Werkzeugmaschine mit mindestens einer Motorachse und einer Abtriebsachse

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine mit mindestens einer Motorachse und einer Abtriebsachse.

Stand der Technik

Offenbarung der Erfindung

Die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine ist bevorzugt als Oberfräse

ausgebildet. Die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs hat den Vorteil, besonders leistungsfähig zu sein

Es wird vorgeschlagen, dass mindestens eine Motorachse von einem auf eine

Motorwelle wirkenden elektromotorischen Antrieb definiert wird, die koaxial zur Motorwelle liegt, mindestens einer Abtriebswelle definiert eine Abtriebsachse, die koaxial zur Abtriebswelle liegt. Vorteilhafterweise sind die Motorachse und die

Abtriebsachse im Wesentlichen parallel und beabstandet zueinander angeordnet.

In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform liegt der Abstand zwischen der

Motorachse und der Abtriebsachse bevorzugt zwischen 50 mm und 80 mm

insbesondere zwischen 60 mm und 70 mm Bevorzugt beträgt der Abstand zwischen der Motorachse und der Abtriebsachse aber 65 mm.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform liegt der Abstand zwischen der Motorachse und der Abtriebsachse bevorzugt zwischen 15 mm und 60 mm, insbesondere zwischen 40 mm und 20 mm. Bevorzugt beträgt der Abstand zwischen der Motorachse und der Abtriebsachse aber 24 mm.

Vorteilhaft erfolgt die Drehmomentübertragung vom elektromotorischen Antrieb auf die Abtriebswelle über einen Riementrieb. Somit ist eine besonders verschleißfreie Drehmomentenübertragung möglich.

Vorteilhafterweise weist das erste Gehäuse mindestens eine Handauflagefläche auf. Hierbei wird die Handauflagefläche von der Abtriebsachse der Abtriebswelle geschnitten. Somit ist eine besonders ergonomische Führung der

Handwerkzeugmaschine durch einen Bediener möglich.

Mindestens ein Bedienelement ist an und/oder in einem Nahbereich der

Handauflagefläche angeordnet. Smit kann der Bediener das Bedienelement mühelos während der Benutzung der Handwerkzeugmaschine bedienen, ohne die

Handauflagefläche mi der Hand verlassen zu müssen.

Zwei Verstellelemente sind vorteilhaft an der Werkzeugmaschine angeordnet, wobei die zwei Verstellelemente in dem Raum, der zwischen der parallelen Anordnung von Motorwelle und Abtriebswelle entsteht, angeordnet sind. Somit kann vorteilhaft die Fräsentiefe grob und fein eingestellt werden.

Es wird vorgeschlagen, dass eine Grundplatte an den Verstellelementen angeordnet ist, wobei die Grundplatte asymmetrisch an der Abtriebswelle angeordnet ist.

Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen.

Zeichnungen

In den Zeichnungen sind Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen

Werkzeugmaschine gezeigt.

Es zeigen: Figur 1 eine erfindungsgemäße Werkzeugmaschine in schematischer

Darstellung,

Figur 2 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen

Werkzeugmaschine in schematischer Darstellung,

Figur 3 einen Riementrieb

Figur 4 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen

Werkzeugmaschine in schematischer Darstellung,

Figur 4a eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen

Werkzeugmaschine in schematischer Darstellung, Figur 5 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen

Werkzeugmaschine in schematischer Darstellung,

Figur 6 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen

Werkzeugmaschine in schematischer Darstellung,

Figur 7 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen

Werkzeugmaschine in schematischer Darstellung,

Beschreibung

Für die in den unterschiedlichen Ausführungsbeispielen vorkommenden gleichen Bauteile werden dieselben Bezugszahlen verwendet.

Figur 1 zeigt eine schematisch dargestellte, erfindungsgemäße Oberfräse 10 mit einem Gehäuse 14, welches ein Oberteil, vorzugsweise aus Kunststoff, und ein Unterteil, vorzugsweise aus Aluminium, aufweist, wobei auch weitere Ausgestaltungen des Gehäuses 14 beispielsweise mit abnehmbarem Deckel oder in Topfbauweise denkbar sind. Im Gehäuse 14 ist ein elektromotorischer Antrieb 12, welcher eine

Werkzeugspindel 22 in Umdrehung versetzt, angeordnet. Die Werkzeugspindel 22 ist verdrehungsfest mit einer Werkzeugaufnahme 24 verbunden, in welche ein

