DE2109239B2 - Bohrhammer - Google Patents

Description

Aus PE-AS 1073985 ist ein Preßluftbohrhammer bekannt, bei dem ebenfalls beim Vorschlagen eines Kolbens ein rein axialer Schlag ausgeübt und erst beim Rückwärtsbewegen des Kolbens eine Drehbewegung erzeugt wird. Dazu enthält diese bekannte Vorrichtung eine in schraubenförmige Nuten des Kolbenhalses greifende Drallmutter, die mit einem Ratschenkupplungsteil ausgestattet ist und durch axiales Verschieben im Gehäuse an einem gehäusefesten Ratschenkupplungsteil festgehalten wird. Die axiale Verschiebung der Drallmutter erfolgt durch eine an der Drallmutter ausgebildete ringförmige Kolbenfläche, deren im Gehäuse ausgebildeter ringförmiger Zylinderraum an das Preßluft-Steuersystem des Bohrhammers angeschlossen ist Auch diese bekannte Vorrichtung vermag keine Anregung für die Lösung der besonderen Kupplungsprobleme zu geben, die beim gleichzeitigen Erzeugen von axialem Schlag und Drehbewegung auftreten.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Bohrhammer der eingangs beschriebenen Art dahingehend wesentlich zu verbessern, daß die Ratschenkupplung trotz der Notwendigkeit der gleichzeitig mit den axialen Schlagen erfolgenden Übertragung relativ hoher Drehmomente leichtgängig, betriebssicher arbeitet und auch in belastungsfreiem Zustand des Werkzeuges keine Rückwärtsdrehbewegungen hervorruft.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Drehpendelelement und der antreibende Ratschenkupplungsteil als eine axial im wesentlichen nur gemeinsam verschiebliche Einheit ausgebildet sind und zwischen den Schrägverzahnungen des Drehpendelelementes und der Kolbenhülse ein Reibungsschluß besteht, durch den die Ratschenzähne des antreibenden Teils der Ratschenkupplung gegen die Zähne des angetriebenen Ratschenkupplungsteils eindrückbar bzw. von diesem zurückziehbar sind.

Der hauptsächliche durch die Erfindung erzielte Vorteil besteht darin, daß die Reibung zwischen den Schrägverzahnungen der Kolbenhülse und des Drehpendelelements den mit dem Drehpendelelement gemeinsam axial verschieblichen Ratschenkapplungsteil veranlaßt, sich beim Vorlaufen des Kolbens gegen den angetriebenen Ratschenkupplungsteil zu bewegen und sich beim Rücklauf des Kolbens vom angetriebenen Ratschenkupplungsteil weg zu bewegen. Hierdurch werden die Verzahnungen der Ratschenkupplungsteile beim Vorlauf des Kolbens richtig in Eingriff gehalten, um den Werkzeughalter und das angesetzte Werkzeug zur Drehbewegung anzutreiben. Beim Rücklauf des Kolbens wird an dem Drehpendelelement und damit an dem antreibenden Ratschenkupplungsteil eine Kraft im Sinne des Auseinanderziehens der beiden Kupplungsteile erzeugt, die dar Trennen der Ratschenverzahnungen unterstützt, so daß der Werkzeughalter und das Werkzeug dann nicht gedreht werden. Somit werden die Arbeitsweise, nämlich der sichere Eingriff der Ratschenverzahnungen beim Schlag- und Drehhub und das sichere Trennen der Ratschenverzahnungen beim Rücklauf, wesentlich verbessert. Durch die gemäß der Erfindung erfolgende Ausnutzung der Reibungskraft beim Zusammenführen und Auseinanderziehen der Kupplungsteile werden außerdem gegenseitige Bewegungen der eingerückten Kupplungsteile und gegenseitige Kraftausübung der ausgerückten Kupplungsteile vermindert, so daß der Verschleiß an der Ratschenkupp lung wesentlich vermindert werden kann.

In bevorzugter Ausföhrungsform der Erfindung ist eine den antreibenden Ratschenkupplungsteil gegen den angetriebenen Ratschenkupplungsteil drückende Feder zusätzlich vorgesehen, deren Andrückkraft s schwächer ausgebildet ist als die beim Rücklauf der Kolbenhülse in den Schrägverzahnungen von Drehpendelelement und Kolbenhülse für das Trennen der ineinandergreifenden Ratschenzähne erzeugte Reibungskraft Diese zusätzliche Feder ist geeignet, die beim Aufprall des Schlägers auf den Werkzeugträger eventuell auf die Kolbenhülse ausgeübte elastische Rückprallwirkung vom Drehpendelelement und dem antreibenden Ratschenkupplungsteil fernzuhalten.

In Weiterbildung der Erfindung kann in den die Ratschenkupplung einschließenden Kraftweg zwischen den Schrägverzahnungen von Drehpendelelement und Kolbenhülse und dem Werkzeugträger eine auf das am Werkzeug herrschende Gegendrehmoment ansprechende Oberlastsicherung eingefügt sein. Eine selche Oberlastsicherung dient dann nicht allein zur Sicherung der Getriebetei', gegen Oberlast sondern ist zugleich auch eine zusäiziche Pufferungseinrichtung gegen zu harte Stoßbewegungen, wie sie beim Auftreffen des Schlägers auf den Werkzeugträger oder — bei aufgrund Festsitzen des Werkzeugs nicht ganz 'orlaufendem Kolben — auf die Kolbenwand eintreten können.

Der antreibende Ratschenkupplungsteil und das Drehpendelelement können zu einem Stück vereinigt sein, an dem sowohl die Schrägveszahnungsteile als auch die antreibenden Ratschenzähne ausgebildet sind.

