DE102009002474A1

DE102009002474A1 - Pneumatisches Schlagwerk und Handwerkzeugmaschine

Info

Publication number: DE102009002474A1
Application number: DE102009002474A
Authority: DE
Inventors: Ferdinand Kristen; Stefan Hammerstingl; Erwin Manschitz; Markus Hartmann
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 2009-04-20
Filing date: 2009-04-20
Publication date: 2010-10-21
Also published as: EP2243580A2; US20100263894A1; EP2243580A3; US9199369B2

Abstract

Das erfindungsgemäße pneumatische Schlagwerk beinhaltet einen Führungszylinder, indem ein Flugkolben und ein Erregerkolben längs einer Schlagachse beweglich angeordnet sind. Der Führungszylinder weist einen Kunststoff auf. Ein pneumatischer Raum, abgeschlossen durch den Führungszylinder, den Flugkolben und den Erregerkolben, und ein Antrieb zum periodischen Bewegen des Erregerkolbens, wodurch der Flugkolben zu einer periodischen Bewegung zwischen Schlagfläche und Erregerkolben angeregt ist, sind in dem Schlagwerk vorgesehen.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein pneumatisches Schlagwerk und eine Handwerkzeugmaschine mit einem pneumatischen Schlagwerk.
BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
Die US 4,602,689 beschreibt eine Handwerkzeugmaschine mit einem pneumatischen Schlagwerk. In einem Führungszylinder ist ein Flugkolben angeordnet, der durch einen getriebenen Erregerkolben zu einer periodischen Bewegung angeregt wird. Der Führungszylinder ist mit einer thermisch isolierenden Kunststoffschicht ummantelt, um Wärmeverluste aus einem pneumatischen zwischen Erregerkolben und Flugkolben zu verringern. Ferner weist der Flugkolben einen Mantel aus Kunststoff für eine verbesserte thermische Isolation auf. Der Kern des Flugkolbens ist aus Metall, um den mechanischen Belastungen stand zu halten. Aus den gleichen Gründen ist der Führungszylinder aus Metall gefertigt.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe besteht das Gesamtgewicht eines Schlagwerks zu reduzieren.
Das erfindungsgemässe pneumatische Schlagwerk beinhaltet einen Führungszylinder, indem ein Flugkolben und ein Erregerkolben längs einer Schlagachse beweglich angeordnet sind. Der Führungszylinder weist einen Kunststoff auf. Ein pneumatischer Raum, abgeschlossen durch den Führungszylinder, den Flugkolben und den Erregerkolben, und ein Antrieb zum periodischen Bewegen des Erregerkolbens, wodurch der Flugkolben zu einer periodischen Bewegung zwischen Schlagfläche und Erregerkolben angeregt ist, sind in dem Schlagwerk vorgesehen.
Obwohl seit langen in pneumatischen Schlagwerken, z. B. auch der GB 1 246 357 , die beweglichen Teile wenigstens teilweise aus Kunststoff gefertigt werden, ging man davon aus, das Führungsrohr müsse aus Metall sein. Die GB 1 246 357 verweist hierzu insbesondere auf die grössere Relaxationsdauer, die Kunststoffen inheränt sei, und ihren Einsatz beschränke.
Dem widersprechend wurde erkannt, dass ein Führungsrohr, das teilweise aus Kunststoff besteht, den thermischen und mechanischen Belastungen widerstehen kann.
In den Unteransprüchen sind Ausgestaltungen des Schlagwerks dargestellt.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass eine Innenwand des Führungszylinders aus Kunststoff gebildet ist. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn auch die beweglichen Elemente Erregerkolben und Flugkolben wenigstens teilweise aus Kunststoff gefertigt sind. Die thermischen Ausdehnungskoeffizienten sind somit auf natürliche Weise aneinander angepasst und die relativen Abmessungen der Elemente bleiben während eines Betriebs erhalten. Der Führungszylinder kann auch vollständig aus Kunststoff gebildet sein.
Eine Mantelfläche des Erregerkolbens und/oder eine Mantelfläche des Flugkolbens können aus einem weiteren Kunststoff gebildet sein. Der Kunststoff des Führungszylinders und der weitere Kunststoff der Mantelflächen des Erregerkolbens und/oder des Flugkolbens können gleich sein.
Der Kunststoff für eine Innenwand des Führungszylinders ist vorzugsweise ein Duroplast, z. B. aus der Klasse der Aminoplaste, Phenoplaste und Epoxidharze. Die Innenabmessungen des Führungszylinders müssen mit hoher Genauigkeit erreicht werden. Die Festigkeit des Kunststoffes kann durch Füllstoffe, z. B. Glaskugeln oder Glasfasern, erhöht werden. Die Füllstoffe müssen an der Innenwand durch den Kunststoff vollständig abgedeckt sein.
Der Führungszylinder kann aus mehreren Kunststofflagen bestehen, wobei eine Schicht für die Innenwand des Führungszylinders aus einem Duroplast ist. Äußere Schichten können vorteilhafterweise aus thermoplastischen Kunststoffen hergestellt werden. Der mehrschichtige Aufbau aus unterschiedlichen Kunststoffen ermöglicht eine hohe Steifigkeit des Führungsrohrs durch die thermoplastischen Kunststoffe. In die Schichten aus thermoplastischem Kunststoff können zur Verstärkung Teflonfasern eingelegt werden. Beispiel für einen geeigneten thermoplastischen Kunststoff sind Polyamide.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Die nachfolgende Beschreibung erläutert die Erfindung anhand von exemplarischen Ausführungsformen und Figuren. In den Figuren zeigt:
1 eine Handwerkzeugmaschine.
Gleiche oder funktionsgleiche Elemente werden durch gleiche Bezugszeichen in den Figuren indiziert, soweit nicht anders angegeben.
AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
1 zeigt einen Schlagbohrer 1 als Beispiel für eine Handwerkzeugmaschine 1. In der Handwerkzeugmaschine ist ein pneumatisches Schlagwerk 5 angeordnet. Das pneumatische Schlagwerk 5 weist einen Führungszylinder 10 auf, in dem ein Erregerkolben 12 und ein Flugkolben 13 beweglich angeordnet sind. Der Erregerkolben 12 und der Flugkolben 13 schliessen mit einer Innenwand 11 des Führungszylinders 10 luftdicht ab. Hierzu können zusätzliche Dichtungsringe 15, 16 vorgesehen sein. Der Führungszylinder 10, der Erregerkolben 12 und der Flugkolben 13 schliessen einen pneumatischer Raum 19 ein.
Ein Antrieb 3, z. B. ein Elektromotor, ist über eine Welle 4 und einen Exzenterantrieb 32 mit dem Erregerkolben 12 gekoppelt. Der Erregerkolben 12 führt getrieben durch den Antrieb 3 eine periodische Vor- und Zurückbewegung in dem Führungszylinder 10 aus. Der Flugkolben 13 wird zu einer periodischen Vor- und Zurückbewegung mittels der Kopplung über den pneumatischen Raum 19 an den Erregerkolben 12 angeregt.
In der dargestellten Ausführungsform der Handwerkzeugmaschine ist ein Döpper 20 vorgesehen, auf den der Flugkolben 13 anschlägt. Anstelle auf einen Döpper 20 kann der Flugkolben 13 auch unmittelbar auf ein Werkzeug aufschlagen, welches bis in das Schlagwerk eingeführt ist.
Der Führungszylinder 10 ist aus einem Kunststoff gefertigt. Vorzugsweise wird der Führungszylinder 10 als einteiliger Spritzgusskörper hergestellt. Alternativ kann der Führungszylinder 10 aus einem Kunststoffblock gefräst werden.
In einer weiteren Variante ist vorgesehen, dass der Führungszylinder 10 ein aussenliegendes Skelett aus Metall aufweist und die Innenwand aus Kunststoff gebildet ist. Das aussenliegende Skelett kann ein Hohlzylinder oder ein mit Durchbrechungen versehener Hohlzylinder sein.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass ein Metallgeflecht in dem Kunststoff des Führungszylinders 10 eingebettet ist. Das Metallgeflecht erhöht die mechanische Stabilität des Führungszylinders 10 ohne die thermischen Eigenschaften zu beeinflussen. Weiters trägt das Metallgeflecht nur geringfügig zum Gewicht bei.
Der Erregerkolben 12 kann teilweise oder vollständig aus Kunststoff gefertigt sein. Vorzugsweise ist eine Mantelfläche des zylindrischen Erregerkolbens 12 aus Kunststoff. Ferner kann die auf den Flugkolben 13 zuweisende Fläche des Erregerkolbens 12 aus Kunststoff gebildet sein.
Der Flugkolben 13 weist vorzugsweise einen massiven Kern aus einem Metall auf, die die Masse des Flugkolbens 13 definiert. Eine Mantelfläche des zylindrischen Flugkolbens 13 und/oder eine auf den Erregerkolben 12 zuweisende Fläche können aus Kunststoff gebildet sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- US 4602689 [0002]
- GB 1246357 [0005, 0005]

