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Patent Searching and Data


Title:
MACHINE-TOOL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1995/017991
Kind Code:
A2
Abstract:
A machine-tool (10) has a drive (12) with a driven shaft (14) that carries out an intermittent rotary movement. The driven shaft (14) drives the drive shaft (18) which drives a tool (20) through an over riding clutch (16). The tool (20) thus carries out an almost continuous rotary movement that gradually changes into a discontinuous rotary movement when the machine is more strongly stressed. This machine-tool may be advantageously used as a manual machine-tool for screwing, boring, sawing, grinding and the like. The intermittent drive allows a high output torque to be generated with a low reaction torque.

Inventors:
PEISERT ANDREAS (DE)
KOFINK WOLFGANG (DE)
NOTHOFER MICHAEL (DE)
LUDWIG MANDFRED (DE)
Application Number:
PCT/EP1994/004281
Publication Date:
July 06, 1995
Filing Date:
December 22, 1994
Export Citation:
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Assignee:
FEIN C & E (DE)
PEISERT ANDREAS (DE)
KOFINK WOLFGANG (DE)
NOTHOFER MICHAEL (DE)
LUDWIG MANDFRED (DE)
International Classes:
B23B45/16; B23D29/00; B23D47/12; B23Q5/04; B23Q11/04; B24B47/10; B24B47/12; B25B21/02; B25B23/157; E21B3/02; E21B3/03; (IPC1-7): B23Q5/04; B23D29/00; B23D47/12; B23Q11/04; B24B47/10; B25B21/02; E21B3/02
Foreign References:
US2392097A1946-01-01
US4591299A1986-05-27
EP0182986A11986-06-04
US4799833A1989-01-24
DE2039369A11971-02-25
DE2328826A11975-01-09
US2825436A1958-03-04
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Claims:
Patentansprüche
1. Werkzeugmaschine mit einem Antrieb (12, 32, 72, 112; 162, 164, 180; 272, 274, 276), der eine Abtriebswelle (14; 34; 74; 114; 180; 276) umfaßt, die eine intermittierende Drehbewegung ausführt, und die über eine Freilaufkupplung (16; 36; 76; 116; 188, 190; 278) mit einer Werkzeugantriebs¬ welle (18; 38; 78; 118; 200) zum Antrieb eines Werkzeuges (20; 282) gekoppelt ist.
2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, bei der eine Einrichtung (94; 184) zur Umkehr der Drehrichtung der Abtriebswelle (14; 34; 74; 114; 200) vorgesehen ist.
3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, die eine Abschalt¬ einrichtung (96, 98; 100; 224) zur Abschaltung des Antriebes (72; 162, 164, 180) bei Erreichung eines vorgegebenen Drehmomentes und/oder eine Trenneinrichtung (198) zum Trennen der Werkzeugantriebswelle (78; 200) vom Antrieb (72; 162, 164, 180) umfaßt.
4. Werkzeugmaschine nach Anspruch 3 , bei der eine Stellein¬ richtung (98 ; 244) zur Voreinstellung des Abschaltmomentes vorgesehen ist.
5. Werkzeugmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Antrieb einen Motor (44 ; 84 ; 162 ; 272) umfaßt, der mit einem Oszillationsantrieb (49 ; 89 ; 164 ; 250 ; 274 ) gekoppelt ist, über den eine Drehbewegung der Motorwelle (48 ; 88 ; 168) in eine oszillierende Drehbewegung der die Freilaufkupplung (36 ; 76 ; 188 , 190 ; 278) antreiben¬ den Abtriebswelle (34 ; 74 ; 180 ; 252 ; 276) umgesetzt wird.
6. Werkzeugmaschine nach Anspruch 5, bei der der Oszillations¬ antrieb (49; 89; 164; 250) ein von der Motorwelle (48; 88; 168) angetriebenes Exzenterelement (50; 170; 256) umfaßt, von dem ein Schwenkelement (52; 174; 254) ange¬ trieben ist, das mit der Abtriebswelle (34; 74; 180; 252) drehfest verbunden ist.
7. Werkzeugmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Antrieb (32; 72; 162, 164, 180) einen Elektromotor (44; 84; 162; 272), einen Druckluftmotor oder einen Hydraulikmotor aufweist.
8. Werkzeugmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, bei der der Antrieb (112) einen Drehmagnet (124) umfaßt, der mit einer Spannungsimpulsfolge zur Erzeugung der intermittierenden Drehbewegung beaufschlagt ist.
9. Werkzeugmaschine nach Anspruch 8, bei der der Drehmagnet (124) ein Einrichtungsdrehmagnet ist, der mit einer Rück¬ stellkraft entgegen der Drehrichtung beaufschlagt ist.
10. Werkzeugmaschine nach Anspruch 8, bei der der Drehmagnet ein Zweirichtungsdrehmagnet ist.
11. Werkzeugmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, bei der der Antrieb einen Schrittmotor umfaßt, der mit einer Spannungsimpulsfolge zur Erzeugung der intermittierenden Drehbewegung beaufschlagt ist.
12. Werkzeugmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 11, bei der die Impulsfrequenz und/oder die Impuls¬ dauer einstellbar ist.
13. Werkzeugmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 12, bei der die Abtriebswelle (180) von zwei im Abstand voneinander angeordneten Lagern (186, 222) gehalten ist, wobei das eine Lager (186) in Radialrichtung der Abtriebs¬ welle (180) fixiert ist, während das andere Lager (222) entgegen einer Vorspannung in Radialrichtung verschiebbar angeordnet ist, und wobei der Abtriebswelle (180) ein Sensorelement (230) zugeordnet ist, um den Antrieb (162, 164) bei Auftreten einer Radialverschiebung abzuschalten.
14. Werkzeugmaschine nach Anspruch 13, bei der eine Stellein¬ richtung (244) zur Erzeugung einer einstellbaren Vorspannung vorgesehen ist.
15. Werkzeugmaschine nach Anspruch 13 oder 14, bei der das andere Lager (222) von einer Gleitführung (228) aufgenommen ist, die eine Verschiebung in Radialrichtung der Abtriebs¬ welle (180) erlaubt.
16. Werkzeugmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 15, bei der eine erste (188) im Uhrzeigersinn mitnehmende Freilaufkupplung und eine zweite (190) im Gegenuhrzeigersinn mitnehmende Freilaufkupplung in Axial¬ richtung hintereinander angeordnet sind, und wobei ein Schaltelement (184) vorgesehen ist, um wahlweise entweder die erste (188) oder die zweite (190) Freilaufkupplung mit der Werkzeugantriebswelle (200) zu koppeln.
17. Werkzeugmaschine nach Anspruch 16, bei der das Schaltelement (184) als Schiebehülse ausgebildet ist, die in Axialrichtung der Abtriebswelle (180) verschiebbar gelagert ist, wobei in einer ersten in Richtung auf die Werkzeugantriebswelle (200) vorgeschobenen Position der Schiebehülse (184) die erste Freilaufkupplung ( 188 ) über die Schiebehülse ( 184 ) mit der Werkzeugantriebswelle ( 200) gekoppelt ist , und wobei in einer zweiten zurückgeschobenen Position der Schiebehülse (184 ) die zweite Freilaufkupplung (190) mit der Werkzeug¬ antriebswelle (200) gekoppelt ist.
18. Werkzeugmaschine nach Anspruch 17 , bei der die Schiebehülse (184) in der ersten Position über eine Klauenkupplung (206) mit der Werkzeugantriebswelle (200) gekoppelt ist und in der zweiten Position über einen Längsschlitz der Schiebe¬ hülse ( 184) mit der Werkzeugantriebswelle (200) gekoppelt ist, in den ein die Werkzeugantriebswelle (200) durchsetzen¬ der Querstift ( 194 ) eingreift .
19. Werkzeugmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 18 , mit einer Abschalteinrichtung (224) zur Abschaltung des Antriebes (162 , 164 , 180) bei Erreichung eines vorgege¬ benen Drehmomentes , wobei die Trenneinrichtung ( 198 ) ein mit der Werkzeugantriebswelle ( 200) drehfest verbundenes erstes Kupplungselement (208 ) aufweist, das mit der Ab¬ triebsseite einer Freilaufkupplung (188 ) koppelbar ist, sowie ein zweites Kupplungselement ( 212 ) aufweist, das drehfest mit der Werkzeugantriebswelle (200) verbunden ist, wobei zwischen dem ersten Kupplungselement (208 ) und dem zweiten Kupplungselement (212) ein Zwischenkupplungselement (210) angeordnet ist, das mit dem zweiten Kupplungselement (212 ) eine Mitnahmekupplung bildet, über die das Zwischen¬ kupplungselement (210) unter Last in Richtung auf das erste Kupplungselement (208) verschiebbar ist, wobei das Zwischen¬ kupplungselement (210) mit dem ersten Kupplungselement (208) eine bei Axialverschiebung des Zwischenkupplungselementes (210) ausrückbare Trennkupplung bildet, und wobei das Zwi¬ schenkupplungselement (210) in Richtung auf das zweite Kup lungselement (212) federnd beaufschlagt ist.
20. Werkzeugmaschine nach Anspruch 19, bei der die durch das erste Kupplungselement (208) und das Zwischenkupplungs element (210) gebildete Trennkupplung gerade Nocken (211) mit einer sich senkrecht zu einer Radialebene erstreckenden Mitnahmeflanke an einem (210) der Elemente (208, 210) aufweist, sowie abgesetzte Nocken (209) mit einem geraden Abschnitt, bei dem sich die Mitnahmeflanke (215) senkrecht zur einer Radialebene erstreckt, und mit einem schrägen, sich an den geraden Abschnitt anschließenden Abschnitt, bei dem sich die Mitnahmeflanke (216) schräg zu einer Radialebene erstreckt, an einem anderen (208) der Elemente (208, 210) aufweist.
21. Werkzeugmaschine nach Anspruch 19 oder 20, bei der das zweite Kupplungselement (212) einen sich in Radialrichtung erstreckenden Vorsprung aufweist, der mit einer Führungs kurve (213) des Zwischenkupplungselementes (210), die sich schräg zu einer Radialebene erstreckt, zusammenwirkt.
22. Werkzeugmaschine nach Anspruch 21, bei der der sich in Radialrichtung erstreckende Vorsprung durch einen Querstift (212) gebildet ist, der die Abtriebswelle (200) in Radial¬ richtung durchsetzt.
23. Werkzeugmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, die als Schrauber ausgeführt ist.
24. Werkzeugmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 22, die als Bohrmaschine, insbesondere als Kernloch¬ bohrmaschine, ausgeführt ist.
25. Werkzeugmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 22, die als Schleifmaschine ausgeführt ist.
26. Werkzeugmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 22, die als Säge ausgeführt ist.
27. Werkzeugmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 22, die als Blechschneider ausgeführt ist.
Description:
Werkzeugmaschine