Es ist aber auch möglich, das die Schrägverzahnungsteile tragende Drehpendelelement und den die antreibenden Ratschenzähne tragenden Ratschenkupplungsteil als im wesentlichen verdrehfest und axial fest miteinander verbundene Teile auszubilden, deren Verbindung begrenzte, abpuffernde relative Drehbewegungen und eine begrenzte, axiale Bewegung zwischen beiden Teilen zuläßt Im letzteren Fall können das Drehpendelelement und der antreibende Ratschenkupplungsteil über eine die Überlastsicherung bildende, Feuern enthaltende Reibungskupplung miteinander verbunden sein.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen gemäß der Erfindung aufgebauten Bohrhammer teilweise in Seitenansicht teilweise in axialem Schnitt;

Fig.2 einen Teil des Bohrhammers nach Fig. 1 in vergrößertem Maßstab mit dem Gehäuse und einen Teil der inneren Komponenten im Schnitt;

Fig.3 einen Schnitt durch den Bohrhammer nach Fig. 1 im wesentlichen nach der Linie 3-3 der Fig. t, der das Antriebselement und den hin- und herlaufenden Kolben eines axiaJe Stöße erzeugenden Mechanismus wiedergibt wie er bei dem Bohrhammer benutzt wird und das Element, in welchem der Kolben geführt ist;

F i g. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 der F i g. 2, der den Kolben des Schlagmechanismus und den antreibenden Teil einer intermittierende Drehbewegung erzeugenden Vorrichtung und einen auf Drehmcmtnt-Überlastung ansprechenden Freigabemechanismus wiedeigibt, die sämtlich durch die Hin- und Herbewegung des ^h"' Kolbens angetrieben werden:

F i g. 5 eine teilweise Seitenansicht des Kolbens und des antreibenden Teiles, der die intermittierende Drehbewegung erzeugenden Einrichtung wiedergibt,

wobei der letztere Teil geschnitten dargestellt ist, um seine Antriebsverbindung mit dem Kolben zu zeigen;

Fig.6 einen Schnitt durch den Bohrhammer im wesentlichen längs der Linie 6-6 der Fig. 2, der den angetriebenen Teil des die Drehbewegung erzeugenden Mechanismus wiedergibt sowie den Werkzeughalter, der durch diesen angetriebenen Teil selbst wieder angetrieben wird und das vordere Endstück des Hammergehäuses;

Fig. 7 eine Seitenansicht der antreibenden und angetriebenen Teile der die intermittierenden Drehbewegung erzeugenden Einrichtung in Antriebsverbindung;

F i g. 8 eine Seitenansicht einer Form von Werkzeug, wie sie in Bohrhämmern gemäß der Erfindung benutzbar ist;

F i g. 9 eine teilweise Seitenansicht eines zweiten Typs von Werkzeugen, wie er in Bohrhämmern gemäß der Erfindung benutzbar ist, wenn axiales Stoßen ohne Drehbewegung des Werkzeugs gewünscm isi;

Fig. 10eine Ansicht ähnlich der Fig. 1 einer zweiten Ausführungsform der Erfindung und

F i g. 11 eine Seitenansicht der antreibenden und angetriebenen Teile eines eine intermittierende Drehbewegung erzeugenden Mechanismus, wie er im Bohrhammer nach Fig. 10 benutzt wird, bei Antriebsverbindung.

F i g. 1 zeigt einen kraftgetriebenen Bohrhammer 18 mit den wesentlichen Elementen der Erfindung. Die hauptsächlichen Teile des Bohrhammers 18 sind ein Gehäuse 20, ein Motor 22, der Ober einen die Drehbewegung in eine Hin- und Herbewegung umsetzenden Mechanismus 24 in Antriebsverbindung mit dem Kolben 26 eines Schlagerzeugungsmechanismus 28 steht, der außerdem einen im Kolben angeordneten, frei hin- und herbeweglichen Schläger 30 enthält. Der Schläger 30 ist dazu ausgebildet, periodisch an einen axial beweglichen Werkzeughalter 32 anzuschlagen, der im vorderen Ende des Gehäuses 20 untergebracht ist und so axiale Stöße auf den Werkzeughalter 32 und von diesem auf ein in den Halter 32 eingesetztes Werkzeug 34 (siehe Fig.2) zu übertragen. Das Werkzeug 34 kann auch während jeden Arbeitshubs des Kolbens 26 durch den Kolben intermittierend gedreht oder angetrieben werden. Hierzu ist der Kolben 26 über eine ratschenartige Antriebseinrichtung 36 mit dem Werkzeughalter 32 in Antriebsverbindung. Der Antriebsmechanismus 36 ist auch dazu ausgebildet, als eine Oberlastkupplung zu dienen, d.h. die Antriebsverbindung zwischen dem Kolben 26 und den Werkzeughalter 32 zu unterbrechen, wenn das vom Werkzeug 34 ausgeübte Gegendrehmoment einen vorher bestimmten Wert überschreitet

Die Vorrichtung 18 weist ferner einen Pistolengriff 38 auf, der einen Schalter 40 für die Betriebssteuerung des Motors 22 trägt- Die Details dieser Vorrichtungskomponenten sind nicht Tefl der Erfindung und sollen deshalb nicht im einzelnen erläutert werden.

Bei der neuen Vorrichtung ist der Motor 22 in einem nach unten ragenden Gehäuseabschnitt 42 in herkömmlicher Weise in rechtwinkliger Anordnung bezüglich der Längsachsen des Bohrhammers 18 angebracht. Die Ausgangswefle 44 des Motors erstreckt sich vertikal durch ein Lager 46 im oberen Ende des Gehäuseabschnittes 42 in das Innere eines Gehäuseabschnittes 48, wo ein Ritzel 50 auf dem oberen Ende der Welle 44 angebracht oder ausgebildet ist Dieses Ritzel 50 steht in Eingriff mit einem Zahnrad 52, das auf einer

Kurbelwelle 45 sitzt.

Nach F i g. I ist die Kurbeiwelle 45 drehbar im Gehäuseabschnitt 48 in den Lagern 56 und 58 gelagert. Das entere Lager 56 ist in einer Ausnehmung 60 ') eingesetzt, die in einem vorstehenden Teil 62 der Rückwand 64 des Gehäuseabschnittes 48 eingesetzt ist. Das obere Lager 58 wird von der oberen Wand 66 des unteren Gehäuseabschnitts 42 durch eine herkömmliche Lagerhalterung 68 der in Fig. I gezeigten Form

in gehalten.

