CH638865A5 - Percussion mechanism for a hammer drill - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Schlagmechanismus für einen Bohrhammer gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1. In der DE-PS 21 65 066 ist eine Drehschlagbohrmaschine beschrieben, die eine axial fixierte, mit einer Verzahnung versehene Antriebshülse aufweist, in deren vorderem Teil verdrehfest und in Grenzen axial beweglich ein Bohrwerkzeug gehalten ist und in deren rückwärtigem Teil ein mit einem Ansatz versehener federbelasteter Schläger beweglich geführt ist, wobei die Schlagenergie innerhalb der Antriebshülse zentrisch übergeben wird. The invention relates to a hammer mechanism for a hammer drill according to the preamble of claim 1. In DE-PS 21 65 066 a rotary impact drill is described which has an axially fixed, provided with a toothing drive sleeve, in the front part of rotation and axially movable within limits a drilling tool is held and in the rear part of which a spring-loaded racket provided with a shoulder is movably guided, the impact energy being transferred centrally within the drive sleeve.
Diese Anordnung hat den Vorteil, dass die Schlagübertragung vom Schläger auf das Werkzeug direkt und ohne dämpfende Zwischenmasse erfolgt; sie weist jedoch den Nachteil auf, dass bei nicht eingesetztem Werkzeug die Werkzeugaufnahme verschmutzen kann und die Führung des Schlägers in der Antriebshülse entsprechend abgedichtet werden muss, wobei diese Abdichtung ihrerseits den zur optimalen Schlagübertragung erforderlichen freien Vorlauf des Schlägers ungünstig beeinflusst. This arrangement has the advantage that the impact transfer from the racket to the tool takes place directly and without a damping intermediate mass; however, it has the disadvantage that the tool holder can become dirty when the tool is not in use and the guide of the racket in the drive sleeve must be sealed accordingly, this seal in turn adversely affecting the free forward travel of the racket required for optimal impact transmission.
Vorteilhafterweise besitzt die bekannte Drehschlagbohrmaschine eine selbsttätige Schlagabschaltung, die durch das Abheben des Bohrwerkzeuges von der Bohrstelle eingeleitet wird. Zu diesem Zweck muss der auf einer Vorgelegewelle drehbar angeordnete und mit Kupplungsklauen versehene Aufzugsnocken axial aus dem Eingriff der mit der Vorgelegewelle fest verbundenen Gegenkupplungsklauen entgegen der Kraft einer Feder verschoben und über federnde Rastmittel in dieser Lage arretiert werden. Die Verschiebung des Aufzugsnockens erfolgt jedoch erst dann , wenn der Schläger über seine die Schlagenergie übergebende vordere Stellung hinausbewegt wird, was beim Abheben des Bohrwerkzeuges von der Bohrstelle der Fall ist. Advantageously, the known rotary impact drill has an automatic impact shutdown, which is initiated by lifting the drilling tool from the drilling point. For this purpose, the elevator cam, which is rotatably arranged on a countershaft and provided with clutch claws, has to be axially displaced from the engagement of the mating clutch claws firmly connected to the countershaft against the force of a spring and locked in this position by means of resilient latching means. However, the elevator cam is only shifted when the racket is moved beyond its forward position, which transfers the impact energy, which is the case when the drilling tool is lifted off the drilling point.
Die Abschaltung erfolgt somit verzögert, das heisst, vor Stillegung des Aufzugsnockens wird der Schläger noch einmal mit voller Wucht in Richtung auf das bereits abgehobene Werkzeug beschleunigt. Dieser letzte Schlag muss vom Getriebegehäuse über dämpfende Mittel aufgefangen werden. Weiterhin muss der Schläger in der vordersten Stellung arretiert werden, um den Aufzugsnocken in der ausgerückten Lage zu halten. The switch-off is thus delayed, that is to say, before the elevator cam is shut down, the racket is accelerated again with full force in the direction of the tool which has already been lifted off. This last blow has to be absorbed by the gearbox housing using damping means. Furthermore, the racket must be locked in the foremost position in order to hold the elevator cam in the disengaged position.
