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Bohr- und Schlaghammer
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Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem Bohr- und Schlaghammer
mit einem vorzugsweise elektrischen Antriebsmotor nach der Gattung des Hauptanspruchs.
In einem Bohr- und Schlaghammer nach dem .Patent (Patentanmeldung 28 20 125.4) sind
ein Antriebskolben, eine etwa käfigartige ausgebildete Zwangshalterung mit Führungsschlitzen
und eine drehbar gelagerte Antriebshülse mit einer innen verlaufenden und eine geschlossene
Kurve bildenden Führungsfläche koaxial angeordnet. Die Führungsfläche greift wenigstens
an einer Kugel, die sich durch einen Führungsschlitz erstreckt und in eine zugeordnete
Vertiefung, die im Antriebskolben angeordnet ist, eintaucht, an. Sobald die Antriebshülse
gedreht wird, treibt die Führungsfläche die Kugel längs des Führungsschlitzes und
über diese Kugel den Antriebskolben hin und her. Weil die Kugel gleichzeitig drei
Teile berührt, kann eine verlängerte Lebensdauer nur durch sehr intensive Kühlung
und Schmierung erreicht werden.
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Eine intensive Kühlung erfordert das Wegführen von Wärme mittels eines
Luft- oder Flüssigkeitsstroms und ist dementsprechend teuer. Eine intensive Schmierung
verlangt einen erhöhten Wartungsaufwand.
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Vorteile der Erfindung Bei dem erfindungsgemäßen Bohr- und Schlaghammer
mit dem kennzeichnenden Merkmal des Haupt anspruchs steht der beispielsweise in
Form einer Kugel ausgebildete Mitnehmer nicht mehr im Eingriff mit dem Führungsschlitz
in der Zwangshalterung. Dadurch kann die Kugel tiefer in die Antriebshülse und den
Kolben eintauchen. Die Sicherung des Antriebskolbens gegen Verdrehen erfolgt mittels
einer besonderen Rolle. Dadurch ist die Verschleißanfälligkeit des Bohr- und Schlaghammers
sowie der Aufwand für seine Wartung beträchtlich gesenkt.
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Die Ausführung mit dem kennzeichnenden Merkmal nach dem Anspruch 2
ergibt eine kompakte Bauweise des Bohr- und Schlaghammers. Durch die in den anderen
Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des Bohr- und
Schlaghammers möglich.
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Zeichnungen Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig.
1 ein erstes Ausführungsbeispiel im Längsschnitt, Fig. 2 eine Einzelheit des Ausführungsbeispiels
nach Fig. 1 in aufgeschnittenem und abgewickeltem Zustand, Fig. 3 eine Einzelheit
für ein weiteres Ausführungsbeispiel im Längsschnitt und Fig. 4 eine Einzelheit
für ein drittes Ausführungsbeispiel im Längsschnitt.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele Ein in der Fig. 1 gezeigter
Bohrhammer hat ein Gehäuse 810, in dem ein elektrischer Antriebsmotor 811, der als
Universalmotor ausgebildet ist, ferner ein Getriebe 812 und ein Schlagwerk 813 angeordnet
sind.
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Am hinteren Ende geht das Gehäuse 810 in einen Handgriff 814 über,
in dem ein mit einem Drücker 815 versehener Schalter eingebaut ist, über den der
Antriebsmotor 811 in Betrieb gesetzt werden kann. Am unteren Ende des Handgriffs
814 ist durch eine elastische Tülle 816 ein Stromzuleitungskabel 817 eingeführt.
Am vorderen, dem Handgriff 814 abgewandten Ende ist im Gehäuse 810 ein Werkzeughalter
818 angeordnet, der zur Aufnahme eines Werkzeugs 819, z. B. eines Bohrers oder Meißels
dient. Der Werkzeughalter 818 ist über eine Drehhülse 820 im Inneren des Gehäuses
810 über das Getriebe 812 rotatorisch antreibbar. Das Schlagwerk 813 wird ebenfalls
vom Getriebe 812 angetrieben und weist einen axial hin-und herbewegbaren Antriebskolben
821 auf, der über ein Luftpolster 822 auf einen Schläger 823 wirkt.
