DE3132450A1 - Bohrhammer mit fuehrungszylinder fuer das schlagwerk - Google Patents

Bohrhammer mit fuehrungszylinder fuer das schlagwerk

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DE3132450A1 DE19813132450 DE3132450A DE3132450A1 DE 3132450 A1 DE3132450 A1 DE 3132450A1 DE 19813132450 DE19813132450 DE 19813132450 DE 3132450 A DE3132450 A DE 3132450A DE 3132450 A1 DE3132450 A1 DE 3132450A1
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Description

BERG · STAPF · SCHWABE ■ 3ANDMAIR 3132450
PATENTANWALT E MAUERKIRCHERSTRASSE 45 8000 MÜNCHEN 80
Anwaltsakte: 31 760 .«, ■ „_ 4n(H
17. AU9. 1981
HILTI AG
Schaan/Fürstentum Liechtenstein
Bohrhammer mit Führungszylinder für das Schlagwerk
β (089) 98 82 72 - 74 Telex: 05 24 560 BERG d Bankkonten: Bayer. Vereinsbank München 453100 (BLZ 700 202 70)
Telegramme (cable): Telekopierer: (089) 983049 ' Hypo-Bank München 4410122850 (BLZ 70020011) Swift Code: HYPO DE MM
BERGSTAPFPATENT München KaIIe infotec 6000 Postscheck München 65343-808 (BLZ 70010080)
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DR. BERG DIPL.-ING. STAPF DIPL.-ING. SCHWABE DR. DR. SANDMAIR
PATENTANWÄLTE 8 MÖNCHEN 80 ■ MAUERKIRCHERSTR. 45
HILTI AKTIENGESELLSCHAFT IN SCHAAN Fürstentum Liechtenstein
Bohrhammer mit Führungszylinder für das Schlagwerk
Die Erfindung betrifft einen Bohrhammer mit einem Führungszylinder für das Schlagwerk und einem der Aufnahme eines Werkzeughalters und der üebertragung der Drehbewegung auf ein im Werkzeughalter eingesetztes Werkzeug dienenden Führungsrohr, wobei im Führungsrohr ein der üebertragung der Schlagbewegung auf das Werkzeug dienender Döpper axial verschiebbar gelagert ist.
Bohrhämmer, dh Geräte, bei denen einem Bohrwerkzeug eine Dreh- und eine Schlagbewegung erteilt wird, sind heute insbesondere im Bau- und Installationsgewerbe weit verbreitet. Wegen seiner Vorzüge, wie beispielsweise hoher Bohrleistung und geringem erforderlichem Anpressdruck, hat sich beim Schlagwerk dabei vor allem das pneumatische Prinzip durchgesetzt. Dieses besteht im wesentlichen darin, dass ein Erregerkolben meist mittels elektromotorischen Antriebs in eine hin- und hergehende Bewegung versetzt und diese über ein Luftpolster auf einen frei beweglichen Flugkolben übertragen wird. Der Erregerkolben und der Flugkolben können dabei direkt in einem gemeinsamen Führungszylinder hintereinanderliegend gelagert werden. Weiterhin ist es bekannt, den Erregerkolben nach dem sogenannten Tauchkolbenprinzip als Führung für den Flugkolben auszubilden. Erregerkolben und Flugkolben sind in diesem Fall teleskopisch ineinander angeordnet und werden ebenfalls in einem Führungszylinder gelagert. Diese Anordnung ermöglicht eine axial kürzere Bauweise. Der Führungszylinder kann bei beiden Bauarten drehbar oder feststehend sein. Im Falle eines feststehenden Führungszylinders wird die Drehbewegung über eine Vorgelegewelle auf das Führungsrohr übertragen.
Bei bekannten Geräten erfolgt die Uebertragung der Dreh- und Schlagbewegung auf das Werkzeug über einen Zwischenschaft. Für die Axialbewegung ist der Zwischenschaft mit radialem Spiel gelagert, welches an sich bereits gross ist und sich aufgrund der beiden sich überlagernden Bewegungen infolge der Abnützung " beim Betrieb im Laufe der Zeit noch weiter vergrössert. Durch dieses radiale Spiel ist der Rundlauf des Zwischenschaftes bzw des Werkzeuges bei speziellen Anwendungen, beispielsweise beim Anbohren, nicht ausreichend gewährleistet.
