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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hin- und Herbewegungswerkzeug mit einem sich hin- und herbewegenden Antriebselement am Ausgangsabschnitt, wie etwa einen Bohrhammer oder eine Gattersäge.
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Stand der Technik
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Bei einem Bohrhammer, der beispielsweise in der
europäischen Patentschrift Nr. 2321543 offenbart ist, ist an ein vorderes Ende einer Stange, die zusammen mit einem Motorantrieb durch einen Taumelmechanismus des Taumellagertyps vor und zurück taumelt, ein als Antriebselement dienender Kolben gekoppelt, wobei durch die Hin- und Herbewegung des Kolbens aufgrund des Taumelns der Stange ein Schläger hin- und herbewegt wird, um eine Bohrspitze einzuschlagen. Die Koppelung zwischen Kolben und Stange ist derart aufgebaut, dass in einem Zustand, in dem das vordere Ende der Stange durch ein wellenförmiges Kolbengelenk (Gelenkelement) orthogonal geführt ist, die beiden Enden des Kolbengelenks vom hinteren Ende des Kolbens gehalten werden. Dabei wurde an beiden Enden des Kolbengelenks Material ausgedünnt, um das Kolbengelenk leichter zu gestalten.
Patentschrift 1: Europäische Patentschrift Nr. 2321543
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Kurzdarstellung der Erfindung
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Da jedoch die Ausgedünnung hier einen Boden aufweist, muss die Herstellung des Gelenkabschnitts mittels Schmieden oder durch Senkbohrverarbeitung der beiden Enden des Wellenkörpers durchgeführt werden, was mit einer Kostensteigerung verbunden ist.
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Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Hin- und Herbewegungswerkzeug bereitzustellen, wobei eine wesentliche Gewichtsreduzierung des Gelenkelements möglich ist, während eine Kostensteigerung verhindert wird.
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Die genannte Aufgabe wird gelöst durch ein Hin- und Herbewegungswerkzeug nach Anspruch 1, das einen Taumelmechanismus mit einer vor und zurück taumelnden Stange und einen Ausgangsabschnitt mit einem Antriebselement, das an die Stange gekoppelt ist und sich vor und zurück bewegt, aufweist, bei dem die Stange und das Antriebselement gekoppelt sind, indem durch einen mittleren Abschnitt eines Gelenkelements, dessen linkes und rechtes Ende vom Antriebsabschnitt gehalten werden, die Stange orthogonal durchgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenkelement eine Rohrform mit einer Durchgangsbohrung in der Achsmitte aufweist. Das Werkzeug nach Anspruch 2 ist dadurch gekennzeichnet, dass bei der Konfigurierung nach Anspruch 1 der Bohrungsdurchmesser an den beiden Endabschnitten der Durchgangsbohrung des Gelenkelements größer als der Bohrungsdurchmesser im mittleren Abschnitt gebildet ist. Das Werkzeug nach Anspruch 3 ist dadurch gekennzeichnet, dass bei der Konfigurierung nach Anspruch 1 oder 2 das Innere der Durchgangsbohrung des Gelenkelements mit Schmiermittel gefüllt ist. Das Werkzeug nach Anspruch 4 ist dadurch gekennzeichnet, dass bei der Konfigurierung nach Anspruch 1 oder 2 das Innere der Durchgangsbohrung des Gelenkelements mit einem mit Schmiermittel getränkten Imprägnierungselement gefüllt ist. Das Werkzeug nach Anspruch 5 ist dadurch gekennzeichnet, dass bei der Konfigurierung nach Anspruch 3 oder 4 an beiden Enden des Gelenkelements in radialer Richtung eine Zuführbohrung gebildet ist, um der Außenumfangsflächenseite Schmiermittel zuzuführen. Das Werkzeug nach Anspruch 6 ist dadurch gekennzeichnet, dass bei der Konfigurierung nach Anspruch 5 am Außenumfang der beiden Enden des Gelenkelements in Umfangsrichtung eine Vertiefungsnut gebildet ist, die über der Zuführbohrung verläuft.