Den Vorteilen der bekannten Drehschlagbohrmaschine -zentrische Schlagübertragung, selbsttätige Schlagabschaltung und die durch die achsparallele Anordnung von Schläger und Aufzugsnocken erreichte kurze B auweise - stehen somit die Nachteile einer verzögerten indirekten Abschaltung, einer relativ aufwendigen Arretierung von Schläger und Aufzugsnocken sowie der möglichen Verschmutzungsgefahr der Antriebshülse gegenüber. The advantages of the well-known rotary impact drill - centric impact transmission, automatic impact shut-off and the short design achieved by the axially parallel arrangement of the racket and elevator cams - are offset by the disadvantages of a delayed indirect shutdown, a relatively complex locking of the racket and elevator cams and the possible risk of contamination of the drive sleeve .
Aus der DE-PS 2029614 ist ein Schlagmechanismus für einen Bohrhammer bekannt, der eine wesentlich einfachere Schlagabschaltung aufweist. Ein auf dem Werkzeughalter drehbar gelagertes federbelastetes Kupplungszahnrad gerät beim Abheben des Werkzeuges sofort und unmittelbar aus dem Wirkungsbereich der Kupplungsklauen eines Ratschenzwischenstückes, welches den Schläger periodisch zu spannen und für seine vorlaufende Schlagbewegung wieder freizugeben hat, so dass nach dem Abheben kein weiterer Spannvorgang eingeleitet wird. From DE-PS 2029614 a percussion mechanism for a rotary hammer is known, which has a much easier turn-off. A spring-loaded clutch gear rotatably mounted on the tool holder immediately and immediately comes out of the effective range of the clutch claws of a ratchet intermediate piece when the tool is lifted, which periodically tension the racket and release it for its forward impact movement, so that no further tensioning process is initiated after lifting off.
Abgesehen von der koaxialen Anordnung, die eine relativ lange Bauweise der Schlageinrichtung ergibt, weist dieses Gerät eine ungünstige Weitergabe der kinetischen Energie vom Schläger auf das Werkzeug auf, da einerseits die Masse des Antriebszahnrads, welches mit dem Werkzeughalter fest verbunden ist, mitbeschleunigt werden muss und andererseits das auf dem Werkzeughalter lose gelagerte Kupplungszahnrad bei jedem Schlagimpuls eine Eigenbewegung vollführt. Beide Eigenschaften wirken auf die Schlagintensität ungünstig ein. Apart from the coaxial arrangement, which results in a relatively long construction of the striking device, this device has an unfavorable transfer of the kinetic energy from the racket to the tool, because on the one hand the mass of the drive gear, which is firmly connected to the tool holder, must be accelerated and on the other hand, the clutch gear, which is loosely mounted on the tool holder, performs its own movement with every impact pulse. Both properties have an unfavorable effect on the impact intensity.
Um diese Nachteile zu vermeiden, wurde in der DE-OS 2423 332 eine Massenverringerung des beaufschlagten Werkzeugschaftes vorgeschlagen, welche durch axiale Verschiebbarkeit zwischen dem mit dem Werkzeugschaft fest verbundenen Kupplungsstück und dem das Kupplungsstück antreibenden Zahnrad gekennzeichnet ist. Auch hierbei handelt es sich um eine koaxiale Aufreihung von Kupplung, Aufzugsnocken und Schläger. In order to avoid these disadvantages, a reduction in mass of the loaded tool shaft was proposed in DE-OS 2423 332, which is characterized by axial displaceability between the coupling piece firmly connected to the tool shaft and the gear wheel driving the coupling piece. This is also a coaxial arrangement of the clutch, elevator cams and racket.