Bei einem weiteren bekannten Bohrhammer sind zur uebertragung der Drehbewegung und der Schlagbewegung getrennte Elemente vorgesehen. Zu diesem Zweck ist der Zwischenschaft hohl als im Betrieb axial feststehendes Führungsrohr mit darin verschieb-
bar gelagertem Döpper ausgebildet. Da das Führungsrohr primär eine Drehbewegung ausführt, kann durch eine genaue Passung radiales Spiel weitgehend aufgehoben werden. Bei diesem bekannten Bohrhammer weist aber der am Führungsrohr angeordnete Werkzeughalter einen bestimmten Aufnahmedurchmesser auf. Somit können in diesem Bohrhammer nur Werkzeuge mit im Durchmesser dem Aufnahmedurchmesser des Werkzeughalters entsprechendem Einsteckende verwendet werden. Nachdem der Aufnahmedurchmesser des Werkzeughalters durch das dauernde Einsetzen und Entnehmen von Werkzeugen einem erheblichen Verschleiss unterworfen ist, kann an dieser Stelle wiederum erhebliches Radialspiel auftreten, so dass der Rundlauf des Werkzeuges für gewisse Anwendungsfälle immer noch nicht ausreichend gewährleistet ist.
Für Geräte, bei denen die Schlagbewegung abgeschaltet werden kann und bei denen die Funktion Bohren ohne Schlag eine wesentliche Rolle spielt, ist die vorstehend geschilderte Bauart nachteilig. Bei den beim Bohren ohne Schlag üblicherweise verwendeten Werkzeugen entspricht der Durchmesser des Einsteckendes dem Bohrdurchmesser, um solche Werkzeuge in einem Bohrhammer aufnehmen zu können, war es bis anhin lediglich bekannt, ein im Aufnahmedurchmesser verstellbares Bohrfutter Ln den Werkzeughalter einzusetzen. Da zur Aufnahme des Bohrfutters im Werkzeughalter radiales Spiel ebenfalls nicht vermeidbar ist, welches aus den bereits erläuterten Verschleissgründen sich im Laufe der Zeit ausserdem noch vergrössert, ist auch bei dieser Aufnahmeart ein ausreichender Rundlauf des Werkzeuges nicht gewährleistet.
Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, bei einem Bohrhammer der eingangs geschilderten Art eine Aufnahmevorrichtung zu schaffen, welche einen optimalen Rundlauf des Werkzeuges gewährleistet.
Gemäss Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Werkzeughalter einen radial verstellbaren Führungsbereich aufweist.
Durch die Verstellbarkeit des Führungsbereiches kann dieser stets dem Einsteckende des zum Einsatz gelangenden Werkzeuges angepasst werden. Die Anpassung kann beispielsweise in Stufensprüngen erfolgen, wobei jeweils ein bestimmter Durchmesserbereich von Werkzeugen ein konstantes Einsteckende aufweist. Andererseits kann die Verstellung des Führungsbereiches stufenlos erfolgen. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass innerhalb des Verstellbereiches jede beliebige Abmessung von Einsteckenden aufgenommen werden kann. Insbesondere können mit der stufenlosen Verstellbarkeit Abmessungsunterschiede an den Einsteckenden infolge von Fabrikationstoleranzen oder Abnützungserscheinungen kompensiert werden.
Je nach Anforderung kann der radial verstellbare Führungsbereich unterschiedlich ausgebildet werden. In seiner einfachsten Form kann dieser nach Art einer Spannzange beispielsweise als teilweise längsgeschlitzte Büchse ausgebildet sein. Der Verstellbereich einer solchen Ausbildung ist allerdings gering. Für eine universelle Verstellbarkeit ist der Führungsbereich deshalb mit Vorteil von radial verstellbaren Klemmbacken gebildet. Dabei können zwei, drei, vier oder mehr gleichmässig am Umfang verteilte Klemmbacken vorgesehen werden. Aufgrund des an sich be-'•^nnten Prinzips einer stabilen Dreipunktauflage sind zur •'^ntrierung des Werkzeuges zweckmässigerweise drei Klemmbacken vorgesehen. Damit können nicht nur Werkzeuge mit kreisrundem Querschnitt, sondern beispielsweise auch solche mit mehrkantigem, insbesondere sechskantigem, Einsteckende aufgenommen werden. Durch die radial verstellbaren Klemmbacken werden die Werkzeuge zentriert und kraftschlüssig festgespannt. Dadurch können innerhalb des vorgesehenen Verstellbereiches Werkzeuge mit praktisch beliebigen Einsteckenden aufgenommen werden.