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Gemäß Anspruch 1 wird eine wesentliche Gewichtsreduzierung des Gelenkelements ermöglicht, während eine Kostensteigerung verhindert wird, indem das Gelenkelement rohrförmig gebildet wird. Gemäß Anspruch 2 wird zusätzlich zu der Wirkung von Anspruch 1 eine weitere Gewichtsreduzierung des Gelenkelements erreicht. Gemäß Anspruch 3 wird zusätzlich zu der Wirkung von Anspruch 1 oder 2 unter Ausnutzung der Form des Gelenkelements eine Schmierung zwischen ihm und der Stange aufrechterhalten. Gemäß Anspruch 4 wird zusätzlich zu der Wirkung von Anspruch 1 oder 2 unter Ausnutzung der Form des Gelenkelements und eines Imprägnierungselements eine Schmierung zwischen ihm und der Stange langfristig gewährleistet. Gemäß Anspruch 5 kann zusätzlich zu der Wirkung von Anspruch 3 oder 4 eine Schmierung zwischen dem Gelenkelement und dem Antriebselement aufrechterhalten werden. Gemäß Anspruch 6 kann zusätzlich zu der Wirkung von Anspruch 5 eine bevorzugte Schmierung zwischen dem Gelenkelement und dem Antriebselement aufrechterhalten werden.
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Kurze Beschreibung der Figur
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Es zeigen:
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1 eine Längsschnittansicht eines Bohrhammers;
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2 eine Schnittansicht entlang der Linie A-A aus 1;
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3 eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie B-B aus 1;
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4 eine Schnittansicht entlang der Linie A-A aus 1 des Bohrhammers unter Verwendung eines Kolbengelenks eines Abwandlungsbeispiels;
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5 eine vergrößerte Schnittansicht des Kolbengelenkteils;
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6 erläuternde Ansichten eines weiteren Abwandlungsbeispiels des Kolbengelenks, wobei 6(A) eine Seitenansicht, 6(B) eine Draufsicht, 6(C) eine Vorderansicht, 6(D) eine Schnittansicht an der Linie C-C und 6(E) eine Schnittansicht an der Linie D-D ist; und
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7 erläuternde Ansichten eines weiteren Abwandlungsbeispiels des Kolbengelenks, wobei 6(A) eine Seitenansicht, 6(B) eine Draufsicht, 6(C) eine Vorderansicht, 6(D) eine Schnittansicht an der Linie E-E und 6(E) eine Schnittansicht an der Linie F-F ist.
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Im Folgenden soll eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand der Figuren beschrieben werden. 1 zeigt eine Längsschnittansicht eines Bohrhammers, der ein Beispiel eines Hin- und Herbewegungswerkzeugs ist, und 2 zeigt eine Schnittansicht an der Linie A-A aus 1, wobei bei dem Bohrhammer 1 an der Vorderseite eines Motorgehäuses 2, das einen Motor 3 nach vorne (in 1 und 2 links) gewandt aufnimmt, ein Vordergehäuse 5 gekoppelt ist, in dem ein Betriebsmodus-Umschaltabschnitt 6 und ein Ausgangsabschnitt 7 aufgenommen sind. 8 bezeichnet einen Hauptgriff, in dem ein Schalter 9 aufgenommen ist, der einen Abzug 10 aufweist, welcher an den hinteren Abschnitt des Motorgehäuses 2 gekoppelt ist, und 11 bezeichnet einen Nebengriff, der am vorderen Ende des Vordergehäuses 5 angebracht ist. Eine Ausgangswelle 4 des Motors 3 ist in einem Innengehäuse 12, das im Inneren des Vordergehäuses 5 vorgesehen ist, gelagert, und ein erstes Zahnrad 13 am vorderen Ende ragt ins Innere des Vorgehäuses 5. Am Umschaltabschnitt 6 ist eine Zwischenwelle 14 gelagert, die parallel zur Ausgangswelle 4 ist, und ein zweites Zahnrad 15, das am hinteren Ende der Zwischenwelle 14 vorgesehen ist, greift in das erste Zahnrad 13 ein.