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Dieser gibt seine Schlagenergie direkt an das Werkzeug 819 ab. Bestandteil
des Schlagwerks 813 ist ferner ein auf den Antriebskolben 821 wirkender Translationsantrieb
824.
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Das Getriebe 812 besteht aus einem kegeligen Antriebsritzel 825, das
an eine Motorwelle 826 angeformt ist, und einem Tellerrad 827. Die Motorwelle 826
ist winkelig zur Längsachse des Antriebskolbens 821 ausgerichtet.
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Der Translationsantrieb 824 hat eine Antriebshülse 828, die mit der
Drehhülse 820 zu einem einstückigen Bauteil vereinigt ist. Die Drehhülse 820 ist
verdrehfest mit dem Werkzeughalter 818 verbunden, beispielsweise auf diesen fest
aufgeschrumpft. Der Werkzeughalter 818, die Drehhülse 820 und die Antriebshülse
828 schließen sich somit in axialer Richtung fluchtend aneinander an. Die Antriebshülse
828, der Antriebskolben 821 und der Schläger 823 sind koaxial zueinander angeordnet,
wobei sich die Antriebshülse 828 außen befindet.
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Der Antriebskolben 821 ist hohl ausgebildet und zu dem Werkzeughalter
818 hin offen. Er nimmt den Schläger 823 auf und führt diesen in seiner Längsrichtung.
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Innerhalb der Antriebshülse 828 sind zwei von ihr angetriebene Teile
828', 828« t angeordnet. Diese Teile haben an ihren einander zugeordneten Enden
Flächen 830t und 8301 , die gemeinsam eine Führungsrinne 830 bilden. Die Führungsrinne
830 ist in Umfangsrichtung der Teile 828', 828" in sich geschlossen und weist dabei
eine in Umfangsrichtung im wesentlichen stetig zu- und abnehmende Steigung auf mit
in Axialrichtung gerichteten Kurvenmaxima 832 und Kurvenminima 833.
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Wie die Fig. 3 zeigt, weist die Führungsrinne 830 einen etwa bandförmig
an die Teile 828', 828" gelegten Sinusverlauf auf. Der Verlauf kann jedoch auch
von einer Sinuslinie abweichend, also asymmetrisch, gestaltet sein, wodurch man
die Hin- und Herbewegung des Antriebskolbens 821, die Geschwindigkeit und Beschleunigung
in gewünschter Weise an besondere Gegebenheiten anpassen kann. Beispielweise kann
der Rückhub
mit Ansaugbewegung langsamer erfolgen als der Vorwärtshub
zur Kompression für die Beschleunigung des Schlägers 823 in Richtung des Werkzeugs
819. Die Anzahl der sich abwechselnden Kurvenmaxima 832 und Kurvenminima 833 der
Führungsrinne 830 ist beispielsweise so gewählt, daß der Schläger 823 je voller
Umdrehung der Antriebshülse 828 zweimal gegen das Werkzeug 819 beschleunigt wird
und auf dieses schlägt.
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In die Führungsrinne 830 tauchen zwei Kugeln 831, die als Mitnehmer
dienen, ein. Jede Kugel sitzt in einer Einsenkung 850, die sich in einem Bolzen
851 befindet.
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Die Bolzen 851 sind quer zur Längsachse des Antriebskolbens 821 in
diesen eingepreßt. Der Antriebskolben 821 besteht aus Leichtmetall oder Kunststoff.