Zum radialen Verstellen der Klemmbacken ist vorzugsweise eine die Klemmbacken an ihrer Aussenkontur abstützende, axial verschiebbare Kegelhülse vorgesehen. Durch das axiale Verschieben der Kegelhülse werden alle sich daran abstützenden Klemmbacken gleichzeitig radial nach innen oder nach aussen verschoben.
Die Klemmbacken spannen die Werkzeuge somit immer im gleichen axialen Bereich des vom Döpper beaufschlagten Einsteckendes.
Beim Aufschlagen des Döppers auf das rückwärtige Ende des Werkzeugschaftes wird das Werkzeug in Bohrrichtung beschleunigt. Wenn das Werkzeug nicht durch die Klemmbacken ausreichend festgehalten wird, kann dieses aus dem Bereich der Klemmbacken herausgestossen werden. Dm dies zu vermeiden, sind die Klemmbacken vorzugsweise vom bohrrichtungsseitigen Stirnende des Döppers beaufschlagbar. Somit werden die Klemmbacken und das 'Einsteckende des Werkzeuges gemeinsam vom Döpper beaufschlagt. Beim Vorschieben der Klemmbacken werden diese von der Kegelhülse, an der sie sich abstützen, in radialer Richtung nach innen und somit gegen das Einsteckende des Werkzeuges gedrückt. Das Werkzeug wird deshalb bei jeder Beaufschlagung der Klemmbacken vom Döpper zusätzlich festgespannt. Je stärker die Beaufschlagung der Klemmbacken ist, desto stärker wird auch das Werkzeug festgespannt.
Die den radial verstellbaren Führungsbereich des Werkzeughalters bildenden Klemmbacken können gegenüber dem Führungsrohr unterschiedlich angeordnet sein. Eine mögliche Anordnung der Klemmbacken besteht darin, dass diese, in Bohrrichtung gesehen, an das Führungsrohr anschliessend, dieses axial überragend, eingeordnet sind. Diese Anordnung der Klemmbacken bringt gewisse harstellungs- und wartungstechnische Vorteile mit sich. Aus der Sicht einer kompakten Gerätebauweise können die Klemmbakken das Führungsrohr radial durchsetzend angeordnet sein. In beiden Fällen erfolgt die Verstellung der Klemmbacken mit Vorteil über die bereits zuvor geschilderte, axial verschiebbare Kegelhülse. Während im ersteren Falle die Kegelhülse das Führungsrohr axial hauptsächlich überragt, kann diese im zweiten Falle das Führungsrohr im wesentlichen radial umgeben.
Gemäss den vorstehend geschilderten Merkmalen ist es somit möglich, in Bohrhämmern der interessierenden Art Werkzeuge mit unterschiedlichen Einsteckenden aufzunehmen. Nachdem der Werk-
zeughalter durch geeignete bauliche Anordnung am Führungsrohr angeordnet oder zumindest teilweise im Führungsrohr integriert sein kann, ist ein ausreichender Rundlauf des Werkzeughalters gewährleistet. Dank der verstellbaren Klemmbacken werden auch die Werkzeuge mit ausreichendem Rundlauf im Werkzeughalter festgespannt. Ein Rundlauffehler kann dadurch allenfalls durch ein zu grosses radiales Spiel des Führungsrohres auftreten. Wie bereits eingangs erwähnt, wird ein solches zu grosses radiales Spiel durch Aufteilung der Bewegungen herabgesetzt, indem dem Führungsrohr nur noch eine Drehbewegung zugeordnet wird ο Zur Gewährleistung eines ausreichenden Rundlaufes des Führungsrohres ist daher die richtige bauliche Auslegung der Führungsrohr-Lagerung eine weitere Aufgabe der Erfindung.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Führungsrohr und der der Aufnahme des Schlagwerkes dienende Führungszylinder einstückig ausgebildet sind. Diese einstückige Ausbildung hat zur Folge, dass Rundlaufabweichungen infolge von Passungsspielen und Fabrikationstoleranzen zwischen Führungsrohr und Führungszylinder vermieden werden können. Ausserdem hat die einstückige Ausbildung den ganz wesentlichen Vorteil, dass die Lagerstellen im Bohrhammergehäuse mit grossem Abstand voneinander angeordnet werden können, was zu günstigen Lagerbeanspruchungen führt. Ausserdem bringt die einstückige Anordnung wesentliche Montageerleichterungen-.
