Motorbetriebene Handmaschine mit zweiteiligem Werkzeug, insbesondere zum Stanzen

Die Frfindung bezieht sich auf eine motorbetriebene Handraschine mit einem zweiteiligen, aus einem hin- und herbewegbaren Werkzeugteil und einer gehäusefesten Werkzeugteil bestehenden Werkzeug, insbesondere zum Stanzen, Schneiden, Hibbeln und dgl. Derartine Maschinen sind beispielsweise als Hibbelmaschinen oder als elektrische Scheren, insbesondere bei der Blechverarbeitung, bekannt. Wenn von einer Blechtafel ein Stück ab- oder ausgeschnitten werden soll, so führt das bewegbare Obermesser während der Dauer der Schalterbetätigung fortwährend Schneidhübe aus. Das gleiche gilt für die Nibbelmaschinen. Andererseits gibt es aber Anwendungsfälle, wo man lediglich einen Arbeitshub benötigt, um beispielsweise ein einziges Loch aus einem Werkstück, insbesondere einer Blechtafel, auszustanzen. Wegen der vergleichsweise hohen Geschwindigkeit des Arbeitshubs ist es in der Praxis quasi unmöglich, durch ganz kurzzeitiges Einschalten des Antriebsmotors lediglich einen einzigen Arbeitshub des bewegbaren Werkzeugteils zu bewirken.

Die Aufgabe der Erfindung besteht infolgedessen darin, eine motorbetriebene Handmaschine der eingangs genannten Art so auszubilden, daß mit ihr gezielt und sicher einzelne Arbeitshübe des bewegbaren Werkzeugteils durchgeführt werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäβ vorgeschlagen, daβ die motorbetriebene Handmaschine gemaß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechend der kennzeichnenden Teil dieses Anspruchs ausgebildet ist. Bei dieser Motorbetriebenen Handnaschine wird mittels des Schalters der Antriebsmotor in bekannter Weise ein^ge-schaltet, jedoch bewirkt die zwischen Motor und bewegbares Werkzeugteil eingebaute Kupplung, daß das Werkzeugteil trotz des laufenden Motors zunächst in seiner Ausgangsstellung veharrt. Pei letzterer handelt es sich in bekannter Weise un etwa die obere Totpunktlage, damit der Pachenraur od. dgl. in seiner vollen Höhe zugänglich ist. Erst durch Petätigung eines entsprechenden Petätigungsorgans wird die Kupplung eingerückt oder geschlossen und danach wird dann das Drehmoment vom Antriebsmotor auf die nachgeschalteten Antriebselemente bis hin zum bewegbaren Werkzeugteil übertragen. Letzteres führt dann einen Arbeitshub durch, und es wird von der Stillsetzungseinrichtung nach dem Rückhub automatisch wieder angehalten.

Dabei sieht eine besonders bevorzugte Ausfuhrungsform der Brfindung vor, daß die Betätigungsvorrichtung der Kupplung und/ oder die Stillsetzungseinrichtung zum Anhalten etwa im oberen Totpunkt die Kupplung nach ca. einem Arbeitsspiel öffnet. Dernach kann also mit diesem zweiteiligen Werkzeug beispielsweise ein einzelner Stanzhub durchgeführt werden, wenn es sich bei diesem zweiteiligen Werkzeug um einen Stanzstempel und eine dazugehörige matrize handelt. Das Stillsetzen in der oberen Totpunktlage ist bei berkömmlichen stationären Mibbelraschinen und dgl. Waschinen mit hin-und herbewegbarem, oberer Werkzeugteil bekannt, und man kann die Hand-Maschinen insoweit, gegebenenfalls nach entsprechender Anpassung insbesondere an die Motwendigkeiten der Kupplung, dementsprechend ausbilden. Theoretisch sind auch viele der bekannten Kupplungen verwendbar, jedoch sollten sie, beispielsweise bei einer elektrischen Wandmaschine, auch elektrisch betätigbar und zurm Verbinden mit der Stillsetzungseinrichtung geeignet sein. Auβerdem sollten die Abmessungen und das Gewicht klein sein, weil bei einer Wandmaschine grundsätzlich ein Mininalgewicht gefordert wird.

