DE10151699B4

DE10151699B4 - Bohrhammer

Info

Publication number: DE10151699B4
Application number: DE2001151699
Authority: DE
Inventors: Toshihiro Hitachinaka Ichijyou; Shinichirou Hitachinaka Satou; Akira Hitachinaka Teranishi; Yukio Hitachinaka Terunuma
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2000-10-20
Filing date: 2001-10-19
Publication date: 2005-06-30
Anticipated expiration: 2021-10-20
Also published as: DE10151699A1

Abstract

Bohrhammer, mit:
einem Motor (100), der eine Antriebswelle (1) dreht;
einem äußeren Rahmenelement (23), das den Motor (100) darin aufnimmt;
einem ersten Zahnrad (2) mit einem Kupplungselement (2a) zur Übertragung der Drehung der Antriebswelle (1);
einem zweiten Zahnrad (10) mit einem Kupplungselement (10a) zur Übertragung der Drehung der Antriebswelle (1), wobei das erste und das zweite Zahnrad parallel zueinander angeordnet sind;
einem ersten Umschaltelement (16) mit einem Kupplungselement (16a), das mit dem Kupplungselement (2a) des ersten Zahnrads (2) in Eingriff bringbar ist, um die Drehung der Antriebswelle (1) zu übertragen, wenn das Kupplungselement (16a) des ersten Umschaltelements (16) mit dem Kupplungselement (2a) des ersten Zahnrads (2) in Eingriff ist;
einer Kurbelwelle (3), die in Antwort auf die Drehung des ersten Umschaltelementes (16) angetrieben ist;
einem auf die Drehung der Kurbelwelle (3) ansprechenden Schlagkraftübertragungsmechanismus (4, 5, 6, 7, 8) zur Übertragung einer intermittierenden Schlagkraft...

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Bohrhammer, der mit einem Schlagkraftübertragungsmechanismus und einem Drehkraftübertragungsmechanismus ausgerüstet ist.

In einem herkömmlichen Betriebsartumschaltmechanismus eines Bohrhammers ist der Schlagkraftübertragungsmechanismus um eine Kurbelwelle vorgesehen, während der Drehkraftübertragungsmechanismus um eine Werkzeugwelle vorgesehen ist. Ein Bohrhammer mit einem solchen Aufbau ist aus der DE 197 17 712 A1 bekannt. Diese zeigt einen Bohrhammer mit:
einem Motor, der eine Antriebswelle dreht;
einem äußeren Rahmenelement, das den Motor darin aufnimmt;
einem ersten Zahnrad mit einem Kupplungselement, um die Drehung der Antriebswelle zu übertragen;
einem zweiten Zahnrad, um die Drehung der Antriebswelle zu übertragen, wobei das erste und das zweite Zahnrad parallel zueinander angeordnet sind;
einem ersten Umschaltelement, das ein Kupplungselement hat, das mit dem Kupplungselement des ersten Zahnrads in Eingriff bringbar ist, um die Drehung der Antriebswelle zu übertragen, wenn das Kupplungselement des ersten Umschaltelements mit dem Kupplungselement des ersten Zahnrads in Eingriff ist;
einer Kurbelwelle, die in Antwort auf die Drehung des ersten Umschaltelements angetrieben ist;
einem auf die Drehung der Kurbelwelle ansprechenden Schlagkraftübertragungsmechanismus zur Übertragung einer intermittierenden Schlagkraft auf einen Werkzeugeinsatz;
einem Drehkraftübertragungsmechanismus, der auf die Drehung der Zwischenwelle anspricht, um eine Drehkraft auf den Werkzeugeinsatz zu übertragen und
einem Umschalthebel zum wahlweisen in Eingriff bringen oder außer Eingriff bringen des Kupplungselements des ersten Zahnrads und zum wahlweisen in Eingriff bringen oder außer Eingriff bringen des Kupplungselements des zweiten Umschaltelements mit oder von dem Kupplungselement des zweiten Zahnrads.

Diese Anordnung hat den Nachteil, dass das Werkzeug in Längsrichtung lang wird und ein Umfangs- oder Umgebungsabschnitt der Werkzeugwelle wegen der Anordnung des Drehkraftübertragungsmechanismus nicht verkleinert werden kann.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Bohrhammer vorzuschlagen, der in Axialrichtung kurz ist und in mindestens drei Betriebsarten hervorragend bedienbar ist. Diese Aufgabe wird mit einem Bohrhammer nach Anspruch 1 gelöst.