An sich führt die einstückige Ausbildung von Führungsrohr und " Führungszylinder zu einer zusätzlichen Rundlaufverbesserung bei einem Bohrhammer, dessen Werkzeughalter mit radial verstellbarem Führungsbereich entsprechend vorstehend geschilderter Merkmale versehen ist. Die einstückige Ausbildung von Führungsrohr und Führungszylinder bringt aber durchaus auch eine wesentliche Verbesserung des Rundlaufes bei Bohrhämmern, wo aus anwendungstechnischen Gründen kein Werkzeughalter mit radial verstellbarem Führungsbereich gefordert wird.
Das Führungsrohr und der Führungszylinder können denselben oder unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Aus Platzgründen sowie zur Bildung einer axialen Stützschulter ist es jedoch zweck-
massig, wenn das Führungsrohr im Aussendurchmesser kleiner als der Führungszylinder#ist. Zur Schaffung einer kompakten Gerätebauweise und Bildung optimaler Lagerungsverhältnisse beträgt vorzugsweise der Aussendurchmesser des Führungszylinders das 1,2- bis 1,8-fache des Aussendurchmessers des Führungsrohres.
Die Erfindung soll nachstehend anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 Einen Teil eines erfindungsgemässen Bohrhammers, im Schnitt dargestellt,
Fig. 2 einen Querschnitt durch den Werkzeughalter des in Fig. 1 dargestellten Bohrhammers entlang der Linie II-II,
Fig. 3 einen Teil einer weiteren Ausführung eines erfindungsgemässen Bohrhammers,
Fig. 4 einen Querschnitt durch den Werkzeughalter des in Fig. 3 dargestellten Bohrhammers, entlang der Linie IV-IV.
Der aus den Fig. 1 und 2 ersichtliche Bohrhammer weist ein Gehäuse 1 auf. Im Gehäuse 1 ist ein pneumatisches Schlagwerk angeordnet. Dieses besteht im wesentlichen aus einem Führungszylinder 2, in dem ein angetriebener Erregerkolben 3 und ein frei beweglicher Flugkolben 4 axial verschiebbar gelagert sind. Zwischen dem Erregerkolben 3 und dem Flugkolben 4 befindet sich ein Luftpolster 5. üeber das Luftpolster 5 wird die hin- und hergehende Bewegung des Schlagkolbens 3 auf den Flugkolben 4 übertragen. Der Führungszylinder 2 ist einstückig mit einem gegenüber dem Führungszylinder 2 im Durchmesser abgesetzten Führungsrohr 6 verbunden. Der Führungszylinder 2 und das Führungsrohr 6 sind im Gehäuse 1 über ein Wälzlager 7 drehbar gelagert. Eine Wellendichtung 8 verhindert das Eindringen von Verschmutzung in das Gehäuse. 1 Das Wälzlager 7 und die Wellendichtung 8 werden durch einen Sicherungsring 9
axial im Gehäuse 1 gesichert. Ein Zahnrad 10 ist mit dem Führungszylinder 2 drehfest verbunden» Das Zahnrad 10 wird von einem ebenfalls im Gehäuse 1 gelagerten Zahnritzel 11 angetrieben .
Im Führungsrohr 6 ist ein Döpper 12 axial verschiebbar gelagert. Das Führungsrohr 6 weist am vorderen Ende einen Werkzeughalter auf. Dieser besteht im wesentlichen aus einem insgesamt mit bezeichneten Futterkörper, radial verschiebbaren Klemmbacken 14 und einer über ein Gewinde 13a mit dem Futterkörper 13 verbundenen Kegelhülse 15. Die Klemmbacken 14 werden durch eine Ringfeder 16 radial nach aussen gegen die Innenfläche der Kegelhülse 15 gedrückt. Ein Tangentialstift 17 sichert den Futterkörper 13 gegenüber dem Führungsrohr 6 gegen Verdrehen und axiales Verschieben. Durch axiales Verstellen der Kegelhülse 15 gegenüber dem Futterkörper 13 mit Hilfe des Gewindes 13a werden die Klemmbacken 14 radial nach innen oder aussen verschoben. Zwischen den Klemmbacken 14 wird somit ein radial verstellbarer Führungsbereich gebildet. In diesen Führungsbereich ist das Einsteckende 18 eines Werkzeuges eingesetzt. Das rückwärtige Ende des Einsteckendes 18 liegt am vorderen Ende des Döppers 12 an. Die vom Flugkolben 4 erzeugten Schläge werden somit über den Döpper 12 auf das Einsteckende 18 des Werkzeuges übertragen. Die Klemmbacken 14 und das Einsteckende 18 werden vom bohrrichtungsseitigen Stirnende des Döppers 12 beaufschlagt. Bei der Beaufschlagung der Klemmbacken 14 durch den Döpper 12 werden diese jeweils etwas in Bohrrichtung verschoben und dabei durch die Kegelhülse 15 radial nach innen