Derartige motorbetriebene Handmaschinen arbeiten in der Regel nit einen sehr schnellaufenden Elektromotor, der beispielsweise mit 20.000 Umdrehungen pro Minute dreht. Hierdurch werden an die Kupplung und auch an die Anordnung der Kupplung im Kraftfluß ganz besondere Anforderungen gestellt. Diese Drehzahl wird über ein meist mehrstufiges Getriebe reduziert, wodurch man zunächst geneigt ist, die Kupplung möglichst am Ende dieses mehrstufigen Getriebes einzubauen, weil dort die Drehzahl niedrig ist. Dem steht aber entgegen, daß dafür das Drehmoment zum Kupplungsabtrieb hin ansteigt und zu seiner Übertragung eine kräftige und damit große Kupplung notwendig ist, wenn man sie auf die Abtriebswelle aufsetzt. Infolgedessen muß hier ein Kompromiß zwischen den verschiedenen Fedürfnissen gefunden werden.

In Weiterbildung der Erfindung wird bei einer motorhetriebenen Handmaschine mit einer mehrstufigen Getriebe zwischen Antriebsmator und Werkzeug-Aufnahne vorgeschlagen, daß die Kupplung zwischen die erste und nächstfolgende Getriebestufe geschaltet ist. Hinter der, vom. Motor an gerechnet, ersten Getriebestufe beträgt die Motordrehzahl beim genannten Beispiel noch ca. dreitausend bis fünftausend Umdrehungen pro Minute. Dies ist eine Drehzahl, welche den Einbau einer herkömmlichen Kupplung gestattet, welche einerseits vergleichbar klein und andererseits so rasch zu öffnen und zu schließen ist, daß zwischen diesen beiden Vorgängen das hin- und herbewegbare Ferkzeugteil nur eine bzw. maximal eine Ab-und Aufwartsbewegung durchführt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß eine Stillsetzungseinrichtung für etwa einen Arbeits- und Rückhub mit der Abtriebsseite der Kupplung oder der bzw. einem der nächstfolgenden Getriebstufen verbunden ist. Wenn die Kupplung durch Handauslösung eingerückt oder geschlossen wird, so führt dies auch zur Ingangsetzung der Stillsetzungseinrichtung, welche durch rechtzeitiges ausrücken der Kupplung einen zweiten Arbeitshub verhindert und zugleich bewirkt, daß der bewegbare Werkzeugteil etwa in seiner oberen Totpunktlage stillgesetzt wird.

Eine andere bevorzugte Variante der Erfindung sieht vor, daß die Kupplung in der Art einer Schlingfederkupplung ausgebildet ist und eine antriebsseitige sowie abtriebsseitige, insbesondere muffenartige Kupplungshälfte, und eine aufspreizbare, an der abtriebsseitigen Kupplungshälfte drehfest gehaltene Kupplungsfeder aufweist. Die beiden Kupplungshalften ragen mit zapfenförnigen Ansätzen od. dgl. ins Innere der in der Art einer Schraubenfeder ausgebildeten Schlinofeder hinein. weil jedoch die Schlingfeder durch eine mechanische Kraft aufgeweitet ist, liegt sie zumindest am antriebsseitigen Zapfen nicht an. Gibt man nun dieses antriebsseitige Schlingfederende frei, was angesichts der hohen Drehzahl und der kurzen zur Verfügung stehenden Zeit schlagartig erfolgen muβ , so führt dies zum Ankuppeln der in Kraftfluß nachgeschalteten netriebeteile bis hin zum bewegbaren Werkzeugteil. Zugleich muß auch die Stillsetzungseinrichtung aktiviert oder in Gang gesetzt werden, damit sie die Kupplung rechtzeitig wieder öffnet. Letzteres geschieht in der weise, daß man auf das, beispielsweise radial abstehende, antriebsseitige Schlingfederende im Sinne einer Aufspreizung der Schlingfeder einwirkt. Dadurch wird der antriebsseitige Zapfen wieder frei und dies führt dann zum Stillstand der zweiten und gegebenenfalls nachfolgender Getriebstufen.

