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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Schlag- oder Stoßwerkzeug,
wie einen elektrisch betriebenen Hammer, das ein Zwischenelement
umfasst, um eine Auf- und Abbewegung eines Schlagelements auf einen
an einem vorderen Ende des Schlagwerkzeugs angeordneten Werkzeugeinsatz
zu übertragen.
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Herkömmlich wird
eine Luftfeder verwendet, um zu bewirken, dass sich das Schlagelement
auf- und abbewegt. Das Zwischenelement nimmt die Schlagenergie auf,
die durch die Auf- und Abbewegung des Schlagelements hervorgerufen
wird, und überträgt die Schlagenergie
auf den Werkzeugeinsatz, um die Schlagbewegung des Werkzeugeinsatzes
in der axialen Richtung zu bewirken. Die Schlagbewegung des Werkzeugeinsatzes
wird direkt auf Beton oder ähnliches
Material, das gebohrt oder zerteilt werden soll, übertragen,
während
der Werkzeugeinsatz eine Reaktions- oder Rückprallkraft aufnimmt, die
von dem gebohrten oder zerteilten Material ausgeübt wird. In einem derart belasteten
Zustand wird die Schlagkraft durch den Übertragungsmechanismus, der
das Schlagelement, das Zwischenelement und den Werkzeugeinsatz umfasst,
wirksam auf das gebohrte oder zerteilte Material übertragen.
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Wenn
eine Bohr- oder Zerteilungsarbeit abgeschlossen ist, nimmt ein Bediener
das Schlagwerkzeug von dem gebohrten oder zerteilten Material weg.
Unmittelbar nach Abschluss des Bohr- oder Zerteilungsvorganges arbeitet
jedoch das Schlagwerkzeug vom Luftfedertyp noch. Der Schlagkraftübertragungsmechanismus
stoppt nicht sofort und fährt
für eine
Weile fort, die Auf- und Abbewegung zu übertragen. Der Schlagkraftübertragungsmechanismus
wird nämlich
plötzlich
von dem belasteten Zustand befreit und bleibt in einem unbelasteten
Zustand. Die Schlagkraft wird nicht länger auf das gebohrte oder
zerteilte Material übertragen
und muss von dem Schlagwerkzeug selbst absorbiert werden. In diesem
Fall gibt es die Wahrscheinlichkeit, dass ein Teil des Schlagkraftübertragungsmechanismus, z.B.
das Zwischenelement, an andere Teile in dem Schlagwerkzeug übermäßig anstoßen und
dieselben beschädigen
kann.
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In
der
DE 27 43 155 A1 ist
ein Schlagwerkzeug beschrieben, bei dem ein über Luftdruck angetriebener
Schlagdöpper
Schläge
auf einen Werkzeugeinsatz überträgt. Nach
Absetzen des Schlagwerkzeugs wird der Schlagdöpper in einer Pufferbüchse mittels
einer Feder aufgefangen. Die Restbewegung der Pufferbüchse wird
durch ein Pufferelement zwischen Pufferbüchse und Hammergehäuse aufgenommen.
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In
der
DE 33 35 553 C2 ,
von der die Erfindung ausgeht, ist ein Bohrhammer beschrieben, bei dem
ein Werkzeugeinsatz von einem Motor über ein Schlagelement und einen
Zwischendöpper
geschlagen wird. Wenn der Bohrhammer abgesetzt wird und daher der
Werkzeugeinsatz unbelastet ist, wird das Schlagelement in einem
Hülsenelement
unter Abbremsung gefangen. Die verbleibende kinetische Energie des
Schlagelements und des Hülsenelements wird
durch einen Dämpfungsring
aufgenommen, der in einem Zwischenraum zwischen dem Hülsenelement
und einer Spindel gehalten ist. Die Bewegung des Zwischendöppers ist
dabei jedoch nicht gedämpft.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Schlagwerkzeug zu schaffen,
das verhindern kann, dass interne Bauteile durch die Schlagkraft
im unbelasteten Zustand beschädigt
werden, und das die Lebensdauer des Schlagwerkzeugs verlängert.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch ein Schlagwerkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Um
dieses Ziel zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung ein erstes
Schlagwerkzeug bereit, mit einem Schlagelement, das sich in einem
Zylinder in Ansprechen auf eine Antriebskraft, die von einem Motor
abgegeben wird, auf- und abbewegt, einem Zwischenelement, das von
dem Schlagelement geschlagen wird, einem Werkzeugeinsatz, der an
einem vorderen Ende des Schlagwerkzeugs vorgesehen ist und von dem
Zwischenelement geschlagen wird, und einer Haltehülse, um
den Werkzeugeinsatz zu halten, so dass er in einer axialen Richtung
derselben verschiebbar ist. Das Schlagwerkzeug ist dadurch gekennzeichnet,
dass eine Hammerhalterung zwischen der Haltehülse und dem Zylinder vorgesehen
ist, um das Zwischenelement in einer axialen Richtung derselben
verschiebbar zu halten, und dass ein vorherbestimmter Zwischenraum
zwischen der Hammerhalterung und der Haltehülse aufrechterhalten wird.
Die Hammerhalterung weist einen ausgesparten Abschnitt auf, der
mit einem Flansch des Zwi schenelements in Eingriff treten kann,
um die Schiebebewegung des Zwischenelements zu begrenzen. Zudem
ist ein Pufferelement vorgesehen, um eine Schlagkraft aufzunehmen,
wenn der Flansch durch den ausgesparten Abschnitt gestoppt wird.
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Die
axiale Erstreckung des Zwischenraums soll kleiner sein als die axiale
Erstreckung des Pufferelements.
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Der
Zwischenraum begrenzt vorzugsweise ein Kompressionsausmaß des Pufferelements,
so dass eine vorherbestimmte Lebensdauer des Pufferelements sichergestellt
ist.
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Es
ist bevorzugt, dass das Pufferelement zwischen der Hammerhalterung
und einer vorderen Abdeckung, die die Hammerhalterung beherbergt, vorgesehen
ist.
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Die
Lebensdauer des Pufferelements ist vorzugsweise im Wesentlichen
mit der Lebensdauer des Schlagwerkzeugs identisch. Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
entspricht die Lebensdauer des Pufferelements 1 × 107 Schlägen.
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Das
Pufferelement ist vorzugsweise ein Urethangummi mit einer Gummihärte, die
HS 90 entspricht.
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Die
vorliegende Erfindung stellt außerdem ein
zweites Schlagwerkzeug bereit, mit einer Haltehülse, um einen Werkzeugeinsatz
zu halten, so dass er in einer axialen Richtung derselben verschiebbar ist,
einer vorderen Abdeckung, die die Haltehülse hält und an einem Werkzeugkörper befes tigt
ist, einer ersten Hammerhalterung, die durch die vordere Abdeckung
verschiebbar geführt
ist und eine Rückprallkraft
aufnimmt, die von einem Zwischenelement übertragen wird, einer zweiten
Hammerhalterung, die mit der ersten Hammerhalterung in Eingriff
steht und einen ausgesparten Abschnitt aufweist, der an einer Innenfläche derselben
gebildet ist, um eine axiale Schiebebewegung des Zwischenelements
nach vorne in Richtung Werkzeugeinsatz zu begrenzen. Das Zwischenelement
ist durch die Haltehülse
und die zweite Hammerhalterung verschiebbar gehalten. Das zweite
Schlagwerkzeugs umfasst ferner ein Pufferelement, das zwischen der
vorderen Abdeckung und der zweiten Hammerhalterung angeordnet ist, um
eine Schlagkraft aufzunehmen, die von dem Zwischenelement in einem
unbelasteten Zustand übertragen
wird. Zudem ist ein Zwischenraum zwischen einem vorderen Ende der
zweiten Hammerhalterung und einem hinteren Ende der Haltehülse vorgesehen,
um ein Verformungsausmaß des
Pufferelements zu regulieren, wobei die axiale Erstreckung des Zwischenraums
kleiner ist als die axiale Erstreckung des Pufferelements.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
obigen Ziele, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung besser ersichtlich werden,
die in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen zu lesen ist,
in denen:
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1 eine
Ansicht im vertikalen Querschnitt ist, die ein Schlagwerkzeug gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt und einen Schlagvorgang in einem
unbelasteten Zustand erläutert,
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2 eine
Ansicht im vertikalen Querschnitt ist, die das Schlagwerkzeug gemäß der bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt und einen Schlagvorgang in einem
belasteten Zustand erläutert,
und
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3 eine
Perspektivansicht ist, die ein Aussehen des Schlagwerkzeugs gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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BESCHREIBUNG
EINER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen
erläutert.
Identische Teile sind in den gesamten Ansichten mit den gleichen
Bezugszeichen bezeichnet. In den 1 bis 3 stellt
Bezugszeichen 1 einen Werkzeugeinsatz dar. Bezugszeichen 2 stellt
eine Haltehülse
dar. Bezugszeichen 3 stellt eine vordere Abdeckung dar.
