DE2844086A1

DE2844086A1 - Handwerkzeugmaschine, insbesondere schlaghammer

Info

Publication number: DE2844086A1
Application number: DE19782844086
Authority: DE
Inventors: Werner Lehmann; Ulrich Dipl Ing Ranger; Karl Dipl Ing Dr Wanner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1978-10-10
Filing date: 1978-10-10
Publication date: 1980-04-30
Also published as: US4276941A; GB2031784A

Description

28U086

R. 5 0 4c
20.9.1978

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1 Handwerkzeugmaschine, insbesondere Schlaghammer Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Handwerkzeugmaschine/ insbesondere einem Schlaghammer, nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einer bekannten Handwerkzeugmaschine wird das Luftpolsterschlagwerk von einem Elektromotor über ein Kurbelgetriebe angetrieben. Diese Maschine arbeitet an sich zufriedenstellend. Jedoch ist die erforderliche Umwandlung der Drehantriebsbewegung des elektrischen Antriebsmotors in eine axiale Hin- und Herbewegung des Schlagwerkes mit Hilfe des verwendeten, besonderen Kurbeltriebes verhältnismäßig aufwendig. Das Getriebe besitzt mehrere Getriebestufen. Es ist eine Vielzahl von einzelnen Getriebeteilen notwendig, z.B. vier Wellen, mehrere Zahnräder und auch mehrere Lager für die einzelnen Getriebeteile. Dadurch ist die Maschine relativ kompliziert, störanfällig, teuer, schwer und dadurch relativ unhandlich mit ungünstig

030018/0016

gelegenem Schwerpunkt. Das Getriebe mit Motor baut im übrigen relativ groß.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine, insbesondere der erfindungsgemäße Schlaghammer, mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber folgende Vorteile. Durch das besondere, einstufige Kurbelgetriebe erfordert das Getriebe nur wenig Teile, nämlich nur eine einzige Getriebewelle, motorseitig ein Antriebsritzel und getriebeseitig das Tellerrad, also insgesamt nur zwei Zahnräder, und ferner nur einen geringen Lageraufwand. Die erfindungsgemäße Ausbildung ermöglicht eine gedrungene, in Axialrichtung gesehen kurze Bauweise der Maschine. Dies alles ermöglicht eine günstige Schwerpunktlage. Der Schwerpunkt liegt beim bestimmungsgemäßen Gebrauch der Maschine, bei dem letztere mit ihrer Axialerstreckung etwa lotrecht gehalten ist, extrem niedrig, was zu entsprechend leichter Handhabung der Maschine führt. Durch die geringe Anzahl von getriebeseitigen Einzelteilen ist die Maschine im übrigen einfach und robust sowie wartungsarm. Vor allem ist sie relativ billig und vom Gewicht her leicht, was ebenfalls die Handhabung verbessert. Dies alles wird erreicht bei nach wie vor großer Leistungsfähigkeit.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Handwerkzeugmaschine möglich. So sind Ausführungsformen nach den Ansprüchen 2-4 besonders vorteilhaft.

030018/0016

Eine weitere, besonders vorteilhafte Ausführungsform ergibt sich aus Anspruch 5 sowie den folgenden Ansprüchen 6-8. Dadurch wird erreicht, daß Frischluft nicht etwa von vorn her, wo der Werkzeughalter sitzt, angesaugt wird, sondern am im wesentlichen gegenüberliegenden Endbereich der Handwerkzeugmaschine. Beim bestimmungsgemäßen Gebrauch bedeutet dies, daß die Frischluft im wesentlichen von oben nach unten angesaugt wird. Ausgeblasen wird die Luft im gerichteten Abluftstrom nach vorn hin zum Werkzeughalter und darin gehaltenen Werkzeug. Dies führt zum Wegblasen von Schmutz und Staub vom Werkzeug und vor allem zu minimaler Staubbelästigung der Bedienungsperson. Zugleich wird dadurch verhindert, daß Schmutz und Staub beim Betrieb durch den Werkzeughalter hindurch in das Innere der Maschine eindringen kann. Von Vorteil ist ferner eine gleichzeitig erreichte Kühlung des Schlagwerkes dadurch, daß z.B. ein Teilstrom der vom Sauglüfter angesaugten Frischluft als Kühlluft über die Zylinderhülse, die das Schlagwerk enthält, im Axialbereich des Schlagwerkes geführt ist. Zusätzlich dazu oder statt dessen erfährt das Schlagwerk auch dadurch eine gute Kühlung, daß die durch den Ringkanal geführte Abluft vor Austreten aus letzterem die in diesem Axialbereich gelegene Außenfläche der Zylinderhülse mit darin enthaltenem Schlagwerk überstreicht und somit das Schlagwerk ebenfalls kühlt.

