-
Bohrhammer
-
Stand der Technik Die erfindung geht aus von einem Bohrhammer nach
der Gattung des Hauptanspruchs. Ein derartiger Bohrhammer ist bereits aus der DE-OS
22 52 951 (R. 1182) bekannt geworden. Dieser an sich recht zuverlässig arbeitende
bekannte Bohrhammer baut ziemlich groß und zeichnet sich durch einen relativ komplizierten
Aufbau aus: So ist die Führungshülse für das Schlagübertragungsglied über seine
ganze Länge in einer Hülse abgestützt. Ebenso verhält es sich mit dem Schlagübertragungsglied,
das hier die Form einer ziemlich langen und des} b sehr Masse t,ehafteten Werkzeugspindel
aufweist. Besonders für kleine, leicht zu handhabende Bohrhämmer ist diese bekannte
Konstruktion nicht geeignet.
-
Vorteile der Erfindung Der erfindungsgemäße Bohrhammer mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß er sehr robust ist
und sich durch lange Betriebsdauer - der vorhandene vwischendöySer verhindert Schmierstoffverluste
und Staubeintritt - auszeicnnet.
-
Die Größe und das Gewicht des erfindungsgemäßen Bohrhammers liegen
aber dennoch in dem Bereich der bisher bekannten Schlagbohrmaschinen, deren Leistungsfähigkeit
sich aber mit einem Bohrhammer nicht vergleichen lassen.
-
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen und Merkmale
ist eine vorteilhafte Weiterbildung und Verbesserung des im Hauptanspruch angegebenen
Bohrhammers möglich.
-
Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur
1 einen Bohrhammer im Teillängsschnitt, Figur 2 ein parallel zum Längsschnitt der
Figur 1 verlaufenden Längsschnitt durch eine Zwischenwelle des Bohrhammers und Figur
3 eine Einzelheit gemäß III der Figur 1..
-
Beschreibung des Ausführungsbeispiels Der dargestellte Bohrhammer
hat ein aus Metall bestehendes Getriebegehäuse 1, welches in einer äußeren Kunststoffschale
2 angeordnet ist. An ihrem vorderen Ende geht die Kunststoffschale in einen zylindrischen
Gehäusefortsatz 3 über, der etwa zum Festspannen von Zusatzgeräten oder einem Handgriff
ausgebildet ist. Am vorderen Ende des Gehäusefortsatzes 3 ist am Bohrhammer ein
Werkzeughalter 4 angeordnet, der zur Aufnahme eines Werkzeugs - hier ein Bohrer
5 - dient. Der Schaft des Bohrers 5 weist zwei beidseitig geschlossene Längsnuten
6 auf, in die im Werkzeughalter 4 radial verschiebliche Verriegelungselemente
-
Kugeln 7 - eingreifen. Die Kugeln sind in radialen Bohrungen eines Werkzeughalterrphres
8 geführt und mittels einer federbelasteten Schiehehülse 9 in ihrer radialen Beweglichkeit
gehindert. Wie in Figur 1 erkenntlich ist, kann sich der Bohrer 5 im Werkzeughalterrohr
8 axial bewegen. Die Länge dieser axialen Bewegungsmöglichkeit ist durch die axiale
Länge der Längsnuten 6 festgelegt.
-
Am hinteren, dem Werkzeughalter 4 abgewandten Ende ist an die Kunststoff-Gehäusesehale
2 ein Pistolenhandgriff 10 angeformt. In den Pistolenhandgriff 10 ist ein mit einem
Drücker 11 versehener Schalter eingebaut, über den der Bohrhammer in Betrieb gesetzt
werden kann. Am unteren Ende des Pistolenhandgriffs 10 ist durch eine elastische
Tülle ein Stromzuleitungskabel 12 eingeführt.
-
In einer Querwand 13 des Getriebegehäuses 1 ist etwa mittig ein Lagersitz
für ein vorderes, als Kugellager 14 ausgebildetes Lager einer Ankerwelle 15 eines
Elektromotors angeordnet. Der Elektromotor, von dem in der Zeichnung im wesentlichen
nur der vordere Teil der Ankerwelle 15 dargestellt ist, liegt also auf der vom Werkzeughalter
4 abgewandten Seite der Querwand 13 des Getriebegehäuses 1.
