DE19654272A1 - Motorgetriebenes Werkzeug mit einem Mechanismus zum Einstellen der Drehwinkelposition einer Werkzeugspitze - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein motorgetriebenes Werkzeug, bei dem eine Werkzeugspitze in dem vorderen Ende eines Werkzeughalters montiert ist, der drehbar in dem Hammerkörper gelagert ist. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein derartiges motorgetriebenes Werkzeug, bei dem die Drehwinkelposition einer Werkzeugspitze einstellbar ist, nachdem die Werkzeugspitze angebracht worden ist.

Im allgemeinen ist eine an dem motorgetriebenen Werkzeug angebrachte Werkzeugspitze einstückig mit dem Werkzeughalter mittels eines Sperrmechanismus drehbar, der an der Vorderseite des motorgetriebenen Werkzeugs vorgesehen ist. Einige Werkzeugspitzen, wie beispielsweise Meißel, müssen jedoch in dem Werkzeughalter in einer geeigneten Drehwinkelposition befestigt werden, um leicht verwendet werden zu können. Die japanischen Patentanmeldungsoffenlegungsschriften JP 54-27801 und JP 61- 19395 richten sich auf einen solchen Bedarf. Bei diesen Bohrhammern des Stands der Technik ist eine Werkzeugspitze in Eingriff mit oder außer Eingriff von einem Kupplungselement, das zwischen dem Werkzeughalter und den Ausgangszahnrädern angeordnet ist, um eine Betriebsart aus den folgenden Betriebsarten auszuwählen: eine Bohrbetriebsart, in der nur eine Drehung auf die Werkzeugspitze übertragen wird; eine Hammerbetriebsart, in der nur Hammerschläge übertragen werden; und eine Bohrhammerbetriebsart, in der eine Drehung und Hammerschläge gleichzeitig übertragen werden. Der Werkzeughalter kann in eine Leerlaufposition gesetzt werden, in der der Werkzeughalter außer Eingriff von dem Kupplungselement ist, um eine Einstellung der Drehwinkelposition der Werkzeugspitze zu ermöglichen. Wenn einmal die Werkzeugspitze auf die gewünschte Drehwinkelposition gesetzt worden ist, wird der Werkzeughalter mit dem Kupplungselement oder einigen anderen Drehverhinderungsmechanismen versperrt. Dieser Aufbau ist ein insbesondere dann nützliches Merkmal, wenn die Werkzeugspitze ein Meißel ist, da es die Einstellung der Drehwinkelposition der Werkzeugspitze selbst nach deren Montage ermöglicht.

Bei diesem Aufbau ist jedoch ein beträchtlicher Abstand zwischen einer Hülse, mit der der Sperrmechanismus betätigt wird, um die Werkzeugspitze in dem Werkzeughalter zu montieren, und dem Kupplungselement, mit dem der Werkzeughalter in die Leerlaufposition gesetzt wird. Deshalb treten die folgenden beiden Probleme auf: Eines liegt darin, daß eine schlechte Bedienbarkeit besteht, die aus der Tatsache entsteht, daß die Montage der Werkzeugspitze und das Setzen ihrer Drehwinkelposition getrennt voneinander durch zwei getrennte Mechanismen durchgeführt werden muß, die entfernt voneinander angeordnet sind. Das Zweite liegt darin, daß erhöhte Kosten zum Vorsehen von zwei Mechanismen entstehen, um die Montage der Spitze und das Setzen des Drehwinkels auszuführen. Daher ist diese Zusammensetzung nur für Bohrhammer geeignet, die wahlweise entweder eine Werkzeugdrehung oder Hammerschläge oder beides ausführen, jedoch nicht für motorgetriebene Hammer oder ähnliche Werkzeuge, die dazu gestaltet sind, nur eine Art des Betriebs auszuführen.

Angesichts des Vorgenannten ist es eine Aufgabe der Erfindung, einen motorgetriebenen Hammer zu schaffen, der eine Einstellung der Drehwinkelposition der Werkzeugspitze durch einen einfachen Vorgang nach der Montage der Werkzeugspitze ermöglicht.

