MOTOR DRIVEN HAND TOOL

Abstract: 1. Motor-driven machining apparatus, the tool take-up (1) or tool-holder of which is mounted for axial displacement in the machine housing by means of displacement means (17, 24, 28) formed as an eccentric drive, whereby the displacement means is connected to the motor drive shaft (6) by means of a worm (16) and a worm gear (17) and can be uncoupled from the tool take-up (1) or tool-holder, characterized in that a support shaft (18) for the gear (17) is located in an eccentric bore (30) in an adjusting sleeve (31) which is rotatable in the housing (26), of which sleeve the outwardly-directed closed end is formed as or carried an actuating device (32).

Description: Motorgetriebenes Handwerkzeug Die Erfindung bezieht sich auf ein motorgetriebenes Handwerkzeug, dessen Bearbeitungswerkzeug ausser einer Drehbewegung auch eine axiale Hin- und Herbewegung ausführt und dessen Werkzeugaufnahme oder -halterung zumindest axial verschiebbar im Gehäuse des Handwerkzeugs gelagert ist. Derartige Handwerkzeuge sind in verschiedenen Ausführungs- formen, beispielsweise als elektrisch betriebene Schlagbohrmaschinen u. dgl., bekannt. Die der Drehbewegung Überlagerte Linearbeweguag des Bearbeitungswerkzeugs bewirkt ein besseres Arbeitsergebnis und/oder eine Schonung oder bessere Ausnutzung von Werkzeug und/oder Werkstück. Bei der Bearbeitung bestimmter Werkstücke oder der Verwendung spezieller Bearbeitungswerkzeuge ist es nicht grundsätzlich erwünscht, dass der Drehbewegung die Verschiebebewegung überlagert wird, und aus diesem Grunde ist es von Vorteil, wenn der Verschiebeantrieb abschalt- oder abkoppelbar ist. Die Hin- und Herbewegung erzeugt man dadurch, dass auf das innere, vom Bearbeitungswerkzeug wegweisende Ende der Werkzeugaufnahme oder -halterung bzw. eines damit in Verschieberichtung fest verbundenen Bauteils in vorzugsweise gleichen Zeitabständen eingewirkt wird. Das bedeutet im Falle eines Nockenantriebs od. dgl., dass zumindest pro Umdrehung ein kompletter Axialhub durchgeführt wird. Es gibt indessen Anwendungsfälle, wo man jedem Hin- und Herhub mehrere oder gar viele Umdrehungen des Bearbeitungswerkzeugs zuordnen möchte. Dies ist aber mit den herkömmlichen Axialantrieben zumindest in einfacher und preisgünstiger Weise nicht möglich. Die Aufgabe der Erfindung besteht infolgedessen darin, ein motorgetriebenes Handwerkzeug der eingangs genannten Art zu schaffen, das mit einem einfachen, robusten und kostengünstigen Antrieb für die Hin- und Herbewegung des bewegbaren Werkzeugs ausgestattet ist und bei dem die Anzahl der Hübe kleiner oder gar wesentlich kleiner sein kann als die Anzahl der pro Hub ausgeführten Umdrehungen des Bearbeitungswerkzeugs. Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, dass ein motorgetriebenes Handwerkzeug gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechend dem kennzeichnenden Teil des ersten Anspruchs ausgebildet ist. Durch die seitliche Anordnung des die Hin- und Herbewegung bewirkenden Verschiebeantriebs kann man die Zahl der Hübe innerhalb weiter Grenzen unabhängig von der Drehzahl des Bearbeitungswerkzeugs wählen. Ausserdem lässt sich dieser Antrieb verhältnismässig kompakt und unkompliziert ausbilden. Die Teilezahl kann unabhängig davon, ob man diesen Antrieb unmittelbar oder lediglich indirekt mit der Werkzeugaufnahme oder -halterung verbindet, relativ gering sein. Man muss lediglich dafür sorgen, dass der Verschiebeantrieb die Drehbewegung des Bearbeitungswerkzeugs nicht behindert und umgekehrt der Drehantrieb so ausgebildet ist, dass er die Verschiebebewegung ohne weiteres zulässt. Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet eines derartigen Handwerkzeugs sind Handwerkzeuge mit einem Schaftfräser oder einem dementsprechend geformten Schleifstein, vor allen Dingen mit elektrischem Antrieb. Beispielsweise bei einem Fliesen-Bearbeitungsgerät ist es nämlich von Vorzug, wenn der Fräser oder ein an einem Schaft gehaltener zylindrischer Schleifstein nicht nur in Drehrichtung, sondern auch in Achsrichtung angetrieben wird. Dies gilt vor allen Dingen, wenn das Bearbeitungswerkzeug mit Diamanten besetzt ist. Ohne die Hinund Herbewegung, die man bei derartigen Fliesen-Bearbeitungsgeräten bislang nicht kennt, wird nämlich der Fräser oder Schleifer nur an einem Teil seines Umfangs beansprucht und abgenutzt. Gerade bei diamantbesetzten Bearbeitungswerkzeugen ist dies nicht nur unwirtschaftlich, sondern auf die Dauer gesehen, auch unvorteilhaft. Das hängt damit zusammen, dass sich das Bearbeitungswerkzeug im Laufe der Zeit mit Spänen bzw. Schleifstaub zusetzt und dann in seiner Wirkung nachlässt. Dies führt zu einer Erhitzung und Reduzierung der Standzeit des Bearbeitungswerkzeugs. Wenn man nun mit dem erfindungsgemässen Handwerkzeug auch bei einem derartigen Fliesen-Bearbeitungsgerät erstmals der Drehbewegung eine Hin- und Herbewegung überlagern kann, so lässt sich dadurch einerseits das Werkzeug besser ausnutzen und andererseits die Standzeit verbessern. Insgesamt gesehen, lässt sich aufgrund der Verkürzung der Bearbeitungszeit, der Verlängerung der Standzeit und der vollständigen Ausnutzung des Bearbeitungswerkzeugs auf einem zumindest grösseren Teil seiner Länge ein besseres und wirtschaftlich günstigeres Ergebnis erzielen. Wenn es vorne heisst, dass die Zahl der Hübe - selbstverständlich innerhalb bestimmter Grenzen - unabhängig von der Umdrehungszahl gewählt werden kann, welche das Bearbeitungswerkzeug pro Hub ausführt, so ist damit der konstruktive Spielraum gemeint, welcher dem Techniker zur Verfügung steht. Wenn die Antriebe für die Drehung und die Hin- und Herbewegung des Bearbeitungswerkzeugs und ggf. auch gewisse Obersetzungsverhältnisse gewählt sind, so ergibt sich am Ende natürlich eine feste Zuordnung der pro Gesamthub ausgeführten Umdrehungen des Bearbeitungswerkzeugs, es sei denn, dass man noch eine zusätzliche Verstelleinrichtung einbaut, die eine Abänderung dieses Verhältnisses gestattet. Letzteres ist indessen eine Frage der Kosten und weniger ein technisches Problem. Eine bevorzugte Variante der Erfindung mit drehbar gelagerter Werkzeugaufnahme od. -halterung sieht vor, dass die Werkzeugaufnahme oder -halterung mit einem Exzenterantrieb gekuppelt ist, der seinerseits mit der Motor-Antriebswelle in Verbindung steht. Gleichwertig ist auch hier wiederum das indirekte Betätigen der Werkzeugaufnahme oder -halterung durch den Exzenterantrieb über ein zwischengeschaltetes, bewegungsmässig mit der Werkzeugaufnahme gekuppeltes Bauteil. Die Form und Anordnung des Exzenterantriebs sind so zu wählen, dass seine Drehbewegung die Hin- und Herbewegung des angekuppelten Bauteils und damit letztlich des Bearbeitungswerkzeugs gestattet. In diesem Zusammenhang sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, dass der Exzenterantrieb eine drehbar gelagerte Scheibe mit einer in axialer Richtung randoffenen, exzentrisch zu ihrer