-
Auf der dem Elektromotor abgewandten Seite trägt die Querwand 13 einen
Rohrfortsatz 16, in dem eine zylindrische Laufbuchse 17 für ein Luftpolstersehlagwerk
18 angeordnet ist. An ihrem vorderen, dem Werkzeughalter 4 zugewandten Ende trägt
der Rohrfortsatz 16 einen Flansch 19, der in einem zugeordneten Einpaß 20 im Innern
der Kunststoffschale 2 eingreifend das Getriebegehäuse 1 abstützt.
-
Der Rohrfortsatz 16 und die Ankerwelle 15 sind in der Längsmittelebene
des Hammers, die die Schnittebene der Figur. 1 darstellt, angeordnet. Die Ankerwelle
15 trägt an- ihrem vorderen freien Ende ein Motorritzel 21, welches mit einem Zahnrad
22 kämmt, das drehfest auf einer Zwischenwelle 23 sitzt. Die Zwischenwelle 23, die
in einer Ebene (Figur 2) angeordnet ist, die seitlich versetzt zur Längsmittelebene
(Figur 1) liegt, trägt über ihre ganze Länge eine Außenkeilwellenverzahnung 24.
Die Zwischenwelle 23 stützt sich einerseits in einem Rillenkugellager 25 und andererseits
in einem Nadellager 26 ab.
-
Auf der Zwischenwelle 23 ist drehbar ein Nabenkörper 27 eines Taumelscheibenantriebs
für das Luftpolsterschlagwerk 18 angeordnet. An seiner Außenseite weist der Nabenkörper
7 eine einzige, in sich ringförmig geschlossene, zur Achse des Nabenkörpers 27 in
einer Ebene schief liegende Laufrille'28 für Kugeln 29 auf.
-
Der Nabenkörper 27 und das Zahnrad 22 weisen å jeweils an ihrer Bohrung
Tnnenkeilweilenverzahnungen 30, 31 auf, die in die Außtnkeilwellenverzahnung 24
der Zwischenwelle 23 eingreifen. In axialer Richtung stützen sich der Nabenkörper
27 und das Zahnrad 22 einerseits an einem in eine zugeordnete Nut der Außenkeilwellenverzahnung
24 eingelegten Spannring 32 und andererseits am Innenring des Rillenkugellagers
25 ab.
-
Die Außenkeilwellenverzahnung 24 der Zwischenwelle 23 hat die Form
einer zur Übertragung von Drehbewegungen geeigneten Verzahnung, hier etwa einer
Evolventenverzahnung. Deshalb kann der vordere, dem Nadellager 26 zugewandte Teil
der Keilwell<n-verzahnung das Abtriebsritzel 33 der Zwisehenwelle
23
bilden. Dieses Abtriebsritzel 33 kämmt mit einem Zahnrad 34, welches letztlich das
im Werkzeughalter 4 gehaltene Werkzeug - den Bohrer 5 - in Drehung versetzt.
-
Der Laufrille 28 am Nabenkörper 27 ist eine an der Innenseite eines
Rings 35 eingeschnitte Außenlaufrille 36 zugeordnet, zwischen denen die Kugeln 29
geführt sind. Um die Kugeln in einem definierten Abstand zu halten, sind sie in
einem von Kugellagern her bekann-tt-n Käfig 37 geführt. Einstückig ist am Ring 35
ein Taumelfinger 38 angeformt, der das Luftpolsterschlagwerk 18 des Bohrhammers
hin- und hergehend antreibt.
-
Das Schlagwerk 18 des Bohrhammers ist im Innern der feststehenden,
im Rohrfortsatz 16 angebrachten Laufbuchse 17 angeordnet. Es besteht aus einem in
der Laufbuchse 17 dicht und gleitend geführten Topfkolben 39, in dessen zylindrischer
Bohrung 40 ebenfalls dicht und gleitend ein als frei fliegender Kolben ausgebildeter
^(hläl>,r 41 geführt ist. Der Schläger 41 hat an seiner dem Boden 42 des Topfkolbens
39 abgewandten Stirnseite einen dem Werkz-eug 5 zugewandten Fortsatz 43. Der Fortsatz
43 weist über seine ganze Länge einen gleich großen kreiszylindrischen Querschnitt
auf. An seinem vorderen freien Ende ist er mit einem kurzen Übergangskegel 44 versehen.
-
Das hintere, dem Werkzeughalter 4 abgewandte Ende des Topfkolbens
39 ist gabelartig ausgebildet und trägt einen Drehbolzen 45. Mittig ist im Drehbolzen
45 eine Querbohrung angeordnet, in die der Taumelfinger 38 mit geringem Bewegungsspiel
eingreift. Dadurch kann sich der Taumelfinger 38 leicht in axialer Richtung i 1!
der Querbohr1lrg bewegen. Der Taumelfinger 38 greift dari uurch tinell
Schlitz
16' im Bohrfortsatz 16. In den vorderen, dem Taumelfinger 38 abgewandten Endbereich
der Bohrung 40 des Topfkolbens 39 erstreckt sich das innere Ende Führungshülse 46.
