DE2835569A1 - DRILL AND CHISEL HAMMER WITH COMBUSTION ENGINE DRIVE - Google Patents
DRILL AND CHISEL HAMMER WITH COMBUSTION ENGINE DRIVEInfo
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Description
"Planetengetriebe""Planetary gear"
D R. B E R 3 DIP L. - I H G. Γ> TAPF DiPL.-ING. SCHWAf-- Γ T 0Π. S/.f^J-AlRD R. B E R 3 DIP L. - I H G. Γ> TAPF DiPL.-ING. SCHWAf-- Γ T 0Π. S / .f ^ J-AlR
8 MÜNCHEN 8 0 · MAU IiRKIRCH EHSTR. 45 fr VV V V-8 MUNICH 8 0 MAU IiRKIRCH EHSTR. 45 for VV V V-
Anwaltsakte: 29 431 It·August 1978Attorney's file: 29 431 It August 1978
HILTI AKTIENGESELLSCHAFT IN SCHAAN (Fürstentum Liechtenstein)HILTI AKTIENGESELLSCHAFT IN SCHAAN (Principality of Liechtenstein)
Die Erfindung betrifft ein Handwerkzeug, wie insbesondere einen Bohr- und Meisselhammer, der durch einen Verbrennungsmotor angetrieben wird und ein mit der Kurbelwelle des Motors verbundenes Schwungrad aufweist.The invention relates to a hand tool, in particular a hammer drill and chisel, which is driven by an internal combustion engine and has a flywheel connected to the crankshaft of the engine.
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Handwerkzeuge der oben genannten Art werden insbesondere für grössere Abbauleistung sowie auf abgelegenen, ohne Stromversorgung versehenen Bauplätzen verwendet. Gegenüber elektrisch betriebenen Geräten haben diese Werkzeuge den Vorteil einer grösseren Mobilität. Andererseits weisen bekannte, durch einen Verbrennungsmotor betriebene Geräte gegenüber elektrisch betriebenen Geräten ein erheblich höheres Gewicht, eine wesentlich grössere Geräusch- bzw. Lärmentwicklung sowie stärkere Vibrationen auf.Hand tools of the type mentioned above are especially used for greater dismantling capacity as well as on remote building sites without power supply. Compared to electrically operated Devices, these tools have the advantage of greater mobility. On the other hand, known by an internal combustion engine operated devices compared to electrically operated devices have a significantly higher weight, a much larger one Noise or noise development as well as stronger vibrations.
Das Arbeiten mit den bisher bekannten Geräten ist daher auf die Dauer sehr ermüdend. Um einerseits die Ungleichförmigkeit des Antriebsmotors und andererseits die zeitliche Verschiebung zwischen Leistungsabgabe des Verbrennungsmotors und Leistungsaufnahme des Schlagwerkes auszugleichen, weisen die bekannten Bohr- und Meisselhämmer ein mit der Kurbelwelle des Motors verbundenes Schwungrad auf. Die im Schwungrad speicherbare Energie muss genügend gross sein, um die vom Schlagwerk pulsartig erforderliche Schlagarbeit und die Verdichtungsarbeit des Verbrennungsmotors ohne grössere Drehzahlabnahme zu decken. Damit beim Abheben des Werkzeuges von dem zu bearbeitenden Untergrund ein Hochlaufen der Motordrehzahl und damit eine ungewollte, übermässige Lärmentwicklung verhindert werden kann, weisen bekannte Werkzeuge eine Drosseleinrichtung auf, mit der die Drehzahl des Motors auf eine Leerlaufdrehzahl abgesenkt werden kann. Die Betätigung dieser Drosseleinrichtung erfolgt manuell oder automatisch. Um nun während diesen Einsatzpausen sowie vor allem beim Wiedereinsetzen ein "Absterben" des Motors bei einer geringen Leerlaufdrehzahl zu verhindern, muss das Schwungrad ein bestimmtes Schwungmoment aufweisen. Dies ist beispielsweise möglich, mit einem gross dimensionierten Schwungrad wobei aber aus Gewichts- und Platzgründen der Grosse des Schwungrades Grenzen gesetzt sind.Working with the previously known devices is therefore limited to the Duration very tiring. On the one hand the irregularity of the drive motor and on the other hand the time shift between To balance the power output of the combustion engine and the power consumption of the hammer mechanism, the well-known drilling and chipping hammers have a flywheel connected to the crankshaft of the engine. The energy that can be stored in the flywheel must be sufficient be large to the pulse-like impact work required by the hammer mechanism and the compression work of the internal combustion engine to cover without a major decrease in speed. So that when the tool is lifted from the surface to be processed, the Known tools have a motor speed and thus an unwanted, excessive noise development can be prevented Throttle device, with which the speed of the engine can be reduced to an idle speed. The actuation of this Throttle device takes place manually or automatically. To now during these breaks and especially when returning to work To prevent the engine from "dying off" at low idle speed, the flywheel must have a certain moment of inertia exhibit. This is possible, for example, with a large flywheel, but for reasons of weight and space there are limits to the size of the flywheel.