In weiterer Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die antriebsseitige Kupplungshälfte mit einem Getrieberad am Ende der ersten Getriebestufe drehfest verbunden ist, und das der antriebsseitigen Kupplungshäfte zugeordnete Federende bei aufgespreizter Feder insbesondere indirekt an einen, betätigbaren Element der Betätigungsvorrichtung abgestützt ist. Dabei steht die Feder aufgrund der Aufspreizunq unter einer vergleichsweise hohen Federspannung, so daß sie sich nach Freigabe durch das betätigbare Flerent schlagartig zusammenzieht und dadurch das Ankuppeln an den sich drehenden antriebsseitigen Zapfen oder Schaft dieser Kupplung bewirkt. Das Element der Betätigungsvorrichtung wird vorteilhafterweise indirekt über einen entsprechenden : echanismus betätigt.

Fine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß das betätigbare Element der Petätigungsvorrichtung zugleich ein Element der Stillsetzungseinrichtung oder damit bewegungsma-βig, verbunden ist. Dies bedeutet, daß man durch Einwirken auf das betätigbare Element einerseits die Kupplung einrückt und andererseits zugleich die Stillsetzungseinrichtung in Gang setzt oder ihren Antrieb freigibt. Aufgrund dieser zwangsweisen mechanischen Kupplung dieser beiden Einrichtungen ist sichergestellt, daß unabhängig von der Stellung des Petätigungsorgans für das Binrücken der Kupplung die Stillsetzungseinrichtung tätig wird, sobald der Arbeitshub vollzogen ist.

Dabei ist es besonders vorteilhaft, daß das betätighare Element ein drehbar gelagerter Hebel mit zwei insbesondere winklig zueinander versetzten Hebelarmen ist, wobei ein erster Hebelarm eine sperrklinke für das anliegende, gespannte Federende oder ein fest damit verbundenes Drehglied mit einer. Sperrnocken und ein zweiter Febelarm einen Steuerstift od. dgl. trägt, der rit einer vom Antriebsmotor bei geschlossener Kupplung angetriebenen Bückführ-Kulisse zusammenwirkt und die Stillsetzunuseinrichtung zumindest in wesentlichen bildet. Zugleich mit der Freigabe der Sperrklinke bzw. des betreffenden Federendes, wird auch der Steuerstift, der in der Art eines Kulissensteins wirkt, in seine Ausgangsstellung gebracht, aus der heraus er in Zusammenwirken mit der, beispielsweise als Teil einer Steuerkurve, ausgebildeten Bückführkulisse den Hebel in seine Ausgangslage zurückschwenkt. Dies muβ erreicht sein, bevor die Sperrklinke eine volle Undrehung durchgeführt hat. Dann liegt nämlich das freie Ende des ersten Hebelarms im Bewegungsbereich der Sperrklinke und diese trifft somit auf diesen Febelamende auf, so daß die Drehbewegung beendet und die Feder wieder ausgespreizt wird.

In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der Febel über eine Steuerstange, durch ein insbesondere drehbar gelagertes Betätigungsorgan, verschwenkbar ist. Dadurch kann man einerseits die Kupplung und andererseits auch das Fetatigungsorgan an den jeweils günstigsten Stellen plazieren. Hierbei ist vor allen Din- ^gen vorgesehen, daß das Betätigungsorgan für den Febel bzw. das Drehglied an bzw, an einem Handgriff der Handmaschine gelagert ist. Eine besonders günstige Anordnung ist in Eckbereich eines winkelförmigen, beispielsweise oberen Haltegriffes im Getriebebereich, wobei dieser Griff von der Hand umfaßt und das Betätigungsorgan dann vom Daumen leicht erreichbar ist. Statt dessen kann natürlich auch ein bügelartiger Griff verwendet werden. Zumindest über die Steuerstange kann das Betätigungsorgan in die Ausgangslage wieder zurückgeführt werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Wierbei stellen dar:

• Fig. 1 einen teilweisen Längsschnitt durch die motorbetriebene Pandmaschine,
• Fig. 2 einen Schnitt gemäβ der Linie II-II der Fig. 1.