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine, bei der das Werkzeug eine Drehbewegung ausführt. Die Erfindung bezieht sich also allgemein auf Werkzeugmaschinen, wie etwa Bohrmaschinen, Schrauber, Schleifmaschinen, Sägen und weitere Maschinen dieser Art.

Grundsätzlich besteht bei derartigen Werkzeugmaschinen das Problem, ein ausreichend großes Drehmoment auf das Werkzeug zu übertragen, während gleichzeitig die Antriebsleistung möglichst gering gehalten werden soll.

Bei handgehaltenen Werkzeugmaschinen ergibt sich hierbei das zusätzliche Problem, daß das Reaktionsmoment der Werkzeugmaschine vom Benutzer aufgefangen werden muß, weshalb im Handbetrieb selbst eine Vergrößerung der Antriebsleistung es vielfach nicht ermöglicht, ein größeres Drehmoment auf das Werkzeug zu über¬ tragen, da die Handwerkzeugmaschine nicht mehr vom Benutzer gehalten werden kann. Dadurch ist zum Beispiel der Durchmesser beim Kernlochbohren in Gestein oder in Metall begrenzt.

Bei Bohrmaschinen wurde bereits versucht, das Problem des Reaktionsmomentes dadurch zu umgehen, daß nach dem Prinzip des Bohrhammers ein elektro-pneumatisches Schlagwerk verwendet wird, durch das im wesentlichen eine "Zertrümmerung" des zu bohrenden Gesteins erreicht wird.

Für ein Kernlochbohren in Gestein oder in Metall ist ein derartiges Prinzip jedoch nicht verwendbar.

Um bei Schraubern ein hohes Anzugsmoment zu erzielen, werden Impulsschrauber oder ' Schlagschrauber verwendet, mit denen auch hohe Drehmomente von mehreren Hundert Nm erzielbar sind.

Jedoch entstehen auch hierbei relativ hohe Reaktionsmomente für den Benutzer. Zusätzlich kann die durch den Schlagimpuls bedingte Beanspruchung der Schrauben und Muttern zu Beschädi¬ gungen führen. Schließlich sind derartige Impulsschrauber nur für sehr hohe Drehmomente geeignet und erlauben keine Fein¬ einstellung eines vorgegebenen Drehmomentes.

Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, eine möglichst universell einsetzbare Werkzeugmaschine zu schaffen, mit der ein hohes Drehmoment des Werkzeuges mit einer relativ geringen Antriebsleistung erzielbar ist. Ferner soll das Reaktionsmoment möglichst gering gehalten werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Werkzeugmaschine mit einem Antrieb gelöst, der eine Abtriebswelle umfaßt, die eine intermittierende Drehbewegung ausführt, und die über eine Freilaufkupplung mit einer Werkzeugantriebswelle zum Antrieb eines Werkzeuges gekoppelt ist.

Dadurch, daß die Drehbewegung intermittierend ist, entsteht nur ein relativ geringes Reaktionsmoment. Während der Zeitspanne, während der sich das Werkzeug in Drehrichtung vorwärts bewegt, kann ein relativ hohes Drehmoment ausgeübt werden, da sich daran eine Totzeit anschließt, in der das Werkzeug nicht in Dreh¬ richtung bewegt wird oder gar in einer der Drehrichtung entgegen¬ gesetzten Richtung zurückgedreht wird. Somit wird das Werkzeug im Ergebnis mit hohen Drehmomentspitzen angetrieben, wodurch in fast allen Anwendungsfällen die Arbeitsleistung des Werkzeuges im Vergleich zu herkömmlichen Werkzeugmaschinen mit gleicher Antriebsleistung erheblich verbessert wird und gleichzeitig das auf einen Benutzer ausgeübte Reaktionsmoment erheblich reduziert wird.

Die intermittierende Drehbewegung der Abtriebswelle wird durch die Freilaufkupplung in eine Drehbewegung der Werkzeugantriebs¬ welle umgesetzt, die infolge der Trägheit der angetriebenen Massen quasi-kontinuierlich ist und bei zunehmender Belastung des Werkzeugs mehr und mehr in eine diskontinuierliche Rotations¬ bewegung übergeht.

Wird die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine zur spanabhebenden Bearbeitung verwendet, also etwa zum Bohren, Schleifen oder Sägen, so ergibt sich der zusätzliche Vorteil, daß sich am Werkzeug ein Selbstreinigungseffekt einstellt. Während etwa beim Kernlochbohren in Gestein mit herkömmlichen Bohrmaschinen sich der Bohrer an den Schneiden zusetzt, ergibt sich beim

Kernlochbohren mit einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine infolge der intermittierenden Drehbewegung eine ständige Selbstreinigung an den Schneiden, so daß auch bei tiefen Kernlochbohrungen der Bohrvorgang nur selten unterbrochen werden muß, um Gesteinsstaub aus dem Bohrloch auszutragen. Im Vergleich zu herkömmlichen Kernlochbohrmaschinen läßt sich mit einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine ein erheblich größerer Kernlochbohrdurchmesser erzielen, wobei das ausgeübte Reaktions¬ moment bei einer Handwerkzeugmaschine erstaunlich gering ist.

Infolge des hohen Selbstreinigungseffektes und der intermit¬ tierenden Drehbewegung können Kernlochbohrungen in Gestein trocken ausgeführt werden, ohne daß es eines Kühlschmiermittels bedarf. Die Staubentwicklung ist dabei gegenüber herkömmlichen Bohrmaschinen stark verringert. Beim Kernlochbohren in Stein lassen sich so mit einem Handwerkzeug ohne weiteres Bohrdurch¬ messer von 50 mm und mehr erreichen.

Gleichermaßen vorteilhaft lassen sich Kernlochbohrungen in Metall durchführen. Hierbei ergeben sich infolge der intermittierenden Drehbewegung in der Regel kurze Späne und eine stark verbesserte Bohrleistung, wobei sich mit Handwerkzeugen ohne weiteres Bohrdurchmesser von 30 bis 50 mm und mehr erreichen lassen.

Eine weitere vorteilhafte Anwendung der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine besteht beim Bohren in Gestein. Hierbei lassen sich ähnlich gute Ergebnisse wie beim Schlagbohren erzielen, wobei sich jedoch infolgedessen, daß kein Schlag ausgeübt wird, sondern lediglich eine intermittierende Drehbewegung, auch präzise Bohrungen in leichte bruchempfindliche Materialien einbringen lassen, wie beispielsweise in Kacheln, Fliesen oder sogar in Glas.

Eine erfindungsgemäße Werkzeugmaschine läßt sich gleichermaßen vorteilhaft auch als Schleifmaschine verwenden, wobei sich auch beim Trockenschleifen dauerhaft hohe Abtragsleistungen infolge des guten Selbstreinigungseffektes erzielen lassen. So ergibt sich auch beim Schleifen mit einem elastischen Schleifteller auch bei einer geringen Drehzahl eine außerordentlich gute Abtragsleistung.