Lagerwelle angebrachter Ringnut aufweist, in welche ein Steuerzapfen eingreift, der an einem bewegungsmässig mit der Werkzeugaufnahme oder -halterung verbundenen Bauteil angebracht ist und sich quer zu dessen Verschieberichtung erstreckt. Denkbar ist auch eine Anbringung des Steuerzapfens an der Scheibe und eines damit zusammenwirkenden Wanddurchbruchs od. -ausnehmung an dem erwähnten Bauteil. Da die Drehebenen der Scheibe und der Werkzeughalterung senkrecht zueinander verlaufen, nuss die Wandausnehmung bzw. ein Schlitz zur Aufnahme des Steuerzapfens zumindest, vorzugsweise aber auch in etwa so breit sein, dass sich der Steuerzapfen im Verlauf einer Umdrehung der Scheibe darin von links nach rechts und wieder zurück bewegen kann. In axialer Richtung des Bearbeitungswerkzeugs wählt man die Schlitzbreite vorzugsweise entsprechend dem Durchmesser des Steuerzapfens, um Stösse beim Obergang von der Auf- in die Abbewegung und umgekehrt zu vermeiden. Ausserdem muss man die Zapfenlänge so dimensionieren, dass er auch bei Zuordnung zu den seitlichen Schlitz- oder Ausnehmungsenden darin noch ausreichend tief eingreift. Hierbei darf nicht übersehen werden, dass der Schlitz in einer zu der Längsachse des Bearbeitungswerkzeugs senkrechten Ebene bogenförmig verläuft, weil er ja in die Wandung eines zylindrischen Bauteils eingearbeitet ist. Die erstgenannte Alternative hat den Vorzug, dass das Bauteil lediglich eine axiale Bewegung ausführt. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Bauteil mit dem Steuerzapfen eine im Gehäuse wenigstens schiebbar gelagerte Führungsbuchse zur drehbaren Lagerung der Werkzeugaufnahme ist. Zweckmässigerweise nimmt diese Buchse zwei Drehlager, beispielsweise ein Radial-Wälzlager und ein Nadellager, für die Drehbewegung der Werkzeugaufnahme bzw. des Bearbeitungswerkzeugs auf. Genauer gesagt, sind dann in dieser Hülse, die mit entsprechenden Innenanschlägen ausgestattet sein kann, die Aussenringe der genannten Lager gehalten. Die Innenringe sind auf die Werkzeughalterung oder eine drehbar damit verbundene Welle aufgeschoben. Ausserdem übernimmt das Radial-Wälzlager auch noch die Aufgabe eines Mitnehmers, der die Drehbewegung nicht hindert und bei dem vorgesehenen Vorschubantrieb unverzichtbar ist. Bei der erwähnten zweiten Variante des Exzenterantriebs ist der Auf- und Abbewegung der Führungsbuchse eine drehende Hin- und Herbewegung in einer entsprechenden Gehäusebohrung überlagert. Die Grösse dieser beiden oszillierenden Bewegungen ist abhängig vom Grad der aussermittigen Anordnung des Kurbelzapfens. Da man üblicherweise auf eine verschiebefeste Anordnung des Motors, insbesondere Elektromotors bzw. von dessen Antriebswelle, wünscht, ist es sehr von Vorteil, dass die Werkzeugaufnahme mit der Motor-Antriebswelle über eine teleskopartig ausziehbare Verbindungsvorrichtung, insbesondere eine Keilwellenverbindung od. dgl., gekuppelt ist. Diese ermbglicht bei axial unverschieblicher Motor-Antriebswelle die notwendige Hin- und Herbewegung der Führungsbuchse. In Weiterbildung-der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die drehbar gelagerte Scheibe als Schneckenrad ausgebildet ist, das mit einer Schnecke zusammenwirkt, welche mit dem Antriebsmotor für das Bearbeitungswerkzeug in Antriebsverbindung steht. Dies führt zu einer sehr einfachen und kompakten Konstruktion. Es kommt noch hinzu, dass mit einem Schneckengetriebe relativ hohe Untersetzungen möglich sind. Eine noch stärkere Untersetzung kann man dadurch erreichen, dass die Lagerwelle der Schnecke gemäss einer anderen Ausbildung der Erfindung ein Zahnrad trägt, das mit einem Ritzel der Motor-Antriebswelle zusammenwirkt, wobei die Längsachsen der Schnecke und der Antriebswelle parallel zueinander verlaufen. Ausserdem bringt das den Vorteil, dass man für den Antrieb der Scheibe bzw. des Verschiebeantriebs keinen separaten Antriebsmotor benötigt, sondern denjenigen für die Drehbewegung des Bearbeitungswerkzeugs mit heranziehen kann. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Lagerwelle der drehbaren Scheibe in einer exzentrischen Bohrung einer im Gehäuse drehbaren Einstellhülse gelagert ist, die an ihrem nach aussen weisenden, verschlossenen Ende als Betätigungsorgan ausgebildet ist oder ein solches trägt. Mit Hilfe dieses Exzenters kann man über die Lager und damit die Lagerwelle der Scheibe das Schnekkenrad von der Schnecke abheben und damit den Verschiebeantrieb für das Bearbeitungswerkzeug ausser Rraft bzw. in Tätigkeit setzen. Selbstverständlich muss dies nicht notwendigerweise mit Hilfe eines Exzenters geschehen, vielmehr kann man die Schnecke und das Schneckenrad auch in anderer bekannter Weise trennen und kuppeln, jedoch erscheint die genannte Konstruktion besonders zweckmässig. In diesem Zusammenhang ist es von besonderem Vorteil, dass die Binstellhtlse zumindest in zwei um 900 versetzten Drehstellungen einrast- und/oder feststellbar ist, so dass man die Ein-- und Ausschaltstellung des Verschiebeantriebs leicht auffinden bzw. einwandfrei sichern kann. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung teilweise in Seitenansicht und teilweise in einem Längs- rnittelschnitt durch die Motor-Antriebsachse bzw. die Achse der Schnecke dargestellt. Das motorgetriebene Handwerkzeug des Ausführungsbeispiels dient vor allen Dingen zum Bearbeiten keramischer Werk stoffe, insbesondere von Wand- und Bodenfliesen. In seine lediglich schematisch gezeichnete Werkzeugaufnahme 1 wird ein als Schaftfräser oder als Schleifer ausgebildetes Bearbeitungswerkzeug 2 eingesetzt, wobei im letzteren Fall insbesondere an einen Schleifer mit Diamantsplittern gedacht ist. Wenn die Werkzeugaufnahme als Dreibackenfutter ausgebildet ist, so erfolgt das Festhalten und Freigeben des Werkzeugschafts 3 in bekannter Weise mittels eines Schlüssels. Man kann ihn selbstverständlich auch in anderer bekannter Art festhalten, zum Beispiel durch Eindrehen einer nicht gezeigten Stellschraube in ein dafür vorgesehenes Gewinde 4 der Werkzeugaufnahme 1. Letztere ist über eine Keilwellenverbindung 5 oder eine andere teleskopartig ausziehbare, für eine Drehmomentübertragung geeignete Verbindungsvorrich tung formschlüssig mit dem freien Ende der Motor-Antriebswelle 6 gekuppelt. Infolgedessen kann das Bearbeitungswerkzeug 2 ausser der Drehbewegung auch eine Hin- und Herbewegung im Sinne des Doppelpfeils 7 ausführen. Als Antriebsmotor kommt ein Elektromotor 8 in Frage, der in der Zeichnung teilweise geschnitten zu sehen ist und von herkömmlicher Bauart sein kann. Betätigt wird er mittels eines Schalters, der im einzelnen nicht dargestellt ist und einen Drücker 9 aufweist. Der dem Motorlager 10 zugeordnete Bereich der Antriebswelle 6 ist als Ritzel 11 gestaltet. Seine Zähne stehen im Eingriff mit denjenigen eines Zahnrads 12 und sie können in vorteilhafter Weise die gleiche Teilung aufweisen wie die Keilrolle der Keilwellenverbindung 5. Zur Lagerung der Zahnradwelle 13 