Claims

Pneumatisches Schlagwerk mit: einem Führungszylinder, indem ein Flugkolben und ein Erregerkolben längs einer Schlagachse beweglich angeordnet sind, einem pneumatischen Raum abgeschlossen durch den Führungszylinder, den Flugkolben und den Erregerkolben, einem Antrieb zum periodischen Bewegen des Erregerkolbens, wodurch der Flugkolben zu einer periodischen Bewegung zwischen Schlagfläche und Erregerkolben angeregt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungszylinder einen Kunststoff aufweist.
Pneumatisches Schlagwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Innenwand des Führungszylinders aus Kunststoff gebildet ist.
Pneumatisches Schlagwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungszylinder aus Kunststoff gebildet ist.
Pneumatisches Schlagwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mantelfläche des Erregerkolbens und/oder eine Mantelfläche des Flugkolbens aus einem weiteren Kunststoff gebildet ist.
Pneumatisches Schlagwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff des Führungszylinders und der weitere Kunststoff der Mantelflächen des Erregerkolbens und/oder des Flugkolbens gleich sind.
Pneumatisches Schlagwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Innenfläche des Führungszylinders aus einem Duroplast gebildet ist.
Pneumatisches Schlagwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungszylinder wenigstens eine Schicht aus einem Duroplast und wenigstens eine Schicht aus einem Thermoplast aufweist.
Pneumatischen Schlagwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine die Innenfläche definierende Schicht aus einem Duroplast besteht.
Handwerkzeugmaschine mit einem pneumatischen Schlagwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche.