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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft eine Schlagbohrmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus der
DE 29512161 U1 , der
US 5,784,934 A , der
DE 103 18 563 A1 oder der
US 2006/0096770 A1 sind Bohrmaschinen bzw. Schrauber mit einem stabförmigen Antriebsgehäuse und einem hierzu verschwenkbaren Abtriebsgehäuse zur Erzielung einer kurzen Bauweise insbesondere für schwer zugängliche Stellen bekannt.
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Ferner sind Winkelschlagbohrköpfe zum Aufsatz auf Bohr- und Schlaghämmermaschinen bekannt. Über den Winkelschlagbohrkopf wird dabei die Schlagkraft auf das abgewinkelte Werkzeug übertragen.
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Schlagbohrmaschinen zeichnen sich gegenüber Bohr- und Schlaghämmern dadurch aus, dass die Stärke der Schlagimpulse von der Größe der von der Bedienperson aufgewendeten Anpresskraft abhängt. Für derartige Schlagbohrmaschinen sind keine Winkelschlagbohrköpfe bekannt. Würde man bei Schlagbohrmaschinen die von Bohr- und Schlaghämmern bekannten Winkelschlagbohrköpfe einsetzen, so hätte das eine deutliche Reduzierung der ohnehin schon vergleichsweise geringen Schlagbohrleistung zur Folge.
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Offenbarung der Erfindung
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Technische Aufgabe
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schlagbohrmaschine vorzuschlagen, mit der bei ausreichender Schlagleistung über Eck gearbeitet werden kann.
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Technische Lösung
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Diese Aufgabe wird mit einer Schlagbohrmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen auch sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, den Ansprüche oder den Zeichnungen offenbarten Merkmale.
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Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, in eine Schlagbohrmaschine eine Schwenkeinrichtung zu integrieren, die gegenüber dem Motorgehäuse der Schlagbohrmaschine verschwenkbar angeordnet ist, wobei in der Schwenkeinrichtung sowohl eine Werkzeugaufnahme (z. B. Spannfutter) zur Festlegung von Werkzeugen, wie beispielsweise Bohreinsätzen, als auch das Schlagwerk zur Erzeugung der Schlagimpulse angeordnet sind. Eine Getriebewelle der Schlagbohrmaschine bildet gleichzeitig die Schwenkachse der Schwenkeinrichtung. Bevorzugt ist die Getriebewelle senkrecht zur Längsachse der Werkzeugaufnahme angeordnet. Bei einer derartigen Ausgestaltung kann auf eine zusätzliche Schwenkachse verzichtet werden. Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehene, dass das zusammen mit der Werkzeugaufnahme verschwenkbare Schlagwerk als Rastenschlagwerk ausgebildet ist.
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Die Anordnung des Schlagwerks in der abwinkelbaren Schwenkeinrichtung hat den Vorteil, dass die Schlagimpulse nicht von dem Motorgehäuse bis zu dem Werkzeug übertragen werden müssen, wodurch insgesamt ein vergleichsweise einfacher Aufbau der Schlagbohrmaschine realisierbar ist. Ferner können die Schlagimpulse mit voller Leistung an das Werkzeug weitergegeben werden, da keine Umlenkung der Schlagimpulse notwendig ist. Ferner ist durch die Anordnung des Schlagwerks in der Schwenkeinrichtung eine äußerst kurze Bauform realisierbar. Da das Schlagwerk in eine in die Schlagbohrmaschine integrierte Schwenkeinrichtung aufgenommen ist, entfällt die aufwendige Montage bzw. Demontage eines separaten Schlagbohr-Winkelkopfes, wodurch die Schlagbohrmaschine sofort einsetzbar ist. Die erfindungsgemäße Schlagbohrmaschine mit verschwenkbar angeordnetem Schlagwerk kann in sämtlichen traditionellen Bauformen mit Pistolengriff, Mittelgriff oder Spatengriff realisiert werden. Durch die Trennung von Motorgehäuse und Schlagwerk lassen sich beliebig leistungsstarke Antriebsmotoren mit zum Teil großen Durchmessern einsetzen, ohne dass dies negative Auswirkung auf die realisierbaren geringen Eckmaße hätte. Als Antriebsmotoren können sowohl Stromnetz-betriebe Elektromotoren, beispielsweise Universalmotoren, Akku-betriebene Elektromotoren, Druckluftmotoren oder Hydraulikmotoren zum Einsatz kommen.