Mit der vorliegenden Erfindung ist ein Bohrhammer vorgeschlagen, mit einem eine Antriebswelle drehenden Motor, einem äußeren Rahmenelement, das den Motor darin aufnimmt, einem ersten Zahnrad mit eine Kupplungselement, um die Drehung der Antriebswelle zu übertragen, und einem zweiten Zahnrad mit einem Kupplungselement, um die Drehung der Antriebswelle zu übertragen. Das erste und das zweite Zahnrad sind parallel zueinander angeordnet. Ein erstes Umschalt element hat ein Kupplungselement, das mit dem Kupplungselement des ersten Zahnrads in Eingriff bringbar ist, um die Drehung der Antriebswelle zu übertragen, wenn das Kupplungselement des ersten Umschaltelements mit dem Kupplungselement des ersten Zahnrads in Eingriff ist. Eine Kurbelwelle wird in Antwort auf die Drehung des ersten Umschaltelements angetrieben. Ein Schlagkraftübertragungsmechanismus, der auf die Drehung der Kurbelwelle anspricht, überträgt eine intermittierende Schlagkraft auf einen Werkzeugeinsatz. Ein zweites Umschaltelement hat ein Kupplungselement, das mit dem Kupplungselement des zweiten Zahnrads zum Übertragen der Drehung der Antriebswelle in Eingriff bringbar ist, wenn das Kupplungselement des zweiten Umschaltelements mit dem Kupplungselement des zweiten Zahnrads in Eingriff ist. Eine Zwischenwelle wird in Antwort auf die Drehung des zweiten Umschaltelements angetrieben. Ein Drehkraftübertragungsmechanismus, der auf die Drehung der Zwischenwelle anspricht, überträgt eine Drehkraft auf den Werkzeugeinsatz. Ferner bringt ein Umschalthebel wahlweise das Kupplungselement des ersten Umschaltelements in Eingriff mit oder außer Eingriff von dem Kupplungselement des ersten Zahnrads und bringt ebenso wahlweise das Kupplungselement des zweiten Umschaltelements in Eingriff mit oder außer Eingriff von dem Kupplungselement des zweiten Zahnrads.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung ist das erste Zahnrad drehbar auf der Kurbelwelle angebracht, das erste Umschaltelement ist so auf der Kurbelwelle angebracht, dass es in Axialrichtung der Kurbelwelle verschiebbar ist, ohne irgendeine Relativdrehung dazwischen hervorzurufen, das zweite Zahnrad ist drehbar auf der Zwischenwelle angebracht und das zweite Umschaltelement ist so auf der Zwischenwelle angebracht, dass es in Axialrichtung der Zwischenwelle verschiebbar ist, ohne irgendeine Relativdrehung dazwischen hervorzurufen.

In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung spannt ein erstes Vorspannelement das erste Umschaltelement elastisch vor, so dass das Kupplungselement des ersten Umschaltelements mit dem Kupplungselement des ersten Zahnrads in Eingriff ist, und ein zweites Vorspannelement spannt das zweite Umschaltelement elastisch vor, so dass das Kupplungselement des zweiten Umschaltelements mit dem Kupplungselement des zweiten Zahnrads in Eingriff ist.

In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung ist der Umschalthebel drehbar an dem äußeren Rahmenelement gehalten, so dass das erste Umschaltelement in Axialrichtung der Kurbelwelle verlagert werden kann und das zweite Umschaltelement in der Axialrichtung der Zwischenwelle verlagert werden kann.

In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung hat das zweite Umschaltelement einen gezahnten Abschnitt, der mit einem gezahnten Abschnitt eines Drehbegrenzungselements in Eingriff bringbar ist, und das Drehbegrenzungselement ist innerhalb des äußeren Rahmenelements vorgesehen, um keinerlei Relativdrehung dazwischen hervorzurufen.

Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung ist das Kupplungselement des zweiten Umschaltelements mit dem Kupplungselement des zweiten Zahnrads in Eingriff, wenn das zweite Umschaltelement in einer ersten Position positioniert ist. Das Kupplungselement des zweiten Umschaltelements ist außer Eingriff mit dem Kupplungselement des zweiten Zahnrads, wenn das zweite Umschaltelement in einer zweiten Position positioniert ist. Ferner ist das Kupplungselement des zweiten Umschaltelements wahlweise in Ein griff mit oder außer Eingriff von dem gezahnten Abschnitt des Drehbegrenzungselements, wenn das zweite Umschaltelement in der zweiten Position positioniert ist.

In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung ist eine Umschalthilfswelle vorgesehen, die sich parallel mit der Kurbelwelle und der Zwischenwelle erstreckt, und ein Verlagerungselement ist auf der Umschalthilfswelle vorgesehen, um in der Axialrichtung verschiebbar zu sein, ohne jedwede Relativdrehung dazwischen hervorzurufen, wobei das Verlagerungselement mit dem ersten Umschaltelement oder dem zweiten Umschaltelement in Eingriff bringbar ist, um das erste Umschaltelement in der Axialrichtung der Kurbelwelle zu verlagern oder das zweite Umschaltelement in der Axialrichtung der Zwischenwelle zu verlagern.

In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung hat der Umschalthebel einen ersten Exzenterstift, der mit dem ersten oder zweiten Umschaltelement in Eingriff bringbar ist, um das erste oder zweite Umschaltelement in der Axialrichtung in Antwort auf die Drehung des Umschalthebels zu verlagern, und hat einen zweiten Exzenterstift, der mit dem Verlagerungselement in Eingriff bringbar ist, um das Verlagerungselement in der Axialrichtung in Antwort auf die Drehung des Umschalthebels zu verlagern.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die obige Aufgabe und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden genauen Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen deutlicher, in denen:

1 eine Schnittdarstellung ist, die eine wesentliche Anordnung eines Bohrhammers in einer "Dreh- und Schlagbetriebsart" gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;

2 eine Schnittdarstellung ist, die einen wesentlichen Abschnitt des Bohrhammers in einer "Neutralbetriebsart" gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;

3 eine Schnittdarstellung ist, die den wesentlichen Abschnitt des Bohrhammers in der "Neutralbetriebsart" gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung vergrößert zeigt;

4 eine Schnittdarstellung ist, die einen wesentlichen Abschnitt des Bohrhammers in einer "Nurschlagbetriebsart" gemäß dem bevorzugen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;

5 eine Schnittdarstellung ist, die einen wesentlichen Abschnitt des Bohrhammers in einer "Nurdrehbetriebsart" gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;

6 eine Schnittdarstellung ist, die den Bohrhammer gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in Pfeilrichtung B von 1 gesehen vergrößert zeigt; und

7 eine Schnittdarstellung längs einer Linie A-A in 1 ist, die den Bohrhammer gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.