Fräswerkzeug zur Werkstückbearbeitung einspannbar ist. Der elektromotorische Antrieb 12 ist mit einer Motorwelle 16 verbunden. Die Motorwelle 16 bildet zusammen mit dem elektromotorischen Antrieb 12 eine Motorachse 18. Die Motorachse 18 ist eine theoretische Achse, die koaxial zur Motorwelle 16 liegt. Eine Abtriebswelle 20 ist ebenfalls im Gehäuse 14 angeordnet. Die Abtriebswelle 20 setzt sich in einer

Werkzeugspindel 22 fort. Es ist aber auch denkbar, dass die Abtriebswelle 20 über eine Kupplung mit der Werkzeugspindel 22 verbunden ist. Es ist aber auch denkbar, dass die Abtriebswelle 20 über ein konventionelles Getriebe oder einen Riementrieb mit der Werkzeugspindel 22 verbunden ist. Die Werkzeugspindel 22 trägt einen Werkzeughalter 24. Der Werkzeughalter 24 ist beispielsweise eine Spannzange. In die Spannzange wird ein Bearbeitungswerkzeug gesteckt und mittels einer Überwurfmutter festgespannt. Das Bearbeitungswerkzeug ist beispielsweise ein Fräswerkzeug. Die Werkzeugmaschine 10 ist geeignet zum Fräsen von Nuten beziehungsweise zum Kantenfräsen. Die Abtriebswelle 20 definiert eine Abtriebsachse 26, die koaxial zur Abtriebswelle 20 liegt. Die Abtriebsachse 26 ist eine theoretische Achse, die koaxial zur Abtriebswelle 20 liegt.

Erfindungsgemäß sind die Motorachse 18 und die Abtriebsachse 26 parallel und beabstandet zueinander angeordnet. Die parallele Anordnung von Motorachse 18 und die Abtriebsachse 26 ermöglicht ein höheres Drehmoment am Fräswerkzeug dadurch, dass beliebige Übersetzungen gewählt werden können. Gleichzeitig wird die

Durchbiegung der Motorwelle vermindert.

In der erfindungsgemäßen Ausführung liegt der Abstand zwischen der Motorachse 18 und die Abtriebsachse 26 zwischen 50 mm und 80 mm, insbesondere zwischen 60 mm und 70 mm. Bevorzugt beträgt der Abstand zwischen der Motorachse 18 und der Abtriebsachse 26 aber 65 mm. Das hat den Vorteil, dass die Oberfräse sehr kompakt und ergonomisch ist.

Eine besonders platzsparende Ausführungsform ist in Figur 2 gezeigt. Im Gehäuse 14 ist der elektromotorische Antrieb 12 aufgenommen. Der elektromotorische Antrieb ist im Ausführungsbeispiel nach Figur 2 ein bürstenloser elektronisch kommutierter Elektromotor. Der elektromotorische Antrieb 12 ist mit einer Motorwelle 16 verbunden. Ein Lüfterrad 110 ist mit der motorwelle 16 verbunden. Parallel zum elektromotorischen Antrieb 12 ist im Gehäuse eine wiederaufladbare Batterie 54 angeordnet. Die wiederaufladbare Batterie 54 dient der Energieversorgung der Oberfräse 10. Die wiederaufladbare Batterie 54 wird in das Gehäuse 14 eingeschoben. Die

wiederaufladbare Batterie 54 und der elektromotorische Antrieb 12 sind auf einer gegenüber der Werkzeugaufnahme abgewandten Seite über der Abtriebswelle 20 angeordnet. Dadurch wird Bauraum eingespart und die Oberfräse kann kompakt gebaut werden. In dieser besonders platzsparenden Ausführung liegt der Abstand zwischen der Motorachse 18 und die Abtriebsachse 26 zwischen 15 mm und 60 mm. Bevorzugt beträgt der Abstand zwischen der Motorachse 18 und der Abtriebsachse 26 aber 24 mm.

Die wiederaufladbare Batterie, die in Figur 1 nicht gezeigt ist, ist im ersten

Ausführungsbeispiel parallel zum elektromotorischen Antrieb und parallel zur

Abtriebsachse angeordnet. Der Aufbau im ersten Ausführungsbeispiel erfordert Bauraum, der im zweiten Ausführungsbeispiel eingespart wird.