Zeichnung

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Zeichnung zeigt einen schematischen, axialen Längsschnitt eines Schlaghammers.

030018/0016

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

Die gezeigte Handwerkzeugmaschine ist als Schlaghammer 10 ausgebildet, der ein Gehäuse 11 besitzt, an das im vorderen Bereich ein vorderer Werkzeughalter 12 mit innerer Steckaufnähme 13 mittels eines Flansches 15 und mittels nicht weiter gezeigter Schrauben angeschraubt ist. Die Steckaufnahme 13 verläuft koaxial und in"Verlängerung einer innerern Führungshülse 16 im Inneren des Gehäuses 11. Die Steckaufnahme 13 ist z.B. als Vielkantbohrung, insbesondere Sechskantbohrung, gestaltet. In die Steckaufnahme 13 ist ein Werkzeug 14 mit einem Schaftabschnitt 17 einsteckbar, der entsprechend als Vielkantabschnitt, insbesondere Sechskantabschnitt, ausgebildet ist. Da4urch ist das Werkzeug 14 im Werkzeughalter 12 undrehbar gehalten. Der Schaftabschnitt 17 weist eine Längsnut 18 auf. Als axiale Sicherung des Werkzeuges 14 gegen Herausfallen und als axiale Begrenzung der Hin- und Herbewegung des Werkzeuges 14 greift in die Längsnut 18 ein quer dazu im Werkzeughalter 12 gehaltener Sperrbolzen 19 ein.

Auf einem äußeren Schaftabschnitt 20 des Werkzeuges 14 ist innerhalb einer Aussparung 21, insbesondere Ringnut, ein Formteil 22 aus gummielastischem Material fest, jedoch auswechselbar, auf jeden Fall axial verschiebesicher, gehalten. Das Formteil 22 hat im Querschnitt z.B. die Form einer dicken Zylinderhülse mit abgerundeten Endflächen. Es besitzt auf derjenigen Seite, die zur axialen Stirnfläche 23 des vorderen Endabsatzes

24 des Werkzeughalters 12 weist, eine axiale Ringfläche

25 als Anschlagfläche. Letztere erstreckt sich radial über die Stirnfläche 23 hinaus und wirkt so als gleichzeitiger Staubschutz. Vor allem kann das Formteil 22 mit seiner Ringfläche 25 schlag- und zugleich geräuschdämpfend an der zugeordneten Stirnfläche 23 des Endabsatzes

030018/0016

des Werkzeughalters anschlagen, und zwar einmal als sog. B-Schlagdämpfung und zum anderen zur notwendigen axialen Abstützung des Werkzeuges 14 gegenüber dem Schlaghammer 10 mit Schwingungsdämpfung zwischen Werkzeug 14 und Werkzeughalter 12. Das Formteil 22 trägt auf seiner äußeren Umfangsfläche eine etwa topfförmige Umkleidung 26 aus Metall oder Kunststoff, die zugleich als Verstärkung des Formteiles 22 wirksam sein kann und ein überstarkes Ausbeulen des Formteiles 22 nach außen hin beim Anschlagen verhindert. Die Umkleidung erstreckt sich in Einsteckrichtung des Werkzeuges 14 zum vorderen Endabsatz 24 hin und übergreift letzteren außen auf relativ großer axialer Länge mit Bewegungsspiel und etwa kappenartig. Die Umkleidung 26 wirkt somit als den Endabsatz 24 etwa schirmförmig überlappender Staubschutz und als gleichzeitiger, zusätzlicher Geräuschdämpfer. Durch den Staubschutz ist das fett- oder ölgeschmierte Innere des Schlaghammers 10 gegen Eindringen von Schmutz von außen her geschützt.