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Bei den derzeit üblichen, einen Verbrennungsmotorantrieb aufweisenden Handwerkzeugen handelt es sich meist um sogenannte Schnellläufer, bei denen die erforderliche Leistung erst bei einer relativ hohen Nenndrehzahl erreicht wird. Dies ergibt jedoch einen sehr hohen Geräuschpegel und starke Vibrationen, weshalb die Geräte auf die Dauer gesundheitsschädigend und kaum mehr einsetzbar sind. Sogenannte Langsamläufer benötigen dagegen ein grosses und schweres Schwungrad, sodass diese für tragbare Geräte nicht geeignet sind.In the case of the currently usual, an internal combustion engine drive Hand tools are mostly so-called high-speed runners, in which the required performance is only achieved with a relative high rated speed is reached. However, this results in a very high noise level and strong vibrations, which is why the Devices are harmful to health in the long term and can hardly be used anymore. So-called slow runners, on the other hand, need a large one and heavy flywheel, so they are not suitable for portable devices.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Handwerkzeug zu schaffen, das eine niedrige Motordrehzahl ermöglicht und ein geringes Gewicht aufweist.The invention is based on the object of creating a hand tool that enables a low engine speed and a has a low weight.
Gemäss der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass zwischen der Kurbelwelle und dem Schwungrad ein die Drehzahl des Schwungrades gegenüber der Kurbelwelle erhöhendes Uebersetzungsgetriebe angeordnet ist. Da der Energieinhalt eines Schwungrades mit der Drehzahl quadratisch zunimmt, ist trotz des zusätzlichen Uebersetzungsgetriebes eine Gewichtseinsparung des ganzen Gerätes und eine Herabsetzung der Motordrehzahl· möglich.According to the invention, this is achieved in that between of the crankshaft and the flywheel, a transmission gear that increases the speed of the flywheel with respect to the crankshaft is arranged. Since the energy content of a flywheel increases quadratically with the speed, this is despite the additional transmission gear a weight saving of the whole device and a reduction of the engine speed · possible.
Bei Kleingeräten übernimmt das Schwungrad meist auch noch andere Aufgaben. So ist es üblich, das Schwungrad als Lüfterflügel zur Erzeugung eines den Motor kühlenden Luftstromes auszubilden. Die Erhöhung der Drehzahl des Schwungrades mittels des Uebersetzungsgetriebes hat nun auch einen erheblich grösseren Luftdurchsatz zur Folge, sodass auch bei längerem Dauereinsatz des Werkzeuges trotz des geringen Schwungraddurchmessers eine genügende Kühlung des "Motors erreicht wird. Da das Schwungrad meistens auch noch als Generator zur Erzeugung des Zündfunkens dient, kann die Zündspannung selbst bei geringer Drehzahl des AntriebsmotorsIn the case of small devices, the flywheel usually also takes on other tasks. So it is common to use the flywheel as a fan blade To train generation of an air flow cooling the engine. Increasing the speed of the flywheel by means of the reduction gear now also results in a significantly higher air flow rate, so that even when the tool is used for a long time In spite of the small flywheel diameter, sufficient cooling of the "engine is achieved. Since the flywheel is mostly too is still used as a generator to generate the ignition spark, the ignition voltage can be used even at a low speed of the drive motor
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einigermassen konstant gehalten werden. Ein die Drehzahl des Schwungrades gegenüber der Kurbelwelle erhöhendes Uebersetzungsgetriebe bringt ausserdeiti den zusätzlichen Vorteil einer Lagestabilisierung des ganzen Gerätes durch die Kreiselwirkung des Schwungrades. Ungewollte Kippbewegungen des ganzen Gerätes während des Einsatzes durch aussermittig angreifende Kräfte werden dadurch weitgehend verhindert. Das Gerät arbeitet somit auch wesentlich vibrationsärmer.be kept fairly constant. A reduction gear that increases the speed of the flywheel compared to the crankshaft also brings the additional advantage of position stabilization of the whole device through the gyroscopic effect of the flywheel. Unintentional tilting movements of the whole device during of use by eccentric forces thereby largely prevented. The device therefore also works with significantly lower vibrations.
