über eine Lageranordnung 130 drehbar im Werkzeuggehäuse
105 gelagert. Der Antriebsspindel 120 ist eine Werkzeugaufnahme 140 zugeordnet, die
im Bereich einer Stirnseite 112 des Werkzeuggehäuses 105 angeordnet ist und illustrativ
ein Bohrfutter 145 aufweist. Die Lageranordnung 130 weist gemäß einer Ausführungsform
mindestens zwei Lagerstellen 132, 134 zur drehbeweglichen Lagerung der Antriebsspindel
120 auf.
[0035] Die Werkzeugaufnahme 140 dient zur Aufnahme eines Einsatzwerkzeugs 150 und kann an
die Antriebsspindel 120 angeformt sein oder aufsatzförmig mit dieser verbunden sein.
In Fig. 1 ist die Werkzeugaufnahme 140 beispielhaft aufsatzartig ausgebildet und mittels
einer an der Antriebswelle 120 bzw. der Antriebsspindel vorgesehenen Befestigungsvorrichtung
122 an dieser befestigt. Die Befestigungsvorrichtung 122 ist hier exemplarisch als
Außengewinde ausgeführt.
[0036] Gemäß einer Ausführungsform weist die Handwerkzeugmaschine 100 wie oben beschrieben
die Drehmomentkupplung 160 auf. Diese ist illustrativ mit einem von einem Benutzer
der Handwerkzeugmaschine 100 betätigbaren, insbesondere verdrehbaren Bedienelement
165 ausgestattet. Das von dem Benutzer betätigbare Bedienelement 165 ist zur Einstellung
einer von dem Benutzer jeweils gewünschten, z.B. arbeitsspezifischen Drehmomentbegrenzung
durch die Drehmomentkupplung 160 bzw. zur Einstellung einer jeweiligen Momentenhöhe
der Drehmomentkupplung 160, zumindest innerhalb vorgegebener Grenzen, ausgebildet.
Hierbei ist das Bedienelement 165 der Drehmomentkupplung 160 beispielhaft hülsenförmig
ausgebildet und wird deshalb nachfolgend auch als die "Momenteneinstellhülse" 165
bezeichnet. Die Drehmomentkupplung 160 wird nachfolgend in Bezug auf die in Fig. 2
vergrößert dargestellte Ansicht des Ausschnitts 220 der Handwerkzeugmaschine 100 eingehender
erläutert.
[0037] Fig. 2 zeigt den Ausschnitt 220 der Handwerkzeugmaschine 100 von Fig. 1, wobei zwecks
Einfachheit und Übersichtlichkeit der Zeichnung auf eine Darstellung der Werkzeugaufnahme
140 und des Einsatzwerkzeugs 150 von Fig. 1 verzichtet wurde. Dieser Ausschnitt 220
zeigt unter anderem das in das Getriebegehäuse 110 integrierte Getriebe 170, das hier
lediglich exemplarisch als ein Planetengetriebe 171 ausgeführt ist. Darüber hinaus
zeigt der Ausschnitt 220 die zumindest abschnittsweise im Kupplungsgehäuse 161 angeordnete
Drehmomentkupplung 160 sowie eine dem Planetengetriebe 171 zugeordnete Begrenzungseinheit
230.
[0038] Das Planetengetriebe 171 umfasst exemplarisch eine hintere, dem Antriebsmotor 200
von Fig. 1 zugewandte Planetenstufe 172 mit einem nicht dargestellten, vom Antriebsmotor
drehend antreibbaren Sonnenrad und drei Planetenrädern, von denen hier lediglich zwei
Planetenräder 174, 175 sichtbar sind. Die Planetenräder 174, 175 der hinteren Planetenstufe
172 sind mit einem Planetenträger 176 verbunden. Eine mittlere Planetenstufe 177 umfasst
drei mit einem Planetenträger 178 verbundene Planetenräder, von denen hier lediglich
ein Planetenrad 179 sichtbar ist. Die Planetenräder der mittleren Planetenstufe 177
sind von einem an dem Planetenträger 176 der hinteren Planetenstufe 172 ausgebildeten
Sonnenrad 180 drehend antreibbar. Ein an dem Planetenträger 178 der mittleren Planetenstufe
177 ausgebildetes Sonnenrad 181 treibt seinerseits wiederum drei Planetenräder einer
vorderen Planetenstufe 182 an, die mit einem Planetenträger 183 verbunden sind, wobei
von den drei Planetenrädern der vorderen Planetenstufe 182 lediglich ein Planetenrad
184 sichtbar ist. Die Planetenräder der vorderen Planetenstufe 182 stehen illustrativ
im Eingriff mit einer Innenverzahnung 185 eines Hohlrads 190. Der Planetenträger 183
der vorderen Planetenstufe 182 ist exemplarisch drehfest, beispielsweise mittels einer
Formschlussverbindung, mit der Antriebswelle 120 bzw. der Antriebsspindel verbunden.
[0039] An einem freien Ende 123 der Antriebswelle 120 ist beispielhaft die Befestigungsvorrichtung
122 für die Werkzeugaufnahme 140 von Fig. 1 vorgesehen. Die Antriebswelle 120 bzw.
die Antriebsspindel ist mittels der ersten und der zweiten Lagerstelle 132, 134 als
Bestandteile der Lageranordnung 130 von Fig. 1 drehbar im Kupplungsgehäuse 161 aufgenommen,
wobei die erste Lagerstelle 132 exemplarisch als ein Gleitlager 136 und die zweite
Lagerstelle 134 als ein Kugellager 138 ausgebildet ist.
[0040] Der Begrenzungseinheit 230 ist ein von mindestens einem und bevorzugt sechs Federelementen
- von denen hier lediglich exemplarisch ein einzelnes mit einer Druckfeder 232 ausgeführtes
Federelement 234 sichtbar ist - in Richtung des Planetengetriebes 171 bzw. in Richtung
des Antriebsmotors 200 beaufschlagtes Übertragungselement 240 bzw. Druckblech zugeordnet.
Vorzugsweise sind die sechs Federelemente bzw. die Druckfedern umfangsseitig gleichmäßig
zueinander beabstandet angeordnet.
[0041] Zwischen dem vorzugsweise zumindest näherungsweise scheibenförmigen Übertragungselement
240 und einer dem freien Ende 123 der Antriebswelle 120 zugewandten Stirnseite 236
des Hohlrads 190 sind gleichfalls mindestens zwei, vorzugsweise drei und bevorzugt
sechs Rastkörper - von denen hier lediglich ein einzelner kugelförmiger Rastkörper
250 sichtbar ist - angeordnet. Aufgrund der von den Druckfedern auf das Übertragungselement
240 in axialer Richtung ausgeübten Federkraft, werden der Rastkörper 250 sowie alle
übrigen Rastkörper gegen eine an der Stirnseite 236 des Hohlrads 190 ausgeformte Kopplungsgeometrie
252 beaufschlagt. Die Druckfeder 232 sowie alle weiteren Druckfedern sind zwischen
dem Übertragungselement 240 und einem Federelementhalter 238 beidseitig eingespannt,
wobei die Druckfeder 232 in der hier gezeigten axialen Position des Federelementhalters
238 unter einer zumindest geringfügigen axialen Vorspannung steht.
[0042] Das der Drehmomentkupplung 160 zugeordnete Bedienelement 165 bzw. die Drehmomenteinstellhülse
von Fig. 1 ist verdrehbar, bevorzugt jedoch zumindest im Wesentlichen axial unbeweglich
am Kupplungsgehäuse 161 angeordnet. Das Einstellen eines von der Drehmomentkupplung
160 maximal übertragbaren Drehmoments erfolgt durch das Verdrehen des Bedienelements
165 bzw. der Drehmomenteinstellhülse seitens des Benutzers, wodurch der Federelementhalter
238 zur Variation der axialen Federkraft des mindestens einen Federelements 234 in
Richtung eines Doppelpfeils 300 axial verschiebbar ist.