Das Gehäuse 11 des Schlaghammers 10 ist zum Teil als rohrförmige, langgestreckte Zylinderhülse 30 gestaltet. Innerhalb letzterer ist ein Schlagwerk 31 enthalten, das einen hin und her gehend angetriebenen Antriebskolben 32 und ferner einen vom Antriebskolben 32 über ein Luftpolster 33 beaufschlagten Schläger 34 aufweist. Der Antriebskolben 32 und der Schläger 34 sind beide koaxial und hintereinander angeordnet. Der Antriebskolben 32 ist als Hohlkolben gestaltet mit Kolbenboden und damit einstückiger, in der Zeichnung nach links hin offener Kolbenhülse 36. Letztere ist auf der Zylinderhülse 30 gleitbeweglich geführt. Die Kolbenhülse 36 dient ihrerseits im Inneren zur Aufnahme und gleitbeweglichen, dichten Führung des Schlägers 34. Letzterer besteht aus

030018/0016

einem Teller 37 mit Dichtungsring 38 und einem mit dem Teller 37 einstückigen, sich von dort aus in der Zeichnung nach links erstreckenden Schlägerschaft 39, der lang und schlank gestaltet ist und im wesentlichen gleichen Durchmesser aufweist, vie der Schaftabschnitt des Werkzeuges 14. Der Schlägerschaft 39 ist im Inneren der Führungshülse 16 gleitbeweglich geführt und taucht mit seinem Ende je nach Stellung in die Steckaufnahme ein, ohne am Vielkant anzustoßen. Mit seiner in der Zeichnung linken, freien Stirnfläche beaufschlagt der Schlägerschaft 39 ohne Zwischenglied in Form eines Zwischendöppers unmittelbar das zugewandte freie Ende 41 des Werkzeuges 14. Die vom Schläger 34 aufgebrachte Schlagenergie wird somit unmittelbar auf das Werkzeug 14 übertragen, was zu optimaler Ausnutzung der bereitgestellten Leistung und optimaler Schlagenergieübertragung führt.

Innerhalb eines sich etwa über 180° Umfangswinkel erstreckenden Gehäusemantels 50, der in der Zeichnung von oben her auf der Zylinderhülse 30 aufsitzt, ist ein elektrischer Antriebsmotor 51, z.B. ein Universalmotor, angeordnet, dessen Rotor 52 auf einer beidseitig herausgeführten Motorwelle 53 sitzt. Der Antriebsmotor 51 arbeitet über ein Kurbelgetriebe 54 auf das Schlagwerk Wie erkennbar, ist der Antriebsmotor 51 im wesentlichen achsparallel zu der Zylinderhülse 30 und seitlich neben letzterer, in der Zeichnung oberhalb letzterer, angeordnet. Dabei weist dasjenige Ende der Motorwelle 53, das ein Antriebsritzel 55 trägt, in zum Werkzeughalter abgewandter Richtung, also in der Zeichnung nach rechts. Auf dem gegenüberliegenden Ende der Motorwelle 53, also in der Zeichnung links, ist ein Lüfter 56,z.B. in Gestalt eines Gebläserades oder Ventilatorflügels, gehalten.

030018/0016

Die Motorwelle 53 ist im Bereich beider Enden gehäuseseitig gelagert.