BESCHREIBUNG EINES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
Nachfolgend wird ein Betriebsartumschaltmechanismus für einen Bohrhammer gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 bis 7 erläutert.
In dem in 1 gezeigten Bohrhammer ist eine Antriebswelle 1 durch einen Motor 100 angetrieben, der in einem äußeren Rahmenelement 23 aufgenommen ist. Die Drehung der Antriebswelle 1 wird über ein erstes Zahnrad 2 auf eine Kurbelwelle 3 übertragen. Die Kurbelwelle 3 ist mit einem Exzenterstift 3a ausgerüstet. Eine Verbindungsstange 4 ist drehbar oder schwenkbar um den Exzenterstift 3a gehalten. Die Verbindungsstange 4 ist mit einem Kolben 6 über einen Kolbenstift 5 verbunden. Durch diese Verbindung geht der Kolben 6 in Antwort auf die Drehung der Antriebswelle 1 hin und her. Die Bewegung des Kolbens 6 verwirklicht funktional eine Luftfeder, welche als eine Antriebsquelle für ein Schlagelement 7 dient. Das Schlagelement 7 gibt eine Schlagkraft über ein Zwischenelement 8 an einen Werkzeugeinsatz 9 ab. Diese Betriebsart wird allgemein als ein Treib- oder Schlagbetrieb des Bohrhammers bezeichnet. Die Elemente, die gemeinsam den Schlagbetrieb des Bohrhammers verwirklichen, werden als ein Schlagkraftübertragungsmechanismus bezeichnet.
Währenddessen wird die Drehung der Antriebswelle 1 über ein zweites Zahnrad 10 auf eine Zwischenwelle 11 übertragen. Die Zwischenwelle 11 ist mit einem gezahnten Abschnitt 11a ausgerüstet. Der gezahnte Abschnitt 11a der Zwischenwelle 11 kämmt mit einem dritten Zahnrad 12. Das dritte Zahnrad 12 ist einstückig mit einem Zylinder 13 gekoppelt. Durch diese Verbindung dreht der Zylinder 13 in Antwort auf die Drehung der Antriebswelle 1. Der Zylinder 13 ist integral mit einem Werkzeughalteelement 15 über Stahlkugeln 14 in Eingriff. Der Werkzeugeinsatz 9 ist durch das Werkzeughalteelement 15 festgehalten. Somit dreht der Werkzeugeinsatz 9 in Antwort auf die Drehung der Antriebswelle 1. Diese Betriebsart wird allgemein als ein Drehbetrieb des Bohrhammers bezeichnet. Die Elemente, die gemeinsam den Drehbetrieb des Bohrhammers verwirklichen, werden als Drehkraftübertragungsmechanismus bezeichnet.
Wie in 5 gezeigt ist, hat das erste Zahnrad 2 einen Klauenabschnitt 2a an seiner oberen Fläche. Der Klauenabschnitt 2a des ersten Zahnrads 2 ist wahlweise mit einem Klauenabschnitt 16a eines ersten Umschaltelements 16 in Eingriff bringbar. Das erste Zahnrad 2 ist drehbar auf der Kurbelwelle 3 angebracht. Das erste Umschaltelement 16 ist verschiebbar auf der Kurbelwelle 3 angebracht, obwohl keine Relativdrehung zwischen dem ersten Umschaltelement 16 und der Kurbelwelle 3 möglich ist. Mit anderen Worten, das erste Umschaltelement 16 ist lediglich in der Axialrichtung der Kurbelwelle 3 verschiebbar. Wenn der Klauenabschnitt 2a des ersten Zahnrads 2 mit dem Klauenabschnitt 16a des ersten Umschaltelements 16 in Eingriff ist, wird die Drehung des ersten Zahnrads 2 über das erste Umschaltelement 16 auf die Kurbelwelle 3 übertragen. Eine erste Feder 17 spannt das erste Umschaltelement 16 in Richtung des ersten Zahnrads 2 elastisch vor, so dass der Klauenabschnitt 16a des ersten Umschaltelements 16 mit dem Klauenabschnitt 2a des ersten Zahnrads 2 in Eingriff ist. Wenn das erste Umschaltelement 16 erzwungenermaßen in der Axialrichtung der Kurbelwelle 3 gegen die Vorspannkraft der ersten Feder 17 verlagert wird, gelangt der Klauenabschnitt 16a des ersten Umschaltelements 16 außer Eingriff von dem Klauenabschnitt 2a des ersten Zahnrads 2. Es wird keine Drehung von der Antriebswelle 1 auf die Kurbelwelle 3 übertragen. Mit anderen Worten, der Klauenabschnitt 2a des ersten Zahnrads 2 und der Klauenabschnitt 16a des ersten Umschaltelements 16 bilden zusammen einen ersten Kupplungsmechanismus.
Wie in 2 gezeigt ist, hat das zweite Zahnrad 10 einen Klauenabschnitt 10a an seiner oberen Fläche. Der Klauenabschnitt 10a des zweiten Zahnrads 10 ist wahlweise mit einem Klauenabschnitt 19a eines zweiten Umschaltelements 19 in Eingriff bringbar. Das zweite Zahnrad 10 ist drehbar auf der Zwischenwelle 11 angebracht. Das zweite Umschaltelement 19 ist verschiebbar auf der Zwischenwelle 11 angebracht, wobei keine Relativdrehung zwischen dem zweiten Umschaltelement 19 und der Zwischenwelle 11 möglich ist. Mit anderen Worten, das zweite Umschaltelement 19 ist lediglich in der Axialrichtung der Zwischenwelle verschiebbar. Wenn der Klauenabschnitt 10a des zweiten Zahnrads 10 mit dem Klauenabschnitt 19a des zweiten Umschaltelements 19 in Eingriff ist, wird die Drehung des zweiten Zahnrads 10 über das zweite Umschaltelement 19 auf die Zwischenwelle 11 übertragen. Eine zweite Feder 20 spannt das zweite Umschaltelement 19 in Richtung auf das zweite Zahnrad 10 elastisch vor, so dass der Klauenabschnitt 19a des zweiten Umschaltelements 19 mit dem Klauenabschnitt 10a des zweiten Zahnrads in Eingriff gelangt. Wenn das zweite Umschaltelement 19 erzwungenermaßen in Axialrichtung der Zwischenwelle 11 gegen die Vorspannkraft der zweiten Feder 20 verlagert wird, gelangt der Klauenabschnitt 19a des zweiten Umschaltelements 19 außer Eingriff von dem Klauenabschnitt 10a des zweiten Zahnrads 10. Es wird keine Drehung von der Antriebswelle 1 auf die Zwischenwelle 11 übertragen. Mit anderen Worten, der Klauenabschnitt 10a des zweiten Zahnrads 10 und der Klauenabschnitt 19a des zweiten Umschaltelements 19 bilden zusammen einen zweiten Kupplungsmechanismus.
Ferner ist, wie in 2 gezeigt ist, ein gezahnter Abschnitt 19b an einem äußeren Zylinderabschnitt des zweiten Umschaltelements 19 vorgesehen. Der gezahnte Abschnitt 19b des zweiten Umschaltelements 19 ist wahlweise mit einem gezahnten Abschnitt 22a eines Drehbegrenzungselements 22 in Eingriff bringbar. Das Drehbegrenzungselement 22 ist innerhalb des äußeren Rahmenelements 23 vorgesehen und in der Axialrichtung der Zwischenwelle 11 verschiebbar. Es ist keine Drehung zwischen dem Drehbegrenzungselement 22 und dem äußeren Rahmenelement 23 möglich. Wenn der gezahnte Abschnitt 19b des zweiten Umschaltelements 19 mit dem gezahnten Abschnitt 22a des Drehbegrenzungselements 22 in Eingriff ist, ist die Drehung der Zwischenwelle 11 beschränkt und folglich ist die Drehung des Werkzeughalteelements 15 und des Werkzeugeinsatzes 9 angehalten.
Eine dritte Feder 28 spannt das Drehbegrenzungselement 22 in Richtung auf das zweite Umschaltelement 19 elastisch vor und ist mit einem Halteelement 29 in Kontakt gebracht, das mittels Schrauben 30 an dem äußeren Rahmenelement 23 befestigt ist. Der gezahnte Abschnitt 22a des Drehbegrenzungselements 22 ist mit dem gezahnten Abschnitt 19b des zweiten Umschaltelements 19 in Eingriff bringbar, wenn das zweite Umschaltelement 19 in einer axial aufwärtigen Position angeordnet ist. Mit anderen Worten, der gezahnte Abschnitt 19b des zweiten Umschaltelements 19 und der gezahnte Abschnitt 22a des Drehbegrenzungselements 22 bilden zusammen einen dritten Kupplungsmechanismus.
Ein Umschalthebel 25, der einen ersten Exzenterstift 25a und einen zweiten Exzenterstift 25b hat, ist drehbar in der Nähe der Kurbelwelle 3 an dem äußeren Rahmenelement 23 gehalten. Eine Umschalthilfswelle 26, die zwischen dem ersten Zahnrad 2 und dem zweiten Zahnrad 10 angeordnet ist, erstreckt sich parallel mit der Zwischenwelle 11 und der Kurbelwelle 3. Ein Verlagerungselement 27 ist auf der Umschalthilfswelle 26 vorgesehen, um in der Axialrichtung verschiebbar zu sein, ohne dass irgendeine Relativdrehung dazwischen hervorgerufen wird.
Wie in 7 gezeigt ist, hat das Verlagerungselement 27 einen ersten Schulterabschnitt 27a, der in einer vorbestimmten Position angeordnet ist, die keine gegenseitige Beeinträchtigung mit dem ersten Umschaltelement 16 hervorruft, und hat einen zweiten Schulterabschnitt 27b, der unterhalb des zweiten Umschaltelements 19 angeordnet ist. Eine vierte Feder 24 spannt das Verlagerungselement 27 in Richtung auf die Antriebswelle 1 elastisch vor. Wenn das Verlagerungselement 27 an dem untersten Axialende der Umschalthilfswelle 26 in Folge der Federkraft der vierten Feder 24 positioniert ist, ist der zweite Schulterabschnitt 27b unterhalb des zweiten Umschaltelements 19 positioniert und nicht in Kontakt mit dem zweiten Umschaltelement 19 gebracht. Wenn das Verlagerungselement 27 erzwungenermaßen gegen die Federkraft der vierten Feder 24 an das oberste Axialende der Umschalthilfswelle 26 verlagert ist, ist der zweite Schulterabschnitt 27b in Kontakt mit dem zweiten Umschaltelement 19 gebracht. Dann verlagert sich das zweite Umschaltelement 19 zusammen mit dem Verlagerungselement 27 aufwärts.
Der erste Schulterabschnitt 27a des Verlagerungselements 27 ist mit seiner unteren Fläche in Kontakt mit dem zweiten Exzenterstift 25b des Umschalthebels 25 gebracht. Wenn der Umschalthebel 25 dreht, verlagert der zweite Exzenterstift 25b das Verlagerungselement 27 in der Axialrichtung der Umschalthilfswelle 26 aufwärts gegen die Federkraft der vierten Feder 24.
Wie in 6 gezeigt ist, ist der erste Exzenterstift 25a des Umschalthebels 25 in Kontakt mit dem ersten Umschaltelement 16 gebracht. Wenn der Umschalthebel 25 dreht, ver lagert der erste Exzenterstift 25a das erste Umschaltelement 16 in der Axialrichtung der Kurbelwelle 3 aufwärts gegen die Federkraft der ersten Feder 17.
Der zuvor beschriebene Bohrhammer arbeitet in der jeweiligen Betriebsart auf folgende Weise.
Dreh- und Schlagbetriebsart
1 zeigt den Zustand, in welchem sowohl der erste Kupplungsmechanismus als auch der zweite Kupplungsmechanismus eingerückt sind, während der dritte Kupplungsmechanismus ausgerückt ist. Genauer gesagt, der Klauenabschnitt 2a des ersten Zahnrads 2 ist mit dem Klauenabschnitt 16a des ersten Umschaltelements 16 in Eingriff. Der Klauenabschnitt 10a des zweiten Zahnrads 10 ist mit dem Klauenabschnitt 19a des zweiten Umschaltelements 19 in Eingriff. Ferner ist der gezahnte Abschnitt 19b des zweiten Umschaltelements 19 außer Eingriff von dem gezahnten Abschnitt 22a des Drehbegrenzungselements 22.