dienen zwei Lager, insbesondere Wälzlager 14 und 15. Die Zahnradwelle 13 ist einstückig mit einer Schnecke 16 gefertigt bzw. teilweise als solche ausgebildet. Letztere arbeitet mit einem Schneckenrad 17 zusammen, dessen Lagerwelle mit 18 bezeichnet ist und in zwei Lagern, vorzugsweise Wälzlagern 19 und 20, abgestützt ist. Das Schneckenrad 17 weist eine exzentrisch angebrachte, entgegen der Lagerwelle 18 randoffene Ringnut 23 auf, in welche ein Steuerzapfen 21 eingreift. Dieser ist an einem als Führungsbuchse 24 gestalteten Bauteil befestigt und Die Führungsbuchse 24 ist im Sinne des Doppelpfeils 7 in einer Führung 25 des Gehäuses 26 auf und ab verschiebbar. Aus dem Vorstehenden ergibt sich, dass die Drehbewegung des Ritzels 11 über das Zahnrad 12 auf die Schnecke 16 und von dort auf das Schneckenrad 17 übertragen wird. Die Ringnut 23 bewirkt eine Auf- und Abbewegung des Steuerzapfens 21 und damit auch der Führungsbuchse 24 in Richtung des Pfeils 7. Weil die Führungsbuchse 24 über das Lager 28 mit der Werkzeugaufnahme 1 in Auf- und Abwärtsrichtung bewegungsmässig gekuppelt ist, macht das Bearbeitungswerkzeug 2 deren Auf- und Abbewegung mit. Seine Drehbewegung erhält das Bearbeitungswerkzeug direkt über die Motor-Antriebswelle 6 und die Werkzeugaufnahme 1, wobei die letztgenannten Elemente, wie bereits erläutert, über eine Keilwellenverbindung 5 od. dgl. gekuppelt sind. Die Bohrung 30 einer Einstellhülse 31, welche die Aussen-ringe der beiden Wälzlager 19 und 20 aufnimmt, ist exzentrisch zum Zylinderaussenmantel dieser Einstellhülse angebracht. In der Zeichnung ist dies allerdings nicht zu sehen, weil sich die Exzentrizität in der eingezeichneten Lage der Einstellhülse 31 senkrecht zur Bildebene erstreckt. Mittels des angeformten, beispielsweise knebelartigen Betätigungsorgans 32, kann diese Hülse ggf. nach vorherigem Lösen einer Feststellschraube 33 in der Gehäusebohrung 34 gedreht werden. Aufgrund der Exzentrizität der Bohrung 30 bewirkt eine derartige Verdrehung eine Parallelverschiebung der Lagerwelle 18 und damit ein Abheben des Schneckenrads 17 von der Schnecke 16. Ein Weiterdrehen bzw. Zurückdrehen führt dann zur Annäherung des Schneckenrads an die Schnecke bzw. zum Einkuppeln der Schnecken- und Schneckenradgänge. In ausgekuppeltem Zustand läuft die Schnecke 16 gewissermassen leer unterhalb des Schneckenrads 17, so dass die Auf- und Abbewegung der Führungsbuchse 24 und damit letztlich auch des Bearbeitungswerkzeugs 2 unterbleibt. Man kann also mit Hilfe dieser vergleichsweise einfach aufgebauten Einrichtung sehr rasch wahlweise mit oszillierender Bewegung arbeiten oder ohne diese. Im übrigen sind die Übersetzungsverhältnisse der beiden Getriebe 11, 12 bzw. 16, 17 so gewählt, dass das Bearbeitungswerkzeug etwa 300 Umdrehungen pro Hub vollführt. Denkbar sind selbstverständlich auch andere Unter- oder Obersetzungsverhältnisse. Zur Abstützung des Handwerkzeugs und gleichzeitig auch zur Führung des Bearbeitungswerkzeugs entlang dem nicht gezeigten Werkstück, also beispielsweise einer Fliese, dient ein Stützfuss 35, den man noch ggf. schwenkbar, beispielsweise um eine in der Bildebene gelegene Achse, ausbilden kann. Wenn der Kopf der Schraube 33 oder eines ähnlichen, beispielsweise federbelasteten Elements, in eine Kerbe 37 der Einstellhülse 31 eingreift, so erreicht man auf diese Weise eine Drehsicherung. Es ist ohne weiteres möglich, am Umfang wenigstens zwei um 90o versetzte Kerben dieser Art vorzusehen.