Bezugszeichen 4 stellt ein Zwischenelement dar. Bezugszeichen 5 stellt
eine erste Hammerhalterung dar. Bezugszeichen 6 stellt
ein erstes Pufferelement dar. Bezugszeichen 7 stellt eine
zweite Hammerhalterung dar. Bezugszeichen 8 stellt ein
Schlagelement dar. Bezugszeichen 9 stellt einen Werkzeugkörper dar.
Bezugszeichen 10 stellt einen Zwischenraum dar. Bezugszeichen 11 stellt
einen ausgesparten Abschnitt dar. Bezugszeichen 12 stellt
einen Flansch des Zwischenelements 4 dar. Bezugszeichen 13 stellt
ein zweites Pufferelement dar. Bezugszeichen 14 stellt einen
Zylinder dar. Bezugszeichen 15 stellt einen Bolzen dar.
Be zugszeichen 16 stellt eine Kugel dar. Bezugszeichen 17 stellt
einen Griff dar. Bezugszeichen 18 stellt einen Motor dar
und Bezugszeichen 19 stellt einen Seitengriff dar.
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Nach 3 ist
der Werkzeugeinsatz 1 an einem vorderen Ende des Schlagwerkzeugs
vorgesehen. Eine Schlag- oder Stoßkraft wird von dem Motor 18 zum
Werkzeugeinsatz 1 über
einen Schlagkraftübertragungsmechanismus übertragen,
der in dem Werkzeugkörper 9 untergebracht
ist. Der Motor 18 ist an einem unteren Abschnitt des Schlagwerkzeugs angeordnet.
Der Griff 17 und der Seitengriff 19 sind dafür vorgesehen,
dass ein Bediener das Schlagwerkzeug leicht halten und betätigen kann.
Ein Ein/Aus-Leistungsschalter (nicht gezeigt) ist am oder nahe bei
dem Griff 17 vorgesehen. Der Griff 17 ist am hinteren
Ende des Werkzeugkörpers 9 und
auch am hinteren Ende des Motors 18 angeordnet. Der Seitengriff 19 ist
an einer Vorderseite der vorderen Abdeckung 3 angeordnet.
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Der
Werkzeugeinsatz 1 wird von einer Werkzeugeinsatzaufnahme
gehalten, die in Bezug auf die vordere Abdeckung 3 schwingfähig ist,
so dass der Winkel des Werkzeugeinsatzes 1 in Bezug auf
den Werkzeugkörper 9 veränderbar
ist.
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2 zeigt
einen Schlagvorgang des Schlagwerkzeugs in einem belasteten Zustand,
bei dem der Werkzeugeinsatz 1 Beton oder ähnliches Material,
das gebohrt oder zerteilt werden soll, stößt oder schlägt. Eine
Drehbewegung des Motors 18 wird durch einen geeigneten
Antriebskraftübertragungsmechanismus
(nicht gezeigt) in eine Auf- und Abbewegung des Kolbens (nicht gezeigt)
umgewandelt. Die Auf- und Abbewebung des Kolbens wird über eine
Luftkammer (nicht gezeigt) zum Schlagelement 8 übertragen.
Das Schlagelement 8 ist verschiebbar in dem Zylinder 14 untergebracht
und bewegt sich in der axialen Richtung des Zylinders 14 auf
und ab. Die Auf- und Abbewegung des Schlagelements 8 wird
kontinuierlich zum Werkzeugeinsatz 1 über das Zwischenelement 4 übertragen.
Somit überträgt der Werkzeugeinsatz 1 die
Schlag- oder Stoßkraft
auf den Beton oder das ähnliche
Material, das gebohrt oder zerteilt werden soll.
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Der
Werkzeugeinsatz 1 und das Zwischenelement 4 sind
in der axialen Richtung verschiebbar. Die Schlag- oder Stoßkraft wird über das
Schlagelement 8, das Zwischenelement 4 und den
Werkzeugeinsatz 1 übertragen,
die den Schlagkraftübertragungsmechanismus
bilden. Die Haltehülse 2 und
die zweite Hammerhalterung 7 sind koaxial zueinander und
um das Schlagelement 8, das Zwischenelement 4 und
den Werkzeugeinsatz 1 herum angeordnet. Im belasteten Zustand
wird im Wesentlichen keine Schlag- oder Stoßkraft auf die Haltehülse 2 und
die zweite Hammerhalterung 7 übertragen.
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Die
zweite Hammerhalterung 7 ist am hinteren Ende der Haltehülse 2 angeordnet.