Aus Platz- und Gewichtsgründen ist es vorteilhaft das Uebersetzungsgetriebe möglichst kompakt zu bauen. Um dies zu erreichen, ist es zweckmässig, dass das Uebersetzungsgetriebe als Planetengetriebe ausgebildet ist. Ein Planetengetriebe kann ausserdem koaxial zur Kurbelwelle angeordnet werden, sodass die äussere Form des Handwerkzeuges dadurch praktisch nicht nachteilig beeinflusst wird.For reasons of space and weight, it is advantageous to use the transmission gear to be built as compactly as possible. In order to achieve this, it is advisable that the transmission gear is a planetary gear is trained. A planetary gear can also be arranged coaxially to the crankshaft, so that the outer Shape of the hand tool is practically not adversely affected.
Zum Zwecke eines günstigen Kraftflusses sowie auch aus Dimensionierungsgründen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass der Steg des Planetengetriebes von der Kurbelwelle angetrieben, das Hohlrad mit dem Gehäuse feststehend verbunden und das Sonnenrad mit dem Schwungrad gekoppelt ist. Bei geeigneter Auslegung der Verzahnungen können zwei oder mehrere Planetenräder vorgesehen werden, sodass eine gleichmässige Kraftverteilung erfolgt.For the purpose of a favorable power flow as well as for reasons of dimensioning it has proven to be advantageous that the web of the planetary gear is driven by the crankshaft, the Ring gear is fixedly connected to the housing and the sun gear is coupled to the flywheel. With a suitable design of the Toothings, two or more planetary gears can be provided so that an even distribution of force takes place.
Dem Uebersetzungsverhaltnis zwischen der Kurbelwelle und dem Schwungrad sind aus praktischen Gründen Grenzen gesetzt. Durch das zusätzliche Uebersetzungsgetriebe wird ein Teil der möglichen Gewichtseinsparung am Schwungrad selbst wieder aufgehoben. Die Drehzahl des Schwungrades sollte'somit erheblich über derjenigen der Kurbelwelle liegen. Andererseits darf die Drehzahl des Schwungrades bei der Nenndrehzahl des Antriebsmotors jedoch auchThe transmission ratio between the crankshaft and the Flywheels are limited for practical reasons. The additional transmission gear is a part of the possible Weight savings on the flywheel itself canceled. the The speed of the flywheel should therefore be considerably higher than that the crankshaft. On the other hand, the speed of the flywheel at the rated speed of the drive motor is also allowed
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nicht zu gross sein, da sonst die Kreiselwirkung des Schwungrades so stark wird, dass sich das Gerät kaum mehr handhaben lässt. Zur Erreichung eines günstigen Mittelwertes ist es daher zweckmässig, dass das Uebersetzungsverhältnis des Uebersetzungsgetriebes 1:3 beträgt. Das Uebersetzungsverhältnis muss ein ganzzahliges Vielfaches sein, da das Schwungrad den Zündmagneten aufnimmt, der die Induktion der Zündspule bewirkt.not be too big, otherwise the gyroscopic effect of the flywheel becomes so strong that the device can hardly be handled. To the To achieve a favorable mean value, it is therefore advisable that the transmission ratio of the transmission gear is 1: 3 amounts to. The transmission ratio must be an integer multiple, since the flywheel takes up the magneto that drives the Induction of the ignition coil causes.
Die Erfindung soll nachstehend anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:The invention is to be explained in more detail below with reference to the drawing showing it as an example. Show it:
Fig. 1 Einen erfindungsgemässen Bohr- und Meisselhammer, teilweise geschnitten dargestellt.1 shows a hammer drill and chisel hammer according to the invention, shown partially in section.
Fig. 2 Einen Schnitt durch den in Fig. 1 dargestellten Bohr- und Meisselhammer entlang der Linie II-II, in vergrössertem Massstab.2 shows a section through the hammer drill and chisel hammer shown in FIG. 1 along the line II-II, on a larger scale.