Ferner soll durch die Erfindung ein motorgetriebener Hammer geschaffen werden, der die vorstehend beschriebene Einstellung der Drehwinkelposition der Werkzeugspitze mit einem einfachen Aufbau und einer geringen Anzahl von Bauteilen verwirklicht.

Die vorgenannte Aufgabe wird durch die Schaffung eines motorgetriebenen Werkzeuges gelöst, das folgende Bauteile aufweist: einen Werkzeughalter, der drehbar und axial gleitend verschiebbar in einem Werkzeugkörper gehalten ist, einen Sperrmechanismus, der an der Vorderseite des Werkzeughalters zum Befestigen einer Werkzeugspitze an dem Werkzeughalter vorgesehen ist, ein Betätigungselement zum Betätigen des Sperrmechanismus, um die Werkzeugspitze an dem Werkzeughalter zu sichern und um den Werkzeughalter axial gleitend zu verschieben, eine Einrichtung zum Vorspannen des Werkzeughalters in die zur Werkzeugspitze entgegengesetzte Richtung und ein Drehschutzelement, das mit dem Werkzeughalter in Eingriff ist, wenn der Werkzeughalter durch die Vorspanneinrichtung in eine hintere Position gleitend verschoben ist, um zu verhindern, daß sich der Werkzeughalter dreht.

Vorzugsweise ist das vorstehend genannte Betätigungselement eine im allgemeinen zylindrische Hülse, die das Sperrelement koaxial umgibt. Das Betätigungselement kann auch durch eine externe Kraft verdreht und in der axialen Richtung gleitend verschoben werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Sperrmechanismus durch die Drehung des Betätigungselements betätigt, um eine Werkzeugspitze an dem motorgetriebenen Werkzeug entfernbar zu montieren.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Drehschutzelement eine zylindrische Hülse, die mit axialen Nuten versehen ist, wobei jede der Nuten dieselbe Form hat, und der Werkzeughalter hat axiale Zähne, die an seinem hinteren Ende ausgebildet sind, die mit den axialen Nuten in Eingriff treten, wobei jede der Nuten dieselbe Form hat. Bei dieser Zusammensetzung kann der Werkzeughalter durch Betätigung des Betätigungselements nach vorne gleitend verschoben werden, um von dem Drehschutzelement außer Eingriff zu kommen, um um einen gewünschten Winkel gedreht zu werden und um gleitend zurückgeschoben zu werden, so daß es mit dem Drehschutzelement wieder in Eingriff tritt, wodurch die Drehwinkelposition der Werkzeugspitze verändert wird.

Vorzugsweise ist die Vorspanneinrichtung eine Schraubenfeder, die zwischen das Sperrelement und das Drehschutzelement zwischengesetzt ist.

Zum vollständigen Verständnis der Eigenheit, der Aufgaben und der Merkmale der. Erfindung wird im folgenden auf die detaillierte Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen.

Fig. 1 ist eine vertikale Schnittansicht des motorgetriebenen Hammers;

Fig. 2 ist eine schematische Querschnittsansicht, die den Eingriff des Keilwellenrings mit dem Werkzeughalter des in Fig. 1 gezeigten motorgetriebenen Hammers zeigt;

Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht des Sperrmechanismus für Werkzeugspitzen, der in Fig. 1 gezeigt ist; und

Fig. 4 ist eine vertikale Schnittansicht, die den motorgetriebenen Hammer der Fig. 1 zeigt, wobei die Wechselringabdeckung in die vorderste Position gleitend verschoben ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand des bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert erläutert.