[0043] Das Bedienelement 165 bzw. die Drehmomenteinstellhülse ist bevorzugt drehfest mit
einem innenliegenden, mutterartigen Einstellring 242 gekoppelt, an dem mindestens
ein radial einwärts gerichtetes Eingreifelement 244 ausgebildet ist, das in ein außenumfänglich
am Kupplungsgehäuse 161 vorgesehenes Außengewinde 246 eingreift. Die gewindeartige
Verbindung zwischen dem mindestens einen Eingreifelement 244 und dem Außengewinde
246 des Kupplungsgehäuses 161 dient vorzugsweise dazu, durch eine Verdrehung des Bedienelements
165 bzw. der Drehmomenteinstellhülse den Einstellring 242 am Außengewinde 246 zu führen
und somit eine Verschiebung des Einstellrings 242 parallel zur Längsrichtung der Antriebswelle
120 bzw. der Antriebsspindel - wie mit dem Doppelpfeil 300 angedeutet - zu bewirken
und hierdurch die Federkraft der Federelemente bzw. der Druckfedern in vorgegebenen
Grenzen zu variieren.
[0044] Das Übertragungselement 240 weist in der hier illustrierten ersten Ausführungsform
vorzugsweise sechs, jeweils axial durchgehend ausgeführte Aussparungen auf, die umfangsseitig
gleichmäßig zueinander beabstandet angeordnet sind und von denen hier lediglich eine
Aussparung 260 dargestellt ist, in die der Rastkörper 250 bevorzugt zumindest abschnittsweise
eintaucht. Die Aussparung 260 ist hier lediglich exemplarisch als eine kreisrunde
Öffnung 262 bzw. eine zylindrische Bohrung ausgeführt, deren Durchmesser D
A kleiner als ein Durchmesser D
K des hier gleichfalls lediglich exemplarisch kugelförmigen Rastkörpers 250 ist. Bevorzugt
ist der Durchmesser D
A der Aussparung 260 kleiner als das 0,9-fache des Durchmessers des Rastkörpers 250.
[0045] Aufgrund der axial zumindest abschnittsweise in das Übertragungselement 240 eintauchenden
Rastkörper ist eine kürzere axiale Baulänge der Drehmomentkupplung 160 sowie ein geringeres
Gewicht derselben realisierbar. Darüber hinaus ist insbesondere eine verlässliche
radiale Führung des Übertragungselements 240 gegeben, was mit einer Reibungs- und
Verschleißminderung einhergeht und zu einer Lebensdauerverlängerung der Handwerkzeugmaschine
beiträgt. Daneben ergibt sich durch die runden Aussparungen zwischen den Rastkörpern
und dem Übertragungselement 240 jeweils eine kreisförmige Kontaktlinie bzw. Berührzone.
Es sei nochmals darauf hingewiesen, dass abweichend von den hier lediglich exemplarisch
angeführten sechs Federelementen, den sechs Rastkörpern sowie den hiermit korrespondierend
sechs Aussparungen als Teile der Begrenzungseinheit 230 eine hiervon abweichende Anzahl
von Federelementen, Rastkörpern und Aussparungen vorgesehen sein kann, wobei die Anzahl
der Rastkörper und Aussparungen jedoch jeweils gleich groß gewählt sein sollte.
[0046] Im Kontext der vorliegenden Erfindung ist die Begrenzungseinheit 230 mit dem mindestens
einen Federelement 234, dem Übertragungselement 240, den Rastkörpern 250 sowie der
Kopplungsgeometrie 252 an der Stirnseite 236 des Hohlrads 190 gebildet. Die Drehmomentkupplung
160 umfasst im Wesentlichen das Kupplungsgehäuse 161, das Bedienelement 165 bzw. die
Drehmomenteinstellhülse sowie den Einstellring 242 mit dem mindestens einen Eingreifelement
244 sowie das mit diesem zur Transformation der Drehbewegung des Bedienelements 165
in eine translatorische Bewegung des Federelementhalters 238 zusammenwirkende Außengewinde
246 des Kupplungsgehäuses 161.