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In Ausgestaltung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass die Schwenkeinrichtung relativ zu dem Motorgehäuse in vorgegebenen diskreten Winkelstellungen oder in beliebigen, frei wählbaren Winkelstellungen festlegbar ist. Zu diesem Zweck können entsprechende, lösbare Rast- und/oder Klemmmechanismen vorgesehen werden.
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Vorzugsweise besteht das Rastenschlagwerk aus zwei unter Anpressdruck aufeinander gleitenden Scheiben, wobei eine erste Rastscheibe auf einer in der Schwenkeinrichtung gelagerten Werkzeugwelle ortsfest angeordnet ist und die korrespondierende zweite Rastscheibe ortsfest in der Schwenkeinrichtung gehalten ist. Vorzugsweise sind beide Rastscheiben auf den einander zugewandten Stirnseiten in an sich bekannter Weise mit in Umfangsrichtung verlaufenden Schrägen mit anschließenden Abstufungen versehen, so dass bei einer Umdrehung der ersten Rastscheibe die Werkzeugwelle mehrfach in axialer Richtung hin und her bewegt wird. Bei einem derartigen Rastenschlagwerk ist die Schlagleistung abhängig von der von der Bedienperson aufgebrachten Anpresskraft.
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In Ausgestaltung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass die Schlagbohrmaschine zwischen reinem Bohrbetrieb und kombinierten Schlagbohrbetrieb umschaltbar ist. Dabei ist es von Vorteil, das Getriebe der Schlagbohrmaschine derart auszubilden, dass die Schlagbohrmaschine innerhalb eines bestimmten Arbeitsbereichs (Schwenkbereich) der Schwenkeinrichtung in jedem beliebigen Winkel sowohl im reinen Bohrbetrieb als auch im kombinierten Schlagbohrbetrieb betreibbar ist.
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Um eine Axialverschiebung der Werkzeugwelle in der Schwenkeinrichtung zu verhindern oder zumindest zu begrenzen, ist in Weiterbildung der Erfindung ein Axiallager zur Abstützung der Werkzeugwelle in axialer Richtung entgegen der Bohrrichtung vorgesehen. Über ein derartiges Axiallager wird im reinen Bohrbetrieb verhindert, dass die zwei sich gegenüberliegenden Rastscheiben des Rastenschlagwerks zur Anlage aneinander gelangen.
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Von Vorteil ist es, wenn das Axiallager aus seiner Abstützposition, die es im reinen Bohrbetrieb einnimmt, vorzugsweise in Umfangsrichtung in einer Parkposition verstellt werden kann, in der eine axiale Verschieblichkeit der Werkzeugwelle sichergestellt ist, damit die Schlagbohrmaschine im kombinierten Schlagbohrbetrieb eingesetzt werden kann, insbesondere dadurch, dass die sich gegenüberliegenden Rastscheiben bei Kraftbeaufschlagung der Schlagbohrmaschine in Schlagbohrrichtung aneinander gedrückt werden, woraus wiederum bei rotierender Werkzeugwelle Schlagimpulse in axialer Richtung auf die Werkzeugwelle und damit auf die Werkzeugaufnahme mit darin festgelegtem Werkzeug resultieren.
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Eine Möglichkeit zur Realisierung des beschriebenen, verstellbaren Axiallagers besteht darin, dass das Axiallager eine Kugel umfasst, an der sich die Werkzeugwelle bei reinem Bohrbetrieb in axialer Richtung abstützt. Die Kugel wiederum ist in einer Lagerhülse gehalten, die die Schwenkachse, welche vorzugsweise von einer Getriebeachse gebildet ist, zumindest abschnittsweise umgreift. Durch Verdrehen der Lagerhülse zusammen mit der Kugel in Umfangsrichtung um die Schwenkachse, wird die Kugel außer Eingriff von der Werkzeugwelle gebracht, wodurch die Werkzeugwelle Bewegungsspielraum in axialer Richtung hat. Vorzugsweise ist die Lagerhülse mit mindestens zwei Umfangsabschnitten unterschiedlichen Außendurchmessers ausgestattet, wobei im kombinierten Schlagbohrbetrieb der Umfangsabschnitt mit geringerem Außendurchmesser axial hinter der Werkzeugwelle angeordnet ist, um ein ausreichendes Axialspiel für die Werkzeugwelle zu gewähleisten.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in
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1: eine Seitenansicht einer Schlagbohrmaschine mit integrierter Verschwenkeinrichtung,
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2: eine Darstellung der Schlagbohrmaschine im Längsschnitt, eingestellt für den reinen Bohrbetrieb,
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3: die Schlagbohrmaschine im Längsschnitt, eingestellt für den kombinierten Schlagbohrbetrieb,
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4: die Schlagbohrmaschine mit um 90° verschwenkter Schwenkeinrichtung, eingestellt für den reinen Bohrbetrieb,
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5: eine Schnittdarstellung der Schlagbohrmaschine entlang der Schnittlinie A-A gemäß 3, eingestellt für den kombinierten Schlagbohrbetrieb,
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6: eine Schnittdarstellung der Schlagbohrmaschine entlang einer Schnittlinie B-B gemäß 2, eingestellt für den reinen Bohrbetrieb,
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7: eine Schnittdarstellung der Schlagbohrmaschine entlang der Schnittlinie C-C gemäß 4, eingestellt für den reinen Bohrbetrieb, und
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8: eine Schnittdarstellung der Schlagbohrmaschine entlang der Schnittlinie D-D gemäß 3, eingestellt für den kombinierten Schlagbohrbetrieb.