Der in Fig. 1 ersichtliche Bohr- und Meisselhammer besteht im wesentlichen aus einem insgesamt mit 1 bezeichneten Gehäuse. Am rückwärtigen Ende des Gehäuses 1 ist ein Handgriff 2 angeordnet. Auf der dem Handgriff 2 gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 1 ist ein Werkzeughalter 3 ersichtlich. Im Gehäuse 1 ist eine insgesamt mit 4 bezeichnete Kurbelwelle des Antriebsmotors drehbar gelagert. An einer Kurbelwange 4a der Kurbelwelle 4 ist ein Pleuel 5 befestigt. Der Pleuel 5 ist seinerseits mit einem Kolben 6 des Antriebsmotors verbunden. Am oberen Ende der Kurbelwelle 4 ist eine insgesamt mit 7 bezeichnete Kurbel durch ein Gewinde 4b mit der Kurbelwelle 4 verbunden. Die Kurbel 7 weist einen Kurbelzapfen 7a auf, an dem eine Pleuelstange 8 des Schlagwerks drehbar befestigt ist. Die Pleuelstange 8 ist ihrerseits mit einem Antriebskolben 9 des Schlagwerks verbunden. Der Antriebskolben 9 wird in einer Laufbüchse 10 geführt.The hammer drill and chisel hammer shown in FIG. 1 consists essentially of a housing designated as a whole by 1. At the At the rear end of the housing 1, a handle 2 is arranged. On the side of the housing 1 opposite the handle 2 a tool holder 3 can be seen. A crankshaft, designated as a whole by 4, of the drive motor is rotatable in the housing 1 stored. A connecting rod 5 is attached to a crank web 4a of the crankshaft 4. The connecting rod 5 is in turn with a piston 6 of the drive motor connected. At the upper end of the crankshaft 4 is a generally designated 7 crank through a thread 4b connected to the crankshaft 4. The crank 7 has a crank pin 7a on which a connecting rod 8 of the striking mechanism can rotate is attached. The connecting rod 8 is in turn connected to a drive piston 9 of the striking mechanism. The drive piston 9 is guided in a liner 10.
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Das dem Gewinde 4b entgegengesetzte Ende der Kurbelwelle 4 ist von einem Planetengetriebe umgeben. Ein Steg 11 des Planetengetriebes ist mit der Kurbelwelle 4 drehfest verbunden. Am Steg 11 ist auf einer Achse 12 ein Planetenrad 13 angeordnet» Das Planetenrad 13 steht einerseits mit einem feststehenden, mit dem Gehäuse 1 verbundenen Hohlrad 14 und andererseits mit einem, an einem insgesamt mit 15 bezeichneten Schwungrad angeordneten Sonnenrad 15a im Eingriff. Das Schwungrad 15 sowie das damit verbundene Sonnenrad 15a sind auf der Kurbelwelle 4 über eine Lagerbüchse 16 drehbar gelagert. Durch das aus dem Steg 11, dem Planetenrad 13 sowie dem Hohlrad 14 und dem Sonnenrad 15a bestehenden Planetengetriebe wird die Drehzahl des Schwungrades 15 gegenüber derjenigen der Kurbelwelle 4 erhöht.The end of the crankshaft 4 opposite the thread 4b is surrounded by a planetary gear. A web 11 of the planetary gear is connected to the crankshaft 4 in a rotationally fixed manner. A planet gear 13 is arranged on an axle 12 on the web 11 »The planet gear 13 is on the one hand with a stationary ring gear 14 connected to the housing 1 and on the other hand with a a total of 15 designated flywheel arranged sun gear 15a in engagement. The flywheel 15 as well as that with it Connected sun gear 15a are rotatably mounted on the crankshaft 4 via a bearing bush 16. By the from the web 11, the The speed of the flywheel 15 becomes the planetary gear 13 as well as the planetary gear existing on the ring gear 14 and the sun gear 15a compared to that of the crankshaft 4 increased.
Aus dem in Fig. 2 dargestellten Schnitt durch das Planetengetriebe sind der Steg 11 sowie drei damit verbundene Achsen 12 ersichtlich. Auf den Achsen 12 sind die Planetenräder 13 gelagert. Wie die Zeichnung ebenfalls zeigt, stehen die Planetenräder 13 einerseits mit dem Hohlrad 14 sowie mit dem zentral angeordneten Sonnenrad 15a im Eingriff. Die Anordnung von drei Planetenrädern ist lediglich beispielhaft zu verstehen. Anstelle von drei Planetenrädern können auch nur ein, zwei oder mehr als drei Planetenräder vorgesehen werden.From the section shown in Fig. 2 through the planetary gear the web 11 and three axes 12 connected to it can be seen. The planet gears 13 are mounted on the axles 12. As the drawing also shows, the planet gears 13 are on the one hand with the ring gear 14 and with the centrally arranged Sun gear 15a in engagement. The arrangement of three planet gears is only to be understood as an example. Instead of three Planet gears can also be provided with only one, two or more than three planet gears.
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