Auf dem Bolzen 851 sind Rollen 852 drehbar gelagert. Diese Rollen sind seitlich
mittels des Antriebskolbens 821 und mittels an die Bolzen 851 angeformter Bünde
853 geführt. Die Rollen 852 greifen in Führungsschlitze 836 und 837 ein. Die Führungsschlitze
befinden sich in einer Zwangshalterung 835, die als Führungshülse für den Antriebskolben
821 dient. Die Führungsschlitze 836, 837 sind vorzugsweise parallel zur Längsachse
des Antriebskolbens 821 ausgerichtet. Die Rollen 852 sind in den Führungsschlitzen
836 bzw. 837 beweglich. Die Antriebshülse 828 umgibt die Zwangshalterung 835 mit
radialem Abstand, so daß die Antriebshülse 828 um die Führungshülse 835 drehbar
ist. Die Führungshülse 835 ist verdrehfest im Gehäuse 810 befestigt. Ein Ende der
Antriebshülse 828 ist mittels eines Kugellagers 838, das um die Führungshülse 835
greift, gelagert. Das der Antriebshülse 828 abgekehrte Ende der Drehhülse 820 ist
mittels eines weiteren Kugellagers 839 im Gehäuse 810 gelagert,
Der
Werkzeughalter 818 weist an seinem dem Schläger 823 zugewandten Ende im Innern ein
in Form eines 0-Ringes 840 ausgebildetes Fangmittel für den Schläger 823 auf. Als
Gegenstück zu dem 0-Ring 840 ist am Schläger 823 eine Ringschulter 841 angeordnet.
Beiderseits der Ringschulter 841 sind an den Schläger 823 kegelig verlaufende Flächen
842 und 843 angeformt.
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Der Durchmesser der Ringschulter 841 ist etwas größer.
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als der Innendurchmesser des 0-Rings 840.
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Das Werkzeug 819 hat an seinem eingesteckten Schaft 819t zwei in axialer
Richtung verlaufende Nuten 819 t N . Innerhalb des Werkzeughalters 818 sind zwei
oder mehr radial verschiebbare Haltekugeln 844 und 845 angeordnet, die in Ausnehmungen
846 und 847, die sich im Schaft 819' befinden, eingreifen. Diese Ausnehmungen sind
in Längsrichtung des Schaftes 819' so ausgebildet, daß das Werkzeug 819 in der Längsrichtung
des Werkzeughalters 818 längsbeweglich geführt und gegen Herausfallen gesichert
ist. Sobald das Werkzeug 819 in den Werkzeughalter 818 eingesteckt ist, werden die
Kugeln 844, 845 in an sich bekannter Weise gegen radiales Ausweichen gesichert.
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Bei eingeschaltetem Antriebsmotor 811 treibt dieser über die Motorwelle
826, das Antriebsritzel 825 und das Tellerrad 827 die Antriebshülse 828 an. Über
die Antriebshülse 828 und die mit ihr vereinigte Drehhülse 820 werden der mit dieser
drehfest verbundene Werkzeughalter 818 und auch das Werkzeug gedreht.
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Beim Drehen der Antriebshülse 828 drehen sich auch die Teile 828 t
und 828" mit der Führungsrinne 830.
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Die Führungsrinne 830 wirkt auf die Kugeln 831. Diese
Kugeln
831 werden, weilsie in den Bolzen 851 sitzen und diese Bolzen mittels der Rollen
852 und der Führungsschlitze 836, 837 am Mitdrehen mit den Teilen 828', 828" gehindert
werden, von der Führungsrinne 830 periodisch in der Längsrichtung der Führungshülse
835 bewegt. Die Kugeln 831 wirken als Mitnehmer, so daß der Antriebskolben 821 ebenfalls
periodisch hin und her bewegt wird. Der Antriebskolben 821 wirkt über das Luftpolster
822 auf den Schläger 823. Wenn sich der Antriebskolben 821 in Richtung des Werkzeugs
819 bewegt, wird über das Luftpolster 822 der Schläger 823 gegen das Werkzeug beschleunigt
und schlägt schließlich auf dieses auf. Dadurch wird das.Werkzeug 819 gegen eine
zu bearbeitende Wand geschleudert. Setzt das Werkzeug 819 den Schläger 823 keinen
Widerstand entgegen, so trifft die Ringschulter 841 auf den 0-Ring 840 und weitet
diesen elastisch auf. Die Fläche 843 und der 0-Ring 842 hindern den Schläger 823
daran, von dem Antriebskolben 821 in Richtung des Handgriffs 814 gesaugt zu werden.
Erst dann, wenn der Bohrhammer ausreichend kräftig gegen eine Wand gedrückt wird,
schiebt das Werkzeug 819 den Schläger 823 entgegen dem Widerstand des 0-Rings in
Richtung des Handgriffs 814, so daß der Schläger der Bewegung des Antriebskolbens
821 folgen und schließlich von neuem gegen das Werkzeug beschleunigt werden kann.