Fig. 1 zeigt eine vertikale Schnittansicht eines motorgetriebenen Hammers 1, der gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Ein Motor 4 ist an der Rückseite des Hammers 1 oder rechts in der Figur angeordnet, wobei seine Welle 4a mit einem schrägverzahnten Zahnrad 5 in Kämmeingriff ist. Durch das schrägverzahnte Zahnrad 5 ist eine damit einstückige Zahnradwelle 6 ausgebildet und parallel zu der Motorwelle 4a gelagert. Die Drehung des Motors 4 wird somit über die Welle 4a und das schrägverzahnte Zahnrad 5 auf die Zahnradwelle 6 übertragen. Eine Nabe 7 ist um die Zahnradwelle 6 mit dieser einstückig und drehbar aufgepaßt. Eine ringförmige Nut 8 ist unter einem Winkel gegenüber der Achse der Zahnradwelle 6 ausgebildet. Desweiteren ist ein Ring 10 lose auf die Nabe 7 aufgepaßt, wobei eine Vielzahl von Kugeln 9 in der ringförmigen Nut 8 aufgenommen ist. Ein sich von dem Ring 10 erstreckender Arm 11 ist mit dem hinteren Ende eines Kolbenzylinders 12 verbunden. Wenn die Zahnradwelle 6 und die Nabe 7 gemeinsam gedreht werden, wird eine Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des Rings 10 durch das Zusammenwirken der ringförmigen Nut 8 und der Kugeln 9 verursacht, wodurch sich der Kolbenzylinder 12 hin- und herbewegt.

Der Kolbenzylinder 12 ist koaxial zu und gleitend in einem großen Bohrungsabschnitt 16 der Hinterseite eines Werkzeughalters 13 montiert. Ein Schlagelement 18 ist in dem Kolbenzylinder 12 enthalten. Desweiteren ist eine Luftkammer 17 zwischen dem hinteren Ende des Zylinders 12 und dem Schlagelement 18 ausgebildet. Die hin- und hergehende Bewegung des Kolbenzylinders 12, die durch die Drehung der Nabe 7 hervorgerufen wird, erzeugt wiederum eine Luftfederwirkung in der Luftkammer 17, wodurch das Schlagelement 18 auch veranlaßt wird, sich in dem Zylinder 12 hin- und herzubewegen. Bei seiner Hin- und Herbewegung schlägt das Schlagelement 18 gegen ein Zwischenelement 19, das in einem mittleren Bohrungsabschnitt 15 des Werkzeughalters 13 montiert ist. Das Zwischenelement 19 wiederum schlägt gegen das hintere Ende einer Werkzeugspitze 20, die einen kleinen Bohrungsabschnitt 14 des Werkzeughalters 13 durchdringt.

Desweiteren bezeichnet Bezugszeichen 21 Stahlkugeln, die durch einen Ring 22 in Lage gehalten werden, um die Rückwärtsbewegung des Zwischenelements 19 zu begrenzen. Andererseits bezeichnet Bezugszeichen 23 einen O-Ring, der das vorstehende vordere Ende des Schlagelements 18 während eines Leerlaufbetriebs einfängt, wodurch das Schlagelement 18 daran gehindert wird, sich weiter hin- und herzubewegen.

Der Werkzeughalter 13 ist an seinem mittleren Bohrungsabschnitt 15 durch einen Klemmring 24 gelagert, der in einem Gehäuse 2 vorgesehen ist, und durch eine Druckfeder 29 vorgespannt, die zwischen den Klemmring 24 und den großen Bohrungsabschnitt 16 zwischengesetzt ist. Andererseits ist ein Keilwellenring 26 an dem vorderen Ende eines mittleren Gehäuses 3 befestigt, das die Motorwelle 4a und die Zahnradwelle 6 innerhalb des Gehäuses 2 lagert. Der hintere Teil des großen Bohrungsabschnittes 16 ist gleitend in den Keilwellenring 26 eingepaßt. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, hat der Keilwellenring 26 axiale Keilwellennuten 27, die an dem Innenumfang an seinem vorderen Ende ausgebildet sind, während der große Bohrungsabschnitt 16 entsprechende axiale Keilwellenzähne 28 hat, die an dessen Außenumfang ausgebildet sind. Bei der in Fig. 1 gezeigten Position ist der große Bohrungsabschnitt 16 des Werkzeughalters 13 durch die Druckfeder 25 in den Keilwellenring 26 nach hinten vorgespannt, so daß die Keilwellenzähne 28 mit den Keilwellennuten 27 in Eingriff sind. Dadurch ist der Werkzeughalter 12 in dieser Position gesperrt, wobei seine Drehung verhindert ist.