In diesem Zustand wird die Drehung der Antriebswelle 1 über das erste Zahnrad 2 und das erste Umschaltelement 16 auf die Kurbelwelle 3 übertragen. Die Drehung der Kurbelwelle 3 betätigt den Schlagkraftübertragungsmechanismus, um zu bewirken, dass der Werkzeugeinsatz 9 in der Axialrichtung hin und her geht. In diesem Ausführungsbeispiel ist, wie zuvor beschrieben ist, der Schlagkraftübertragungsmechanismus durch die Verbindungsstange 4, die drehbar oder schwenkbar um den Exzenterstift 3a der Kurbelwelle 3 gehalten ist, den Kolbenstift 5, den Kolben 6, die zwischen dem Kolbenstift 5 und dem Kolben 6 gebildete Luftfeder sowie das Zwischenelement 8 gebildet. Jedoch kann die Ausgestaltung des Schlagkraftübertragungsmechanismus auf verschiedene Weise modifiziert werden, solange er auf die gleiche Weise arbeitet.
Ferner wird die Drehung der Antriebswelle 1 über das zweite Zahnrad 10 und das zweite Umschaltelement 19 auf die Zwischenwelle 11 übertragen. Die Drehung der Zwischenwelle 11 betätigt den Drehkraftübertragungsmechanismus, um den Werkzeugeinsatz 9 zu veranlassen, in seiner Umfangsrichtung zu drehen. In diesem Ausführungsbeispiel ist, wie zuvor beschrieben wurde, der Drehübertragungsmechanismus durch das dritte Zahnrad 12, das mit der Zwischenwelle 11 kämmt, den Zylinder 13, der in Antwort auf die Drehung der Zwischenwelle 11 dreht, die Stahlkugeln 14 und den Werkzeughalter 15 gebildet. Jedoch kann die Ausgestaltung des Drehkraftübertragungsmechanismus auf verschiedene Weise modifiziert werden, solange er auf die gleiche Weise arbeitet. Auf diese Weise ist die "Dreh- und Schlagbetriebsart" realisiert.
Neutralbetriebsart
Ausgehend von dem in 1 gezeigten Zustand dreht ein Benutzer den Umschalthebel 25, der an dem äußeren Rahmenelement 23 vorgesehen ist. In Antwort auf die Drehung des äußeren Rahmenelements 23. (bzw. des Umschalthebels 25) gelangt der zweite Exzenterstift 25b in Eingriff mit dem ersten Schulterabschnitt 27a und verlagert das Verlagerungselement 27 in der axial aufwärtigen Richtung der Umschalthilfswelle 26. Wie in 2 und 3 gezeigt ist, verlagert der zweite Schulterabschnitt 27b als Ergebnis der aufwärtigen Verlagerungsbewegung des Verlagerungselements 27 das zweite Umschaltelement 19 in der axial aufwärtigen Richtung der Zwischenwelle 11 gegen die zweite Feder 20, wodurch der zweite Kupplungsmechanismus in einen ausgerückten Zustand gebracht wird.
In dem in 2 und 3 gezeigten Zustand ist der dritte Kupplungsmechanismus in dem ausgerückten Zustand. Der ge zahnte Abschnitt 19b des zweiten Umschaltelements 19 ist außer Eingriff von dem gezahnten Abschnitt 22a des Drehbegrenzungselements 22. Dieser Zustand wird als "Neutralbetriebsart" bezeichnet, in welchem der Werkzeugeinsatz 9 in einem freien bzw. Leerlaufzustand ist und der Benutzer eine Klinge des Werkzeugeinsatzes 9 erfassen und in einer gewünschten Richtung drehen kann.
Nurschlagbetriebsart Ausgehend von dem in 2 und 3 gezeigten Zustand dreht der Benutzer den Umschalthebel 25 weiter, um den zweiten Exzenterstift 25b zu veranlassen, das Verlagerungselement 27 weiter in der aufwärtigen Richtung der Umschalthilfswelle 26 zu verlagern, wie in 4 gezeigt ist. In Antwort auf die Verlagerungsbewegung des Verlagerungselements 27 verlagert sich das zweite Umschaltelement 19 weiter in der Axialrichtung der Zwischenwelle 11 aufwärts, um den dritten Kupplungsmechanismus in einen eingerückten Zustand zu bringen. Somit wird es möglich, die Drehung des zweiten Umschaltelements 19 anzuhalten. Die Drehung des Werkzeugeinsatzes 9 ist ebenfalls angehalten, weil er über das Halteelement 15 etc. mit dem zweiten Umschaltelement 19 verbunden ist.
In dem oben beschriebenen Zustand ist der erste Kupplungsmechanismus in eingerücktem Zustand, während der zweite Kupplungsmechanismus in einem ausgerückten Zustand ist. Dieser Zustand wird als eine "Nurschlagbetriebsart" bezeichnet, die lediglich die Übertragung einer Schlagkraft auf den Werkzeugeinsatz 9 zulässt.
Nurdrehbetriebsart
Ausgehend von dem in 1 gezeigten Zustand dreht der Benutzer den Umschalthebel 25 in der Gegenrichtung, um den ersten Exzenterstift 25a zu veranlassen, das erste Umschaltelement 16 gegen die Federkraft der ersten Feder 17 in eine axial aufwärtige Position der Kurbelwelle 3 zu verlagern, wodurch der erste Kupplungsmechanismus in den ausgerückten Zustand gebracht wird.
In diesem Zustand ist der zweite Kupplungsmechanismus in eingerücktem Zustand. Dieser Zustand wird als "Nurdrehbetriebsart" bezeichnet, die lediglich die Übertragung einer Drehkraft auf den Werkzeugeinsatz 9 zulässt.
In dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel dient die "Dreh- und Schlagbetriebsart" als ein Standardzustand für den Betriebsartumschaltvorgang für den Bohrhammer. Der Benutzer kann die "Neutralbetriebsart" durch Drehen des Umschalthebels 25 in einer Richtung aus dem Standardzustand wählen, die "Nurschlagbetriebsart" durch Weiterdrehen in derselben Richtung oder die "Nurdrehbetriebsart" durch Drehen in der Gegenrichtung wählen.
Wie zuvor beschrieben wurde, macht die vorliegende Erfindung es möglich, die Werkzeuglänge in Längsrichtung zu vermindern und einen Umfangs- und Umgebungsabschnitt des Werkzeugeinsatzes zu verkleinern. Ferner gestattet es die vorliegende Erfindung einem Benutzer die Betriebsart einfach umzuschalten, in dem lediglich der Umschalthebel 25 im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird, wodurch die Handhabbarkeit des Bohrhammers verbessert ist.
In dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel verlagert das Verlagerungselement 27 das zweite Umschaltelement 19 in Axialrichtung der Zwischenwelle 11 gegen die Federkraft der zweiten Feder 20. Der zweite Schulterabschnitt 27b des Ver lagerungselementes 27 wird teilweise in Kontakt mit dem zweiten Umschaltelement 19 gebracht. Es ist jedoch möglich, den zweiten Schulterabschnitt 27b ringförmig zu modifizieren, so dass die gesamte obere Oberfläche des Ringschulterabschnitts 27b in Kontakt mit dem unteren Ende des zweiten Umschaltelementes 19 gebracht werden kann. Dies vergleichmäßigt die axiale Verlagerungsbewegung des zweiten Umschaltelements 19.
In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel spannt die erste Feder 17 das erste Umschaltelement 16 in der abwärtigen Richtung elastisch vor und die zweite Feder 20 spannt das zweite Umschaltelement 19 in der abwärtigen Richtung in den Zeichnungen (2 bis 6) elastisch vor. Wenn der Umschalthebel 25 in der vorbestimmten Richtung dreht, verlagern sich das erste und das zweite Umschaltelement 16 und 19 aufwärts gegen die Federkräfte der ersten und zweiten Federn 17 und 20, wodurch die Übertragung der Schlagkraft und der Drehkraft auf den Werkzeugeinsatz 9 unterbrochen wird. Es ist jedoch ebenfalls vorteilhaft, wenn die erste Feder 17 das erste Umschaltelement 16 elastisch aufwärts aufspannt und die zweite Feder 20 das zweite Umschaltelement 19 elastisch aufwärts vorspannt. In diesem Fall verlagern sich das erste und das zweite Umschaltelement 16 und 19 gegen die Federkräfte der ersten und zweiten Feder 17 und 20, wenn der Umschalthebel 25 in der vorbestimmten Richtung dreht, um die Übertragung der Schlagkraft und der Drehkraft auf den Werkzeugeinsatz 9 zu unterbrechen. Es ist ferner ebenfalls vorteilhaft, wenn die Vorspannrichtung der ersten Feder 17 von der Vorspannrichtung der zweiten Feder 20 abweicht.
Ferner ist in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der Umschalthebel 25 näher an dem ersten Umschaltelement 16 als an dem zweiten Umschaltelement 19 positioniert. Wenn der Umschalthebel 25 in der vorbestimmten Richtung dreht, gelangt der erste Exzenterstift 25a, der an dem Umschalthebel 25 vorgesehen ist, mit dem ersten Umschaltelement 16 in Eingriff und verlagert das erste Umschaltelement 16 in der Axialrichtung gegen die Federkraft der ersten Feder 17, um die Übertragung der Schlagkraft auf den Werkzeugeinsatz 9 zu unterbrechen. Der zweite Exzenterstift 25b gelangt mit dem zweiten Umschaltelement 19 über das Verlagerungselement 27, das verlagerbar auf der Schalthilfswelle 26 angebracht ist, in Eingriff, wenn der Umschalthebel 25 in der vorbestimmten Richtung dreht, wodurch das zweite Umschaltelement 19 in der Axialrichtung gegen die Federkraft der zweiten Feder 20 verlagert wird, um die Übertragung der Drehkraft auf den Werkzeugeinsatz 9 zu unterbrechen.
Es ist jedoch ebenfalls vorteilhaft, wenn der Umschalthebel 25 näher an dem zweiten Umschaltelement 19 als an dem ersten Umschaltelement 16 angebracht ist. In diesem Fall gelangt der erste Exzenterstift 25a in Antwort auf die Drehung des Umschalthebels 25 in Eingriff mit dem zweiten Umschaltelement 19 und verschiebt das zweite Umschaltelement 19 in der Axialrichtung gegen die Federkraft der zweiten Feder 20, um die Übertragung der Drehkraft auf den Werkzeugeinsatz 9 zu unterbrechen. Der zweite Exzenterstift 25b gelangt über das Verlagerungselement 27, das verlagerbar auf der Umschalthilfswelle 26 angebracht ist, mit dem ersten Umschaltelement 16 in Eingriff, wenn der Umschalthebel 25 in der vorbestimmten Richtung dreht, wodurch das erste Umschaltelement 16 in der Axialrichtung gegen die Federkraft der ersten Feder 17 verlagert wird, um die Übertragung der Schlagkraft auf den Werkzeugeinsatz 9 zu unterbrechen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, den Drehkraftübertragungsmechanismus auf der Zwischenwelle und nicht auf der Werkzeugwelle anzuordnen. Somit kann die axiale Gesamtlänge des Werkzeugs vermindert werden. Die vorliegende Erfindung schafft einen Bohrhammer mit einem Multibetriebsartumschaltmechanismus, der eine hervorragende Bedienbarkeit hat.