Die Drehbewegung der Kurbelwelle 45 wird durch die oben beschriebene Anordnung mittels Kurbelzapfen 70, Pleuelstange 72 und Gelenkstift 74 in eine geradlinige Bewegung des Kolbens 26 Obersetzt Der

Γ) Kurbelzapfen 70 ist an der Kurbelwelle 45 befestigt oder einstückig mit dieser hergestellt, und in herkömmlicher Weise an deren Umfang angeordnet Das eine Ende der Pleuelstange 72 ist mit einem Lager 76 an den Kurbelzapfen gesetzt, das zwischen den Kurbelzapfen

in und die Pleuelstange eingesetzt ist, um eine freie Drehbewegung dieser Elemente relativ zueinander zu gestatten. Das entgegengesetzte Ende der Pleuelstange 72 ist durch den Gelenkstift 74 schwenkbar am Rückwandelement 78 des Kolbens 26 befestigt, wobei

sich der Gelenkstift 74 durch öffnungen 80 und 82 im

Rückwandelement 78 und eine öffnung 84 durch einen Vorsprung 86 am vorderen Ende der Pleuelstange

erstreckt.

GemS.i F i g. 1 bis 3 ist der Kolben 26 für geradlinige

Bewegung im Gehäuseabschnitt 48 durch eine Kolbenführung 88 gelagert und durch den antreibenden Teil bzw. das Antriebtelement 90 des ratschenartigen Bewegungs-Übertragungsmechanismus 36. Die Kolbenführung 88 hat einen zylindrischen Hauptteil 92 und einen radialen Flansch 94 und ist im Gehäuseteil 48 mit Befestigungsbolzen gehalten, die sich durch den Flansch 94 erstrecken und in den Gehäuseabschnitt eingeschraubt sind. Zusammenwirkend sind eine äußere Keilwellenverzahnung 98 auf dem Kolbenwandelement

■)o 78 und eine innere Keilwellenverzahnung 100 in dem zylindrischen Teil 92 der Kolbenführung 88 vorgesehen, um den Kolben 26 gegen Verdrehen oder Verkanten in der Führung zu sichern, wenn er durch den vom Motor 22 angetriebenen Bewegungsumsetzungsmechanismus 24 hin- und herbewegt wird.

Wie am besten aus F i g. 2 ersichtlich, hat der frei hin- und herverschiebbare Schläger 30, der den anderen Teil des die axialen Stöße erzeugenden Mechanismus darstellt, einen Kopf 102, der für Gleitsitz in dem

so Hauptteil 104 des Kolbens 26 angepaßt ist und einen Schaft 106 geringeren Durchmessers, der zu einem Gleitsitz in dem verengten vorderen Abschnitt 106 des Kolbens dimensioniert ist Der Schläger 30 wird durch den gesteuerten Eintritt von Luft in den Kolben 26 an

ss den gegenüberliegenden Seiten des Schlägerkopfes 102 und den gesteuerten Austritt von Luft durch die Auslässe 110 im Kolben in Berührung mit dem Werkzeughalter 32 vorgeschnellt, wenn sich der Kolben 26 vorwärts im Gehäuse 20 bewegt, und während des Rücklaufs des Kolbens 26 nach dem rückwärtigen Ende des Kolbens bewegt

Insbesondere in den F i g. 1 und 2 ist der Kolben 26 in seiner vordersten Stellung gezeigt, wobei sich der Schläger 30 hn Kolben nach vorwärts bewegt, um einen axialen Schlag auf den Werkzeughalter 32 auszuüben und dabei das Werkzeug 34 in der in F i g. 2 durch den Pfeil 111 angedeuteten Richtung zn treiben. An diesem Punkt sind die Durchlässe 110 im Kolben 26 teilweise

unbedeckt. Dementsprechend besteht kein Druckunterschied zwischen dem Äußeren des Kolbens und der Kammer 112 zwischen dem Schlägerkopf 102 und der Kolbenrückwand 78. Nach dem Rückprall und etwa, wenn der Kolben 26 seine Richtung ändert und sich rückwärts bewegt, wird der Schläger nach dem rückwärtigen Teil des Bohrhammers zu geschnellt. Diese lewegung ist anfänglich relativ unbehindert wegen c;es vergleichsweise geringen Drucks in der Kammer 112 und der Kraft, die durch die in der Kammer 113 zwischen dem vorderen Ende des Schlägerkopfteiles 102 und dem mit vermindertem Durchmesser ausgebildeten Teil 108 des Kolbens 26 eingefangenen Luft ausgeübt wird. So wie der Kolben und der Schläger ihre Rückwärtsbewegung fortsetzen, werden die vorderen Teile der Durchlässe 110 freigelegt. Dadurch kann die komprimierte Luft aus der Kammer 113 entweichen, während die Kammer 112 halter 32 bei laufendem Motor 22 und freilaufendem Hammer 18 oder bei Einschalten des Gerätes, wenn kein Werkzeug in dem Werkzeughalter eingesetzt ist, gegen das Gehäuse schlägt und dieses beschädigt.

Nach den Fig. 1, 2 und 6 erstreckt sich der Hauptkörper 115 des Werkzeughalters in eine durchgehende Bohrung 128 des angetriebenen Teiles 130 des ratschenartigen Bewegungsübertragungsmechanismus 36. Der angetriebene Teil 130 ist drehbar im

ίο Gehäuseabschnitt 114 gelagert aber mittels einer ringförmigen Lippe 131 gegen axiale Bewegung im Gehäuse 114 festgehalten in Zusammenwirkung mit einer ähnlichen Lippe 132 am vorderen Ende des mittleren Gehäuseabschnittes 133, wobei diese beiden Lippen 131 und 132 auf die gegenüberliegenden Seiten eines Flansches 134 am Teil 130 greifen. Äußere Keilnuten 135 am Hauptkörper 115 des Werkzeughalters und damit zusammenwirkende innere Keilnuten

sb^edichiet wird, so dsß dort der Druck sich hu erhöhen 136 in der Bohrun^ 12? des angetriebenen Teiles 130

beginnt.

Als nächstes erreicht der Kolben 26 seine rückwärtigste Stellung, kehrt seine Bewegungsrichtung um und bewegt sich nach vorn, während der Schläger 30 noch immer nach dem rückwärtigen Ende des Hammers 18 hin wandert und dadurch den Druck in der Kammer 112 noch weiter erhöht, bis die Luft ausreichend komprimiert ist, um das Trägheitsmoment des sich noch rückwärts bewegenden Schlägers zu überwinden. Die komprimierte Luft expandiert und schnellt dabei den Schläger 30 nach vorn in eine einen Schlag erzeugende Beruh jng mit dem Werkzeughalter 32. Die in der Kammer 112 komprimierte Luft bildet auch ein Kissen, das den Schläger davon abhält, während der Rückwärtsbewegung in dem oben beschriebenen Arbeitszyklus gegen den Kolben zu schlagen und diesen möglicherweise zu beschädigen.