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Ausführungsform der Erfindung
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In den Figuren sind gleiche Bauteile und Bauteile mit der gleichen Funktion mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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In den Figuren ist eine Schlagbohrmaschine 1, mit einem in einem Motorgehäuse 2 angeordneten Antriebsmotor 3 dargestellt. Die Schlagbohrmaschine 1 weist eine gegenüber dem Motorgehäuse 2 verschwenkbar angeordnete Schwenkeinrichtung 4 mit Werkzeugaufnahme 5 und ein als Rastenschlagwerk ausgebildetem Schlagwerk 6 auf.
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Am Motorgehäuse 2 ist ein erster Handgriff 7 mit Betätigungsschalter 8 zum Ein- und Ausschalten des als Universalmotor ausgebildeten Antriebsmotors 3 angeordnet. Ferner verfügt die Schlagbohrmaschine 1 über einen zweiten Handgriff 9, welcher lösbar an der Schwenkeinrichtung 4 festgelegt ist. Zur Fixierung und zum Lösen des zweiten Handgriffs 9 ist eine Klemmeinrichtung mit Verstellschraube 10 vorgesehen.
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Die Schwenkeinrichtung 4 kann von der in 1 dargestellten Geradeausstellung in jede Schwenkrichtung um etwa 90° verstellt werden, so dass ein Arbeitsbereich von etwa 180° resultiert.
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Von der Motorwelle 11, auf der drehfest ein Lüfterrad 12 zur Kühlung des Antriebsmotors 3 sitzt, wird das Motordrehmoment über eine innere Verzahnung 13 auf ein Antriebsritzel 14 übertragen. Das Antriebsritzel 14 wiederum überträgt das Drehmoment auf ein großes Kegelrad 15, welches drehfest auf einer Getriebewelle 16 sitzt. Die Getriebewelle 16 ist im 90°-Winkel zu der Motorwelle 11 und dem Antriebsritzel 14 angeordnet. Die Getriebewelle 16 ist zum einen über das als Kugellager ausgebildete Festlager 17 und zum anderen, auf der gegenüberliegenden Seite über ein Gleitlager 18 drehbar innerhalb des Motorgehäuses 2 gelagert. Das Gleitlager 18 übernimmt zusätzlich eine Lagerfunktion für die Schwenkeinrichtung 4, welche sich auf dem Außendurchmesser des Gleitlagers 18 abstützt. Des weiteren ist die Schwenkeinrichtung über das Kugellager 19 gegenüber der Getriebewelle 16 verschwenkbar gelagert. Somit bildet die Getriebewelle 16 gleichzeitig die Schwenkachse für die Schwenkeinrichtung 4.
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Beabstandet zu dem Kegelrad 15 sitzt drehfest auf der Getriebewelle 16 ein weiteres Kegelrad 20 mit geringerem Durchmesser. Das Kegelrad 20 wiederum treibt ein um 90° abgewinkelt hierzu angeordnetes Kegelrad 21 an, welches mit einer Werkzeugwelle 22 verzahnt ist, und zwar derart, dass ein Drehmoment in Umfangsrichtung auf die Werkzeugwelle 22 übertragbar und gleichzeitig die Werkzeugwelle 22 in axialer Richtung relativ zu dem Kegelrad 21 verstellbar ist. Die Werkzeugwelle ist fest mit der Werkzeugaufnahme 5 (Spannfutter) verschraubt, so dass eine Rotationsbewegung als auch eine Bewegung in axialer Richtung der Werkzeugwelle 22 unmittelbar auf die Werkzeugaufnahme 5 und das nicht dargestellte, in der Werkzeugaufnahme 5 fixierbare Werkzeug übertragen wird.