Wie in Figur 1 gezeigt, weist das Gehäuse 14 weist eine Handauflagefläche 50 auf. Vorzugsweise ist die Handauflagefläche 50 an das Oberteil 10a der Oberfräse 10 angeformt. Die Handauflagefläche ist dabei über dem elektromotorischen Antrieb 12 angeordnet. Das hat den Vorteil, dass die Oberfräse 10 genau geführt werden kann, da der elektromotorische Antrieb 12 mit der Motorwelle 16 und die Motorwelle 16 direkt mit der Werkzeugspindel 22 verbunden ist. Dadurch, dass die Handauflagefläche 50 direkt über der Werkzeugspindel 22 liegt, ist der Schwerpunkt der Hand eines Bedieners niedriger als bei Oberfräsen des Standes der Technik. Die Führung der Oberfräse wird dadurch weniger kraftaufwendig und es ist eine präzisere Führung möglich.

Wie in Figur 1 ersichtlich, ist der elektromotorische Antrieb 12 über einen

Riementrieb 28 mit der Abtriebswelle 20 verbunden. Der Riementrieb ist auf einer gegenüber der Werkzeugaufnahme abgewandten Seite über einem ersten Lager

13 und einem zweiten Lager 15 angeordnet. Beginnt der elektromotorische

Antrieb 12 zu drehen, überträgt er ein Drehmoment beziehungsweise eine

Rotationsbewegung an die Motorwelle 16. Auf der Motorwelle 16 ist eine erste Riemenscheibe 30 angeordnet. Die erste Riemenscheibe 30 ist über dem ersten Lager 13 angeordnet. Eine zweite Riemenscheibe 32 sitzt auf der Abtriebswelle

20 parallel zur ersten Riemenscheibe 30. Die zweite Riemenscheibe 32 ist über dem zweiten Lager 15 angeordnet. Über der ersten Riemenscheibe 30 und der zweiten Riemenscheibe 32 ist ein Riemen 34 gespannt, der das Drehmoment von der Motorwelle 16 auf die Abtriebswelle 20 überträgt. Die erste

Riemenschiebe 30 kann aber auch zwischen dem ersten Lager 13 und dem elektromotorischen Antrieb 12 angeordnet sein. Die zweite Riemenschiebe 32 kann aber auch zwischen dem zweiten Lager 15 und der Werkzeugspindel 22 angeordnet sein. In der erfindungsgemäßen Ausführungsform weist der

Riementrieb 28 eine Untersetzung von 0,9 bis 4,0 besonders von 1,0 bis 2,5, bevorzugt jedoch von 1,7 auf. Insbesondere ist das Untersetzungsverhältnis des

Riementriebs 28 jedoch anpassbar.

Figur 3 zeigt ein System, in dem sich das Untersetzungsverhältnis des

Riementriebs 28 anpassen lässt. Hierzu ist an der ersten Riemenscheibe 30 ein nicht näher dargestellter Aktor angebracht. Neben einem Aktor kann auch ein mechanisches Stellelement, wie z.B. ein Stellrad an der ersten Riemenscheibe 30 angebracht sein. Bewegt der Aktor eine nicht näher dargestellte Schubstange in Richtung eines ersten Riemenscheibenpaares wird die erste Riemenscheibe 40 des ersten Riemenscheibenpaares in Richtung des zweiten Riemenscheibe 42 des ersten Riemenscheibenpaares gedrückt, wodurch sich der Abstand zwischen der ersten Riemenscheibe 40 des ersten Riemenscheibenpaares und der zweiten Riemenscheibe 42 des ersten Riemenscheibenpaares verringert wird. Der Riemen 34 wird dadurch nach außen gedrückt. Da die Länge des Riemens 34 konstant ist, passt sich ein zweites Riemenscheibenpaar an.

Die erste Riemenscheibe 44 des zweiten Riemenscheibenpaares ist gegenüber einer zweiten Riemenscheibe 46 des zweiten Riemenscheibenpaares axial verschiebbar gegen eine Federkraft. Wird der Wirkdurchmesser auf dem ersten Riemenscheibenpaar erhöht, erhöht sich der Zug auf den Riemen 34 und die beiden Riemenscheiben 44, 46 des zweiten Riemenscheibenpaares werden gegen ihre Federkraft auseinander gedrückt. Die Federkraft ist so ausgelegt, dass der Riemen 34 bei den zu erwartenden Drehmomenten nicht durchrutscht. Des Weiteren ist es vorstellbar, dass eine mechanische Kopplung oder ein weiterer Aktor für die Anpassung des zweiten Riemenscheibenpaares vorgesehen ist. Der Riemen 34 kann als Zahnriemen, als Flachriemen, als Keilriemen, als Bandriemen, als Schnurriemen, als Kette oder dergleichen ausgeführt sein. Mit einem solchen Getriebe ist es möglich, die

Werkzeugmaschine 10 über das Untersetzungsverhältnis an die jeweiligen Arbeitsverhältnisse optimal anzupassen. Die Anpassung kann automatisch über die Werkzeugmaschine 10 und einer Elektronik in der Werkzeugmaschine 10 erfolgen oder ein Anwender der Werkzeugmaschine 10 kann eine Einstellung über Bedienelemente an der Werkzeugmaschine oder über ein Smartphone, Mobile Device oder ähnliches vornehmen.