[0047] Innerhalb des Planetengetriebes 171 fällt durch die Drehmoment- und Drehzahlwandlung
ein Abstützdrehmoment an, das von den Planetenrädern der vorderen Planetenstufe 182
auf das Hohlrad 190 übertragen wird. Die Drehmomentkupplung 160 spricht an, wenn das
Abstützdrehmoment größer wird, als das von der Begrenzungseinheit 230 aufgebrachte
Haltedrehmoment, so dass das Hohlrad 190 in letzter Konsequenz durchrutscht bzw. durchdreht.
In diesem Fall ist die Übertragung von Drehzahl zwischen der vorderen Planetenstufe
181 des Planetengetriebes 171 und der Antriebswelle 120 unterbrochen bzw. außer Kraft
gesetzt und die Übertragung von Drehmoment begrenzt. Das jeweilige auf das Hohlrad
190 einwirkende Haltedrehmoment der Begrenzungseinheit 230 ist hierbei abhängig von
der axialen Position des Federelementhalters 238 und damit von der Drehstellung des
Bedienelements 165.
[0048] In der hier illustrierten axialen Stellung des Federelementhalters 238 ist das mindestens
eine Federelement 234 weitgehend entspannt, so dass der mindestens eine Rastkörper
250 von dem Übertragungselement 240 mit einer vergleichsweise geringen axialen Federkraft
gegen die Kopplungsgeometrie 252 der Stirnseite 236 des Hohlrads 190 des Planetengetriebes
171 beaufschlagt ist. Hierdurch rutscht bzw. dreht das Hohlrad 190 bereits bei verhältnismäßig
kleinen auf die Antriebswelle 120 bzw. die Antriebsspindel einwirkenden Drehmomenten
durch und die Handwerkzeugmaschine befindet sich in einem "Schraubmodus".
[0049] Ist das mindestens eine Federelement 234 hingegen stärker gespannt bzw. komprimiert,
was durch das axiale Verschieben des Federelementhalters 238 in Richtung des Planetengetriebes
171 bzw. in Richtung des Antriebsmotors 200 durch benutzerseitiges Verdrehen des Bedienelements
165 erreichbar ist, so wird der mindestens eine Rastkörper 250 durch das Übertragungselement
240 mit einer höheren Federkraft gegen das Hohlrad 190 beaufschlagt, woraus ein höheres
Haltedrehmoment resultiert und dieses erst bei höheren an der Antriebswelle 120 angreifenden
Drehmomenten anfängt durchzurutschen bzw. durchzudrehen. Ist das mindestens eine Federelement
234 bzw. die Druckfeder 232 nahezu vollständig komprimiert, so wird der mindestens
eine Rastkörper 250 durch das Übertragungselement 240 mit einer so hohen axialen Federkraft
gegen die Kopplungsgeometrie 252 der Stirnseite 236 des Hohlrads 190 beaufschlagt,
dass dieses praktisch nicht mehr durchrutschen kann und ein "Bohrmodus" der Handwerkzeugmaschine
aktiviert ist, in dem an der Antriebswelle 120 ein maximales Arbeitsdrehmoment abgreifbar
ist. Alternativ hierzu kann auch ein axialer Abstand zwischen dem Federelementhalter
238 und dem Übertragungselement 240 kleiner ausgebildet sein, als entsprechende Erhebungen
(254 in Fig. 3) der Kopplungsgeometrie 252.
[0050] Es sei darauf hingewiesen, dass dem auf dem Gebiet von Bohrschraubern tätigen Fachmann
die Funktionsweise einer Drehmomentkupplung im Übrigen aus dem Stand der Technik hinlänglich
bekannt ist, sodass hier zwecks Knappheit der Beschreibung auf eine eingehendere Beschreibung
der Funktionsweise der Drehmomentkupplung 160 verzichtet werden kann.