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Um die Schwenkeinrichtung in diskreten Winkelstellungen festlegen zu können, ist auf der Oberseite des Motorgehäuses 2 ein Schalthebel 23 angeordnet, der fest mit einem Übertragungsgestänge 24 verbunden ist. Wie insbesondere in 8 zu erkennen ist, ist das Übertragungsgestänge 24 an seinem vorderen Ende mit einer Verzahnung 25 versehen, die in Eingriff mit einem drehfest mit der Schwenkeinrichtung 4 verbundenen Zahnrad 26 bringbar ist. In der in 8 dargestellten, zurückgezogenen Stellung des Übertragungsgestänges 24 kann die Schwenkeinrichtung 4 über die Getriebewelle 16 verschwenkt werden.
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Die Werkzeugwelle 22 ist innerhalb der Schwenkeinrichtung 4 zum einen über das Radiallager 27 und zum anderen über das davon beabstandete Radiallager 28 drehbar gelagert, wobei letzteres gleichzeitig das die Werkzeugwelle 22 umgreifende Kegelrad 21 in radialer Richtung abstützt.
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In den 2, 4, 6 und 7 ist die Schlagbohrmaschine 1 derart eingestellt, dass sie im reinen Bohrbetrieb, d. h. ohne Schlagimpulse betrieben werden kann. Hierzu stützt sich die Werkzeugwelle 22 in axialer Richtung an einem als Kugel ausgebildeten Axiallager 29 ab. Das Axiallager 29 verhindert, dass die später noch zu erläuternden Rastscheiben 30, 31 in axialer Richtung stirnseitig zur Anlage aneinander kommen können, also dass ein Axialabstand zwischen den Rastscheiben 30, 31 bestehen bleibt. Wie insbesondere aus den 5 bis 7 ersichtlich ist, ist die Kugel 29 in einer Hülse 32 gehalten, wobei die Hülse 32 die Getriebewelle 16 umfasst. Die Hülse 32 besteht aus zwei Umfangsabschnitten 32a und 32b mit unterschiedlichen Außendurchmessern. Während des reinen Bohrbetriebs ist die Kugel 29 unmittelbar axial hinter der Werkzeugwelle 22 angeordnet und stützt sich an der Hülse 32 ab.
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Mittels eines in 8 dargestellten Umschalters 33 kann die Hülse 32 mit Kugel 29 in Umfangsrichtung um die Getriebewelle 16 in die in den 3, 5 und 8 dargestellte Umfangsposition (Parkposition) verschwenkt werden, in der ein kombinierter Schlagbohrbetrieb möglich ist. In dieser, insbesondere in 5 ersichtlichen, verschwenkten Umfangsposition liegt der Umfangsabschnitt 32b mit geringerem Außendurchmesser axial mit Abstand hinter der Werkzeugwelle 22, so dass diese in axiale Richtung nach hinten verschiebbar ist.
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Wie insbesondere in 5 ersichtlich ist, kommt bei der Umschalterstellung gemäß 8 die vordere, drehfest auf der Werkzeugwelle 22 sitzende Rastscheibe 30 mit ihrer Stirnseite in stirnseitige Anlage mit der fest in der Schwenkeinrichtung 4 fixierten Rastscheibe 31. Die ortsfeste Rastscheibe 31 begrenzt dabei gleichzeitig die maximale axiale Auslenkung der Werkzeugwelle 22. Die Stirnseiten der Rastscheiben 30, 31 sind in bekannter Weise strukturiert, so dass bei einer Drehbewegung der Werkzeugwelle 22 axiale Schläge auf die Rastscheibe 30 und damit auf die Werkzeugwelle 22 und damit wiederum auf die Werkzeugaufnahme 5 resultieren. Der in 1 dargestellte zweite Handgriff 9 dient vor allem dazu, die für ausreichend starke Schlagimpulse notwendige Anpresskraft in Schlagrichtung auf die Werkzeugwelle 22 aufzubringen, die hierdurch mit ihrer Rastscheibe 30, in Richtung auf die nicht verdrehbare Rastscheibe 31 kraftbeaufschlagt wird. Der zweite Handgriff 9 ist insbesondere in der in 5 dargestellten, um 90° verschwenkten Position der Schwenkeinrichtung 4 von Vorteil, falls in dieser Position ein kombinierter Schlagbohrbetrieb ausgeführt werden soll. Hierzu muss jedoch die in 4 noch im Eingriff mit der Werkzeugwelle 22 befindliche Kugel 29 in Umfangsrichtung um die Getriebewelle 16 mittels des Umschalters 33 (8) verschwenkt werden, damit die Rastscheiben 30, 31 zur gegenseitigen Anlage kommen können.