Wird eine erfindungsgemäße Werkzeugmaschine als Säge verwendet, so wird einerseits wie bei herkömmlichen oszillierenden Sägen ein Späneflug weitgehend vermieden, und andererseits wird eine gleichmäßige Abnutzung des Sägeblattes erreicht. Ferner ergibt sich gegenüber herkömmlichen oszillierenden Sägen der zusätzliche Vorteil, daß einseitig geschliffene Sägeblätter verwendet werden können.

Eine erfindungsgemäße Werkzeugmaschine läßt sich auch vorteilhaft als Blechschneider einsetzen, wobei sich sehr gute Schneidergeb¬ nisse schon mit einer geringen Antriebsleistung erzielen lassen.

Wird eine erfindungsgemäße Werkzeugmaschine als Schrauber verwendet, so lassen sich hiermit ohne weiteres Anzugsmomente bis zu 35 Nm mit Handwerkzeugen erzielen. Derartig hohe Anzugs¬ momente konnten bislang nur mit Impulsschraubern oder Schlag- schraubern erreicht werden.

Gegenüber herkömmlichen Impulsschraubern oder Schlagschraubern zeichnet sich ein erfindungsgemäßer Schrauber insbesondere dadurch aus, daß sich das Anzugsmoment in einem weiten Bereich sehr genau voreinstellen läßt, sofern eine entsprechende Drehmomentabschaltung vorgesehen ist.

Ferner ist das Reaktionsmoment gegenüber herkömmlichen Schraubern mit Abschalteinrichtung erheblich reduziert. Gleichzeitig werden anzuziehende oder zu lösende Schrauben oder Muttern erheblich weniger beansprucht als beim Arbeiten mit herkömmlichen Impuls¬ oder Schlagschraubern.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist eine Einrichtung zur Umkehr der Drehrichtung der Abtriebswelle vorgesehen.

Somit läßt sich insbesondere bei einer Verwendung als Schrauber eine Umschaltung erreichen, um Schrauben lösen oder anziehen zu können.

Bei einer weiter vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine Abschalteinrichtung zur Abschaltung des Antriebes bei Errei¬ chung eines vorgegebenen Drehmomentes und/oder eine Trenn¬ einrichtung zum Trennen der Werkzeugantriebswelle vom Antrieb vorgesehen.

Auf diese Weise läßt sich bei einem erfindungsgemäßen Schrauber eine genaue Einhaltung eines vorgegebenen Anzugsmomentes erreichen. Hierbei können herkömmliche Einrichtungen zur Abschaltung des Antriebes und/oder zum Trennen der Werkzeug¬ antriebswelle vom Antrieb verwendet werden, die grundsätzlich bekannt sind.

Zusätzlich kann eine Stelleinrichtung zur Voreinstellung des Abschaltmomentes vorgesehen sein.

Die intermittierende Drehbewegung der Abtriebswelle des Antriebes kann grundsätzlich auf verschiedene Arten erzeugt werden.

So kann beispielsweise die Drehbewegung eines Antriebsmotors über einen Oszillationsantrieb in eine oszillierende Drehbewegung umgesetzt werden. Alternativ kann ein Drehmagnet oder ein Schrittmotor verwendet werden, der über eine entsprechende Spannungsimpulsfolge angesteuert wird.

Im ersten Fall umfaßt der Antrieb der erfindungsgemäßen Werkzeug¬ maschine einen Motor, der mit einem Oszillationsantrieb gekoppelt ist, über den eine Drehbewegung der Motorwelle in eine oszil¬ lierende Drehbewegung der die Freilaufkupplung antreibenden Abtriebswelle umgesetzt wird.

Derartige Oszillationsantriebe sind grundsätzlich bekannt und können vorteilhaft für diese Ausführung verwendet werden.

Die Verwendung eines derartigen Oszillationsantriebes bei einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine hat den Vorteil, daß sich infolge der um eine gerätefeste Schwenkachse oszillierenden Drehbewegung der Abtriebswelle des Oszillationsantriebes ein praktisch reaktionsfreies Arbeiten ergibt, da jeder Drehbewegung der Abtriebswelle des Oszillationsantriebes in Drehrichtung des Werkzeuges eine gleich lange Drehbewegung in entgegen¬ gesetzter Richtung folgt. Da sich somit lediglich das Werkzeug samt Werkzeugaufnahme und Freilauf ausschließlich in einer Drehrichtung bewegt, während der Oszillationsantrieb eine oszillierende Drehbewegung ausführt, wird das Reaktionsmoment nochmals deutlich reduziert, so daß ein besonders reaktions- momentarmes Arbeiten ermöglicht wird oder andererseits eine größere Antriebsleistung verwendet werden kann, so daß höhere Drehmomente auf das Werkzeug übertragen werden können, also etwa größere Bohrdurchmesser erzielt werden können oder zum Beispiel höhere Anzugsmomente beim Schrauben erzielt werden können.

Dabei kann die Amplitude der Oszillationsbewegung um die gerätefeste Drehachse dem jeweiligen Anwendungsfall angepaßt werden. Zusätzlich kann etwa durch eine elektronische Drehzahl¬ regelung die Frequenz des Oszillationsantriebes veränderbar ausgeführt sein, um die Leistung des Werkzeuges zu regeln.

Der Oszillationsantrieb kann grundsätzlich auf verschiedene Arten ausgeführt sein.

Bei einer bevorzugten Ausführung umfaßt der Oszillationsantrieb ein von der Motorwelle angetriebenes Exzenterelement, von dem ein Schwenkelement angetrieben ist, das mit der Abtriebswelle drehfest verbunden ist.

Als Antriebsmotor kann ein Elektromotor, ein Druckluftmotor, ein Hydraulikmotor oder dergleichen vorgesehen sein.

Eine andere Möglichkeit für die Erzeugung einer intermittierenden Drehbewegung der Abtriebswelle besteht in der Verwendung eines Drehmagneten, der mit einer Spannungsimpulsfolge zur Erzeugung der intermittierenden Drehbewegung beaufschlagt ist.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß sich eine besonders einfache Bauart ergibt, da lediglich ein Drehmagnet erforderlich ist, der über eine entsprechende Steuerelektronik mit einer Spannungs¬ impulsfolge beaufschlagt ist.

Als Drehmagnet kann hierbei ein Einrichtungsdrehmagnet verwendet werden, sofern dieser mit einer Rückstellkraft entgegen der Drehrichtung beaufschlagt ist, die etwa über eine Feder erzeugt werden kann.

In alternativer Weise kann der Drehmagnet auch als Zweirichtungs- drehmagnet ausgebildet sein, sofern auf eine Rückstellfeder verzichtet werden soll. Hierbei muß natürlich die elektronische Steuerung einen entsprechenden Rückstellimpuls erzeugen.

Eine Überlastung des Antriebes ist praktisch ausgeschlossen, da bei Stillstand des Werkzeuges die Antriebsenergie impulsartig auf das Werkzeug übertragen wird.

Eine Steuerung der Leistung kann auf einfache Weise dadurch erreicht werden, daß die Impulsenergie der Spannungsimpulsfolge mit konstanter Frequenz mittels einer Pulsbreiten-Modulation (PWM) einstellbar ist. Das auf das Werkzeug übertragene Dreh¬ moment ist dabei abhängig von der Impulsenergie.

Alternativ oder zusätzlich kann in gewissen Grenzen auch die Impulsfrequenz verändert werden, um die Leistung des Werkzeuges zu steuern. Dabei kann die Frequenz natürlich nur in gewissem Rahmen verändert werden, da das mechanisch schwingende System einerseits in Resonanz gebracht werden könnte oder da anderer¬ seits bei zu hoher Frequenz ein Stehenbleiben des Drehmagneten die Folge sein könnte.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die Abtriebswelle von zwei im Abstand voneinander angeordneten Lagern aufgenommen, wobei das eine Lager in Radialrichtung der Abtriebswelle fixiert ist, während das andere Lager gegen eine Vorspannung in Radial¬ richtung verschiebbar angeordnet ist, wobei der Abtriebswelle ein Sensorelement zugeordnet ist, um den Antrieb bei Auftreten einer Radialverschiebung abzuschalten.

Diese Ausführung, die insbesondere bei Schraubern vorteilhaft anwendbar ist, ermöglicht eine präzise Abschaltung des Antriebes bei Erreichen eines voreingestellten Anzugsmomentes. Da eines der beiden die Abtriebswelle aufnehmenden Lager in Radialrichtung gegen eine Vorspannung verschieblich angeordnet ist, führt die Abtriebswelle bei ansteigendem Drehmoment am Ende einer Ver- schraubung eine leichte Kippbewegung durch, sobald die durch

das Drehmoment ausgeübte Reaktionskraft groß genug ist, um die Wirkung der auf das verschieblich angeordnete Lager wirkenden Vorspannung zu überwinden. Diese Kippbewegung wird von einem Sensorelement erfaßt und zur Abschaltung des Antriebes genutzt. Gemäß diesem an sich bekannten Aufbau (EP-B-0 182 986) läßt sich eine präzise Abschaltung des Antriebes bei Erreichen eines vorgegebenen Drehmomentes durchführen.