Das Kurbelgetriebe 54 ist einstufig gestaltet. Es ist rückseitig des Kolbenbodens 35 des Antriebskolbens 32 mit zur Längsmittelachse 57 der Zylinderhülse 30 quer verlaufendem, einzigem Getriebezug angeordnet. Dieser weist ein mit dem Antriebsritzel 55 kämmendes, kegelverzahntes Tellerrad 58, eine das Tellerrad 58 drehfest tragende, im Gehäuse mittels zweier Lager 59 und 60
gelagerte Getriebewelle 61 und ferner eine Kurbelscheibe 62 auf, die an dem dem Tellerrad 58 gegenüberliegenden Ende der Getriebewelle 61 drehfest gehalten ist. Die
Kurbelscheibe 62 trägt einen Kurbelzapfen 63 und letzterem diametral gegenüberliegend ein Gegengewicht 64. Am
Kurbelzapfen 63 greift das Pleuelauge 65 einer Pleuelstange 66 schwenkbar an, die über einen Kolbenbolzen rückseitig am Kolbenboden 35 des Antriebskolbens 32
angelenkt ist.

Das übersetzungsverhältnis des Kurbelgetriebes 54 vom Antriebsritzel 55 bis hin zum Translationsantrieb für den Antriebskolben 32 beträgt etwa 10 zu 1. Dies bedeutet, daß der Antriebsmotor 51/ wie bei derartigen Schlaghämmern üblich/etwa mit einer Lastdrehzahl· von 12 000 bis 16 000 U/min dreht und demgemäß das Schlagwerk 31 dann etwa mit 1000 bis 1600 Schlagen /min schlägt.

Die Anordnung ist so getroffen, daß das Antriebsritzel sich rückseitig des Antriebskolbens 32 etwa auf axialer Höhe der Pleuelstange 66 erstreckt. Der Lüfter 56 des Antriebsmotors 51 ist etwa auf axialer Höhe des Schlägers 34, zumindest auf axialer Höhe des von dem Teller 37
axial durchlaufenen Hubweges, angeordnet.

030018/0016

Gekennzeichnet ist der Schlaghammer 10 ferner durch eine mit durchgezogenen Linien 68 und 69 und Pfeilen angedeutete Kühlluftführung des Antriebsmotors 51 durch diesen hindurch und zur Außenfläche 42 der Zylinderhülse 30 im Axialbereich des Schlagwerkes 31 mit zum Werkzeughalter 12 hin gerichtetem Luftstrom, insbesondere Abluftstrom, der dort durch Austrittspfeile 70, 71 angedeutet ist. Der Lüfter 56 ist als Sauglüfter ausgebildet. Er saugt am ihm gegenüberliegenden Endbereich, also in der Zeichnung rechten Endbereich, des Antriebsmotors 51 durch äußere Ansaugöffnungen 72, 73 im Gehäusemantel 50 Außenluft an, was durch dortige Pfeile 74, 75 angedeutet ist. Die angesaugte Außenluft wird vom Lüfter 56 durch den Antriebsmotor 51 in dessen Axialrichtung hindurchgesaugt, was die Linien 68, 69 verdeutlichen. Sodann wird die Luft als Abluft im Lüfterbereich radial in einen Ringkanal 76 abgeführt, was durch die Linie 77 angedeutet ist. Der Ringkanal 76 umgibt auf großem Umfangswinkel, z.B. von mehr als 180 , die Außenfläche 42 der Zylinderhülse 30, die damit von der Abluft entlang der Linie 77 umströmt ist. Der Ringkanal 76 weist in Axialrichtung und dabei zum Werkzeughalter 12 hin gerichtete Abluftöffnungen auf, hier z.B. durch eine einzige umlaufende Ringöffnung 78 gebildet, die über den gesamten Umfangswinkel in der Zeichnung nach links hin offen ist, über die sich der Ringkanal 76 um die Außenfläche 42 der Zylinderhülse 30 herum erstreckt, soweit er nicht innerhalb des Gehäusemantels verläuft, über die Ringöffnung 78 strömt die Abluft in Richtung der Pfeile 70, 71 im gerichteten Strom entlang der Außenfläche 42 der Zylinderhülse 30 und zum Werkzeughalter 12 hin. Dieser Abluftstrom 70, 71 kühlt dabei das Schlagwerk 31. Zugleich wird beim bestimmungsgemäßen Gebrauch des Schlaghammers 10 die dabei entstehende Staubbelästigung für die Bedienungsperson auf