[0051] Fig. 3 zeigt eine Explosionsansicht eines Teils des Ausschnitts 220 von Fig. 1 bzw.
Fig. 2. Dementsprechend verfügt das im Wesentlichen hohlzylindrische Hohlrad 190 der
Begrenzungseinheit 230 der Drehmomentkupplung 160 über eine Innenverzahnung 185 und
an der Stirnseite 236 des Hohlrads 190 ist die Kopplungsgeometrie 252 ausgeformt.
Die Kopplungsgeometrie 252 weist hier lediglich exemplarisch sechs gleichartige Erhebungen
auf, deren Querschnittsgeometrie exemplarisch in etwa der eines gleichschenkligen
Trapezes entspricht und von denen beispielhaft zwei Erhebungen 254, 256 bezeichnet
sind. Die sechs umfangsseitig gleichmäßig zueinander beabstandet ausgebildeten Erhebungen
sind in axialer Richtung den kugelförmigen Rastkörpern zugewandt, von denen aus Gründen
der besseren zeichnerischen Übersicht halber ebenfalls nur der Rastkörper 250 und
ein zu diesem umfangsseitig benachbarter Rastkörper 251 bezeichnet sind.
[0052] Das bevorzugt zumindest im Wesentlichen scheibenförmige Übertragungselement 240 verfügt
über eine zentrische Ausnehmung 264, an deren Innenrand 266 sechs radial einwärts
gerichtete sowie jeweils ungefähr V-förmige Vorsprünge ausgebildet sind, von denen
lediglich zwei Vorsprünge 270, 272 der besseren zeichnerischen Übersicht halber bezeichnet
sind. Die Anzahl der Vorsprünge entspricht bevorzugt der Anzahl der verwendeten Druckfedern.
Alternativ hierzu entspricht z.B. bei Verwendung einer einzelnen, zur Antriebswelle
120 von Fig. 1 konzentrisch angeordneten Druckfeder die Anzahl der Vorsprünge der
Anzahl der Rastkörper.
[0053] Jeder der sechs Vorsprünge weist eine Aussparung 260 auf, die den jeweiligen Vorsprung
in axialer Richtung vollständig durchsetzt, wobei die Aussparungen hier jeweils als
kreisrunde Öffnungen bzw. Bohrungen ausgeführt sind. Von den hier insgesamt sechs
Öffnungen sind lediglich zwei Öffnungen 262, 263 bezeichnet. Jeder Vorsprung dient
dabei als ein erstes Auf- bzw. Widerlager für jeweils eine Druckfeder, von denen hier
lediglich die Druckfedern 232 sowie eine weitere, umfangsseitige an diese anschließende
Druckfeder 233 bezeichnet ist. Der Federelementhalter 238 stellt ein zweites Auf-
bzw. Widerlager für die Druckfedern dar.
[0054] Der Federelementhalter 238 verfügt zu diesem Zweck über einen in etwa kreisringförmigen
Grundkörper 239, an dessen nicht bezeichneten Innenrand hier beispielhaft sechs parallel
zu einer Längsmittelachse 302 der Drehmomentkupplung 160 verlaufende Haltestege ausgebildet
sind, von denen nur zwei Haltestege 280, 282 bezeichnet sind. Die Haltestege des Federelementhalters
238 sind umfangsseitig gleichmäßig zueinander beabstandet an dem Innenrand des Federelementhalters
238 angeordnet. Jeder Haltesteg verfügt an seinem in Richtung des Einstellrings 242
weisenden freien Ende über eine radial einwärts gerichtete, näherungsweise halbkreisförmige
Lasche, von denen zwei Laschen 284, 286 bezeichnet sind und die als ein zweites Auf-
bzw. Widerlager für jeweils eine der Druckfedern fungieren. Die Anzahl der Laschen
entspricht bevorzugt der Anzahl der verwendeten Druckfedern.