In weiter bevorzugter Ausgestaltung ist bei der vorgenannten Ausführung eine Stelleinrichtung zur Erzeugung einer einstell¬ baren Vorspannung vorgesehen, um eine Einstellung des Abschalt¬ momentes zu ermöglichen.

Dabei kann das andere Lager von einer Gleitführung aufgenommen sein, die eine Verschiebung in Radialrichtung der Abtriebswelle erlaubt.

Bei einer weiter bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind eine erste im Uhrzeigersinn mitnehmende Freilaufkupplung und eine zweite im Gegenuhrzeigersinn mitnehmende Freilaufkupplung in Axialrichtung hintereinander angeordnet, wobei ein Schalt¬ element vorgesehen ist, um wahlweise entweder die erste oder die zweite Freilaufkupplung mit der Werkzeugantriebswelle zu koppeln.

Auf diese Weise läßt sich eine Umschaltung der Drehrichtung der Werkzeugantriebswelle in einfacher Weise unter Verwendung zweier in umgekehrter Richtung wirkender Freilaufkupplungen erreichen, von denen jeweils die eine oder die andere wahlweise mit der Werkzeugantriebswelle gekoppelt wird.

Gemäß einer Weiterbildung dieser Ausführung ist das Schaltelement als Schiebehülse ausgebildet, die in Axialrichtung der Abtriebs¬ welle verschiebbar gelagert ist, wobei in einer ersten in Richtung auf die Werkzeugantriebswelle vorgeschobenen Position der Schiebehülse die erste Freilaufkupplung über die Schiebehülse mit der Werkzeugantriebswelle gekoppelt ist, und wobei in einer zweiten zurückgeschobenen Position der Schiebehülse die zweite Freilaufkupplung mit der Werkzeugantriebswelle gekoppelt ist.

Auf diese Weise ergibt sich eine einfache Umschaltung zwischen Links- und Rechtslauf, indem lediglich die Schiebehülse in Axialrichtung verschoben werden muß.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Schiebehülse in der ersten Position über eine Klauenkupplung mit der Werkzeugantriebswelle gekoppelt und in der zweiten Position über einen Längsschlitz der Schiebehülse mit der Werkzeugantriebswelle gekoppelt, in den ein die Werkzeugantriebs¬ welle durchsetzender Querstift eingreift.

Auf diese Weise läßt sich entweder eine direkte Kopplung der Schiebehülse über den Querstift an die Werkzeugantriebswelle erreichen oder aber eine Kopplung über eine Klauenkupplung, die sich in vorteilhafter Weise noch mit einer Einrichtung zum Trennen der Werkzeugantriebswelle vom Antrieb verbinden läßt.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist neben einer Abschalteinrichtung zur Abschaltung des Antriebes bei Erreichen eines vorgegebenen Drehmomentes eine Trenneinrichtung vorgesehen, die ein mit der Werkzeugantriebswelle drehfest verbundenes erstes Kupplungselement aufweist, das mit der Abtriebsseite einer Freilaufkupplung koppelbar ist, sowie ein drehfest mit der

Werkzeugantriebswelle verbundenes zweites Kupplungselement aufweist, wobei zwischen dem ersten Kupplungselement und dem zweiten Kupplungselement ein Zwischenkupplungselement angeordnet ist, das mit dem zweiten Kupplungselement eine Trennkupplung bildet, über die das Zwischenkupplungselement unter Last in Richtung auf das erste Kupplungselement verschiebbar ist, wobei das Zwischenkupplungselement mit dem ersten Kupplungselement eine bei AxialVerschiebung des Zwischenkupplungselementes ausrückbare Mitnahmekupplung bildet, und wobei das Zwischenkupp¬ lungselement in Richtung auf das zweite Kupplungselement federnd beaufschlagt ist.

Beim Antrieb eines Werkzeuges wird das Zwischenkupplungselement somit zunächst gegen die Kraft des Federelementes unter Last in Richtung auf das erste Kupplungselement verschoben. Wird nun das Ende einer Verschraubung erreicht, so steigt das Drehmoment stark an, bis der Antrieb über die Abschalteinrichtung abgeschaltet wird. Da nun kein Drehmoment mehr auf das Zwischen¬ kupplungselement übertragen wird, wird das Zwischenkupplungs- element durch das gespannte Federelement bis in seine Endstellung gegen das zweite Kupplungselement verschoben, wodurch die Trennkupplung ausrückt.

Dadurch wird mit Hilfe einer einfach aufgebauten Trenneinrichtung vermieden, daß das voreingestellte Anzugsmoment für eine Verschraubung überschritten wird, was ohne eine derartige Trenneinrichtung möglich wäre, sofern der Benutzer der Werkzeug¬ maschine auf den Handgriff ein Drehmoment ausübt, was infolge eines Abschaltruckes beim Abschalten des Antriebs über die Freilaufkupplung zu einem "Nachziehen" der Verschraubung führen würde.

In vorteilhafter Weiterbildung dieser Ausführung weist die durch das erste Kupplungselement und das Zwischenkupplungselement gebildete Trennkupplung gerade Nocken mit einer sich senkrecht zur einer Radialebene erstreckenden Mitnahmeflanke an einem der Elemente auf, sowie abgesetzte Nocken mit einem geraden Abschnitt, bei dem sich die Mitnahmeflanke senkrecht zu einer Radialebene erstreckt, und mit einem schrägen, sich an den geraden Abschnitt anschließenden Abschnitt, bei dem sich die Mitnahmeflanke schräg zu einer Radialebene erstreckt, an einem der anderen Elemente auf.

Durch diese Nockenform wird beim Anlaufen der Werkzeugmaschine ein Einrücken der Trennkupplung sichergestellt. Hierzu sollte die Steigung der schrägen Abschnitte der abgesetzten Nocken so bemessen sein, daß zunächst das Zwischenkupplungselement mit seinen geraden Nocken zwischen die geraden Nockenabschnitte des ersten Kupplungselementes eingreift, bevor das Zwischen¬ kupplungselement unter Wirkung des übertragenen Drehmomentes in Richtung auf das zweite Kupplungselement verschoben wird.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das zweite Kupplungselement einen sich in Radialrichtung erstreckenden Vorsprung auf, der mit einer Führungskiirve des Zwischenkupplungs¬ elementes, die sich schräg zu einer Radialebene erstreckt, zusammenwirkt.

Diese Maßnahme hat den Vorteil eines besonders einfachen und kostengünstig herstellbaren Aufbaus der Mitnahmekupplung.

Dabei kann in zusätzlicher Weiterbildung der Erfindung der sich in Radialrichtung erstreckende Vorsprung durch einen Querstift gebildet sein, der die Abtriebswelle in Radialrichtung durch¬ setzt.

Somit läßt sich die Mitnahmekupplung auf besonders einfache Weise durch einen in einer Radialbohrung fixierbaren Querstift in Verbindung mit einer schräg zu einer Radialebene angeordneten Führungskurve realisieren. Dabei sollte die Neigung der Führungs¬ kurve größer als die Neigung der schrägen Nockenabschnitte des Zwischenkupplungselementes sein, um ein Einrücken der Trenn¬ kupplung am Anfang sicherzustellen.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nach¬ stehend noch zu erläuternden Maßnahmen nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Werkzeugmaschine in schemati- scher Darstellung;

Fig. 2 ein als Bohrmaschine oder Schrauber ausgeführtes Ausführungsbeispiel der Erfindung in teilweise geschnittener Seitenansicht;

Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung in schematischer Darstellung;

Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung als akkubetriebener Schrauber in schematischer Darstel¬ lung;

Fig. 5 ein Schaltbild der Steuerelektronik für das Aus¬ führungsbeispiel gemäß Fig. 4;

Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung als Schrauber in schematischer Darstellung, wobei ein Schaltelement zur Umschaltung zwischen Rechts- und Linkslauf vorgesehen ist, das sich in Rechtslauf- Position befindet;

Fig. 7 einen Ausschnitt des Schaltelementes mit der an¬ grenzenden Werkzeugantriebswelle nach Umschaltung des Schaltelementes von Rechts- auf Linkslauf;

Fig. 8a eine schematische Ansicht der Trenneinrichtung zur Trennung der Werkzeugantriebswelle vom Antrieb bei Erreichen eines vorgegebenen Grenzdrehmomentes beim Ansetzen der Maschine auf eine Schraube;

Fig. 8b eine Ansicht gemäß Fig. 8a, die in der oberen Hälfte die Stellung beim Anziehen einer Verschraubung und in der unteren Hälfte die Stellung nach dem Auslösen der Trenneinrichtung zeigt;

Fig. 9 einen vereinfachten Schnitt durch den Oszillationsan¬ trieb gemäß Fig. 6;

Fig. 10 eine leicht gegenüber der Ausführung gemäß Fig. 6 abgewandelte Ausführung eines erfindungsgemäßen Schraubers;

Fig. 11 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Ausfüh¬ rung gemäß Fig. 10, aus der der Aufbau der Einrichtung zur Abschaltung des Antriebes zu ersehen ist;

Fig. 12 eine teilweise geschnittene Ansicht eines alternativ aufgebauten Oszillationsantriebes für eine erfin¬ dungsgemäße Werkzeugmaschine und

Fig. 13 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine, die als Blechschneider ausgebildet ist.

Ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 1 äußerst schematisch dargestellt und insgesamt mit der Ziffer 10 bezeichnet. Die Werkzeugmaschine 10 umfaßt einen Antrieb 12, dessen Abtriebswelle 14 eine intermittierende Drehbewegung ausführt, wie durch den Pfeil 22 angedeutet. Diese intermit¬ tierende Drehbewegung der Abtriebswelle 14 wird auf eine Freilaufkupplung 16 übertragen, die mit einer Werkzeugantriebs¬ welle 18 verbunden ist, an der eine Werkzeugaufnahme zur Aufnahme eines Werkzeugs 20 vorgesehen ist.

Durch den Freilauf 16 wird die intermittierende Drehbewegung der Abtriebswelle 14 in eine Drehbewegung der Werkzeugantriebs¬ welle 18 umgesetzt, die infolge der Masseträgheit des Freilaufs 16, der Werkzeugantriebswelle 18, der Werkzeugaufnahme und des Werkzeugs 20 eine quasi-kontinuierliche Drehbewegung ist.

Mit zunehmender Belastung des Werkzeuges 20 geht diese quasi¬ kontinuierliche Drehbewegung immer mehr in eine diskontinuier¬ liche Rotationsbewegung über (vergleiche Pfeil 24) , d.h. während das Werkzeug 20 im Lehrlauf der Maschine infolge der Trägheit des Antriebs mit annähernd konstanter Winkelgeschwindigkeit rotiert, nimmt die Winkelgeschwindigkeit bei zunehmender Belastung mehr und mehr einen periodisch zwischen dem Maximalwert

und dem Wert 0 sich verändernden Verlauf an, so daß sich bei einer Darstellung der Winkelgeschwindigkeit über der Zeit ein sägezahnartiger Verlauf ergibt.

Das in Fig. 1 dargestellte Grundprinzip kann auf verschiedene Weisen ausgeführt oder variiert werden.

So kann als Antrieb ein motorischer Antrieb gewählt werden, dessen Drehbewegung über ein Oszillationsgetriebe in einer Oszillationsbewegung der Abtriebswelle 14 umgesetzt wird.

Alternativ kann die intermittierende Drehbewegung dadurch erzeugt werden, daß ein Drehmagnet oder ein Schrittmotor mit einer entsprechenden Spannungsimpulsfolge beaufschlagt wird.

Des weiteren kann die Drehrichtung der Werkzeugantriebswelle 18 umschaltbar ausgeführt sein, was insbesondere für Anwendungen als Schrauber von Vorteil ist. Darüber hinaus kann zusätzlich insbesondere für Anwendungen als Schrauber eine einstellbare Drehmomentabschaltung vorgesehen sein, so daß der Schraubvorgang bei Erreichung eines voreingestellten Drehmomentes unterbrochen wird. Dabei kann dann die mechanische Verbindung zwischen Antriebssträng und Werkzeug unterbrochen werden. Zusätzlich oder alternativ kann der Antrieb über einen Schalter bei Erreichen des vorgegebenen Drehmomentes abgeschaltet werden.

In Fig. 2 ist ein als Schrauber oder Bohrmaschine ausgeführtes Ausführungsbeispiel der Erfindung insgesamt mit der Ziffer 30 bezeichnet. Innerhalb eines Gehäuses 42, das die Form einer pistolenförmigen Handbohrmaschine mit einem Handgriff 66 auf¬ weist, ist ein Antrieb vorgesehen, der insgesamt mit der Ziffer 32 bezeichnet ist. Der Antrieb umfaßt einen Elektromotor 44,

dessen Motorwelle 48 einen insgesamt mit der Ziffer 49 angedeute¬ ten Oszillationsantrieb antreibt, um so die Abtriebswelle 34 des Oszillationsantriebes 49 in eine oszillierende Drehbewegung zu versetzen, die auf eine nachgeschaltete Freilaufkupplung 36 übertragen wird, von der eine Werkzeugantriebswelle 38 mit einer Werkzeugaufnahme 40, beispielsweise in Form eines Bohr¬ futters, angetrieben wird.

Die dargestellte Werkzeugmaschine 30 wird über ein Netzkabel 68 mit Strom versorgt, könnte in alternativer Weise jedoch auch mittels eines Akkumulators betrieben werden. Zur Betätigung ist in der bei Handbohrmaschinen bzw. Handschraubern üblichen Weise ein Taster 64 am Handgriff 66 vorgesehen.

Der nur äußerst schematisch mit seinem Läufer und seinem Lüfter 46 dargestellte Elektromotor 44 treibt über seine Motorwelle 48, die am vorderen Ende mittels zweier Lager 54, 56 gelagert ist, einen Exzenter 50 an, der starr und drehfest mit der Motorwelle 48 verbunden ist.

Parallel zur Motorwelle 48 ist die Abtriebswelle 34 des Oszil¬ lationsantriebes 49 vorgesehen, die an ihrem hinteren, der Werkzeugaufnahme 40 abgewandten Ende am Gehäuse 42 mittels eines Lagers 58 gelagert ist. Auf der Abtriebswelle 34 ist ein Schwenkhebel 52 angeordnet, der starr und drehfest mit dieser verbunden ist. Der Schwenkhebel 52 ist im wesentlichen U-förmig ausgebildet und umschließt den Exzenter 50 mit seinen beiden Enden 53. Bei einer Drehung des Exzenters 50 um die Motorwelle 48 wird somit die Abtriebswelle 34 in eine oszillierende Drehbewegung versetzt.

Diese oszillierende Drehbewegung wird von der Abtriebswelle 34 auf die Freilaufkupplung 36 übertragen, die herkömmlicher Bauart sein kann und beispielsweise als Hülsenfreilaufkupplung ausgebildet sein kann. Die Freilaufkupplung 36 kann zusätzlich am Gehäuse 42 mittels eines Kugellagers oder dergleichen gelagert sein (nicht dargestellt) .

Die Abtriebsseite der Ereilaufkupplung 36 ist starr mit der Werkzeugantriebswelle 38 verbunden, die am Maschinenhals 39 mittels eines Lagers 60 gelagert ist und an ihrem vorderen Ende die Werkzeugaufnahme 40 trägt.

Im Handgriff 66 der Werkzeugmaschine 30 ist zusätzlich eine Steuerelektronik herkömmlicher Bauart zur Steuerung der Drehzahl des Elektromotors 44 vorgesehen, wobei die Drehzahl über einen Stellknopf 62 verstellt werden kann.

Es versteht sich, daß das Oszillationsgetriebe 49 in Abwandlung des dargestellten Oszillationsgetriebes auch als Winkelgetriebe ausgebildet sein kann, sofern dies gewünscht ist. Hierzu muß lediglich die Abtriebswelle 34 winklig zur Motorwelle 48, vor¬ zugsweise rechtwinklig dazu, angeordnet werden. Der auf der Abtriebswelle 34 vorgesehene Schwenkhebel 52 verläuft dann nicht senkrecht zur Motorwelle 48 sondern in einer dazu parallelen Ebene.

Des weiteren kann die dargestellte Werkzeugmaschine 30 auch zusätzlich mit einer Einrichtung zur Drehrichtungsumkehr und mit einer Drehmomentabschaltung ausgestattet sein, wie dies nachfolgend anhand des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 3 kurz erläutert ist.

In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung als Schraub- oder Bohrmaschine äußerst schematisch dargestellt und insgesamt mit der Ziffer 70 bezeichnet. Innerhalb eines Gehäuses 82 ist ein Elektromotor 84 vorgesehen, dessen Motorwelle

88 einen Oszillationsantrieb 89 antreibt. Der Oszillationsantrieb

89 kann etwa der zuvor anhand Fig. 2 beschriebenen Ausführung entsprechen oder auch gemäß der DE 3840974 AI ausgeführt sein.

Die Abtriebswelle 74 des Oszillationsantriebes 89 treibt die Freilaufkupplung 76 an, die zusätzlich mit einer Einrichtung 94 zur Drehrichtungsumkehr versehen ist, die über einen Stell¬ hebel 92 von außerhalb des Gehäuses 82 betätigt werden kann.

Die Freilaufkupplung 76 treibt über eine Zwischenwelle 86 eine Abschalteinrichtung 96 zur Abschaltung des Antriebes 72 bei Erreichung eines voreinstellbaren Drehmomentes an.