Der Zwischenelement 10 ist zwischen der zweiten Hammerhalterung 7 und
der Haltehülse 2 vorgesehen,
um die zweite Hammerhalterung 7 von der Haltehülse 2 in der
axialen Richtung zu beabstanden oder zu trennen. Die zweite Hammerhalterung 7 ist
eine zylindrische Hülse
mit einer ersten inneren, zylindrischen Wand mit einem Durchmesser,
der dem Außendurchmesser
des Zwischenelements 4 entspricht, das einen zylindrischen
Körper
aufweist. Die erste innere, zylindrische Wand ist an der Seite des
vorderen Endes der zweiten Hammerhalterung 7 nahe dem Werkzeugeinsatz 1 angeordnet.
Das Zwischenelement 4 ist somit von der ersten inneren,
zylindrischen Wand der zweiten Hammerhalterung 7 verschiebbar gehalten.
Die zweite Hammerhalterung 7 weist eine zweite innere,
zylindrische Wand auf, die den ausgesparten Abschnitt 11 definiert,
der einen geringfügig größeren Durchmesser
aufweist, der dem Außendurchmesser
des Flansches 12 entspricht, der am hinteren Ende des Zwischenelements 4 gebildet
ist. Der Durchmesser des Flansches 12 ist geringfügig größer als
der Durchmesser des Zwischenelements 4. Wenn sich das Zwischenelement 4 nach
vorne verschiebt, wird der Flansch 12 durch das vordere
Ende des ausgesparten Abschnitts 11 gestoppt.
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Die
zweite Hammerhalterung 7 weist einen hinteren Endflansch
auf, der sich in der Richtung radial nach außen erstreckt. Das erste Pufferelement 6 ist
zwischen dem sich radial erstreckenden hinteren Endflansch der zweiten
Hammerhalterung 7 und der vorderen Abdeckung 3 vorgesehen.
Das erste Pufferelement 6 ist aus einem Urethangummi mit
einer Gummihärte
hergestellt, die HS 90 entspricht.
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Die
erste Hammerhalterung 5 ist am hinteren Ende der Hammerhalterung 7 angeordnet.
Die erste Hammerhalterung 5 ist durch die vordere Abdeckung 3 verschiebbar
geführt
und nimmt eine Rückprallkraft auf,
die von dem Zwischenelement 4 übertragen wird. Das zweite
Pufferelement 13 ist am hinteren Ende der ersten Hammerhalterung 5 angeordnet. Das
zweite Pufferelement 13 dient als ein Stoßabsorber,
der die Schlag- oder Stoßkraft
aufnimmt, die von dem Zwischenelement 4 in der Richtung
nach hinten wirkt, wenn der Werkzeugeinsatz 1 eine Reaktions- oder
Rückprallkraft
von dem gebohrten oder zerteilten Material aufnimmt. Der sich radial
erstreckende hintere Endflansch der zweiten Hammerhalterung 7 weist
eine konische Fläche
auf, die in Kontakt mit der ersten Hammerhalterung 5 gebracht
wird. Mit anderen Worten wird der sich radial erstre ckende hintere Endflansch
der zweiten Hammerhalterung 7 teilweise in Kontakt mit
der ersten Hammerhalterung 5 gebracht, so dass der hintere
Endflansch der zweiten Hammerhalterung 7 nicht durch die
Schlag- oder Stoßkraft
zerbrochen wird.
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Aus
dem in 2 gezeigten Zustand nimmt der Bediener die auf
das Schlagwerkzeug aufgebrachte Druckkraft weg. Das Schlagwerkzeug
wird von dem gebohrten oder zerteilten Material außer Eingriff
gebracht. Dieser Zustand wird als ein unbelasteter Zustand bezeichnet.
Andererseits wird der Zustand, in dem der Werkzeugeinsatz 1 unter
der Druckkraft in Kontakt mit dem gebohrten oder zerteilten Material
gebracht wird, als der belastete Zustand bezeichnet.
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Im
unbelasteten Zustand ist der Werkzeugeinsatz 1 relativ
zum Werkzeugkörper 9 nach
vorne verschiebbar. Der Werkzeugeinsatz 1 und das Zwischenelement 4 verschieben
sich in Ansprechen auf die Auf- und Abbewegung des Schlagelements 8 nach
vorne, wie es in 1 gezeigt ist.