[0055] Mit Hilfe des Einstellrings 242 wird die axiale Position des Federelementhalters
238 und damit das von der Drehmomentkupplung 160 bis zum Ansprechen maximal übertragbare
Drehmoment eingestellt. Der Einstellring 242 verfügt bevorzugt über einen näherungsweise
hohlzylindrischen Grundkörper 248 mit dem innenumfänglich ausgebildeten Eingreifelement
244, das hier als ein Innengewinde 249 ausgeführt ist. An seinem Außenumfang befindet
sich ein radial auswärts gerichteter, quaderförmiger Mitnehmer 290 zur drehfesten
Ankopplung des Bedienelements 165 bzw. der Drehmomenteinstellhülse.
[0056] Abweichend von den hier lediglich dargestellten sechs Erhebungen der Kopplungsgeometrie
252 des Hohlrads 190, den sechs kugelförmigen Rastkörpern, den sechs radial einwärts
gerichteten Laschen des Übertragungselements 240, den sechs Druckfedern sowie den
sechs Vorsprüngen bzw. Haltestegen des Federelementhalters 238 kann eine von 6 abweichende
Anzahl vorgesehen sein.
[0057] Fig. 4 zeigt den Ausschnitt 220 der Handwerkzeugmaschine 100 von Fig. 1 gem. Fig.
2. Im Gegensatz zu Fig. 2 weist die mindestens eine Aussparung 260 nun jedoch bevorzugt
eine mehreckige Grundfläche 268 auf und der mindestens eine Rastkörper 250 ist bevorzugt
zylinder- bzw. walzenförmig ausgebildet und greift zumindest abschnittsweise in die
mindestens eine Aussparung 260 ein. Hierbei ist eine umfangsseitige Breite der mindestens
einen Aussparung 260 bevorzugt kleiner als ein Durchmesser Dz des mindestens einen
zylinder- bzw. walzenförmigen Rastkörpers 250, bevorzugt kleiner als das 0,9-fache
von D
z. Die umfangsseitige Breite der mindestens einen Aussparung 260 definiert hierbei
eine Ausdehnung der Aussparung 260 in eine mögliche Drehrichtung der Antriebsspindel
120 gesehen. Darüber hinaus ist die radiale Ausdehnung der mindestens einen Aussparung
260 bevorzugt größer als eine entsprechende Zylinderhöhe des mindestens einen zylinder-
bzw. walzenförmigen Rastkörpers 250.
1. Handwerkzeugmaschine (100) mit einem Getriebe (170) und einer Drehmomentkupplung (160),
die eine dem Getriebe (170) zugeordnete Begrenzungseinheit (230) aufweist, der ein
von mindestens einem Federelement (234) beaufschlagtes Übertragungselement (240) zugeordnet
ist, wobei eine Momentenhöhe der Drehmomentkupplung (160) über ein von einem Benutzer
betätigbares Bedienelement (165) zumindest innerhalb vorgegebener Grenzen einstellbar
ist, wobei die Begrenzungseinheit (230) mindestens einen Rastkörper (250, 251) aufweist,
der in axialer Richtung der Drehmomentkupplung (160) zumindest abschnittsweise in
das Übertragungselement (240) eingreift, wobei das Übertragungselement (240) mindestens
eine Aussparung (260) zur zumindest abschnittsweise axialen Aufnahme des mindestens
einen Rastkörpers (250, 251) aufweist und die mindestens eine Aussparung (260) nach
Art einer Öffnung (262, 263) ausgebildet ist und der mindestens eine Rastkörper (250,
251) kugelförmig ausgebildet ist, wobei der mindestens eine kugelförmige Rastkörper
(250, 251) zumindest abschnittsweise in die Öffnung (262, 263) eingreift, oder die
mindestens eine Aussparung (260) eine mehreckige Grundfläche (268) aufweist und der
mindestens eine Rastkörper (250) zylinderförmig ausgebildet ist, wobei der mindestens
eine zylinderförmige Rastkörper (250) zumindest abschnittsweise in die mindestens
eine Aussparung (260) eingreift, dadurch gekennzeichnet, dass ein Durchmesser (DA) der mindestens einen Aussparung (260) kleiner als ein Durchmesser (DK) des mindestens einen kugelförmigen Rastkörpers (250, 251) ist oder eine umfangsseitige
Breite der mindestens einen Aussparung (260) kleiner als ein Durchmesser (Dz) des
mindestens einen zylinderförmigen Rastkörpers (250) ist.
2. Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (170) mindestens ein Hohlrad (190) aufweist, die Begrenzungseinheit
(230) mindestens drei Rastkörper (250, 251) sowie eine stirnseitig an dem Hohlrad
(190) ausgebildete Kopplungsgeometrie (252) aufweist und das Übertragungselement (240)
mindestens drei Aussparungen (260) aufweist.
3. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (240) scheibenförmig ausgebildet ist und mindestens drei
radial einwärts gerichtete Vorsprünge (270, 272) aufweist, in denen jeweils eine der
mindestens drei Aussparungen (260) ausgebildet ist.
4. Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Federelement (234) mindestens eine Druckfeder (232, 233) aufweist.
5. Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (170) nach Art eines Planetengetriebes (171) ausgebildet ist und mindestens
ein Hohlrad (190) aufweist, wobei der mindestens eine Rastkörper (250, 251) mittels
des Übertragungselements (240) gegen das Hohlrad (190) axial kraftbeaufschlagt ist.
6. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Rastkörper (250, 251) zum Abrollen an dem Hohlrad (190) ausgebildet
ist.
7. Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das von dem Benutzer betätigbare Bedienelement (165) dazu ausgebildet ist, eine Einstellung
einer von dem mindestens einen Federelement (234) ausgeübten Federkraft zu ermöglichen.
8. Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (240) als ein Druckblech ausgebildet ist.
1. Handheld power tool (100) having a gear mechanism (170) and a torque clutch (160)
which has a limiting unit (230) which is assigned to the gear mechanism (170) and
which is assigned a transmission element (240) which is acted on by at least one spring
element (234), wherein a torque level of the torque clutch (160) can be set at least
within predetermined limits via an operating element (165) actuated by a user, wherein
the limiting unit (230) has at least one latching body (250, 251) which engages in
the transmission element (240) at least in certain portions in the axial direction
of the torque clutch (160), wherein the transmission element (240) has at least one
cutout (260) for axially receiving at least one latching body (250, 251) at least
in certain portions, and the at least one cutout (260) is formed in the manner of
an opening (262, 263), and the at least one latching body (250, 251) is ball-shaped,
wherein the at least one ball-shaped latching body (250, 251) engages in the opening
(262, 263) at least in certain portions, or the at least one cutout (260) has a polygonal
basic surface area (268), and the at least one latching body (250) is cylindrical
in form, wherein the at least one cylindrical latching body (250) engages in the at
least one cutout (260) at least in certain portions, characterized in that a diameter (DA) of the at least one cutout (260) is less than a diameter (DK) of the at least one ball-shaped latching body (250, 251), or a circumferential width
of the at least one cutout (260) is less than a diameter (DZ) of the at least one cylindrical latching body (250).
2. Handheld power tool according to one of the preceding claims, characterized in that the gear mechanism (170) has at least one annulus (190), the limiting unit (230)
has at least three latching bodies (250, 251) and a coupling geometry (252) formed
on the end side of the annulus (190), and the transmission element (240) has at least
three cutouts (260).
3. Handheld power tool according to Claim 2, characterized in that the transmission element (240) is disc-shaped and has at least three radially inwardly
directed projections (270, 272) in each of which one of the at least three cutouts
(260) is formed.
4. Handheld power tool according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one spring element (234) has at least one compression spring (232, 233).