Im Hauptgriff 1 der motorbetriebenen Handmaschine befindet sich ein nicht gezeigter Elektromotor 2, der mit sehr hoher Motordrehzahl, beispielsweise mit zwanzigtausend u/min, läuft. Er wird mittels eines Schalters ein- und ausgeschaltet. Die hohe Motordrehzahl wird mittels eines nehrstufigen Getriebes untersetzt. In der ersten Getriebestufe 3 befindet sich ein Ritzel 4. Dieses Kammt mit einem zannrad 5, welches drebtest mit der Kupplung 6, genauer gesagt der antriebsseitigen Kupplungshälfte 7, verbunden ist. Zwischen letzterer und der abtriebsseitigen Kupplungshälfte 8 ist eine Kupplungsfeder 9 geschaltet, die in der Art einer Schlingfeder ausgebildet ist und zwei gegeneinanderweisende zapfen- oder rohrförmige Ansätze der beiden Kupplungshälften übernreift. Ihr eines Ende ist mit der abtriebsseitigen Kupplungshälfte 8 fest verbunden, während ihr anderes der antriebsseitigen Kupplungshälfte 7 zugeordnetes Ende mit einer Wochenscheibe 18 fest verbunden ist. Wenn man letztere entgegen der Wicklungssinn der einzelnen Federwindungen dreht, so führt dies zu einen Vergrößern des Federdurchnessers und damit insgesamt zu einen Aufspreizen, zumindest des der antriebsseitigen Kupplungshälfte zugeordneten Federendes. Dadurch wird eine Berührung dieses Federendes mit dieser Kupplungshälfte vermieden. Menn also die antriebsseitige Kupplungshälfte vor. Motor über die erste Getriebestufe angetrieben wird, so endigt der Kraftfluß im ßereich dieses aufgeweiteten Federendes. Sobald man letzteres freigibt, zieht sich die Feder aufgrund der erzeugten Spannung unter Verengung ihrer Windungen zusammen, wodurch sie sich an den zapfen-oder rohrförmigen Ansatz der antriebsseitigen Kupplungshälfte 7 anschmiegt und dadurch die Kraft auf die abtriebsseitige Kupplungshälfte 8 und die nachgeschalteten Getriebeteile überträgt. Der Abtrieb des Getriebes ist mit einer Exzenterwelle 10 verbunden, die sich bei geschlossener Kupplung mit einer der. Untersetzungsgrad des Getriebes entsprechenden Drehzahl dreht. Der Exzenter der Exzenterwelle 10 ist mit 11 bezeichnet, und er greift in bekannter Weise in eine Pohrung eines Pleuels 12 ein. Dieses ist über einen Bolzen 13 mit einem Stößel gekuppelt, der sich bei drehendem Exzenter im Sinne des Doppelpfeils 15 auf und ab bewegt. Am freien Ende 16 des Stößels 14 befindet sich eine Aufnahme für das nicht gezeigte bewegbare Werkzeugteil, beispielsweise einen Stanzstempel eines wenigstens zwei Teile umfassenden Werkzeugs, insbesondere Stanz- oder Schneidwerkzeugs. Das zugehörige untere Werkzeugteil, welches gegenüber dem Gehäuse 17 der Handmaschine ortsfest ist, ist in bekannter Weise in einem ßügel des letzteren montiert.

Die Nockenscheibe 18 trägt einen beispielsweise angeformten Nocken 19, an welchen das freie Ende eines im Sinne des Doppelpfeils 20 drehbaren Hebels 21 anliegt. Der Hebel 21 ist der eine Hebelarm eines drehfest mit einen weiteren Hebelarm 22 gekuppelten Drehglieds 23. Dessen Drehachse ist mit 24 bezeichnet. Etwa in Verlängserung von einen Hebelarm 21 erstreckt sich nach entgegengesetzter Richtung ein dritter kurzer Hebelarm 25. An diesem liegt das innere Ende einer Steuerstange 26 an. Am äußeren Ende der Steuerstange 26 liegt außerhalb von seiner Drehachse 27 ein Hebel 28 an, der in Sinne des Pfeils 29 eindrückbar ist und der Betätigungsvorrichtung 47 angehört. Die Drehachse befindet sich etwa im ßekbereich eines Winkelförmigen zusätzlichen Haltegriffs 30.

Ps ist leicht einzusehen, daß man durch Niederdrücken des Hebels 28 eine Verschiebebewegung der Steuerstange 26 in Pfeilrichtung 31 bewirkt, die in eine Drehbewegung des Drehglieds 23 im Sinne des Pfeils 32 umgesetzt wird. Dadurch gibt dann das freie Ende des Hebelarms 21 den Nocken 19 frei, der unter der Spannung der aufgespreizten Kupplungsfeder steht. Infolgedessen dreht sich die Nockenscheibe 18 unter der Wirkung der Federkraft in Pfeilrichtung 32. Die Federwindungen verengen sich, und das hat ein Schließen der Kupplung und damit den Antrieb des Stößels 14 zur Folge.

Zugleich mit dem Hebelarm 21 wird auch der weitere Febelarm 22 in Pfeilrichtung 32 verschwenkt. Er trägt einen Steuerzapfen 33, der mit einer Kulissenführung 34 einer Scheibe 35 zusammenarbeitet, und damit eine Stillsetzungseinrichtung 36 bildet.

Die Kulissenführung 34 ist an der dem Steuerapfen 33 in seiner Ausgangslage zugeordneten Stelle absatzweise erweitert, so daß der Steuerzapfen die notwendige Radialbewegung nach außen durchführen kann. über eine Verengung 37 wird der Steuerzapfen 33 wieder auf die Kulissenführung 34 gebracht und läuft dann anschließend entlang dem sich im Sinne einer verengenden Kurve ausgebildeten Teil der Kulissenführung 34. Dies führt zu einem Rückschwenken des Drehglieds 23. Damit gelangt dann das freie Ende des einen Hebelarms ?1 in den Bewegungsbereich des Nockens 19, so daß dieser beir Auftreffen auf das freie Hebelarmende schlagartig gestoppt wird. Dies führt zu einem Aufspreizen der Feder und damit zum öffnen der Kupplung. Die Getrieberäder sind so ausgelegt, daß eine Umdrehung der Nockenscheibe 18 einen Ab- und Aufwärtshub des Stößels 14 ergibt. Außerdem erreicht man durch die Montage der verschiedenen Antriebszahnräder für den Exzenter 11, daß sich der Stößel 14 bei geöffneter Kupplung etwa in seiner oberen Totpunktlage befindet.

Aus Fig. 1 ersieht man, daß die Scheibe 35 drehfest mit einen Zahnrad 3F verbunden ist und mittels eines Ritzels 39 im Sinne des Pfeils 40 angetrieben wird. Das Ritzel 3P ist drehfest mit der abtriebsseitigen Kupplungshälfte 8 verbunden. Im übrigen sind aus Fig. 1 Lager 41 und 42 der Kupplung 6 schematisch eingezeichnet. Die Lager der Exzenterwelle tragen die Pezugszahlen 43 und 44. Fine Passfeder 45 schafft die drehfeste Verbindung der Exzenterewelle 10 mit dem Zahnrad 38. Das Ritzel 39 und das Zahnrad 38 bilden die zweite bzw. letzte Stufe des die Notordrehzahl untersetzenden Getriebes 46.