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Jeder Bolzen 851 hat eine koaxial zu ihm verlaufende Bohrung 854.
In die Bohrungen 854 ist ein die beiden Bolzen 851 verbindendes stiftförmiges Verbindungselement
855 eingepreßt. Dadurch kann die Flächenpressung
zwischen den
Bolzen 851 und dem Antriebskolben 821 verhältnismäßig gering gehalten werden, so
daß beim Einpressen der Bolzen 851 in den Antriebskolben nicht die Gefahr besteht,
daß der letztere aufplatzt. Dies ist von besonderem Vorteil, wenn der Antriebskolben
aus einem Kunststoff mit Faser- oder Gewebeeinlage hergestellt ist. Weil solche
Kunststoffe eine größere Wärmeausdehnung aufweisen als der Werkstoff, aus dem die
Bolzen 851 hergestellt sind, besteht die Möglichkeit, daß die Flächenpressung zwischen
dem Antriebskolben 821 und den Bolzen 851 vorübergehend sehr klein werden kann.
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In einem solchen Fall verhindert das stiftförmige Sicherungselement
855, daß die Bolzen 851 radial nach außen gegen die Teile 828' und 828 t wandern.
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Eine in der Fig. 1 dargestellte Art der Sicherung der Teile 828' und
828" gegen Verdrehen innerhalb der Antriebshülse 828 besteht darin, daß in das TeiL
828" eine achsparallel verlaufende Nut 859 eingearbeitet wird. In diese Nut 859
taucht eine von der Antriebshülse 828 und dem Tellerrad 827 gehaltene .
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Kugel 860 ein. Ein Teil 828" greift nach Art einer Klauenkupplung
in das Teil 828' ein. Das Teil 828" ist in axialer Richtung mittels einer in die
Antriebshülse 828 eingepreßten oder eingeschrumpften Scheibe 858 gesichert.
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Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3, 4 hat das Teil 828t auf seiner
dem Werkzeug 819 zugekehrten Stirnseite Klauen 856. Mit diesen Klauen, die in entsprechend
geformte Gegenklauen 857 greifen, wird das Teil 828' gegen unerwünschte Verdrehung
gegenüber der Antriebshülse
828 gesichert. Die Verdrehsicherung
des Teils 828" gegenüber dem Teil 828' ergibt sich dadurch, daß beide Teile nach
Art einer Klauenkupplung ininander greifen. Gegen axiales Auswandern werden die
Teile828, und 828'' mittels einer Tellerfeder 861 und eines Seeger-Ringes 862 oder,
wie nach Fig.
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1, mittels einer Scheibe 858, die in die Antriebshülse 828 eingepreßt
ist, gesichert.
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Es besteht auch die Möglichkeit, die Teile 828 w und 828" in gekühltem
Zustand in die Antriebshülse 828 einzuschieben. Oder die Antriebshülse 828 wird
erwärmt, so daß die Teile 828', 828" bequem gemeinsam eingeschoben werden können
und nach Abkühlung der Antriebshülse 828 in dieser festsitzen.
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Im Ausführungsbeispiel nach der Fig. 5 sind anstelle der Kugeln 831
Rollen 863 angeordnet. Die Rollen 863 befinden sich an den Enden eines Bolzens 864,
der im Arbeitskolben 821 sitzt. In die Antriebshülse 828 sind zwei rohrförmige Teile
828t t t und 828'''' eingesetzt. Diese haben an ihren einander zugekehrten Enden
einen axialen Abstand und weisen an diesen Enden Flächen 830t g t und 830' auf.
Zwischen diesen Flächen rollen die Rollen 863, die über den Bolzen 864 den Antriebskolben
821 hin- und herbewegen, ab. Weil die Führungsflächen 830''' und 830t mit den Rollen
863 Linienberührung haben, ist das in Fig.
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dargestellte Ausführungsbeispiel besonders verschleißarm. Eine weitere
Verschleißverminderung ist dadurch möglich, daß die Rollen 863 mittels nicht dargestellter
Kugeln gelagert werden. In gleicher Weise können benachbarte Rollen 852', die in
der Führungshülse 835 abrollen, gelagert sein.