Der kleine Bohrungsabschnitt 14 des Werkzeughalters 13 ist mit einem Sperrmechanismus 30 für die Werkzeugspitze 20 versehen. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, ist der kleine Bohrungsabschnitt 14 mit radial beweglichen Wälzelementen 31 versehen, die in sich axial erstreckende Wälznuten 20a einpaßbar sind, die in der Werkzeugspitze 20 ausgebildet sind. Ein Wechselring 32 umgibt die Wälznuten 20a und die Wälzelemente 31 und hat eine sich in Umfangsrichtung allmählich verändernde Dicke. Mit Hilfe der in Umfangsrichtung veränderlichen Dicke kann der Wechselring 32 durch Drehung zwei Positionen einnehmen. Eine davon ist eine Sperrposition, die in Fig. 3 gezeigt ist, in der die Innenfläche des Wechselrings 32 die Wälzelemente 31 zur Mitte drückt, wodurch die Werkzeugspitze 20 versperrt wird. Die andere ist eine Freigabeposition, in der die Wälzelemente 30 sich radial bewegen können, wodurch die Werkzeugspitze 20 freigegeben wird. Der Wechselring 32 nimmt die Freigabeposition ein, wenn er aus der in Fig. 3 gezeigten Sperrposition gegen den Uhrzeigersinn gedreht wird. Der kleine Bohrungsabschnitt 14 ist desweiteren mit zwei Vertiefungen 34 an seinem Außenumfang versehen. Außerdem ist eine Kugel 36 in einem Durchgangsloch 33 des Wechselrings 32 montiert und gegen ein Herausrutschen durch eine Blattfeder 35 gesichert. Wenn der Ring 32 gedreht wird, um von einer der beiden vorstehend erwähnten beiden Positionen in die andere umzuschalten, wird die Kugel 36 aus einer Vertiefung 34 herausgezwungen und in die andere eingepaßt, wodurch es ermöglicht wird, daß der Wechselring 32 die neue Position hält.

Der Wechselring 32 hat eine Wechselringabdeckung 37, die drehbar um ihn montiert ist. Die Wechselringabdeckung 37 kann auch zur in der axialen Richtung gleitenden Verschiebung von Hand betätigt werden. Eine Vielzahl von großen Rippen 38, die an dem Innenumfang der Wechselringabdeckung 37 ausgebildet sind, liegen gegen ein Paar abgeschrägter Abschnitte 39 an, die in Durchmesserrichtung gegenüberliegend an dem Außenumfang des Wechselrings 32 ausgebildet sind. Wenn die Wechselringabdeckung 37 gedreht wird, bringt entsprechend die Anlage der großen Rippen 38 und der abgeschrägten Abschnitte 39 den Wechselringabdeckung 32 auch zum Drehen. Gleichzeitig kann das Umschalten der Wälzelemente 31 zwischen der Sperrposition und der Freigabeposition bewirkt werden. Das Bezugszeichen 40 (siehe Fig. 3) bezeichnet einen Federzapfen, der an dem Wechselring 32 gesichert ist, um die Blattfeder 35 in Lage zu bringen.

Vor der Wechselringabdeckung 37 ist eine Kappe 41 angeordnet, die um das obere Ende des kleinen Bohrungsabschnitts 14 aufgepaßt ist und die Bewegung der Wechselringabdeckung 37 begrenzt. Durch gleitendes Nach-Vorne-Verschieben der Wechselringabdeckung 37 kann jedoch die Kappe 41 und der Werkzeughalter 13 zusammen mit dem Sperrmechanismus 30 gegen die Vorspannung der Druckfeder 25 nach vorne bewegt werden.