In der Axialbohrung 47 der Hülse 46 ist ein Zwischendöpper 48 gleitend geführt.
Zur Abdichtung in der Axialbohrung 47 trägt der Zwischendöpper 48 in einer zugeordneten
Ringnut einen O-Ring 48'. Der Zwischendöpper 48 ist kolbenförmig ausgebildet und
weist einen zylindrischen, sich zum Schläger 41 hin erstreckenden Kolbenfortsatz
49 auf. Wie Figur 1 erkennen läßt, ist der Außendurchmesser der Führungshülse 46
wesentlich geringer als der lichte Durchmesser der Bohrung 40 des Topfkolbens 39.
Zumindest in der in Figur 1 dargestellten vordersten Stellung übergreift die Wandung
des Topfkolbens 39'die Führungshülse 46.
-
~Durch einen in die Axialbohrung 47 vorstehenden, als Ringwulst 50
ausgebildeten Axialanschlag ist sichergestellt, daß der Zwischendöpper 48 die Axialbohrung
47 nicht in Richtung auf den Schläger 41 zu verlassen kann.
-
Mit seiner vorderen ballig ausgeführten Stirnseite berührt der Zwischendöpper
48 das hintere Ende des im Werkzeughalter 4 axial verschiebbar aber drehfest gehaltenen
Bohrers 5. Beim Rückprallen vom Ende des Werkzeugschafts 6 - die sogenannten B-Schläge
- trifft der Zwischendöpper 48 hier auf.
-
An dem dem S(hläger 41 zugewandten- freien Ende ist in die Wandung
lor Axialbohrung 47 der Hülse 4( einc Ringnut 51 eingeschnitten, die als Halterung
für einen Bremsring 52 dient. Der am Nutgrund gemessene Durchmesser der Ringnut
51 ist größer als der Durchmesser des Fortsatzes -43 des Schlägers 41 zuzüglich
der doppelten Stärke des
Bremsrings 52. Die Breite der Ringnut
51 ist um geringes Bewegungsspiel größer als die Stärke des Bremsrings 52.
-
Die beiden Nutflanken der Ringnut 51 werden Axialanschläge für den
Bremsring 52.
-
Der Bremsring 52 bildet eine Fangvorriebtung für den Schläger 41 in
dessen Leerlaufstellung. Dazu ist der Bremsring 52 geschlitzt und besteht aus einem
hochelast schen Werkstoff wie Stahl. Der Innendurchmesser des in Figur 1 entspannt
dargestellten Bremsrings ist um ein Bewegungsspiel größer als der Kolbenfortsatz
49 des Zwischendöppers 48; er ist aber wiederum geringer als der Außendurchmesser
des Fortsatzes 43 am Schläger 41.
-
An ihrem vorderen, dem Werkzeug 5 zugewandten Ende trägt die Führungshülse
46 einen flanschartigen Bund 58, der an einer ebenen Schulterfläche 54 in einer
zugeordneten zylindrischen Ausnehmung 55 im Werkzeughalterrohr 8 anliegt. Gegen
die der Sehulterfläche 54 abgewandte Stirnflache des Bundes 53 liegt ein elastisch
verformbares, Dämpfungsglied 56 an-. Das Dämpfungsglied ist als aus einem gummielastischem
Werkstoff bestehender O-Ring ausgestaltet. -Auf der den Bund 53 abgewandten Seite
schließt axial an das Dämpfungsglied 56 ein in der zylindrischen Ausnehmung 55 angeordneter
Stützring 57 mit ebener vorderer - dem Bohrer 5 zugewandten -Stirnfläche an. Der
Innendurchmesser der Bohrung des Stützringes 53 ist so bemessen, daß er sich leicht
auf dem Außendurchmesser der Führungshülse 46 verschieben läßt.
-
Der Stützring 57 wird von einem Sprengring 58 ion seiner Position
gehalten. Der Sprengring wiederum sitzt in einer zugeordneten Ringnut in der Inner<7andung
des Werkhalterrohres 8. In den Berührungsbereich mit dem 3-cngring
5-8
weist der Stützring 57 eine ringförmige Ausnehmung 59 auf (Figur 3), deren Querschnittsform
der Querschnittsform.des Sprengrings 58 bis auf ein geringes Bewegungsspiel entspricht.