Claims: A n sp r if c h e 1. Motorgetriebenes Handwerkzeug, dessen Bearbeitungswerkzeug ausser einer Drehbewegung auch eine axiale Hinund Herbewegung ausführt und dessen Werkzeugaufnahme oder -halterung zumindest axialverschiebbar im Gehäuse des Handwerkzeugs gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugaufnahme (1) oder -halterung mit einem seitlich angreifenden Verschiebeantrieb (17, 24, 28) gekuppelt ist. 2. Handwerkzeug nach Anspruch 1, mit drehbar gelagerter Werkzeugaufnahme oder -halterung, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugaufnahme (1) oder -halterung mit einem Exzenterantrieb (17, 21) gekuppelt ist, der seinerseits mit der Motor-Antriebswelle (6) in Verbindung steht. 3. Handwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Exzenterantrieb eine drehbar gelagerte Scheibe (17) mit einer in axialer Richtung randoffenen, exzentrisch zu ihrer Lagerwelle (18) angebrachter Ringnut (23) aufweist, in welche ein Steuerzapfen (21) eingreift, der an einem bewegungsmässig mit der Werkzeugaufnahme (lo) od. -halterung verbundenen Bauteil (24) angebracht ist und sich quer zu dessen Verschieberichtung (7) erstreckt. 4. Handwerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil mit dem Steuerzapfen (21) eine im Gehäuse (26) wenigstens schiebbar gelagerte Führungsbuchse (24) zur drehbaren Lagerung der Werkzeugaufnahme (1) ist. 5. Handwerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennteichnet, dass die Werkzeugaufnahme (1) mit der Motor-Antriebswelle (6) über eine teleskopartig ausziehbare Verbindungsvorrichtung, insbesondere eine Keilwellenverbindung (5) od. dgl., gekuppelt ist. 6. Handwerkzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die drehbar gelagerte Scheibe als Schneckenrad (17) ausgebildet ist, das mit einer Schnecke C16) zusammenwirkt, welche mit dem Antriebsmotor (8) für das Bearbeitungswerkzeug (2) in#Antriebsverbindung steht. 7. Handwerkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerwelle (18) der Schnecke (16) ein Zahnrad (12) trägt, das mit einem Ritzel (11) der Motor-Antriebs welle (( > 3 zusammenwirkt, wobei die Längsachsen der Schnecke und der Antriebswelle parallel zueinander verlaufen. 8. Handwerkzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerwelle tal8) der drehbaren Scheibe in einer exzentrischen Bohrung (30) einer im Gehäuse (26) drehbaren Einstellhülse (31) gelagert ist, die an ihrem nach aussen weisenden, verschlossenen Ende als Betätigungsorgan (32) ausgebildet ist oder ein solches trägt. 9. Handwerkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellhülse (31) zumindest in zwei um 90o versetzten Drehstellungen einrast- und/oder feststellbar ist.

Inventors: HEINZELMANN, WERNER
Applicants: MAFELL-MASCHINENFABRIK RUDOLF MEY GMBH & CO. KG
Application year: 1980
Main classification: B24B23
IPC codes: B24B23, B28D1