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Die
vordere Endstellung des Werkzeugeinsatzes 1 wird von einem
geeigneten Begrenzungselement begrenzt. Wenn der Werkzeugeinsatz 1 in
der vordersten Stellung angeordnet ist, ist ein vorherbestimmter
Zwischenraum zwischen dem Werkzeugeinsatz 1 und dem Zwischenelement 4 vorgesehen. Das
Zwischenelement 4 kann sich nach vorne verschieben, bis
der Flansch 12 durch das vordere Ende des ausgesparten
Abschnitts 11 der zweiten Hammerhalterung 7 gestoppt
wird. Das erste Pufferelement 6 absorbiert den Stoß, der hervorgerufen
wird, wenn der Flansch 12 auf das vordere Ende des ausgesparten
Abschnitts 11 auftrifft. Es ist wünschenswert, dass die Lebensdauer
des ersten Pufferelements 6 im Wesent lichen mit der Lebensdauer
des Schlagwerkzeugs identisch ist. Die Lebensdauer des ersten Pufferelements 6 entspricht
beispielsweise 1 × 107 Schlägen.
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Um
die Stoßabsorptionsfähigkeit
derart sicherzustellen, dass sie 1 × 107 Schlägen entspricht, ist
es notwendig, das Kompressionsausmaß des ersten Pufferelements 6 auf
ein geeignetes Niveau zu begrenzen, wenn das erste Pufferelement 6 die Schlag-
oder Stoßkraft
aufnimmt.
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Gemäß dieser
Ausführungsform
ist das erste Pufferelement 6 ein Urethangummi mit einer
Dicke von 5,0 mm. Die Stoßabsorptionsfähigkeit,
die den 1 × 107 Schlägen
entspricht, kann sichergestellt werden, wenn das Kompressionsausmaß auf innerhalb von
0,5 mm begrenzt ist. Im Hinblick darauf ist der Zwischenraum 10,
der zwischen der zweiten Hammerhalterung 7 und der Haltehülse 2 vorgesehen
ist, in einem Zustand, in dem das erste Pufferelement 6 nicht
zusammengedrückt
ist, auf 0,5 mm festgelegt. Wenn das erste Pufferelement 6 mit
einer Größe von 0,5
mm zusammengedrückt
wird, wird die zweite Hammerhalterung 7 in Kontakt mit
der Haltehülse 2 gebracht.
In diesem Zustand (der in 1 gezeigt ist),
wird ein geringfügiger
Zwischenraum zwischen einer vorderen konischen Fläche des
Zwischenelements 4 und einer entsprechenden konischen Innenfläche der
Haltehülse 2 aufrechterhalten.
Deshalb ist die axiale Schiebebewegung des Zwischenelements 4 nicht
durch die Haltehülse 2 begrenzt,
mit anderen Worten wird keine Schlag- oder Stoßkraft vom Zwischenelement 4 auf
die Haltehülse 2 übertragen.
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Mit
der oben beschriebenen Anordnung absorbiert das erste Pufferelement 6 den
Stoß,
der hervorgerufen wird, wenn sich das Zwischenelement 4 nach
vorne verschiebt. Der Bolzen 15, der als ein Befestigungselement
dient, um die vordere Abdeckung 3 sich mit dem Werkzeugkörper 9 zu
verbinden, ist keiner übermäßigen Kraft
ausgesetzt. Infolgedessen ist der Verbindungsabschnitt zwischen
dem Werkzeugkörper 9 und
dem Griff 17 keiner übermäßigen Schlag-
oder Stoßkraft
ausgesetzt.
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Demgemäß wird es
möglich,
die auf den Verbindungsabschnitt zwischen dem Werkzeugkörper 9 und
dem Griff 17 wirkende Spannung zu verringern. Wenn beispielsweise
das herkömmliche
Schlagwerkzeug eine große
Druckspannung hervorruft, die 14,7 kg/mm2 erreicht,
macht es die vorliegende Erfindung möglich, die Spannung auf ein
geringeres Niveau zu reduzieren, das 4,9 kg/mm2 entspricht,
was ausreichend niedriger als die zulässige Spannung (annähernd 9,8
kg/mm2) am Verbindungsabschnitt zwischen
dem Werkzeugkörper 9 und
dem Griff 17 ist.
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Zusätzlich begrenzt
der Zwischenraum 10 wesentlich das Kompressionsausmaß des ersten Pufferelements 6,
so dass sichergestellt ist, dass die Lebensdauer des ersten Pufferelements 6 1 × 107 Schlägen
entspricht. Infolgedessen wird es möglich, ein langlebiges und
zuverlässiges
Schlagwerkzeug zu schaffen.