Wenn der Schläger durch Expansion der Luft in der Kammer 112 vorwärts gegen den Werkzeughalter 32 bewegt wird, werden die vorderen Enden der Durchlässe HO verschlossen, wodurch die Kammer 113 gegenüber der umgebenden Atmosphäre abgedichtet wird. Der Druck in der Kammer 113 erhöht sich so in dem MaB, wie sich der Schläger dem vorderen Ende des Kolbens nähert Dies schafft ein Kissen, das den Schläger davon abhält gegen den vorderen Teil des Kolbens zu schlagen, selbst wenn kein Werkzeug im Halter ist oder der Hammer freiläuft mit dem Werkzeughalter in vorderer Stellung im Gehäuseteil 114 und außer Berührung mit dem Schläger 30. Nach den Fig. 1, 2 und 6 enthält der Werkzeughalter 32, gegen den der Schläger 30 schlägt einen zylindrischen Hauptkörper 115, in welchem eine das Werkzeug aufnehmende Fassung 116 ausgebildet ist, und eine geschlossene Rückwand 117, die verhindert, daß Fremdkörper durch die Werkzeugfassung in das Innere des Gehäuseteiles 48 gelangen können.

Der Werkzeughalter 32 ist im vorderen Abschnitt 114 des Werkzeuggehäuses 20 axial beweglich angebracht und gleitet dabei mit einem Flansch 118 seiner Nase 120 entlang dem Inneren des Gehäuseabschnitts 114. Ein O-Ring 122, der in eine in der Werkzeughalternase 20 angebrachten Ausnehmung 124 eingesetzt ist, verhindert, daß Fremdkörper um den Werkzeughalter herum in das Innere des Werkzeuggehäuses gelangen können.

Ein Ring 126 aus nachgiebigem Material ist vorzugsweise in das vorwärtige Ende des Gehäuseabschnittes 114 in Abstand zum Werkzeughalter 32 eingesetzt Dieser Ring verhindert, daß der Werkzeug verbinden den Werkzeughalter mit dem angetriebenen Teil 130 zu gemeinsamer Drehbewegung.

Nach den F i g. 1,2,4 und 6 enthält der treibende oder Eingangsteil 90 des eine intermittierende Drehbewegung erzeugenden Mechanismus 36, wie oben kurz erwähnt, einen Hauptabschnitt 137 mit einer inneren Bohrung 138, durch die sich der vordere Endteil 108 des Kolbens 26 erstreckt. Der angetriebene Teil 90 ist drehbar und axial beweglich in einer Bohrung 139 durch einen ringförmigen Vorsprung 140 im mittleren

in Gehäuseabschnitt 133.

Wie in F i g. 5 gezeigt, ist eine äußere Schrägverzahnung 141 am vorderen Endteil 108 des Kolbens 26 gebildet und eine damit zusammenwirkende innere Schrägverzahnung 142 in der Bohrung 138 des antreibenden Teiles 90. Dementsprechend wird durch die oben beschriebene Hin- und Herbewegung des Kolbens 26 eine Drehpendelbewegung oder eine Hin- und Zurück-Drehbewegung des antreibenden Teiles 90 des die intermittierende Drehbewegung erzeugenden

*o Mechanismus über einen durch die Ausbildung der zusammenwirkenden Schrägverzahnungen 141 und 142 bestimmten Drehwinkel erzeugt

Nach den Fi g. 1,2 und 7 endet der antreibende Teil nach vorne in einem ringförmigen Flansch 144, der einem ringförmigen Flansch 134 am rückwärtigen Ende des angetriebenen Teiles 130 gegenübersteht Auf der Stirnfläche 148 des an dem antreibenden Teil 90 vorgesehenen Flansches 144 sind Ratschenzähne 146 ausgebildet, während auf der Stirnfläche 151 am Flansch 134 am rückwärtigen Ende des angetriebenen Teiles 130 damit zusammenwirkende Ratschenzähne 150 gebildet sind.

Wie in Fig.7 gezeigt, haben die Zähne 146 auf dem antreibenden Teil 90 eine steile Vorderkante 152 und eine rückwärtige Kante 154 mit einer verhältnismäßig flachen Neigung. Die Zähne auf dem angetriebenen Teil 130 sind ähnlich ausgebildet, aber stehen in der entgegengesetzten Richtung. Dementsprechend treibt der antreibende Teil 90 bei in Eingriff befindlichen Zähnen 146 und 150, wie in Fig.7 gezeigt, den angetriebenen Teil 130 an, wenn er durch den Kolben 26 in der durch den Pfeil 156 gezeigten Richtung gedreht wird. Wenn der antreibende Teil 90 jedoch in entgegengesetzter Richtung schwingt, wie dies durch den Pfeil 158 in F i g. 7 angedeutet ist, gleiten die Zähne 146 über die Zähne 150 auf dem angetriebenen Teil 130, und es wird dem angetriebenen Teil keine Drehbewegung übertragen.

Wie aus den Fig. 1 und 2 hervorgeht, wrden der antreibende Teil 90 und der angetriebene Feil 130 normalerweise durch eine Druckfeder 160 in Antriebsverbindung gehalten, wie dies auch in F i g. 7 gezeigt ist, wobei diese Feder 160 sich an einer ringförmigen Lippe 162 am antreibenden Teil 90 mit ihrem vorderen Ende abstützt. Das rückwärtige Ende dieser Feder berührt eine ringförmige Lippe 164, die am rückwärtigen Ende des mittleren Γ-ehäuseabschnitts 113 ausgebildet ist, in welchem der abtreibende Teil 90 untergebracht ist.