Claims

Bohrhammer, mit: einem Motor (100), der eine Antriebswelle (1) dreht; einem äußeren Rahmenelement (23), das den Motor (100) darin aufnimmt; einem ersten Zahnrad (2) mit einem Kupplungselement (2a) zur Übertragung der Drehung der Antriebswelle (1); einem zweiten Zahnrad (10) mit einem Kupplungselement (10a) zur Übertragung der Drehung der Antriebswelle (1), wobei das erste und das zweite Zahnrad parallel zueinander angeordnet sind; einem ersten Umschaltelement (16) mit einem Kupplungselement (16a), das mit dem Kupplungselement (2a) des ersten Zahnrads (2) in Eingriff bringbar ist, um die Drehung der Antriebswelle (1) zu übertragen, wenn das Kupplungselement (16a) des ersten Umschaltelements (16) mit dem Kupplungselement (2a) des ersten Zahnrads (2) in Eingriff ist; einer Kurbelwelle (3), die in Antwort auf die Drehung des ersten Umschaltelementes (16) angetrieben ist; einem auf die Drehung der Kurbelwelle (3) ansprechenden Schlagkraftübertragungsmechanismus (4, 5, 6, 7, 8) zur Übertragung einer intermittierenden Schlagkraft auf einen Werkzeugeinsatz (9); einem zweiten Umschaltelement (19) mit einem Kupplungselement (19a), das mit dem Kupplungselement (10a) des zweiten Zahnrads (10) in Eingriff bringbar ist, um die Drehung der Antriebswelle (1) zu übertragen, wenn das Kupplungselement (19a) des zweiten Umschaltelementes (19) mit dem Kupplungselement (10a) des zweiten Zahnrads (10) in Eingriff ist; einer Zwischenwelle (11), die in Antwort auf die Drehung des zweiten Umschaltelementes (19) angetrieben ist; einem Drehkraftübertragungsmechanismus (12, 13, 14, 15), der auf die Drehung der Zwischenwelle (11) anspricht, um eine Drehkraft auf den Werkzeugeinsatz (9) zu übertragen; und einem Umschalthebel (25) zum wahlweisen in Eingriff bringen oder außer Eingriff bringen des Kupplungselements (16a) des ersten Umschaltelements (16) mit oder von dem Kupplungselement (2a) des ersten Zahnrads (2) und zum wahlweisen in Eingriff bringen oder außer Eingriff bringen des Kupplungselements (19a) des zweiten Umschaltelements (19) mit oder von dem Kupplungselement (10a) des zweiten Zahnrads (10), wobei das erste Umschaltelement (16) entlang einer Axialrichtung der Kurbelwelle (3) bewegbar ist und eine Bewegung des ersten Umschaltelements (16) einen Eingriff oder einen Nichteingriff mit oder von dem ersten Zahnrad (2) erlaubt, das zweite Umschaltelement (19) entlang einer Axialrichtung der Zwischenwelle (11) bewegbar ist und eine Bewegung des zweiten Umschaltelements (19) einen Eingriff oder einen Nichteingriff mit oder von dem zweiten Zahnrad (10) erlaubt, und der Umschalthebel (25) die Bewegungen des ersten und zweiten Umschaltelements (16, 19) steuert, um zu gestatten, dass jeweils das erste und das zweite Umschaltelement (16, 19) mit dem jeweiligen ersten und zweiten Zahnrad (2, 10) in Eingriff oder außer Eingriff gelangen.
Bohrhammer nach Anspruch 1, wobei das erste Zahnrad (2) drehbar auf der Kurbelwelle (3) angebracht ist, wobei das erste Umschaltelement (16) auf der Kurbelwelle (3) angebracht ist, um in Axialrichtung der Kurbelwelle (3) verschiebbar zu sein, ohne irgendeine Relativdrehung dazwischen hervorzurufen, wobei das zweite Zahnrad (10) drehbar auf der Zwischenwelle (11) angebracht ist, und wobei das zweite Umschaltelement (19) auf der Zwischenwelle (11) angebracht ist, um in einer Axialrichtung der Zwischenwelle (11) verschiebbar zu sein, ohne irgendeine Relativdrehung dazwischen hervorzurufen.