Hierdurch besteht flächenhafte Berührung zwischen Ausnehmung 59 und Stützring 57.
Natürlich kann die ringförmige Ausnehmung 59 auch einfach als Fase ausgebildet sein.
Dann besteht zwischen der Fläche der Fase und dem Stürzring 57 linienhafte Berührung.
Durch die Anordnung der ringförmigen Ausnehmung 59 übergreift der Stützring 57 den
Sprengring von Innen her, wodurch dieser am Herausspringen aus seiner zugeordneten
Ringnut gehindert wird. Dies gilt auch dann, wenn die Tiefe der Ringnut nur sehr
gering ausgeführt ist.
-
Durch die beschriebene Konstruktion wird also die Führungshülse 46
nach vorn - in Richtung auf das Werkzeug 5 zu - hart unter nach hintere elastisch
abgestützt.
-
Das Werkzeughalterrohr 8 ist einerseits mittels eines Nadellagers
60 im Gehäusefortsatz 3 der Kunststoffschale 2 gelagert, wobei der Gehäusefortsatz
3 durch einen metallischen Verstärkungsring armiert ist. Das hintere Ende des WerkzeughlterrnhrPs
8 stützt sich über ein Axialnadellager 61 am Flansch 19 des Rohrfortsatzes 16 ab.
In radialer Richtung ist das Werkzeughalterrohr 8 in ihrem hinteren, dem Axialnadellager
61 zugewandten Bereich auf dem aus dem Rohrfortsatz 16 hervorstehenden Ende der
Laufbuchse 17 geführt.
-
Auf der zylindrisehen Außenwand des Werkzeughalterrohres 8 ist drehbar
das Zahnrad 34 geführt. Über eine an einem Sprengring 62, der in eine zugeordnete
Nut an der Außenfläche des Werkzeughalterrohres 8 eingesetzt ist, sich
abstützende
Druckfeder 63 wird der Körper des Zahnrades 34, der an seiner motorseitigen Stirnfläche
Xupplungsklauen trägt, mit zugeordneten Kupplungsklauen an hinteren Flansch 64 des
Werkzeughalterrohres 8 in Eingriff gehaLten.
-
Die Stärke der Druckfeder 63 ist dabei so bemessen, daß das Zahnrad
34 bei normalen Bohrmomenten über die Kupplungsklauen mit dem hinteren Flansch des
Werkzeughalterrohres in Eingriff gehalten wird. Erst bei Erreichen des vorgegebenen
Ansprechmoments wird die Drehverbindung cwischen dem Zahnrad 34 und dem Werkzeughalterrohr
8 unterbrochen.
-
Eine Drehbewegung des Nabenkörpers 27 erzeugt, wie leichteinzusehen
ist, eine hin- und hergehende Bewegung des Topfkolbens 39. Über das sich zwischen
dem Boden 42 des Topfkolbens 39 und dem Schläger 41 bildende Luftpolster, welches
als Energiespeicher wirkt, wird der Schläger ebenfalls in eine axiale Hin- und Herbewegung
versetzt. in der in Figur 1 abgebildeten Stellung befindet sich das Schlagwerk im
Schlagbetrieb: der Bohrer 5 ist auf die z.B.
-
zu bohrende Wand aufgesetzt. Durch die vom Bedienungsmann aufgebrachte
Andrückkraft wird der Schaft des Bohrers 5 gegen den Zwischendöpper 48 geha ten,
welcher bi: an en Ringwulst 50 in die Axialbohrung 47 der Hülse 46 eingeschoben
ist. In dieser Stellung gibt der sich axial hin-und herbewegende Schläger 41 beim
Auftreffen auf den Solbenfortsatz 49 des Zwisehendöppers 48 eine Energie ab, welche
schließlich am im Werkzeughalter 4 gehaltenen Werkzeug als Axialschlag wirksam wird.