Derartige Abschalteinrichtungen sind grundsätzlich bekannt (ver¬ gleiche zum Beispiel EP 0 182 986 Bl) .

Die Abschalteinrichtung 96 weist einen von außerhalb des Gehäuses 82 betätigbaren Stellring 98 auf, mittels dessen das Abschalt¬ moment einstellbar ist. Bei Erreichen des voreingestellten Drehmomentes wird die Zwischenwelle 86 von der Werkzeugantriebs¬ welle 78 getrennt und zusätzlich ein Schalter 100 betätigt, um den Elektromotor 84 auszuschalten. Der Schalter 100 ist über eine Leitung 106 mit einem weiteren Schalter 102 verbunden, der über einen Taster 104 zur Einschaltung des Elektromotors 84 betätigt werden kann. Der Schalter 102 ist über eine Leitung 108 mit dem Elektromotor 84 verbunden.

Sobald das vom Werkzeug 80 auf die Werkzeugantriebswelle 78 ausgeübte Reaktionsmoment einen mit dem Stellring 98 voreinge¬ stellten Drehmomentwert überschreitet, wird also einerseits der Elektromotor 84 über den Schalter 100 ausgeschaltet und andererseits die Verbindung zwischen der Zwischenwelle 86 und der Werkzeugantriebswelle 78 getrennt.

Es versteht sich, daß bei den zuvor beschriebenen Ausführungen als Antriebsmotor auch ein Pneumatikmotor, hydraulischer Motor oder andersartiger Motor verwendet werden kann.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 4 äußerst schematisch dargestellt und insgesamt mit der Ziffer 110 bezeichnet.

Es handelt sich hierbei um einen akkubetriebenen Schrauber, der im Gegensatz zu den zuvor beschriebenen Ausführungen nicht motorisch angetrieben ist sondern mittels eines Drehmagneten. Der Antrieb 112 umfaßt einen Einrichtungsdrehmagneten 124, der über eine Rückstellfeder (nicht dargestellt) entgegen seiner Drehrichtung beaufschlagt ist. Der Drehmagnet 124 wird über eine Steuerelektronik 146, die nachfolgend noch anhand von Fig. 5 kurz erläutert wird, mit einer rechteckförmigen Spannungsimpuls¬ folge konstanter Frequenz beaufschlagt. Die Abtriebswelle 114 des Drehmagneten treibt in der zuvor beschriebenen Weise eine Freilaufkupplung 116 an, über die eine Werkzeugantriebswelle 118 zum Antrieb einer Werkzeugaufnahme 120 angetrieben ist.

Zur Spannungsversorgung ist ein Akkumulator 132 vorgesehen, der austauschbar am Handgriff 126 des Gehäuses 122 angeordnet ist.

Der Akkumulator 132 ist über Leitungen 134, 136 mit der Steuer¬ elektronik 146 und einem EIN-AUS-Schalter 130 verbunden, der über einen Taster 128 betätigt werden kann.

Die Steuerelektronik 146 weist eine Drehmomenteinstellung 144 auf, die über einen Stellring 142 von außerhalb des Gehäuses 122 betätigt werden kann.

Der Drehmagnet 124 wird während der Dauer eines Spannungsimpulses zu einer Drehung beaufschlagt. Während der nachfolgenden Zeitdauer, in der keine Spannung anliegt, wird der Drehmagnet 124 über die Rückstellfeder zurückbewegt, bis beim Anstieg des nächsten Spannungsimpulses wieder eine Vorwärtsdrehung erfolgt.

Die erzielbare Leistung bzw. das erzielbare Anzugsmoment des Schraubers ist über die Impulsenergie mittels einer Pulsbreiten- Modulation (PWM) einstellbar. Das auf das Werkzeug übertragene Drehmoment ist dabei abhängig von der Impulsenergie.

Die Spannungsimpulsfolge, die in Fig. 5 schematisch mit der Ziffer 148 angedeutet ist, kann über die Steuerelektronik 146 erzeugt werden, welche beispielsweise gemäß der in Fig. 5 gezeigten Schaltung aufgebaut ist. Hierzu wird ein Timer, beispielsweise ein LM 556 verwendet, dessen Discharge- und Threshold-Eingang 1 und 2 über einen regelbaren Widerstand 144 und einen Vorwiderstand an der positiven Speisespannung liegt. Die vom Ausgang 5 des Timers 150 gelieferte Spannung steht an einem Widerstand 156 an, der über eine Diode 158 an Masse liegt.

Über diese am Widerstand 156 abfallende Spannung wird ein Schalter 152, der zum Beispiel als Feldeffekttransistor (FET) ausgebildet sein kann, angesteuert. Der Drehmagnet 124 liegt

zwischen der Speisespannung plus und dem Schalter 152 und ist durch eine Diode 154 überbrückt.

Die Impulsenergie läßt sich durch Verstellung des einstellbaren Widerstandes 144 einstellen, wodurch die Pulsbreite verändert wird.

Es versteht sich, daß die vorstehend kurz erläuterte Schaltung lediglich eine von vielen möglichen Ausführungen darstellt und daß zahlreiche andere Möglichkeiten zur Erzeugung der Spannungs¬ impulsfolge 148 bestehen.

In den Fig. 6 bis 9 und 9 bis 11 sind zwei weitere Ausfüh¬ rungsbeispiele beschrieben, anhand derer die Einrichtung zum Umschalten der Drehrichtung der Werkzeugantriebswelle, die Abschalteinrichtung zur Abschaltung des Antriebes bei Erreichung eines vorgegebenen Drehmomentes und die Einrichtung zum Trennen der Werkzeugantriebswelle vom Antrieb genauer erläutert sind.

In Fig. 6 ist eine erfindungsgemäße Werkzeugmaschine, die insbesondere als Schrauber Verwendung findet, äußerst schematisch dargestellt und insgesamt mit der Ziffer 160 bezeichnet.

Die Werkzeugmaschine 160 umfaßt wie bei den zuvor anhand der Fig. 2 und 3 beschriebenen Ausführungen einen Elektromotor 162, der über einen Oszillationsantrieb 164 eine Abtriebswelle 180 antreibt. Die Antriebswelle 180 ist wahlweise entweder über eine erste Freilaufkupplung 188, die im Uhrzeigersinn mitnimmt, oder über eine zweite Freilaufkupplung 190, die im Gegenuhrzeigersinn mitnimmt, mit einer Werkzeugantriebswelle 200 verbindbar, um ein in eine Werkzeugaufnahme 202 der Werkzeugantriebswelle 200 ein¬ gesetztes Werkzeug anzutreiben. Zur Umschaltung zwischen der

ersten Freilaufkupplung 188 und der zweiten Freilaufkupplung 190, also zur Umschaltung zwischen Rechts- und Linkslauf , dient ein insgesamt mit der Ziffer 184 bezeichnetes Schaltelement.

Der Oszillationsantrieb 164 umfaßt gemäß den Fig. 6 und 9 ein an der Motorwelle 168, die an ihrem aus dem Motorgehäuse hervor¬ stehenden Ende an einem angeflanschten Halter 166 mittels eines Lagers 181 gelagert ist, angeordnetes Exzenterelement 170. Das Exzenterelement 170 ist von einer Nadelhülse 172 umschlossen, die als Drehlager dient. Auf der Abtriebswelle 180 ist ein Schwenk¬ element 174 drehfest angeordnet, an dessen in Richtung zur Motor¬ welle 168 vorstehendem Abschnitt durch einen U-förmigen Aus¬ schnitt zwei Schwenkarme 176 gebildet sind, zwischen denen die Nadelhülse 172 von beiden Seiten her eingeschlossen ist. Die bei¬ den an die Nadelhülse 172 angrenzenden Gleitflächen 178 sind auf Paßmaß bearbeitet, um eine spielfreie Übertragung der hin- und hergehenden Bewegung des Exzenterelementes 170 auf das Schwenkelement 174 zu erlauben, das so die Abtriebswelle 180 in eine oszillierende Bewegung um ihre Längsachse 185 versetzt.

Das Schaltelement 184 ist als zylindrische Schalthülse ausgebil¬ det, die auf der Abtriebswelle 180 axial verschieblich gelagert ist. In der Schalthülse 184 sind hintereinander die erste Freilaufkupplung 188, ein Lager 186 und die zweite Freilaufkupp¬ lung 190 angeordnet. Die Schalthülse 184 ist mit dem Lager 186 auf der Abtriebswelle 180 axial verschiebbar und mit einem zweiten Lager 196, das an ihrem vorderen, der Werkzeugaufnahme 202 zugewandeten Ende vorgesehen ist, auf der Werkzeugantriebs¬ welle 200 in Axialrichtung verschiebbar.