Gemäß dem derart aufgebauten motorgetriebenen Hammer 1 wird die Werkzeugspitze 20 in der folgenden Weise montiert. Zunächst wird die Wechselringabdeckung 37 so gedreht, daß der Wechselring 32 in die Freigabeposition gesetzt ist, in der die Werkzeugspitze 20 in den kleinen Bohrungsabschnitt 14 des Werkzeughalters 13 eingeführt wird. Dann wird die Wechselringabdeckung 37 in der entgegengesetzten Richtung gedreht, um den Wechselring 3 in die Sperrposition zu setzen. Dadurch werden die Wälzelemente 31, gedrückt durch den Innenumfang des Wechselrings 32, mit den Wälznuten 20a der Werkzeugspitze 20 in Eingriff gebracht, wodurch die Werkzeugspitze 20 fest mit dem Werkzeughalter 13 verbunden wird. Wenn es gewünscht ist, daß die Drehwinkelposition der Werkzeugspitze 20 eingestellt werden soll, wie es häufig bei einem Meißel auftritt, wird die Wechselringabdeckung 37 gleitend nach vorne verschoben, wie in Fig. 4 gezeigt ist. Gleichzeitig wird der Werkzeughalter 13 über die Kappe 41 nach vorne bewegt, wobei die Werkzeugspitze 20 darin versperrt ist, während die Keilwellenzähne 28 des großen Bohrungsabschnitts 16 von den Keilwellennuten 27 des Keilwellenrings 26 außer Eingriff kommen. Dadurch kann die Werkzeugspitze 20 frei in eine gewünschte Position über die Kappe 41 durch Betätigen der Wechselringabdeckung 37 gedreht werden. Nachdem die Werkzeugspitze 20 in eine gewünschte Drehwinkelposition gesetzt worden ist, wird die Wechselringabdeckung 37 gleitend nach hinten verschoben, so daß die Keilwellenzähne 28 des großen Bohrungsabschnitts 16 mit den Keilwellennuten des Keilwellenrings 26 in Eingriff treten. Auf diese Weise wird die Werkzeugspitze 20 in dieser Position versperrt und damit an jeglicher weiterer Drehung gehindert.

Während eines Leerlaufbetriebs, bei dem der Motor 4 angetrieben wird, ohne daß die Werkzeugspitze 20 montiert ist, wird durch den ersten Schlag das Zwischenelement 19 nach vorne an das vordere Ende des mittleren Bohrungsabschnitts 15 bewegt. Gleichzeitig wird das Schlagelement 18 nach vorne zum vorderen Ende des großen Bohrungsabschnitts 16 bewegt, wobei sein vorderes Ende in dem O-Ring 23 gefangen wird. Daher ist das Schlagelement 18 nicht mehr länger mit dem sich hin- und herbewegenden Kolbenzylinder 12 pneumatisch verblockt, so daß weitere Leerlaufschläge verhindert sind. Es ist zu bemerken, daß während eines Leerlaufbetriebes die Druckfeder 25 als ein Dämpfer dient, um den auf den vorderen Abschnitt des motorgetriebenen Hammers 1 übertragenen Stoß zu lindern.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel kann nicht nur die Werkzeugspitze 20 einfach montiert oder entfernt werden, sondern auch seine Drehwinkelposition kann einfach verändert werden, wobei beides durch die Betätigung eines einzigen Elementes in Form der Wechselringabdeckung 37 erfolgt. Dieser einfache Aufbau erfordert eine geringe Anzahl an Bauteilen und verbessert die Bedienbarkeit des motorgetriebenen Hammers des Ausführungsbeispiels, während seine Herstellkosten verringert werden.

Bei dem vorstehend erwähnten Ausführungsbeispiel wird die Werkzeugspitze montiert oder entfernt, indem die Wechselringabdeckung des Sperrmechanismus gedreht wird. Der Sperrmechanismus der Werkzeugspitze kann jedoch in anderer Bauart ausgeführt sein. Beispielsweise kann der Sperrmechanismus so abgewandelt werden, daß er die Werkzeugspitze versperrt und freigibt, indem die Wechselringabdeckung gleitend nach vorne und hinten verschoben wird.

Die vorliegende Erfindung ist auch auf unterschiedliche Bauarten von motorgetriebenen Werkzeugen, wie beispielsweise Bohrhammer, die sich von den motorgetriebenen Hammern des Ausführungsbeispiels unterscheiden, anwendbar.