Diese Anordnung erfordert, wie auch beim vorgenannten Gerät, eine Verdrehsicherung des Schlägers, welche einerseits einen aufwendigeren Aufbau bedingt und andererseits auf den freien Vorlauf des Schlägers ungünstig einwirkt. Die Verdrehsicherung hat ausserdem den Nachteil, dass der dem Schläger auferlegte Zwang, die über die Kupplungsklauen eingeleitete Rotation in eine Translation umzulenken, die Elemente der Verdrehsicherung einem zusätzlichen Verschleiss aussetzt. As in the case of the aforementioned device, this arrangement requires the racket to be secured against rotation, which on the one hand requires a more complex structure and on the other hand has an unfavorable effect on the free forward travel of the racket. The anti-twist device also has the disadvantage that the force imposed on the racket to redirect the rotation introduced via the coupling claws into a translation exposes the elements of the anti-twist device to additional wear.
Allen vorgenannten bekannten Schlagmechanismen haftet der Nachteil an, dass ein einmal eingeleiteter Schlag unter gleichzeitigem Abheben des Werkzeuges von der Bearbeitungsstelle ungebremst und schlagartig von mehr oder weniger aufwendigen, auf Gehäuseteile abgestützten Dämpfungselementen aufgefangen werden muss. All of the above-mentioned known impact mechanisms have the disadvantage that once an impact has been initiated while the tool is being lifted from the machining point, it must be absorbed unabated and suddenly by more or less complex damping elements supported on housing parts.
Die abrupt erfolgende Abdämpfung überträgt sich unmittelbar auf das Gehäuse, wodurch unangenehme Vibrationen und Geräusche entstehen. Ausserdem ist dabei eine erhöhte Wärmeentwicklung zu beobachten. The abrupt damping is transferred directly to the housing, causing unpleasant vibrations and noises. In addition, an increased heat development can be observed.
2 2nd
5 5
10 10th
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Zusätzlich wird bei den bekannten Geräten die Bohrspindel direkt über Lager gegen das Gehäuse abgestützt. Beim Arbeiten werden dadurch die Schwingungen und Vibrationen, die vom Werkzeug über die Bohrwelle auf das Gehäuse und somit auf alle mechanischen Teile einwirken, auch auf den das Gerät Bedienenden übertragen. In addition, in the known devices, the drilling spindle is supported directly against the housing via bearings. When working, the oscillations and vibrations that affect the housing and thus all mechanical parts from the tool via the drilling shaft are also transmitted to the operator of the device.
Insgesamt gesehen entstehen für die Bedienungsperson relativ unangenehme Nebenwirkungen. Overall, the operator experiences relatively uncomfortable side effects.
In der DE-OS 26 55 899 ist eine Dämpfung der Bohrspindel für einen Bohrhammer mit Luftpolsterschlagwerk dargestellt. Die Bohrspindel wird hierbei jedoch nur in der jeweils beschleunigten Richtung elastisch abgefangen, wobei das Auftreffen auf die Dämpfungselemente mit mehr oder weniger grosser Wucht erfolgt und dadurch diese Elemente eine entsprechend grosse Verformungsarbeit vollbringen müssen, die zu einer frühzeitigen Ermüdung führen kann. Die axiale Fixierung der Dämpfungselemente erfordert ausserdem zusätzliche Ringkörper, die die Axialschläge an die Dämpfungselemente weiterleiten müssen. Desweiteren stützen sich die Dämpfungselemente, wie bei den vorgenannten Geräten, auf Gehäuseteilen ab und übertragen die dabei entstehenden Vibratoren auf das Gehäuse. DE-OS 26 55 899 shows a damping of the drilling spindle for a rotary hammer with an air cushion hammer mechanism. However, the drilling spindle is only elastically intercepted in the accelerated direction in each case, the impact on the damping elements taking place with more or less great force, and as a result these elements have to carry out a correspondingly large amount of deformation work, which can lead to premature fatigue. The axial fixation of the damping elements also requires additional ring bodies, which must transmit the axial shocks to the damping elements. Furthermore, the damping elements, as in the case of the aforementioned devices, are supported on housing parts and transmit the resulting vibrators to the housing.
Es ist auch schon vorgeschlagen worden, die Abdämpfung über ein Luftpolster vorzunehmen (DE-OS 23 64344). Die hierzu erforderliche Kompressionskammer erfordert jedoch ein gewisses Volumen, welches die axiale Baulänge des Schlagsystems ungünstig beeinflusst. Ausserdem sind zusätzliche Dichtelemente und ein Drosselkanal erforderlich. It has also been proposed to carry out the damping via an air cushion (DE-OS 23 64344). However, the compression chamber required for this requires a certain volume, which adversely affects the axial length of the impact system. Additional sealing elements and a throttle channel are also required.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen kurzbauenden verschmutzungssicheren Schlagmechanismus zu schaffen, der eine zentrische Schlagübertragung von einem frei beweglichen Schläger auf die Bohrspindel erlaubt, deren geringe Masse keine wesentliche Abschwächung der Schlagintensität verursacht, wobei die Schlagerzeugung unmittelbar direkt durch Abheben der Bohrspindel von Bohrgut ohne zusätzliche Arretierelemente unterbrochen werden kann. It is an object of the invention to provide a short, pollution-free impact mechanism which allows a centric transfer of impact from a freely movable racket to the drill spindle, the small mass of which does not cause any significant weakening of the impact intensity, the impact generation being effected directly by lifting the drill spindle off drill material without additional Locking elements can be interrupted.
Ausserdem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine abrupte Abdämpfung über Gehäuseteile mit all ihren Nebenerscheinungen zu vermeiden und die unangenehmen Rückwirkungen von der Bohrspindel auf den Bedienenden mit Hilfe von einfachen, handelsüblichen Mitteln verschleissschonend zu mindern. In addition, the invention has for its object to avoid an abrupt damping via housing parts with all its side effects and to reduce wear and tear on the operator with the help of simple, commercially available means.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst. The object is achieved according to the invention by the features listed in the characterizing part of claim 1.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt: An embodiment of the invention is explained in more detail with reference to the drawing. It shows:
Fig. 1 einen Teillängsschnitt durch einen Schlagmechanismus für einen Bohrhammer entlang der Schnittlinie I-I nach der Fig. 2 und Fig. 1 shows a partial longitudinal section through a striking mechanism for a hammer drill along the section line I-I of FIGS. 2 and
Fig. 2 einen Querschnitt durch den Schlagmechanismus entlang der Schnittlinie II-II nach der Fig. 1. FIG. 2 shows a cross section through the striking mechanism along the section line II-II according to FIG. 1.
Wie aus dem Längsschnitt nach der Fig. 1 ersichtlich ist, zeigt die obere Hälfte über der Bohrspindelachse den eingerückten, die untere Hälfte den ausgerückten Zustand. Die unter der Bohrspindel parallel angeordnete Vorgelegewelle stellt hingegen in ihrer oberen Hälfte den ausgerückten, in ihrer unteren Hälfte den eingerückten Zustand dar. As can be seen from the longitudinal section according to FIG. 1, the upper half above the drilling spindle axis shows the engaged state, the lower half shows the disengaged state. The countershaft, which is arranged in parallel under the drilling spindle, however, represents the disengaged state in its upper half and the engaged state in its lower half.
Der Schlagmechanismus ist in einem Getriebegehäuse 25 untergebracht, in dessen rückwärtigem, hier nicht weiter aufgezeichneten Teil ein Elektromotor angeordnet ist, dessen Ankerritzel 28 (Fig. 2) mit einem mit einer Vorgelegewelle 23 drehfest verbundenen Zahnrad 26 in Eingriff steht. Im vorderen Teil des Getriebegehäuses 25 ist eine mit einer Verzahnung 3 versehene Antriebshülse 2 drehbar und axial verschiebbar gelagert. Eine in die Vorgelegewelle 23 eingearbeitete Verzahnung 16 steht mit der Verzahnung 3 der Antriebshülse 2 im dauernden Eingriff. Im vorderen Teil der Antriebshülse 2 ist eine das Werkzeug aufnehmende Bohrspindel 11 über ein Mitnahmeprofil 12 verdrehfest The striking mechanism is accommodated in a gear housing 25, in the rear part of which, not shown here further, an electric motor is arranged, the armature pinion 28 (FIG. 2) of which engages with a gearwheel 26 which is connected in a rotationally fixed manner to a countershaft 23. In the front part of the gear housing 25, a drive sleeve 2 provided with teeth 3 is rotatably and axially displaceably mounted. A toothing 16 incorporated into the countershaft 23 is in constant engagement with the toothing 3 of the drive sleeve 2. In the front part of the drive sleeve 2, a drilling spindle 11 which receives the tool is twist-proof via a driving profile 12
638 865 638 865
und über dämpfende Elemente 1 in engen Grenzen axial beweglich gelagert. and axially movably supported within narrow limits via damping elements 1.