Durch den Axialschlag wird das Werkzeug - der Bohrer @ - um einen geringen Betrag
in die zu bohrende Wand getrieben. Wenn der Bedienungsmann einen ausreichenden Vor.-hu:
auf den -hammer ausübt, wird sich wie bei ein r'--rkbarer B-Sch@@
nicht
ergeben. Anders ist es, wenn ein ausreichender Vorschub auf den Hammer nicht ausgeübt
wird, wenn der Hammer sogar vom zu bohrenden Gestein abgehoben wird: Der vom Schlagwerk
auf das Werkzeug ausgeübte Axialschlag - der A-Schlag - läuft im Werkzeug als Druckwelle
nach vorn zur Werkzeugspitze, wird reflektier-t und läuft im Einsatzwerkzeug - dem
Bohrer 5 -- wieder als Druckwelle zurück, die nich schließlich als Rückschlag auf
den ZwischtndöpI(r : 3wirkt. Der Zw:i.sehendöpper bewegt sich in der Ax.iall,ohrllng
1+7 der Führungshülse 46 nach rückwärts und kommt schließlich am Axialanschlag -
im Ringwulst 50 -zur Anlage. Über die beschriebene stoßdämpfende Befestigung' der
Führungshülse 46 wird der B-Schlag nur gedämpft auf das Gehäuse und damit auf den
Hand und den Arm des Bedien-ungsmannes geleitet. Die Dämpfungswirkung beruht dabei
darauf, daß der ursprünglich runde Querschnitt des als Dämpfungsglied wirkenden
O-Rings kurzfristig elastisch in einen Reckteckquerschnitt umgeformt wird.
-
Da der Stützring 57 den ihn haltenden Sprengring 58- von Innen her
übergreift, wird ein erausspringen desselben aus der zugeordneten Ringnut verhindert.
Dies gilt auch dann, wenn die Ringnut nur sehr flach ausgeführt ist.
-
Während des oben beschriebenen Vorgangs wird die aus Zahnrad 34 und
hinterem Flansch 64 des Werkzeughalterrohres 8 bestehende Sieherheitskupplung der
Bohrer 5 in Drehung versetzt. Natürlich läuft auch die Führungshülse 46 und der
Zwischendöpper 48 mit um. Die beschriebenen Vorgänge laufen aber ebenso auch dann
ab, wenn eine Drehbewegung nicht überlagert ist.
-
Nimmt der Bedienungsmann den Bohrhammer bei laufendem Schlagwerk von
dem zu bohrenden Gestein oder dgl. so wird der Bohrer 5 widerstandslos nach vorne
aus der Aufnahri.ebohrung des Werkzeughalterrohres herausgetrieben, bis seine Bewegung
durch die Kugeln 7 begrenzt wird. Bei .iesem Vorgang ist der Fortsatz 43 des Schlägers
41 in d.s im Innern des Topfkolbens 39 gelegene Werde der Axial bohrung 47 der Hülse
46 eingetreten. Der geschlitzte Bremsring 52 hat sich unter Verbreiterung seines
Schlitzes aufgeweitet und ist auf den Fortsatz 43 des Schlitzes 41 aufgeschoben.
Da nunmehr eine Bohrung in der Wandung des Topfkolbens 39 aufgesteuert worden ist,
kann der Schläger 41 von der vom Bremsring 52 gebildeten Fangvorrichtung allein
durch Kraftschluß in seiner Leerlaufstellung festgehalten werden. Das zwischen Schläger
41 und Boden 42 des Topfkolbens 39 gebildete Luftpolster ist - wie oben beschrieben
- über die Bohrung entlastet.
-
Wenn der Bedienungsmann den Bohrhammer aus der oben beschriebenen
Leerlaufstellung wieder in den Schlagbetrieb überführen will, so ist nur eine relativ
sanfte Andruckkraft erforderlich, mit der er den Bohrhammer und damit den Bohrer
5 an die zu bohrende Wand andrücken muß. Hierbei wird dann der Fortsatz 43 unter
Überwindung der Reibungskraft aus dem Bremsring 52 heraugedrückt. Da die Bohrung
in der Wandung des Topfkolbens 39 jetzt wieder zugesteuert wird, bildet sich sogleich
zwischen dem Schläger 41 und dem Boden 42 des Topfkolbens 39 wieder ein Luftpolster
aus. Der oben beschriebene Sehlagvorgang kann von neuem beginnen.
-
Durch die beschriebenen erfindungsgemäßen Maßnahmen ist ein robuster.und
praxisgerechter Hammer geschaffen. Durch die Anordnung eines Zwischendöppers wird
sicher der Verlust von Schmierstoff und der Eintritt von Staub verhindert. Di Gefahr,
daß über den Zwischendöpper B-Schläge auf das Gehäuse und damit auf den Be,-di-enungsmann
übertragen werden, ist durch die erfindungsgemäße Anordnung der Führungshülse verhindert
worden. Wie leicht zu erkennen. ist, ist trotzdem ein Bohrhammer geschaffen.-worden,
der sich durch kompakteste Bauweise, geringster Gewicht und niedrigste Kosten auszeichnet.