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Am Umschaltabschnitt 6 sind vorne und hinten an der Zwischenwelle 14 ein drittes Zahnrad 16 und eine Nabenhülse 17 separat von der Zwischenwelle 14 drehbar vorgesehen, wobei zwischen dem dritten Zahnrad 16 und der Nabenhülse 17 eine Kupplung 18 mittels Keilverzahnung einstückig mit der Zwischenwelle 14 drehbar vorgesehen ist. Die Kupplung 18 wird durch Drehbetätigung eines Bedienungshebels 19, der an der Unterseitenfläche des Vordergehäuses 5 vorgesehen ist, an der Zwischenwelle 14 entlang verschoben, und ist in das dritte Zahnrad 16 und/oder die Nabenhülse 17 ein- und ausrückbar. An der Nabenhülse 17 ist ein Taumelmechanismus 20 des Taumellagertyps vorgesehen, der Kugeln 22, 22 ..., die in einer Ringnut 21 rollen, die mit geneigter Achse am Außenumfang der Nabenhülse 17 vertieft ausgebildet ist, und einen Ring 23 umfasst, der über die Kugeln 22 außen an der Nabenhülse 17 angebracht ist, wobei eine am Ring 23 vorgesehene Stange 24 nach oben vorspringt.
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Am Ausgangsabschnitt 7 wiederum ist ein Werkzeughalter 25, an dessen Vorderende eine Bohrspitze (nicht dargestellt) angebracht werden kann, drehbar vorgesehen, und ein viertes Zahnrad 26, das am Werkzeughalter 25 vorgesehen ist, greift in das dritte Zahnrad 16 ein. Am hinteren Abschnitt des Werkzeughalters 25 ist als Antriebselement ein vorne offener Kolbenzylinder 27 vor und zurück beweglich eingeführt, und an ein Paar linker und rechter Koppelungsabschnitte 28, 28, die am hinteren Ende des Kolbenzylinders 27 vorgesehen sind, ist über ein Kolbengelenk 30 als das Gelenkelement die Stange 24 des Taumelmechanismus 20 gekoppelt. Wie in 3 gezeigt, handelt es sich um eine Koppelungsstruktur, wobei durch das Kolbengelenk 30, das durch Aufnahmeöffnungen 29, die jeweils am Koppelungsabschnitt 28 gebildet sind, geführt ist, und dessen beide Enden von den Koppelungsabschnitten 28, 28 gehalten werden, die Stange 24 von unten zwischen den Koppelungsabschnitten 28, 28 orthogonal durchgeführt ist, wobei das Kolbengelenk 30 eine Rohrform mit einer Durchgangsbohrung 31 in der Achsmitte aufweist und hergestellt ist, indem ein Standardrohr geschnitten und durch dieses hindurch eine Durchführbohrung 32 zum Durchführen der Stange 24 orthogonal gebildet wird.
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Das Innere des Vordergehäuses 5 ist mit einem Schmiermittel wie etwa Schmierfett gefüllt, wobei hier auch das Innere der Durchgangsbohrung 31 des Kolbengelenks 30 mit Schmiermittel gefüllt ist und unter Ausnutzung der Form des Kolbengelenks 30 eine Schmierung zwischen der Stange 24 und der Durchführbohrung 32 erreicht wird. Das Innere der Durchgangsbohrung 31 kann jedoch auch mit einem Imprägnierungselement wie etwa einem mit Schmiermittel getränkten Schwamm oder Filz usw. gefüllt sein. Auf diese Weise kann das Schmiermittel durch das Imprägnierungselement sicher im Inneren des Kolbengelenks 30 gehalten werden, und die Schmierung zwischen der Stange 24 und der Durchführbohrung 32 wird langfristig sicher aufrechterhalten.