030018/0016

■^y" 28U086 -Al'

ein Minimum reduziert, weil die Abluft 70, 71 zum Werkzeug 14 hin geblasen wird. Zugleich ist dadurch in gewissem Umfang ein Luftteppich, geschaffen, der zusätzlich ein evtl. Eindringen von Schmutz und Staub in den Werkzeughalter 12 und weiter in das Innere des Schlaghammers 10 verhindert. Der Ringkanal 76 befindet sich auf etwa axialer Höhe des Schlägers 34, zumindest auf Höhe des vom Teller 37 axial durchlaufenen Hubweges. Im Bereich der Zylinderhülse 30 ist der Ringkanal 76 auf seiner dortigen Umfangserstreckung einerseits von der Außenfläche 42 der Zylinderhülse 30 und andererseits von einem diese Außenfläche 42 mit radialem Abstand umgebenden Ringmantel 79 begrenzt, der z.B. an der Zylinderhülse angeformt ist.

Die äußeren Ansaugöffnungen 72, 73 im Gehäusemantel 50 befinden sich etwa auf Höhe des rückwärtigen Axialbereichs des Kolbenbodens 35. Ein Teilstrom der vom Lüfter 56 angesaugten Frischluft gemäß den Pfeilen 74, 75 ist ebenfalls als Kühlluft über die Zylinderhülse geführt, und zwar ebenfalls im Axialbereich des Schlagwerkes 31/ z.B. rückseitig des Kolbenbodens 35 und in Axialrichtung längs der Kolbenhülse 36.

Der Schlaghammer ist einfach, robust, wartungsarm und praktisch nicht störanfällig. Er weist getriebeseitig nur wenige Teile auf, und zwar nur die einzige Getriebewelle 61 mit zwei Lagern 59 und 60, ferner nur die beiden Zahnräder, nämlich das Antriebsritzel 55 und das Tellerrad 58. Der getriebeseitige Aufwand ist also außerordentlich gering. Dadurch ist der Schlaghammer billig und leicht, weshalb er auch sehr handlich zu handhaben ist. Ferner baut der Schlaghammer 10 durch die Anordnung des Antriebsmotors 51 sehr kurz. Dies

030018/0016 ο

-V- 28U086

führt zu einer günstigen Schwerpunktlage mit beim bestimmungsgemaßen Gebrauch, bei dem die Längsmittelachse 57 etwa lotrecht verläuft, extrem niedrig liegendem Schwerpunkt, wodurch die Handhabung noch weiter verbessert ist. Zugleich ist die Staubbelästigung für die Bedienungsperson reduziert und das Schlagwerk 31 über den Frischluftstrom und auch den Abluftstrom gekühlt, was die Standfestigkeit und Lebensdauer des Schlagwerkes 31 noch erhöht.

030018/0016

Claims

R. ■ ■ . .
20.9.1978

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1

Ansprüche

Γ 1J Handwerkzeugmaschine, insbesondere Schlaghammer, mit einem insbesondere elektrischen Antriebsmotor, der über ein Getriebe auf ein nachgeschaltetes Schlagwerk arbeitet, das in einer Zylinderhülse einen axial hin und her beweglich geführten und angetriebenen Antriebskolben und einen koaxialen, vom Antriebskolben über vorzugsweise ein Luftpolster beaufschlagbaren Schläger zur Erzeugung der Schlagenergie für ein in einen vorderen Werkzeughalter mit seinem Schaft einsteckbares Werkzeug aufweist, wobei der Antriebsmotor im wesentlichen achsparallel zu und seitlich neben der Zylinderhülse angeordnet ist und das Antriebsritzel auf der Motorwelle in zum Werkzeughalter abgewandter Richtung, der Lüfter hingegen auf der Motorwelle in zum Werkzeughalter hin gewandter Richtung weist, gekennzeichnet durch ein einstufiges Kurbelgetriebe(54),das rückseitig des Antriebskolbens (32,35,36) mit zur Längsmittelachse (57) der Zylinderhülse (30) quer verlaufendem Getriebezug (58,61,62) angeordnet ist und ein mit dem Antriebsritzel (55) kämmendes Tellerrad (58), eine letzteres (58) drehfest tragende, im Gehäuse (11,50) drehbar (59,60) gelagerte Getriebewelle (61)