Figur 4 zeigt eine Oberfräse 10 mit einem Gehäuse 14. Das Gehäuse 14 weist zwei Abschnitte auf, einen ersten Gehäuseabschnitt 14a und einen zweiten Gehäuseabschnitt 14b. Im ersten Gehäuseabschnitt 14a ist eine

wiederaufladbare Batterie 54 angeordnet. Die Gehäuseabschnitte 14a und 14b sind einstückig miteinander ausgebildet. Ein Übergangsbereich 100 vom ersten Gehäuseabschnitt 14a zum zweiten Gehäuseabschnitt 14b ist so ausgebildet, dass er als Handauflagefläche 50 dient. Die Handauflagefläche 50 wird dabei von der Abtriebsachse 26 der Abtriebswelle 20 geschnitten. Die Finger eines Anwenders der Werkzeugmaschine 10 umgreifen dabei gleichzeitig einen Bereich der Werkzeugmaschine 10, der über der Abtriebswelle 20 im ersten Gehäuse 16 liegt. Zur besseren Handhabung kann dieser Bereich eine

Verjüngung aufweisen. Ein Handanschlag 52 ist benachbart zur

Handauflagefläche 50 angeordnet. Am Handanschlag 52 stoppt die Hand eines Bedieners der Werkzeugmaschine 10 und führt die Werkzeugmaschine 10 in eine bevorzugte Arbeitsrichtung R. Durch die Handanschlagfläche in

Arbeitsrichtung R kann die Werkzeugmaschine 10 überwiegend über eine Andruckkraft aus dem Arm eines Anwenders der Werkzeugmaschine 10 geführt werden, ohne das eine große Greifkraft erforderlich ist.

Um die oberfräse ergonomischer zu gestalten und den Bedienkomfort zu erhöhen, ist ein erster Schalter 102 so geformt, dass er beim Arbeitsvorgang und Halten der Oberfräse 10 bündig mit der Gehäuseaußenwand abschließt.

Um ein versehentliches Betätigen des ersten Schalters 102 zu verhindern, ist ein zweiter Schalter 104 am Gehäuse 14 angeordnet, der gleichzeitig mit oder kurz vor dem Schalter 102 betätigt werden muss. Dieser zweite Schalter 102 kann auch als Entriegelungsschalter für den ersten Schalter 102 ausgeführt sein.

Figur 4a zeigt die Oberfräse 10a aus Figur 3 in einer anderen Perspektive.

Das Gehäuse 14 weist zwei Abschnitte auf, einen ersten Gehäuseabschnitt 14a und einen zweiten Gehäuseabschnitt 14b. Im ersten Gehäuseabschnitt 14a ist eine wiederaufladbare Batterie 54 angeordnet. Die Gehäuseabschnitte 14a und 14b sind einstückig miteinander ausgebildet. Eine Grundplatte 106 ist an einer Unterseite des zweiten Gehäuseabschnitts 104 beabstandet zum Gehäuse 14 angeordnet. Ein Übergangsbereich 100 vom ersten Gehäuseabschnitt 14a zum zweiten Gehäuseabschnitt 14b ist so ausgebildet, dass er als Handauflagefläche 50 dient. Die Handauflagefläche 50 ist aus einem griffigen Material gebildet. Die Handauflagefläche weist eine Krümmung K auf. Die Krümmung K wird von einer ersten Wand 120 des ersten Gehäuseabschnitts 14a und einer zweiten Wand 122 des zweiten Gehäusesabschnitts 14b begrenzt. Die erste Wand 120 verläuft im Wesentlichen Parallel zu einer Einschubachse einer wiederaufladbaren Batterie 54. Die zweite Wand 122 bildet die Handauflagefläche 50 aus. Die erste Wand 120 und die zweite Wand 122 schließen einen Winkel a ein. Um eine ergonomisch zu führende Oberfräse 10 zu erhalten, sollte der Winkel a zwischen 70 und maximal 75° aufweisen. Die zweite Wand 122 muss nicht exakt parallel zur Grundplatt 106 der Oberfräse 10 verlaufen. Die zweite wand 122 kann bis zu einem Winkel b der -35° beträgt, verlaufen.