5. Handheld power tool according to one of the preceding claims, characterized in that the gear mechanism (170) is designed in the manner of a planetary gear mechanism
(171) and has at least one annulus (190), wherein the at least one latching body (250,
251) is axially force-loaded against the annulus (190) by means of the transmission
element (240) .
6. Handheld power tool according to Claim 5, characterized in that the at least one latching body (250, 251) is designed to roll on the annulus (190).
7. Handheld power tool according to one of the preceding claims, characterized in that the operating element (165) which can be actuated by the user is designed to allow
a spring force exerted by the at least one spring element (234) to be set.
8. Handheld power tool according to one of the preceding claims, characterized in that the transmission element (240) takes the form of a pressure plate.
1. Machine-outil à main (100) comprenant une boîte de vitesses (170) et un embrayage
de transmission de couple (160) qui présente une unité de limitation (230) associée
à la boîte de vitesses (170), à laquelle est associé un élément de transfert (240)
sollicité par au moins un élément de ressort (234), un niveau de couple de l'embrayage
de transmission de couple (160) pouvant être ajusté au moins à l'intérieur de limites
prédéfinies par le biais d'un élément de commande (165) pouvant être actionné par
un utilisateur, l'unité de limitation (230) présentant au moins un corps d'encliquetage
(250, 251) qui s'engage dans la direction axiale de l'embrayage de transmission de
couple (160) au moins en partie dans l'élément de transfert (240), l'élément de transfert
(240) présentant au moins un évidement (260) pour recevoir axialement au moins en
partie l'au moins un corps d'encliquetage (250, 251) et l'au moins un évidement (260)
étant réalisé à la manière d'une ouverture (262, 263) et l'au moins un corps d'encliquetage
(250, 251) étant réalisé sous forme sphérique, l'au moins un corps d'encliquetage
sphérique (250, 251) s'engageant au moins en partie dans l'ouverture (262, 263), ou
l'au moins un évidement (260) présentant une surface de base polygonale (268) et l'au
moins un corps d'encliquetage (250) étant réalisé sous forme cylindrique, l'au moins
un corps d'encliquetage cylindrique (250) s'engageant au moins en partie dans l'au
moins un évidement (260), caractérisée en ce qu'un diamètre (DA) de l'au moins un évidement (260) est inférieur à un diamètre (DK) de l'au moins un corps d'encliquetage sphérique (250, 251) ou une largeur du côté
périphérique de l'au moins un évidement (260) est inférieure à un diamètre (DZ) de l'au moins un corps d'encliquetage cylindrique (250).
2. Machine-outil à main selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la boîte de vitesses (170) présente au moins une couronne dentée (190), l'unité de
limitation (230) présente au moins trois corps d'encliquetage (250, 251) ainsi qu'une
géométrie d'accouplement (252) réalisée du côté frontal au niveau de la couronne dentée
(190), et l'élément de transfert (240) présente au moins trois évidements (260).
3. Machine-outil à main selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'élément de transfert (240) est réalisé en forme de disque et présente au moins
trois saillies (270, 272) orientées radialement vers l'intérieur, dans lesquelles
est à chaque fois réalisé l'un des au moins trois évidements (260).
4. Machine-outil à main selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'au moins un élément de ressort (234) présente au moins un ressort de compression
(232, 233).
5. Machine-outil à main selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la boîte de vitesses (170) est réalisée à la manière d'un engrenage planétaire (171)
et présente au moins une couronne dentée (190), l'au moins un corps d'encliquetage
(250, 251) étant sollicité axialement par force au moyen de l'élément de transfert
(240) contre la couronne dentée (190).
6. Machine-outil à main selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'au moins un corps d'encliquetage (250, 251) est réalisé de manière à rouler sur
la couronne dentée (190).
7. Machine-outil à main selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'élément de commande (165) pouvant être actionné par l'utilisateur est réalisé de
manière à permettre un ajustement d'une force de ressort exercée par l'au moins un
élément de ressort (234).
8. Machine-outil à main selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'élément de transfert (240) est réalisé sous forme de tôle de pression.