In der in Fig. 6 dargestellten Position befindet sich die Schalthülse 184 in einer ersten, in Richtung auf die Werkzeugauf¬ nahme 202 hin vorgeschobenen Position, in der ihre der Werkzeug¬ aufnahme 202 zugewandte Stirnfläche, die mit radial verlaufenden Nocken 205 versehen ist, zwischen Nocken 207 (Fig. 8a, b) eines ersten Kupplungselementes 208 einer nachfolgenden insgesamt mit der Ziffer 198 bezeichneten Trenneinrichtung eingreift, mit denen sie eine Klauenkupplung 206 bilden.

In der in Fig. 6 dargestellten Position wird daher das Drehmoment von der Abtriebswelle 180 über die erste Freilaufkupplung 188 auf die Schalthülse 184 übertragen, von der aus das Antriebs¬ moment über die Klauenkupplung 206 und die Trenneinrichtung 198 auf die Werkzeugantriebswelle 200 übertragen wird. In dieser Stellung ist die zweite Freilaufkupplung 190 außer Funktion. Die Werkzeugantriebswelle 200 weist einen geringeren Durchmesser als die Abtriebswelle 180 auf und ist an ihrem der Abtriebswelle 180 zugewandten Ende gegen diese mittels eines Axiallagers gelagert, das durch die Ziffer 192 angedeutet ist und im einfachsten Fall als Kugel ausgeführt ist, die in entsprechenden Ausnehmungen der Abtriebswelle 180 und der Werkzeugantriebswelle 200 gehalten ist. Die Werkzeugantriebswelle 200 ist an ihrem der Abtriebswelle 180 zugewandten Ende ferner von einem Querstift 194 durchsetzt, dessen beide Enden seitlich radial aus der Werkzeug¬ antriebswelle 200 hervorstehen. In der in Fig. 6 dargestellten Position können die Enden des Querstiftes 194 frei innerhalb der zweiten Freilaufkupplung 190 rotieren, so daß diese voll¬ ständig ohne Funktion ist. Wird dagegen die Schiebehülse 184 nach rechts in Richtung auf den Oszillationsantrieb 164 in die in Fig. 7 dargestellte Position zurückgeschoben, so gelangt dieser Querstift 194 in einen Längsschlitz 197, der sich zwischen dem zweiten Lager 196 und der zweiten Freilaufkupplung 190

erstreckt. Damit wird eine formschlüssige Verbindung zwischen der Schalthülse 184 und der Werkzeugantriebswelle 200 in der in Fig. 7 dargestellten Position hergestellt.

In der in Fig. 7 dargestellten Linkslaufposition gelangt die zweite Freilaufkupplung 190 in Eingriff, da sie nunmehr das Wel¬ lenende der Abtriebswelle 180 umschließt. Dagegen ist die erste Freilaufkupplung 188 in der Linkslaufposition gemäß Fig. 7 außer Eingriff, da die erste Freilaufkupplung 188 in dieser Stellung einen Wellenabschnitt 183 der Abtriebswelle 180 mit geringerem Durchmesser umschließt. Somit wird in der in Fig. 7 dargestellten Linkslaufposition der Schalthülse 184 die Werkzeugantriebswelle 200 von der Abtriebswelle 180 über die zweite Freilaufkupplung 190 und die Schalthülse 184 mittels des in den Längsschlitz 197 der Schalthülse 184 eingreifenden Querstiftes 194 angetrieben. Dagegen verläuft der Kraftfluß in der in Fig. 6 dargestellten Rechtslaufposition, wie bereits erwähnt, von der Abtriebswelle 180 über die erste Freilaufkupplung 188 auf die Schalthülse 184 und von dieser mittels der Klauenkupplung 206 über die Trenneinrichtung 198 auf die Werkzeugantriebswelle 200.

Am äußeren Ende der Abtriebswelle 180 ist ferner eine insgesamt mit der Ziffer 224 bezeichnete Abschalteinrichtung zur Abschal¬ tung des Motors 162 bei Erreichen eines vorgegebenen Drehmomentes angeordnet, die nachfolgend anhand von Fig. 10 näher erläutert wird.

Einzelheiten und Funktionsweise der Trenneinrichtung 198 werden nunmehr anhand der Fig. 6 und 8 näher erläutert.

Die Trenneinrichtung 198 besteht aus dem ersten Kupplungselement 208, aus einem Zwischenkupplungselement 210 und aus einem zweiten Kupplungselement 212. Dabei ist zwischen dem ersten Kupplungs¬ element 208 und dem Zwischenkupplungselement 210 ein Federelement 214 angeordnet, das als Schraubenfeder ausgebildet ist und das Zwischenkupplungselement 210 gegen das zweite Kupplungselement 212 drückt. Das erste Kupplungselement 208 ist als Kupplungs¬ scheibe ausgebildet und drehbar, aber in Axialrichtung nicht verschiebbar, auf der Werkzeugantriebswelle 200 angeordnet. Wie bereits erwähnt, weist das erste Kupplungselement 208 auf der der Schalthülse 184 zugewandten Seite radial verlaufende Nockenkörper 207 auf, um mit den entsprechenden Nockenkörpern

205 an der Stirnfläche der Schalthülse 184 eine Klauenkupplung

206 zu bilden, die in der in Fig. 6 dargestellten Rechtslauf¬ position eine Übertragung des Drehmomentes von der Schalthülse 184 auf das erste Kupplungselement 208 sicherstellt.

Auf der dem Zwischenkupplungselement 210 zugewandten Seite des ersten Kupplungselementes 208 sind abgesetzte Nockenkörper 209 vorgesehen, die einen geraden, sich von der Stirnfläche aus erstreckenden Abschnitt aufweisen, bei dem sich die Mitnahme¬ flanke 215 senkrecht zu einer Radialebene erstreckt, an den sich ein schräger Abschnitt anschließt, bei dem die Mitnahme¬ flanke 216 schräg zu einer Radialebene verläuft. Dieser schräge Abschnitt eines jeden Nockens 209 läuft an der Stirnfläche 217 des Nockens aus, die sich parallel zu einer Radialebene er¬ streckt.

Das Zwischenkupplungselement 210 weist an seiner dem ersten Kupplungselement 208 zugewandten Seite gerade Nocken 211 auf, die sich in Radialrichtung erstrecken.

Das zweite Kupplungselement 212 ist als ein Querstift ausgebil¬ det, der die Werkzeugantriebswelle 200 radial durchsetzt und mit seinen beiden Enden daraus hervorsteht. Das Zwischenkupp¬ lungselement 210, das frei drehbar und axial verschiebbar auf der Werkzeugantriebswelle 200 angeordnet ist, weist auf seiner dem zweiten Kupplungselement 212 zugewandten Seite in seiner Mantelfläche zwei um 180° zueinander versetzte V-förmige Ausnehmungen auf, die jeweils schräge Führungskurven 213 für den Querstift 212 bilden, an denen dieser entlanggleiten kann.

Die Trenneinrichtung 198 funktioniert folgendermaßen.

Wird der Schrauber auf eine Schraube aufgesetzt, so wird zunächst durch den Anpreßdruck das Federelement 214 zusammengedrückt und das Zwischenkupplungselement 210 durch den Federdruck gegen das zweite Kupplungselement 212 gedrückt, so daß der Querstift am dem Zwischenkupplungselement 212 zugewandten Ende der Führungsschräge 213 anliegt, so daß sich die in Fig. 8a gezeich¬ nete Stellung ergibt. In der Rechtslaufposition überträgt nun die Abtriebswelle 180 ihre oszillierende Antriebsbewegung auf die erste Freilaufkupplung 188, über die diese Bewegung in eine intermittierende Antriebsbewegung im Uhrzeigersinn umgesetzt wird, die von der Schalthülse 184 über die Nocken 205, 207 der Klauenkupplung 206 auf das erste Kupplungselement 208 übertragen wird.

Durch das übertragene Drehmoment rücken die geraden Nocken 211 des Zwischenkupplungselementes 210 zunächst zwischen die geraden Mitnahmeflanken 215 der Nocken 209 des ersten Kupplungselementes 208 ein, so daß die Trennkupplung eingerückt ist und das Drehmoment formschlüssig überträgt. Infolge des übertragenen Drehmomentes wandert nun das Zwischenkupplungselement 210 mit

seinen Führungskiirven 213 gegen die Federkraft entlang der beiden Enden des Querstiftes 212, so daß sich die der oberen Hälfte von Fig. 8b gezeichnete Position ergibt.

Beim Anziehen der Verschraubung steigt nun in der letzten Phase das Drehmoment so lang an, bis die Abschalteinrichtung 224 den Motor 162 abschaltet.

Da nunmehr kein Drehmoment mehr übertragen wird, wird das Zwischenkupplungselement 210 durch das gespannte Federelement 214 bis in die Endposition gegen den Querstift 212 gedrückt, in der das runde Ende der V-förmigen Führungskurve 213 am Querstift 212 anschlägt, wobei die Trennkupplung gelöst wird, so daß sich die in der unteren Hälfte von Fig. 8b gezeichnete Position ergibt.

Der Aufbau der Abschalteinrichtung zur Abschaltung des Elektro¬ motors 162 wird nunmehr anhand der Fig. 10 und 11 näher er¬ läutert.