Dadurch entsteht ein ergonomisches Design bezüglich für eine Hand angenehm zu greifende Griffmulde. Zugleich verlagert sich der Schwerpunkt des Geräts ins Zentrum der Werkzeugmaschine 10 und führt zu einem kompakten Design der Werkzeugmaschine 10.

Figur 5 zeigt eine zweite Ausführungsform der Werkzeugmaschine 10 als netzbetriebene Werkzeugmaschine 10.

Bei einer netzbetriebenen Werkzeugmaschine 10 liegt die Motorwelle 16 höher als die Abtriebswelle 20. Dieser Bereich kann dann als Handanschlag 52 für die Hand in bevorzugter Arbeitsrichtung R dienen.

Es ist sowohl für die bevorzugte Variante der batteriebetriebenen

Werkzeugmaschine 10, als auch für die netzbetriebene Variante denkbar, die Handauflagefläche oberhalb des elektromotorischen Antriebs zu platzieren.

Figur 6 zeigt eine dritte Ausführungsform der Werkzeugmaschine 10. Die Werkzeugmaschine 10 weist ein Bedienelement 60 auf. Das Bedienelement 60 ist an und/oder in einem Nahbereich der Handauflagefläche angeordnet. Das Bedienelement 60 ist als Drückerkappe ausgeführt. Bei Betätigung der

Drückerkappe wird die Werkzeugmaschine 10 eingeschaltet und der

elektromotorische Antrieb 12 aktiviert.

Das Bedienelement 60 ist so geformt, dass es beim Drücken in Arbeitsrichtung R mit der Gehäuseaußenwand des ersten Gehäuses 14 bündig abschließt.

Da das Bedienelement 60 versehentlich betätigt werden kann und somit ein Sicherheitsrisiko darstellen könnte, ist ein zweiter Schalter 62 dazu vorgesehen, von einem Anwender der Werkzeugmaschine 10 bewusst gleichzeitig oder kurz vor Betätigung des Bedienelements 60 betätigt zu werden. Es ist aber auch denkbar, dass der zweite Schalter 62 als Entriegelungsschalter für das

Bedienelement 60 ausgeführt ist.

Alternativ können sowohl das Bedienelement 60 als auch der

sicherheitsrelevante zweite Schalter 62 als berührungslose Schalter, wie

beispielsweise kapazitive Schalter ausgeführt sein.

Alternativ können sowohl das Bedienelement 60 als auch der

sicherheitsrelevante zweite Schalter 62 durch mindestens einen der folgenden

Sensoren ersetzt werden, wobei die Liste nicht abschließend ist:

Ein Beschleunigungssensor, der eine Vibration der Werkzeugmaschine 10 erfasst, die beispielsweise durch Schütteln, durch eine oder mehrere vordefinierte Bewegungen oder durch einen Stoß beim Aufsetzen des Geräts auf die Arbeitsfläche ausgelöst wird.

Ein Temperatursensor, bevorzugt ein Thermoelement, der die Wärme am Handgriff bzw. die Wärme eines einzelnen oder mehrerer Finger an einer bestimmten Stelle der Gehäuseoberfläche des ersten Gehäuses 14 der Werkzeugmaschine 10 erfasst.

Ein optischer Sensor bzw. eine Lichtschranke, der von der Hand oder von einem oder mehreren Fingern bedeckt bzw. freigegeben wird und diese Zustandsänderung erfasst.

Figur 7 zeigt eine Werkzeugmaschine 10 mit integrierter Tiefeneinstellung. Dazu sind zwei Verstellelemente 66 an der Werkzeugmaschine 10 in dem Raum, der zwischen der parallelen Anordnung von Motorwellel6 und Abtriebswelle 20

entsteht, angeordnet. Die Verstellelemente 66 sind im Ausführungsbeispiel nach Figur 6 als Säulen ausgebildet und innerhalb des Gehäuses 14 in der Höhe

verschiebbar gelagert. An diesen Säulen ist eine Grundplatte 70 gelagert, die asymmetrisch an der Abtriebswelle 20 angeordnet ist. Abbildung 7a zeigt eine

Einstellung, bei der die maximale Frästiefe eingestellt ist, 7b zeigt eine

Einstellung, bei der die minimale Frästiefe eingestellt ist. Es können aber auch mehr als zwei Verstellelemente 66 an der Werkzeugmaschine 10 angeordnet sein.