Auf diese Weise wird der Kolben je nach Neigungssinn der zusammenwirkenden Schrägverzahnungen 141 und 142 auf dem Kolben und dem antreibenden Teil 90 bei seiner Vorwärtsbewegung oder seiner Rückwärtsbewegung wirksam, um den antreibenden Teil 90 in eine Richtung zu bewegen, in der er selbst wieder den angetriebenen Teil 30 verdreht. Dieser Drehvorschub wird durch die zusammenwirkenden äußeren Keilnuten 135 auf dem Werkzeughalter und inneren Keilnuten 136 in der Bohrung des angetriebenen Teiles auf den Werkzeughalter 32 übertragen. Dieser anwachsende Drehvortrieb wird wiederum auf das Werkzeug 34 übertragen wegen der passenden Ausbildung der Werkzeugfassung 116 und des Werkzeugschaftes 166.

Wie oben angedeutet, bilden der antreibende Teil 90 und der angetriebene Teil 130 des die Drehbewegung übertragenden Mechanismus 36 eine auf das Drehmoment ansprechende Überlastungssicherung sowie einen Mechanismus zum intermittierenden Drehvortrieb des Werkzeugs 34. Insbesondere hält, wie oben dargelegt, die Druckfeder 160 den antreibenden Teil und den angetriebenen Teil in gegenseitiger Antriebsverbindung, wie dies in F i g. 7 gezeigt ist. Wenn sich jedoch das Werkzeug 34 feststeckt oder in anderer Weise ein Gegendrehmoment an ihm ausgeübt wird, wird dieses Gegendrehmoment über den Werkzeughalter 32 durch die oben beschriebenen Antriebsverbindungen auf dem angetriebenen Teil 130 übertragen

Bei so gegen Drehbewegung festgehaltendem, angetriebenem Teil 130 wird der antreibende Teil 90 trotzdem durch den Kolben 26 bei dessen Hin- und Herbewegung im Gehäuse 20 verdreht Wenn jedoch der antreibende Teil 90 in der durch den Pfeil 156 in F i g. 7 angedeuteten Richtung gedreht wird, laufen seine Zähne 146 einfach über die vorderen Flächen der Zähne 150 auf dem angetriebenen Teil 130 trotz deren verhältnismäßig steiler Neigung. Hierdurch wird der antreibende Teil 90 von dem angetriebenen Teil 130 weggezwungen gegen den Druck, der durch die Feder 160 ausgeübt wird und so ein Schlupf bezüglich des angetriebenen Teiles 130 ermöglicht. Ein solcher Schlupf bleibt so lange erhalten, bis die gegen die Drehbewegung festhaltende Kraft am angetriebenen Teil 130 aufgehoben ist Dies ist eine wichtige Sicherheitsmaßnahme und verhindert auch, daß der Motor bei feststeckendem Werkzeug abgedrosselt und beschädigt wird.

Ein weiterer einmaliger Vorteil des neuartigen Mechanismus 36 besteht darin, daß ein festsitzender Bohrer befreit werden kann, indem man den Motor 22 abschaltet und dann den Hammer 18 um die Bohrerachse in Bohrrichtung dreht um so dem Bohrer einen Stoß in Drehrichtung zu erteilen und ihn dadurch zu befreien.

Wie bereits oben dargelegt, kann der intermittierende Drehvortrieb des Werkzeugs entweder bei Arbeitshub oder Rücldaufhub des Kolbens 26 erzeugt werden. Es ist jedoch bevorzugt, daß diese Bewegung während des Vorwärtshubes erzeugt wird. In diesem Fall drückt die Reibung zwischen der Schrägverzahnung auf den Kolben 26 und ,'erjenigen im antreibenden Teil 90 die Zähne auf dem antreibenden Teil 90 in Eingriff mit den -, Zähnen auf dem angetriebenen Teil, während der Antriebsvorgang der Ratschenverbindung stattfindet. Die Reibungskraft zwischen den Schrägverzahnungen ist auch bestrebt, die Ratschenkupplungsteile gegen irgendwelche Trennung aufgrund von Aufprall oder

ίο Stoß zusammenzuhalten. Darüber hinaus wirkt beim Rücklauf des Kolbens die Reibungskraft in umgekehrter Richtung, um den antreibenden Teil 90 zurückzuziehen und dadurch das Ratschen des antreibenden Teiles 90 relativ zum angetriebenen Teil 130 zu erleichtern.

Die obige Beschreibung eines Ausführungsbeispieles der Erfindung betrifft Anwendungsfälle der Erfindung, in welchen es erwünscht ist, dem Werkzeug 34 sowohl axiale Schläge als auch intermittierende Drehbewegung zu erteilen. Der im Ausfuhrungsbeispiel beschriebene Hammer kann jedoch ebenso gut für solche Anwendungsfälle benutzt, wo axiale Schläge ohne Drehbewegung gewünscht sind. Für solche Anwendungsfälle werden Werkzeuge mit der oben erläuterten Schaftausbildung durch Werkzeuge ersetzt, wie sie bei 168 in F i g. 9 dargestellt sind und bei welchen der rückwä· ige Teil 170 des Werkzeugschaftes zylindrisch ist und der Vorderteil 172 eine sechseckige oder andere nicht kreisförmige Querschnittsform aufweist und mit Gleitsitz in eine am vorderen Ende des Gehäuseteiles 114

ίο gebildete Werkzeugaufnahme 174 paßt.

Die Verbindung zwischen dem Schaftteil 172 und der Werkzeugaufnahme 174 hält das Werkzeug 168 gegen Verdrehen im Gehäuseteil fest. Da der rückwärtige Schaftteil 170, der sich in die Fassung 116 im

j5 Werkzeughalter 32 erstreckt, kreisförmigen Querschnitt hat, besteht dort keine Antriebsverbindung zwischen der Werkzeugfassung und dem Werkzeug. Auf diese Weise dreht der Mechanismus 36 zwar nach wie vor den Werkzeughalter 32 intermittierend in der oben beschriebenen Weise, jedoch wird diese Drehbewegung nicht auf das Werkzeug übertragen. Axiale Schläge werden jedoch vom Schläger ?2 über den Werkzeughalter in der oben beschriebenen Weise nach wie vor auf den Werkzeugschaft übertragen.