Bohrhammer nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein erstes Vorspannelement (17) das erste Umschaltelement (16) elastisch so vorspannt, dass das Kupplungselement (16a) des ersten Umschaltelementes (16) mit dem Kupplungselement (2a) des ersten Zahnrads (2) in Eingriff ist, und wobei ein zweites Vorspannelement (20) das zweite Umschaltelement (19) elastisch so vorspannt, dass das Kupplungselement (19a) des zweiten Umschaltelementes (19) mit dem Kupplungselement (10a) des zweiten Zahnrads (10) in Eingriff ist.
Bohrhammer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Umschalthebel (25) drehbar an dem äußeren Rahmenelement (23) gehalten ist, so dass das erste Umschaltelement (16) sich in der Axialrichtung der Kurbelwelle (3) verlagern kann und sich das zweite Umschaltelement (19) in der Axialrichtung der Zwischenwelle (11) verlagern kann.
Bohrhammer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das zweite Umschaltelement (19) einen gezahnten Abschnitt (19b) hat, der mit einem gezahnten Abschnitt (22a) eines Drehbegrenzungselementes (22) in Eingriff bringbar ist, und wobei das Drehbegrenzungselement (22) innerhalb des äußeren Rahmenelements (23) angeordnet ist, um keine Relativdrehung dazwischen hervorzurufen.
Bohrhammer nach Anspruch 5, wobei das Kupplungselement (19a) des zweiten Umschaltelementes (19) mit dem Kupplungselement (10a) des zweiten Zahnrads (10) in Eingriff ist, wenn das zweite Umschaltelement (19) in einer ersten Position positioniert ist, das Kupplungselement (19a) des zweiten Umschaltelementes (19) von dem Kupplungselement (10a) des zweiten Zahnrads (10) außer Eingriff ist, wenn das zweite Umschaltelement (19) in einer zweiten Position positioniert ist, und der gezahnte Abschnitt (19b) des zweiten Umschaltelementes (19) wahlweise in Eingriff mit oder außer Eingriff von dem gezahnten Abschnitt (22a) des Drehbegrenzungselementes (22) gebracht ist, wenn das zweite Umschaltelement (19) in der zweiten Position positioniert ist.
Bohrhammer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei eine Umschalthilfswelle (26) vorgesehen ist, die sich parallel mit der Kurbelwelle (3) und der Zwischenwelle (11) erstreckt, und ein Verlagerungselement (27) auf der Umschalthilfswelle (26) vorgesehen ist, um in Axialrichtung verschiebbar zu sein, ohne irgendeine Relativdrehung dazwischen zu bewirken, wobei das Verlagerungselement (27) mit dem ersten Umschaltelement (16) oder dem zweiten Umschaltelement (19) in Eingriff bringbar ist, um das erste Umschaltelement (16) in der Axialrichtung der Kurbelwelle (3) zu verlagern, oder das zweite Umschaltelement (19) in der Axialrichtung der Zwischenwelle (11) zu verlagern.
Bohrhammer nach Anspruch 7, wobei der Umschalthebel einen ersten Exzenterstift (25a) hat, der mit dem ersten oder zweiten Umschaltelement in Eingriff bringbar ist, um das erste oder das zweite Umschaltelement in der Axialrichtung in Antwort auf die Drehung des Umschalthebels (25) zu verlagern, und einen zweiten Exzenterstift (25b) hat, der mit dem Verlagerungselement (27) in Eingriff bringbar ist, um das Verlagerungselement in der Axialrichtung in Antwort auf die Drehung des Umschalthebels (25) zu verlagern.
Bohrhammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, wobei sowohl das erste (2) als auch das zweite (10) Zahnrad mit der Antriebswelle (1) in Eingriff sind.
Bohrhammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9, wobei die Kupplungselemente (2a, 10a) Klauenabschnitte (16a, 19a) sind, die an dem ersten (2) und dem zweiten Zahnrad (10) ausgebildet sind, und Klauenabschnitte (16a, 19a) sind, die an dem ersten (16) und dem zweiten (19) Umschaltelement ausgebildet sind.