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33 bezeichnet eine Unterlegscheibe zwischen der Stange 24 und den linken und rechten Koppelungsabschnitten 28, 28, durch die das Kolbengelenk 30 geführt ist und die verhindert, dass sich die Stange 24 und die Koppelungsabschnitte 28, 28 berühren. Im Kolbenzylinder 27 ist über eine Luftkammer 34 ein Schläger 35 vor und zurück bewegbar aufgenommen, und davor ist am Werkzeughalter 25 ein Zwischenstück 36 vorgesehen, das zwischen der Bohrspitze und dem Schläger 35 angeordnet ist. Am vorderen Ende des Werkzeughalters 25 ist eine Bedienungshülse 37 vorgesehen, die eine Verriegelung der Bohrspitze aufhebt, wenn die Bohrspitze eingesetzt und gelöst wird.
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Bei dem Bohrhammer 1 mit der beschriebenen Konfigurierung wird, wenn durch Drücken des Abzugs 10 der Schalter 9 eingeschaltet wird der Motor 3 betätigt, der die Ausgangswelle 4 dreht, wodurch über das zweite Zahnrad 15 die Zwischenwelle 14 gedreht wird. Wenn nun mit dem Bedienungshebel 19 eine Schiebestellung ausgewählt wird, wobei die Kupplung 18 nur in das dritte Zahnrad 16 eingreift, wird die Drehung der Zwischenwelle 14 über das dritte Zahnrad 16 und das vierte Zahnrad 26 auf den Werkzeughalter 25 übertragen, wodurch sich ein Bohrbetriebsmodus ergibt, in dem die Bohrspitze gedreht wird. Wenn eine Schiebestellung ausgewählt wird, wobei die Kupplung 18 nur in die Nabenhülse 17 eingreift, wird die Drehung der Zwischenwelle 14 über den Taumelmechanismus 20 in eine Vor- und Zurücktaumelbewegung der Stange 24 umgewandelt, und da sich der Kolbenzylinder 27 vor und zurück bewegt, wird der Schläger 35 über die Luftkammer 34 vor und zurück bewegt, wodurch sich ein Schlagbetriebsmodus ergibt, in dem die Bohrspitze über das Zwischenstück 36 eingeschlagen wird. Wenn eine Schiebestellung ausgewählt wird, wobei die Kupplung 18 in das dritte Zahnrad 16 und in die Nabenhülse 17 eingreift, werden die Drehung des Werkzeughalters 25 und die Hin- und Herbewegung des Kolbenzylinders 27 gleichzeitig ausgeführt, wodurch sich ein Schlagbohrbetriebsmodus ergibt, in dem die Bohrspitze gedreht und eingeschlagen wird.
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Da das Kolbengelenk 30, das die Stange 24 und den Kolbenzylinder 27 aneinander koppelt, wie erwähnt aus einem Standardrohr hergestellt ist, ist mit Ausnahme der Durchführbohrung 32 praktisch keine Nachbearbeitung notwendig, so dass die Gewichtsreduzierung des Kolbengelenks 30 mit minimaler Bearbeitung erreicht werden kann.