Der in den F i g. 10 und 11 dargestellte Hammer 18' ist in den meisten Teilen ganz ähnlich dem Hammer 18, wie er in den F i g. 1 bis 7 gezeigt ist. Es sind deshalb die gleichen Bezugszeichen benutzt, um die entsprechenden Teile der beiden Hämmer zu bezeichnen.

so Der Hammer 18' unterscheidet sich vom Hammer 18 etwas in den Details seines die intermittierende Drehbewegung erzeugenden Mechanismus. Insbesondere erstreckt sich der Hauptteil 115 des Werkzeughalters 32 des Hammers 18', wie in den Fig. 10 und 11

ss gezeigt, in eine Bohrung 128 durch den angetriebenen Ratschenkupplungsteil 129' eines intermittierende Drehbewegung erzeugenden Mechanismus 130', der in den Bewegungsumsetzmechanismus 36 eingefügt ist Der angetriebene Teil 129' ist drehbar im Gehäuseab schnitt 114 angebracht, aber gegen axiale Bewegung durch eine ringförmige Lippe 131' im Gehäuseabschnitt 114 und einen Haltering 132' gehalten, der in eine Ausnehmung 133' eingesetzt ist die die Verbindungsstelle zwischen dem vorderen Gehäuseabschnitt 114 und dem mittleren Gehäuseabschnitt 134' überspannt Die Lippe 13Γ und der Haltering 132" greifen auf die gegenüberliegenden Seiten eines Flansches 135' auf dem Teil 129*. Äußere Keilnuten 136' auf dem Hauptteil

Άϋ Jes WerKzeughalters 32 und damit zusammenwirkende innere Keilnuten 137' in der Bonrung 128 de* angetriebenen Teiles 129' verbinden den Werkzeughalter mit dem angetriebenen Teil 129' zu gemeinsamer Drehbewegung.

Der die Bewegung umsetzende oder antreibende Teil 90' des Mechanismus 36 hat eine Innenbohn.. ·» 138', durch die sich der vordere Teil 108 des Kolbens 26 erstreckt. Der Teil 90' ist drehbar und axial beweglich in einer Bohrung 139' durch einen ringförmigen Vorsprung 140' im mittleren Gehäuseabschnitt 134'.

Am vorderen Endteil 108 des Kolbens 26 ist eine Schrägverzahnung 14Γ ausgebildet, und eine damit zusammenwirkende innere Schrägverzahnung 142' ist in der Bohrung 138' des angetriebenen Teiles 90' gebildet. Dementsprechend wird bei der mit dem in Verbindung mit dem Beispiel nach F i g. 1 bis 9 beschriebenen Mechanismus erzeugten Hin- und Herbewegung des Kolbens eine Drehpendelbewegung c 1er eine Hin- und -Zurück· Verdrehung des antreibenden Teiles 90' in sinem Winkelbereich erzeugt, der durch die Ausbildung der zusammenwirkenden Schi ägverzahnungen 141' und 142' bestimmt ist.

Wie in den Fig. 10 und 11 gezeigt, unterscheidet sich der antreibende Teil 9C vom antreibenden Teil 90 nach Fig. 1 bis 9 darin, daß keine antreibenden Elemente oder Zähne an ihn geformt sind. Auch der zylindrische Eingangsteil 144' einer in den die Drehbewegung erzeugenden Mechanismus 36 eingefügten Reibungskupplung 146' ist drehbar, aber trotzdem fest am Teil 90' angebracht, wie dies weiter unten im einzelnen erläutert wird. Der angetriebene Teil 148' der Kupplung 146' ist in ähnlicher Weise drehbar am Teil 90', aber frei zur Drehbewegung bezüglich des Teiles 90'. (Wie weiter unten erläutert, bildet der Ausgangsteil 148' der Reibungskupplung den Eingangsteil des Ratschenmechar.ismus 138'.)

Die Reibungskupplungsteile 144' und 148' sind mittels Belleville-Ringen 150,4 und lSOflin Reibungs-Antriebsverbindung. Wie in Fig. 10 gezeigt, sind die Belleville-Ringe drehbar auf dem die Bewegung umsetzenden antreibenden Teil 90' zwischen den Kupplungselementen gelagert und greifen unter Reibung auf die vordere Stirnfläche 152' des Eingangsteiles 144' und die rückwärtige Stirnfläche 154' des Ausgangsteiles 148'.

Die Maximalkraft, die die Reibungskupplung 146' übertragen kann, wird durch die Form der Belleville-Ringe und der Kupplungsflächen 152' und 154' und durch den Abstand zwischen den Kupplungsflächen bestimmt. (Diese Faktoren bestimmen den Reibungskoeffizienten zwischen dem sich berührenden Oberflächen und die Normalkräfte auf den sich berührenden Oberflächen.) Dieser Abstand wird durch Berührung zusammenwirkender, innerer und äußerer Schultern 156' und 158' üki Ausgangsteil 148' und dem antreibenden Teil 9CK bestimmt, die die Vorwärtsbewegung des AusgangsteUes der Reibungskupplung begrenzen, und durch den Eingangsteil 144' der Reibungskupplung, der durch eine auf den Teil 90' geschraubten und dort nach Justieren durch Punktschweißen festgesetzte Mutter gebildet ist (Diese Anordnung ist von beträchtlicher praktischer Bedeutung, da sie die individuelle Justierung der Vorrichtungen der oben beschriebenen Art ermöglicht)

Wie in den Fig. 10 und 11 gezeigt, steht dem vorderen Ende des Kupplungsausgangselementes 148' der ringförmige Flansch 135' am rückwärtigen Ende des angetriebenen Teiles 12SK des Ratschenmechanismus gegenüber. Die Ratschenzähne 164' sind an der vorderen Fläche 166' des Ausgangsteiles 148' der Reibungskupplung ausgebildet. Damit zusammenwirkende Ratschenzähne 168' sind auf der Fläche 170' ausgebildet, die durch den Flansch 135' am rückwärtigen Ende des angetriebenen Ratschenkupplungsteiles 129' gebildet ist.

Die Zähne 164' auf dem Reibungskupplungs-Ausgangsteil 148' haben eine steile Vorderkante 172' und

id eine rückwärtige Kante 174' mit verhältnismäß^;~ flachem Neigungswinkel. Die Zähne auf dem angetriebenen Ratschenkupplungsteil 129' sind in ähnlicher Weise ausgebildet, aber in entgegengesetzter Richtung angestellt.