030018/0016

ORIGINAL INSPECTED

und einen am dem Tellerrad (58) gegenüberliegenden Ende der Getriebewelle (61) fest darauf angeordneten Kurbelarm (62), insbesondere eine Kurbelscheibe, mit Kurbelzapfen (63) aufweist, an dem das Pleuelauge (65) einer rückseitig am Antriebskolben (32,35,36) über Kolbenbolzen (67) angelenkten Pleuelstange (66) schwenkbar angreift.
2. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das übersetzungsverhältnis des Getriebes (54) vom Antriebsritzel (55) bis hin zum Translationsantrieb des Antriebskolbens (32) derart gewählt ist, daß das Schlagwerk (31) mit etwa 1000 bis 1600 Schlägen/min angetrieben ist.
3. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, d a durch gekennzeichnet, daß das Antriebsritzel (55) sich rückseitig des Antriebskolbens (32) etwa auf axialer Höhe der Pleuelstange (66) erstreckt.
4. Handwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lüfter (56) des Antriebsmotors (51) etwa auf axialer Höhe des Schlägers (34), zumindest in Höhe des vom Schläger (34) axial durchlaufenen Hubweges, angeordnet ist.
5. Handwerkzeugmaschine, insbesondere nach einem der Ansprüche 1-4, gekennzeichnet durch eine Kühlluftführung (68 - 78) des Antriebsmotors (51) durch diesen hindurch und zur Außenseite (42) der Zylinderhülse (30) im Axialbereich des Schlagwerkes (31) mit zum Werkzeughalter (12) hin gerichtetem Luftstrom (70,71), insbesondere Abluftstrom.

030018/0016
6. Handwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Lüfter (56) als Sauglüfter ausgebildet ist, der am ihm gegenüberliegenden Endbereich des Antriebsmotors (51) durch äußere Ansaugöffnungen (72,73) Aüßenluft (74,75) ansaugt, durch den Antriebsmotor

(51) in dessen Axialrichtung hindurchsaugt und im Lüfterbereich radial in einen Ringkanal (76) abführt, der auf großem Umfangswinkel die Außenseite (42) der. Zylinderhülse (30) umgibt und in Axialrichtung und zum Werkzeughalter (12) hin weisende Abluftöffnungen

(78) aufweist, über die die Abluft (70,71) im gerichteten Strom zum Werkzeughalter (12) abströmt.
7. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 6, dadurch ge kenn zeichnet, daß die äußeren Ansaugöffnungen (72,73) etwa auf Höhe des rückwärtigen Axialbereichs des Antriebskolbens (32) angeordnet sind und daß ein Teilstrom der vom Sauglüfter (56) angesaugten Frischluft als Kühlluft über die Zylinderhülse (30) im Axialbereich des Schlagwerkes (31) geführt ist.
8. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 6 oder 7, d a durch gekennzeichnet, daß der Ringkanal (76) etwa auf axialer Höhe des Schlägers (34), zumindest in Höhe des vom Schläger (34) axial durchlaufenen Hubweges, angeordnet ist und im Bereich der Zylinderhülse (30) auf seiner Umfangserstreckung einerseits von der Außenfläche (42) der Zylinderhülse (30) und andererseits von einem letztere mit radialem Abstand umgebenden Ringmantel (79) begrenzt ist, wobei der Ringkanal (76) auf dieser Umfangserstreckung zum Werkzeughalter (12) hin durchgehend offen ist unter Bildung der Abluftöffnung (78) .

030018/0016