Eine leicht gegenüber der Ausführung gemäß Fig. 6 abgewandelte Werkzeugmaschine ist in Fig. 10 dargestellt und insgesamt mit der Ziffer 220 bezeichnet.

Dabei werden für entsprechende Teile die gleichen Bezugsziffern wie bei der Ausführung gemäß Fig. 6 verwendet.

Die Ausführung gemäß Fig. 10 unterscheidet sich von der Ausfüh¬ rung gemäß Fig. 6 im wesentlichen dadurch, daß die Abtriebswelle 180 nach hinten verlängert ist, so daß sich der Elektromotor 162 parallel zu einem über den Oszillationsantrieb 164 hinaus verlängerten Bereich der Abtriebswelle 180 erstreckt. Es ergibt

sich somit insgesamt eine lange Bauform der Werkzeugmaschine 220 im Gegensatz zu einer kurzen Bauform der Werkzeugmaschine 160 gemäß Fig. 6, bei der der Elektromotor 162 parallel zur Abtriebswelle 180 derart angeordnet ist, daß die Schiebehülse 184 etwa parallel zum Elektromotor 162 angeordnet ist bzw. verschiebbar ist.

Auch bei der Ausführung gemäß Fig. 10 ist an dem der Schiebehülse 184 abgewandten Ende der Abtriebswelle 180 eine Abschalteinrich¬ tung 224 für die Abschaltung des Elektromotors bei Erreichen eines voreingestellten Drehmomentes angeordnet. Ihr Aufbau entspricht vollständig dem Aufbau der in Fig. 6 angedeuteten Abschalteinrichtung 224.

Die Abschalteinrichtung 224 weist gemäß Fig. 10 einen Halter 226 auf, der an den Elektromotor 162 angeflanscht ist und in dem die Abtriebswelle 180 an ihrem der Werkzeugantriebswelle 200 gegenüberliegende Ende mit einem Lager 222 gelagert ist. Das andere Ende der Abtriebswelle 180 ist an der Schalthülse 184 mittels des Lägers 186 in der zuvor anhand von Fig. 6 beschriebenen Weise gelagert, die wiederum mit ihrem zweiten Lager 196 auf der Werkzeugantriebswelle 200 gelagert und axial zu dieser verschiebbar ist. Das der Werkzeugantriebswelle 200 zugewandte Ende der Abtriebswelle 180 ist somit über die Schalthülse 184 mittels des Lagers 186 und des Lagers 196 in Radialrichtung fixiert, wobei die Werkzeugantriebswelle 200 an ihrem anderen Ende wiederum mit dem Lager 204 am Maschinen¬ gehäuse 203 gelagert ist.

Das andere Lager 222 der Abtriebswelle 180 ist, wie im einzelnen aus Fig. 11 zu ersehen ist, in Radialrichtung mittels einer Gleitführung 228 um einen gewissen Betrag verschieblich be¬ festigt. Das andere Lager 222 ist über eine Stelleinrichtung 244 mittels einer Feder 232 in Radialrichtung vorgespannt, so daß es gegen ein Sensorelement 230 beaufschlagt ist, das auf der gegenüberliegenden Seite der Gleitführung 228 angeordnet ist.

Bei Erreichen eines voreingestellten Grenzdrehmomentes weicht die Abtriebswelle 180 mit ihrem anderen Lager 222 gegen die Vorspannung der Feder 234 aus, so daß sich eine Kippbewegung der Abtriebswelle 180 ergibt. Diese Kippbewegung führt dazu, daß das Sensorelement 230 ein Signal erhält, was zur Abschaltung des Elektromotors führt. Zweckmäßigerweise ist das Sensorelement 230 zugleich als Abschalter für den Elektromotor 162 ausgeführt.

Da der erforderliche Kippwinkel außerordentlich klein ist und schon eine geringfügige Verschiebung der Abtriebswelle 180 in Radialrichtung an ihrem anderen Lager 222 ausreicht, um eine Abschaltung des Elektromotors 162 herbeizuführen, wird dieses geringfügige Spiel ohne weiteres von der Lagerung aufgenommen und wirkt sich nicht nachteilig auf die Funktion der Abtriebs¬ welle 180 aus.

Um eine Einstellung der in Radialrichtung auf die Abtriebswelle 180 wirkenden Vorspannung zu ermöglichen, ist eine insgesamt mit der Ziffer 244 bezeichnete Stelleinrichtung vorgesehen, die ein Einstellelement 240 aufweist, das als Gewindestopfen ausgebildet ist, der in einem Gewinde 238 des Halters 226 mittels eines Stellringes 242 von außen verstellbar ist. Das andere Lager 222 ist über einen Stift 234 mittels der Kraft des

Federelementes 232 beaufschlagt, das zwischen einem Bund 236 des Stiftes 234 und der Stirnfläche 246 des Einstellelementes 240 eingeschlossen ist. Der Stift 234 ist an seinem der Abtriebs¬ welle 180 gegenüberliegenden Ende in einer zentralen Bohrung 248 des Einstellelementes 240 verschieblich aufgenommen. Wird das Einstellelement 240 weiter in das Gewinde 238 durch Verdrehen des Stellrings 242 eingeschraubt, so wird die Vorspannung des Federelementes 232 erhöht, so daß eine Abschaltung des Elektro¬ motors 162 erst bei einem höheren Abschaltmoment erfolgt. Wird dagegen der Gewindestopfen weiter aus dem Gewinde 238 heraus¬ geschraubt, so wird die Vorspannung des Federelementes 232, das vorzugsweise als eine den Stift 234 umschließende Spiralfeder ausgebildet ist, verringert, so daß sich ein geringeres Abschalt¬ moment ergibt.

Eine alternative Ausführung des Oszillationsantriebes ist in Fig. 12 schematisch dargestellt und insgesamt mit der Ziffer 250 bezeichnet. Von der Motorwelle ist ein Exzenterelement 256 angetrieben, das mit einem annähernd zylindrischen Kolben 260 drehbeweglich verbunden ist. Der Kolben 260 ist von einer hohlzylindrischen Führung 25<? eines Schwenkelementes 254 aufgenommen, dessen anderes Ende drehfest mit der Abtriebswelle 252 verbunden ist. Bei einer Drehung der Motorwelle wird die Bewegung des Exzenterelementes 256 über den Kolben 260 auf das Schwenkelement 254 übertragen, wobei der Kolben 260 innerhalb der hohlzylindrischen Führung 258 geführt ist und eine hin- und hergehende Bewegung ausführt. Somit wird die Bewegung des Exzenterelementes 256 über das Schwenkelement 254 in eine oszillierende Drehbewegung der Abtriebswelle 252 umgesetzt.

Es versteht sich, daß zahlreiche weitere Möglichkeiten für die Ausgestaltung des Oszillationsantriebes zur Verfügung stehen. Einige davon sind beispielsweise der DE-A-3840974 entnehmbar, auf die hiermit Bezug genommen wird.

Eine weitere Anwendungsmöglichkeit der Erfindung ist äußerst schematisch in Fig. 13 dargestellt und insgesamt mit der Ziffer 270 bezeichnet.

Ein Halter 280, der einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweist, nimmt zwischen seinen beiden gegenüberliegenden Schenkeln 286, 288 eine Gegenrolle 284 auf, die mittels einer Welle 290 drehbar gelagert ist. Oberhalb der Gegenrolle 284 ist an einer Verlängerung des zweiten Schenkels 288 des Halters 280 eine Schneidrolle 282 angeordnet, deren Stirnfläche 292 an der Stirnfläche 294 der Gegenrolle 284 anliegt, um so einen geringen Überlappungsbereich zwischen der Schneidrolle 282 und der Gegenrolle 284 zu bilden. Wird nun die Schneidrolle 282 in eine Rotationsbewegung versetzt, so kann ein Gegenstand, der seitlich über die Gegenrolle 284 zugeführt wird, in an sich bekannter Weise durch die beiden gegeneinander abrollenden Stirnflächen 292, 294 an der Übergangsstelle zwischen den beiden Rollen 282, 284 geschnitten werden, was insbesondere zum Schneiden von Blechen verwendet werden kann. Erfindungsgemäß besteht nun der Antrieb für die Schneidrolle 282 aus einem Elektromotor 272, der über einen Oszillationsantrieb 274 eine Abtriebswelle 276 antreibt, deren intermittierende Drehbewegung über einen Freilauf 278 in eine Antriebsbewegung für die Schneidrolle 282 umgesetzt wird. Die Werkzeugmaschine 270 kann somit als Blechschneider verwendet werden, wobei mit einer relativ geringen Antriebsleistung schon eine hohe Schneidleistung erzielbar ist.

Es versteht sich, daß andere Anwendungen der Erfindung, bei¬ spielsweise als Schleifmaschine oder als Säge in vorteilhafter Weise möglich sind, auch wenn diese nicht anhand von Zeichnungen dargestellt sind.