Dementsprechend treibt der Reibungskupplungs-Ausgangsteil 148' bei in Eingriff befindlichen Zähnen 164' und 168', wie in F i g. 11 gezeigt, den angetriebenen Ratschenkupplungsteil 129' an, wenn der antreibende Teil 90 durch den Kolben 26 in einer Richtung gedreht oder geschwungen wird, wie sie durch den Pfeil 176 in F i g. 11 angedeutet ist. Wenn jedoch der Ratschenkupplungs-Ausgangsteil 148' in entgegengesetzter Richtung gedreht wird, wie dies durch den Pfeil 178 in Fig. 11 angedeutet ist, gleiten die Zähne 164' über die Zähne 168' auf dem angetriebenen Teil 129', und es wird keine Drehbewegung übertragen.

Auf diese Weise kann der Kolben, je nach Neigungssinn der zusammenwirkenden Schrägverzahnungen 14Γ und 142' auf dem Kolben und in dem die Bewegung übertragenden Teil 90', bei seiner Vorwärtsbewegung bzw. seiner Rückwärtsbewegung den die Bewegung übertragenden Teil 90' in einer Richtung bewegen, in der er den angetriebenen Teil 129' drehend vorschiebt, und zwar über die Reibungskupplung 146' und den Ratschenmechanismus 130'.

Dieser Drehvorschub wird auf den Werkzeughalter 32 und das in diesem befestigte Werkzeug in gleicher Weise übertragen, wie dies bereits in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 bis 9 erläutert worden ist.

Nach Fig. 10 werden der Reibungskupplungs-Ausgangsteil 148' und der angetriebene Ratschenkupplungsteil 129' durch eine Druckfeder 180 normalerweise in Antriebsverbindung gehalten, wie sie in Fig. 10 gezeigt ist. Diese Feder 180 stützt sich mit ihiem einen Ende gegen den Reibungskupplungs-Eingangsteil 144' ab. Das andere, rückwärtige Ende dieser Feder 180 berührt eine ringförmige Lippe 182, die am rückwärtigen Ende des mittleren Gehäuseabschnittes 134' ausgebildet ist, in welchem der antreibende Ratschenkupplungsteil 90' angeordnet ist Die Feder 180 gestattet aber der Reibungskupplung, sich nach rückwärts zu bewegen und den Zähnen 164' über die Zähne 168' in der oben beschriebenen Weise zu gleiten, wenn der die Bewegung umsetzende Teil 90/ in einer durch den Pfeil 178 angedeuteten Richtung gedreht wird.

Es wurde bereits oben ausgeführt, daß der intermittierende Drehvorschub des Werkzeugs entweder beim Arbeitshub oder beim Rücklauf des Kolbens 26 hervorgerufen werden kann. Es ist jedoch bevorzugt, daß diese Bewegung während des Vorlaufes des Kolbens 26 erzeugt wird. In solchem Fall drückt die zwischen den Schrägverzahnungen auf den Kolben und im antreibenden Teil W erzeugte Reibungskraft den antreibenden Teil 90' und die Teile der Reibungskupplung 146' nach vorn, um die Feder 180 beim Zusammenhatten der Zähne auf dem Reibungskuop-

lungs-Ausgangsteil 148' mit den Zähnen auf dem angetriebenen Ratschenkupplungsteil 129' während des Drehantriebsvorgangs zu unterstützen.

Die zwischen den Schrägverzahnungen erzeugte Reibungskraft ist auch bestrebt, den antreibenden Teil 90', 148' und den angetriebenen Teil 129* gegen Trennen aufgrund von Rückprall oder StoB zusammenzuhalten. Darüber hinaus wirkt die Reibungskraft beim Rücklauf des Kolbens in entgegengesetzter Richtung, um den antreibenden Teil zurückzuziehen und das Ratschen des to Reibungskupplungs-Ausgangsteiles 148' relativ zum angetriebenen Ratschenkupplungsteil 129' zu erleichtern.

Wie oben ausgeführt, stellt die Reibungskupplung 146' eine auf das Drehmoment ansprechende Oberlastsicherung sowie ein die Bewegung übertragendes Glied in dem Mechanismus 36 für intermittierenden Drehvorschub des Werkzeughalters 32 dar. Insbesondere wird, wenn ein in die Werkzeugfassung 116 eingesetztes Werkzeug sich im Bohrloch festgefressen hat oder in anderer Weise ein übermäßiges Gegendrehmoment auf

«iss Werkzeug ausgeübt wird, dieser Widerstand über den Werkzeughalter 32 auf den angetriebenen Ratschenmechanismusteil VSf über die oben beschriebene Antriebsverbindung übertragen. Bei so festgehaltenem angetriebenen Teil 129' wird aber der die Bewegung umsetzende Teil 90 nach wie vor durch den im Gehäuse 20 hin- und herlaufenden Kolben in Drebpendelbewegung versetzt Wenn jedoch der antreibende Teil 90' in der durch den Pfeil 176 angedeuteten Richtung gedreht wird, schlüpft einer oder schlüpfen beide Reibungskupplungsteile 144' und 148' relativ zu den Belleville-Ringen 150Λ und 150A Ein solcher Schlupf setzt sich so lange fort, bis die den angetriebenen Ratschenmechanismusteil 129' gegen Drehbewegung festhaltende Kraft aufgehoben ist

Der Hammer 18' kann auch in dieser Ausführungsform zu Anwendungszwecken benatzt werden, wenn axiales Schlagen ohne Drehen des Werkzeugs gewünscht ist Es kann dann auch ein Werkzeug benutzt werden, wie es in Verbindung mit F i g. 9 oben erläutert ist