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Gemäß dem Bohrhammer 1 der vorstehenden Ausführungsform ist das Kolbengelenk 30 in Form eines Rohres mit einer Durchgangsbohrung 31 in Achsmitte gebildet, weshalb eine wesentliche Gewichtsreduzierung des Kolbengelenks 30 ermöglicht wird, während eine Kostensteigerung verhindert wird.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist das Kolbengelenk 30 in Form eines Rohres mit einer Durchgangsbohrung 31 gebildet, deren Durchmesser über die gesamte Länge hinweg konstant ist, doch ist es auch möglich, wie in 4 und 5 gezeigt, den Bohrungsdurchmesser an beiden Enden der Durchgangsbohrung 31 größer auszubilden als im mittleren Abschnitt, durch den die Stange 24 geführt wird. In diesem Fall ist eine Ausbohrbearbeitung notwendig, doch lässt sich so eine noch weitere Gewichtsreduzierung als bei der vorangehenden Ausführungsform erzielen. Außerdem sind an beiden Enden des Kolbengelenks 30A radial verlaufende Zuführbohrungen 38, 38 gebildet, und am Außenumfang der beiden Enden des Kolbengelenks 30A sind in Umfangsrichtung ringförmige Vertiefungsnuten 39, 39 gebildet, die oberhalb der Zuführöffnungen 38, 38 verlaufen. Auf diese Weise wird das Schmiermittel im Inneren des Kolbengelenks 30A über die Zuführbohrung 38 und die Vertiefungsnut 39 der Außenumfangsflächenseite des Kolbengelenks 30A zugeführt, weshalb auch zwischen dem Kolbengelenk 30A und der Aufnahmeöffnung 29 eine Schmierung erreicht wird. In diesem Fall kann auch auf die Vertiefungsnut 39 verzichtet werden, aber wenn die Vertiefungsnut 39 vorgesehen ist, ergibt sich der Vorteil, dass das Schmiermittel, das die Außenumfangsfläche des Kolbengelenks 30A erreicht, sicher in Umfangsrichtung geleitet werden kann, um die Schmierwirkung zu erhöhen.
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Die Zuführbohrung 38 und die Vertiefungsnut 39 können, wie in 6 gezeigt, auch an dem Kolbengelenk 30, das unter Bezugnahme auf 1 und 2 beschrieben wurde, vorgesehen sein. Die Zuführbohrung 38 ist nicht darauf beschränkt, jeweils einzeln an beiden Enden vorgesehen zu sein, und kann auch in größerer Anzahl, wie in 7 gezeigt, punktsymmetrisch paarweise vorgesehen sein. Natürlich kann auch in diesem Fall am Außenumfang der beiden Enden die Vertiefungsnut 39 vorgesehen sein, und auch der Durchmesser der beiden Endabschnitten der Durchgangsbohrung 31 kann groß ausgebildet werden. Allerdings muss die Vertiefungsnut keine in Umfangsrichtung kontinuierliche Ringform aufweisen und kann auch nur stellenweise in Umfangsrichtung des Kolbengelenks gebildet sein.
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Außerdem ist die vorliegende Erfindung nicht auf einen Bohrhammer beschränkt und kann auch auf andere Hin- und Herbewegungswerkzeuge wie Elektroschlaghämmer oder Gattersägen angewandt werden, solange sie einen Ausgangsabschnitt aufweisen, wobei sich ein Antriebselement durch Koppelung an eine Stange eines Taumelmechanismus hin- und herbewegt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bohrhammer
- 2
- Motorgehäuse
- 3
- Motor
- 4
- Ausgangswelle
- 5
- Vordergehäuse
- 6
- Umschaltabschnitt
- 7
- Ausgangsabschnitt
- 14
- Zwischenwelle
- 16
- drittes Zahnrad
- 17
- Nabenhülse
- 18
- Kupplung
- 19
- Bedienungshebel
- 20
- Taumelmechanismus
- 21
- Ringnut
- 22
- Kugel
- 23
- Ring
- 24
- Stange
- 25
- Werkzeughalter
- 27
- Kolbenzylinder
- 28
- Koppelungsabschnitt
- 29
- Aufnahmeöffnung
- 30, 30A
- Kolbengelenk
- 31
- Durchgangsbohrung
- 32
- Durchführbohrung
- 34
- Luftkammer
- 35
- Schläger
- 36
- Zwischenstück
- 38
- Zuführbohrung
- 39
- Vertiefungsnut
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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