gegen das Einsteckende 18 gepresst. Das Einsteckende 18 wird somit noch stärker festgeklemmt und ein Herausstossen bzw Herausschlagen des Einsteckendes 18 aus dem Werkzeughalter verhindert. Die Uebertragung der Drehbewegung erfolgt über den Führungszylinder 2, das Führungsrohr 6/ den Futterkörper 13 und die Klemmbacken 14 auf das Einsteckende 18 des Werkzeuges. Die Uebertragung des Drehmomentes von den Klemmbacken 14 auf das Einsteckende 18 erfolgt reib- bzw kraftschlüssig. Die direkte Verbindung des Führungsrohres 6 mit dem Führungszylinder 2 und deren gemeinsame Lagerung im Gehäuse 1 sowie der
verstellbare Führungsbereich durch die radial verschiebbaren Klemmbacken 14 ermöglicht eine genaue Zentrierung des Einsteckendes 18 und somit einen guten Rundlauf des Werkzeuges. Die getrennte Uebertragung der Dreh- und Schlagbewegung ergibt eine kleine , durch den Flugkolben 4 zu beschleunigende Masse und somit eine hohe Schlagleistung.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Querschnitt durch den Werkzeughalter sind beispielsweise drei Klemmbacken 14 vorgesehen. Dies ergibt eine genaue Zentrierung des Schaftes 18 des Werkzeuges. Es können jedoch auch zwei, vier oder mehr Klemmbacken vorgesehen werden.
Die aus den Fig. 3 und 4 ersichtliche Ausführung entspricht antriebsseitig der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführung. Dabei ist das mit einem Führungszylinder 22 verbundene, insgesamt mit 26 bezeichnete Führungsrohr bis in den Bereich des Einsteckendes 28 eines Werkzeuges verlängert. Klemmbacken 24 ragen durch Durchtrittsöffnungen 26a in das Innere des Führungsrohres 26 und werden durch eine Ringfeder 27 radial nach aussen gegen eine mit dem Führungsrohr 26 verschraubte Kegelhülse 29 gedrückt. Durch axiales Verstellen der Kegelhülse 29 gegenüber dem Führungsrohr 26 werden die Klemmbacken 24 radial nach innen oder aussen verschoben. Die Klemmbacken 24 bilden somit ebenfalls einen radial verstellbaren Führungsbereich für das Einsteckende 28. Auch hier werden die Klemmbacken 24 und das Einsteckende 28 gemeinsam von einem im Führungsrohr 26 axial verschiebbar gelagerten Döpper 25 beaufschlagt. Dabei tritt ebenfalls der zu den Fig. 1 und 2 beschriebene, zusätzliche Klemmeffekt auf.
Leerseite

Claims (8)

DR. BEHG D I PL.-IN G. ST APF .. . DlPL-JNG. 3CHWABE DR.DR. SANDMAIR Patentansprüche Patentanwälte β MÖNCHEN 80 · M AU ERKIRC H E HSTR.
1. Bohrhammer mit einem Führungszylinder für das Schlagwerk und einem der Aufnahme eines Werkzeughalters und der üebertragung der Drehbewegung auf ein im Werkzeughalter eingesetztes Werkzeug dienenden Führungsrohr, wobei im Führungsrohr ein der Üebertragung der Schlagbewegung auf das Werkzeug dienender Döpper axial verschiebbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeughalter einen radial verstellbaren Führungsbereich aufweist.
ο Bohrhammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsbereich von radial verstellbaren Klemmbacken (14, 24) gebildet ist.
3. Bohrhammer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur radialen Verstellung der Klemmbacken (14, 24) eine die Klemmbacken (14, 24) an ihrer Aussenkontur abstützende, axial verschiebbare Kegelhülse (15, 29) vorgesehen ist.
4. Bohrhammer nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmbacken (14, 24) vom bohrrichtungsseitigen Stirnende des Döppers (12, 2r>) beaufschlagbar sind.
5. Bohrhammer nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmbacken (14) das Führungsrohr
(6) axial überragen.
6. Bohrhammer nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmbacken (24) das Führungsrohr .(26) radial durchsetzen.
7. Bohrhammer, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsrohr (6, 26) und der Führungszylinder (2, 22) einstückig ausgebildet sind.
8. Bohrhammer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussendurchmesser des Führungszylinders (2, 22) das 1,2- bis 1,8-fache des Aussendurchmessers des Führungsrohres (6, 26) beträgt.
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