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1. Patentansprüche;

   t. Bohrhammer, bei dem ein rückseitig geschlossener, gepuffert gelagerter Werkzeughalter durch einen freiliegenden, in einer hin- und herbeweglichen Kolbenhülse angeordneten Schläger axial und über eine Ratschenkupplung durch ein hüisenförmiges Drehpendelelement drehend beaufschlagbar ist, dessen Pendelbewegung über eine Schrägverzahnung von der Kolbenhülse auf das Element übertragbar ist, wobei der antreibende Teil der Ratschenkupplung vom Drehpendelelement antreibbar, axial gegenüber dem angetriebenen Ratschenkupplungsteil verschieblich und gegen dieses andrückbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehpendelelement und der antreibende Ratschenkupplungsteil als eine axial im wesentlichen nur gemeinsam verschiebiiche Einheit ausgebildet sind und zwischen den Schrägverzahnungen (142, 141) des Drehpendelelements und der Kolbenhülse (26) ein /Reibungsschluß besteht, durch den die Ratschenzähne (146) des antreibenden Teils der Ratschenkupplung gegen die Zähne (150) des angetriebenen Ratschenkupplungsteils (130) andrückbar bzw. von diesem zurückziehbar sind.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine den antreibenden Ratschenkupplungsteil gegen den angetriebenen Ratschenkupplungsteil (130; 129') drückende Feder (160; 180) zusätzlich vorgesehen ist, deren Andrückkraft schwächer ausgebildet ist als die beim Rücklauf der Kolbenhülse (26) in den Schrägverzahnungen (141, 142; 141', 142') von Drehpendelelement und Kolbenhülse (26) für das Trennen der ineinandergreifenden Ratschenzänne (146, 150; 164', 168') erzeugte Reibungskraft
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den die Ratschenkupplung einschließenden Kraftweg zwischen den Schrägverzahnungen (141,142; 141', 142') von Drehpendelelement und Kolbenhülse (26) und dem Werkzeugträger (32) eine auf das am Werkzeug (34J herrschende Gegendrehmoment ansprechende Überlastsicherung eingefügt ist.
4. 4. Vorrichtung nach einen, dir Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß der antreibende Ratschenkupplungsteil und das Drehpendelelement zu einem Stück vereinigt sind, an dem sowohl die Schrägverzahnungsteile (142) als auch die antreibenden Ratschenzähne (146) ausgebildet sind.
5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das die Schrägverzahnungsteile (142') tragende Drehpendelelement und der die antreibenden Ratschenzähne (168') tragende Ratschenkupplungsteil im wesentlichen verdrehtest und axial fest miteinander verbundene Teile sind, deren Verbindung begrenzte, abpuffernde relative Drehbewegungen und eine begrenzte axiale Bewegung zwischen beiden Teilen zuläßt.
6. 6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehpendelelement und der antreibende Ratschenkupplungsteil über eine die Überlastsicherung bildende, Federn (150/1, 15Of^ enthaltende Reibungskupplung miteinander verbunden sind.

   Die Erfindung bezieht sich auf einen Bohrhammer, bei dem ein rückseitig geschlossener, gepuffert gelagerter Werkzeughalter durch einen freifliegenden, in einer hin- und herbewegiichen Kolbenhülse angeordneten Schläger axial und über eine Ratschenkupplung durch ein hüisenförmiges Drehpendelelement drehend beaufschlagbar ist, dessen Pendelbewegung über eine Schrägverzahnung von der Kolbenhülse auf das Element übertragbar ist, wobei der antreibende Teil der

   ι ο Ratschenkupplung vom Drehpendelelement antreibbar, axial gegenüber dem angetriebenen Ratschenkupplungselement verschieblich und gegen dieses andrückbar ist
   Aus DE-OS 14 83 854 ist ein derartiger Bohrhammer

   is bekannt, bei dem der antreibende Teil der Ratschenkupplung ein auf einem an der Außenseite der Drehpendelhülse ausgebildeten Keilwellenprofil axial verschiebbarer Ring ist, dessen axialgerichtete Verzahnung durch eine Feder in Eingriff mit der emsprechenden Verzahnung des angetriebenen Ratschenkupplungsteiles gedruckt wird Das Drehpendelelement selbst ist bei diesem Bohrhammer gegen axiales Verschieben gesichert Die Andrückfeder gestattet dem antreibenden Ratschenkupplungsteil, sich von dem angetriebenen Ratschenkupplungsteil abzuheben, wenn das Drehpendelelement sich zurückdreht, wobei die Zähne der Ratschenkupplungsteile mh ihren schrägen Flanschen überein^nderlaufen. Für die Funktion der Ratschenkupplung ist die Kraft der Andrückfeder kritisch. Wenn nämlich die Andrückfeder ausreichend hart ausgelegt wird, um die Verzahnungen der Ratschenkupplungsteile während des Antriebshubes richtig in Eingriff zu halten, werden die Ratschenzähne bei dem Rückwärtslauf des Kolbens bzw. der dabei stattfindenden Rückwärtsdrehung des Drehpendelelements nicht richtig außer Eingriff genommen, sondern beim Obereinandergleiten mit erheblicher Kraft gegeneinandergedrückt Legt man aber andererseits die Feder ausreichend schwach aus, um sicherzustellen, daß die

   ■to Ratschenverzahnungen während Jea Rückwärtshubes richtig außer Eingriff kommen, kann wiederum nicht sichergestellt werden, daß die Verzahnungen während des Vorwärtshubes des Mechanismus richtig in Eingriff gehalten werden. Der bei dem bekannten Bohrhammer

   *"> benutzte Aufbau des die Drehbewegung übertragenden Mechanismus bedingt somit erhebliche Schwierigkeiten für die sichere Funktionsweise und erhebliche Verschleißgefahr.
   Aus DE-PS 3 77 285 ist eine Umsetzvorrichtung für

   so Preßluft-Werkzeuge bekannt, bei der ein Kolben bei seiner Bewegung in der einen Richtung einen Schlaghub und bei seiner Rückwärtsbewegung eine Drehbewegung auf eine Umsetzhülse ausüben soll. Dazu ist ein Reibkegel vorgesehen, der mit inneren Leisten in Drallnuten des Kolbenhalses greift und beim Schlaghub des Kolbens aus einer kegeligen Bohrung des Gehäuses herausgedrückt und beim Rücklauf des Kolbens durch das Andrücken des Werkzeugs gegen das Werkstück in die Kegelbohrung des Gehäuses hineingedrückt wird.

   m> Mit einer solchen Umsetzvorrichtung ist jedoch nicht die gleichzeitige Übertragung eines axialen Schlages und eines Drehmoments auf ein Werkzeug möglich. Insbesondere vermag eine solche bekannte Umsetzvorrichtung keine Möglichkeit aufzuzeigen, wie die hohen

   ^h'' Anforderungen hinsichtlich Kupplungsfestigkeit und Sicherheit der Kupplungsbetätigung bei gleichzeitiger Übertragung eines axialen Schlages und eines Drehmoments erfüllt werden könnten.