Der motorgetriebene Hammer 1 hat den Werkzeughalter 13 und den mittleren Bohrungsabschnitt 15, der innerhalb des Gehäuses 2 gelagert ist und nach hinten durch die Druckfeder 25 vorgespannt ist. Das hintere Ende des großen Bohrungsabschnitts 16 des Werkzeughalters 13 ist gleitend in den Keilwellenring 26 eingepaßt, der an dem vorderen Ende des mittleren Gehäuses 3 gesichert ist. Die Keilwellennuten 27 sind am Innenumfang des Keilwellenrings 26 an seinem vorderen Ende ausgebildet, während die Keilwellenzähne 28 am Außenumfang des großen Bohrungsabschnitts 16 ausgebildet sind. Wenn die Keilwellennuten 27 und die Keilwellenzähne 28 miteinander in Eingriff sind, ist der nach hinten vorgespannte Werkzeughalter 13 versperrt, wobei seine Drehung verhindert ist. Dieser Werkzeughalter 13 kann vorübergehend gelöst werden, um seine Drehung zu ermöglichen, indem die Wechselringabdeckung 37 und der Werkzeughalter 13 selbst nach vorne gleitend verschoben werden, wodurch der große Bohrungsabschnitt 16 von dem Keilwellenring 26 außer Eingriff kommt.

Claims (5)

1. Motorgetriebenes Werkzeug mit folgenden Bauteilen:
einem Werkzeughalter (13), der drehbar in einem Werkzeugkörper gehalten ist, wobei der Werkzeughalter (13) axial gleitend verschiebbar ist;
einem Sperrmechanismus (30), der an der Vorderseite des Werkzeughalters (13) zum Sichern einer Werkzeugspitze (20) an dem Werkzeughalter (13) vorgesehen ist,
einem Betätigungselement (37), das den Sperrmechanismus (30) betätigt, um die Werkzeugspitze (20) an dem Werkzeughalter (13) zu sichern und um den Werkzeughalter (13) axial gleitend zu verschieben;
einer Einrichtung (25), die den Werkzeughalter (13) in der zur Werkzeugspitze (20) entgegengesetzten Richtung vorspannt; und
einem Drehschutzelement (26), das mit dem Werkzeughalter (13) in Eingriff steht, wenn der Werkzeughalter (13) durch die Vorspanneinrichtung (25) in eine hintere Position gleitend verschoben ist, um zu verhindern, daß sich der Werkzeughalter (13) dreht.

2. Motorgetriebenes Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (37) eine im allgemeinen zylindrische Hülse ist, die das Sperrelement koaxial umgibt, wobei das Betätigungselement (37) durch eine externe Kraft drehbar und axial gleitend verschiebbar ist.

3. Motorgetriebenes Werkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrmechanismus (30) durch die Drehung des Betätigungselements (37) betätigt wird, um die Werkzeugspitze (20) in dem motorgetriebenen Werkzeug entfernbar zu montieren.

4. Motorgetriebenes Werkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehschutzelement (26) eine zylindrische Hülse ist, die mit axialen Nuten (27) versehen ist, wobei jede der Nuten (27) dieselbe Form hat, und wobei der Werkzeughalter (13) axiale Zähne (28) hat, die an seinem hinteren Ende zum Eingriff mit den axialen Nuten (27) ausgebildet sind, wobei jede der Nuten (27) dieselbe Form hat, so daß der Werkzeughalter (13) durch Betätigung des Betätigungselements (37) nach vorne gleitend verschoben werden kann, um von dem Drehschutzelement (26) außer Eingriff zu kommen, um um einen gewünschten Winkel gedreht zu werden und um gleitend zurückgeschoben zu werden, so daß er mit dem Drehschutzelement (26) wieder in Eingriff tritt, wodurch die Drehwinkelposition der Werkzeugspitze (20) verändert wird.

5. Motorgetriebenes Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspanneinrichtung (25) eine Schraubenfeder ist, die zwischen das Sperrelement und das Drehschutzelement (26) zwischengesetzt ist.