Das Drehmoment wird somit vom Ankerritzel 28 über die Verzahnungen 26,16,3 und das Mitnahmeprofil 12 auf die Bohrspindel 11 übertragen. The torque is thus transmitted from the armature pinion 28 via the toothings 26, 16, 3 and the driving profile 12 to the drilling spindle 11.
Ein achsparallel zu der Vorgelegewelle 23 angeordneter Schläger 24 ist mit seinem vorderen Ansatz 14 in der Antriebshülse 2 und mit seinem hinteren Ansatz 27 in einer Führungshülse 10 beweglich gelagert. Der Schläger 24 ist mit einem Bund 5 versehen, auf dem sich eine Druckfeder 8 abstützt. Im Bereich um diesen Bund 5 ist ein mit einem vorderen 4 und einem hinteren Bund 9 versehener Bremskörper 7 axial verschiebbar im Getriebegehäuse 25 gelagert. An der Lagerstelle ist der Bremskörper 7 mit einem seine axiale Bewegung bremsenden Belag 6 versehen. A striker 24, which is arranged axially parallel to the countershaft 23, is movably mounted with its front attachment 14 in the drive sleeve 2 and with its rear attachment 27 in a guide sleeve 10. The racket 24 is provided with a collar 5 on which a compression spring 8 is supported. In the area around this collar 5, a brake body 7 provided with a front 4 and a rear collar 9 is axially displaceably mounted in the gear housing 25. At the bearing point, the brake body 7 is provided with a lining 6 which brakes its axial movement.
Auf der Vorgelegewelle 23 ist ein mit Kupplungsklauen 21 versehener Aufzugsnocken 22 drehbar, aber axial fixiert angeordnet. Über ein in der Vorgelegewelle 23 starr befestigtes Mitnahmeelement 19 ist ein mit Gegenkupplungsklauen 20 versehenes Kupplungsteil 17 drehfest mit der Vorgelegewelle 23 verbunden. Dieses Kupplungsteil 17 ist gegen die Kraft einer Feder 18 axial verschiebbar. On the countershaft 23, an elevator cam 22 provided with clutch claws 21 is rotatably but axially fixed. Via a driving element 19 rigidly fastened in the countershaft 23, a coupling part 17 provided with mating clutch claws 20 is connected to the countershaft 23 in a rotationally fixed manner. This coupling part 17 is axially displaceable against the force of a spring 18.
Der Schlagmechanismus arbeitet wie folgt: The striking mechanism works as follows:
Nach Einschalten des nicht weiter dargestellten Elektromotors wird die Bohrspindel 11 über die Zahnräder 28,26,16,3sowie das Mitnahmeprofil 12 in Drehung versetzt. After switching on the electric motor, not shown, the drilling spindle 11 is rotated via the gears 28, 26, 16, 3 and the driving profile 12.
Beim Andrücken des Bohrers an das Bohrgut wird die Antriebshülse 2 von der Bohrspindel 11 über die Dämpfungselemente 1 nach hinten geschoben. Über die rückwärtige Stirnfläche 15 wird die axiale Verschiebung auf das Kupplungsteil 17 übertragen. Die rotierenden Klauen 20 des Kupplungsteils 17 greifen dadurch in die bisher stillstehenden Klauen 21 des Aufzugsnokkens 22 ein und versetzen diesen in Drehung. Durch den umlaufenden Aufzugsnocken 22, auf dessen wendeiförmiger Gleitfläche der Schläger 24 abzugleiten vermag, wird die Feder 8 über den Schläger 24 periodisch gespannt und der Schläger 24 für die vorlaufende Schlagbewegung wieder freigegeben. Die Schlagenergie wird hierbei innerhalb der Antriebshülse 2 von der Stirnfläche 13 des vorderen Ansatzes 14 des Schlägers 24 auf die Bohrspindel 11 zentrisch übergeben. Die während des Häm-merns auftretenden Rückschwingungen werden über die Dämpfungselemente 1 abgeschwächt. When the drill is pressed against the drilling material, the drive sleeve 2 is pushed backwards by the drilling spindle 11 via the damping elements 1. The axial displacement is transmitted to the coupling part 17 via the rear end face 15. The rotating claws 20 of the coupling part 17 thereby engage in the previously stationary claws 21 of the elevator cam 22 and set the latter in rotation. Due to the revolving elevator cam 22, on the helical sliding surface of which the striker 24 is able to slide, the spring 8 is periodically tensioned over the striker 24 and the striker 24 is released again for the forward striking movement. The impact energy is hereby transferred centrally within the drive sleeve 2 from the end face 13 of the front attachment 14 of the racket 24 to the drilling spindle 11. The back vibrations occurring during hammering are weakened by the damping elements 1.
Beim Abheben des Bohrers vom Bohrgut schiebt sich die Bohrspindel 11 infolge der Wirkung der Druckfeder 18 nach vorne, wodurch die Kupplungsklauen 20 und 21 ausser Eingriff gelangen und den Aufzugsnocken 22 unmittelbar stillsetzen. Je nach momentaner Stellung des Aufzugsnockens 22 wird der Schläger 24 ein letztes Mal mehr oder weniger stark nach vorne ausweichen. Da sich durch das Ausrücken die Bohrspindel 11 dabei ausserhalb des Wirkungsbereiches der schlagübertragenden Stirnfläche 13 des Schlägers 24 befindet, wird jedoch dieser letzte Schlag nicht mehr auf die Bohrspindel 11 übertragen. Es entsteht ein sogenannter Leerschlag. When the drill is lifted off the drilling material, the drilling spindle 11 moves forward due to the action of the compression spring 18, as a result of which the clutch claws 20 and 21 disengage and immediately stop the elevator cam 22. Depending on the current position of the elevator cam 22, the racket 24 will deflect forward more or less for the last time. Since the drilling spindle 11 is thereby disengaged from the effective range of the impact-transmitting end face 13 of the racket 24, this last impact is no longer transmitted to the drilling spindle 11. There is a so-called blank space.
Dieser Leerschlag wird folgendermassen abgefangen: This blank is intercepted as follows:
Der Schläger 24 legt sich mit seinem Bund 5 an den vorderen Bund 4 des Bremskörpers 7 an und versucht, diesen nach vorne zu beschleunigen. Dieser Beschleunigung wirken jedoch einerseits der auf dem Bremskörper 7 angeordnete bremsende Belag 6 und andererseits die sich auf dem hinteren Bund 9 des Bremskörpers 7 abstützende Druckfeder 8 entgegen. The striker 24 rests with its collar 5 on the front collar 4 of the brake body 7 and tries to accelerate it forward. However, this acceleration is counteracted on the one hand by the brake pad 6 arranged on the brake body 7 and on the other hand by the compression spring 8 which is supported on the rear collar 9 of the brake body 7.
Die Kraft des Leerschlages wird somit innerhalb der Bremsanordnung abgefangen; es wirken hierbei keine störenden Kräfte nach aussen, so dass das Gehäuse von unangenehmen Rückwirkungen verschont bleibt. The force of the empty stroke is thus intercepted within the brake arrangement; there are no disruptive forces to the outside, so that the housing is protected from unpleasant repercussions.
Durch erneutes Einrücken der Bohrspindel 11 und damit erneutem Spannen des Schlägers 24 wird der Bremskörper 7 über die Druckfeder 8 wieder in seine ursprüngliche hintere Lage gedrückt. By re-engaging the drilling spindle 11 and thus again tensioning the racket 24, the brake body 7 is pressed back into its original rear position via the compression spring 8.
3 3rd
5 5
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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PL | Patent ceased |