DE3136264C2 - Elektropneumatischer Drehschlagbohrhammer - Google Patents

Abstract

Ein elektropneumatischer Bohrhammer, der mit einer Einrichtung zum Umschalten von Hammerbohren auf Drehbohren und umgekehrt ausgestattet ist, die zur Herstellung des Betriebszustandes Drehbohren eine Axialverschiebung der Werkzeugspindel weg vom pneumatischen Schlagwerk sowie eine Verriegelung der Werkzeugspindel in dieser Verschiebungslage ermöglicht und die zur Herstellung des Betriebszustandes Hammerbohren unter Aufhebung der eine Axialbewegung der Werkzeugspindel ausschließenden Verriegelungslage dessen Axialverschiebung gegen die Rückstellkraft eines Kraftspeichers in Grenzen zuläßt, soll dahingehend verbessert werden, daß er im Betriebszustand Drehbohren vibrationsfrei arbeitet und ein punktgenaues Ansetzen des Werkzeugs ermöglicht. Zu diesem Zweck wird vorgeschlagen, daß der Antrieb des Schlagwerks beim Umschalten in den Betriebszustand Drehbohren selbsttätig abgeschaltet und nach Zurückschalten in den Hammerbohrbetrieb durch Andrücken des Werkzeugs gegen das Werkstück zugeschaltet wird.

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein elektropneumatischer Drehschlagbohrhammer, der mit einer Einrichtung zum Umschalten von Drehschlagbohren auf Drehbohren und umgekehrt ausgestattet ist, die zur Herstellung des Betriebszustandes Drehbohren eine Axialverschiebung der Werkzeugspindel weg vom pneumati-

sehen Schlagwerk sowie eine Verriegelung der Werkzeugspindel in dieser Verschiebungslage ermöglicht und die zur Herstellung des Betriebszustandes Drehschlagbohren unter Aufhebung der eine Axialbewegung der Werkzeugspindel ausschließenden Verriegelungslage deren Axialverschiebung gegen die Rückstellkraft eines Kraftspeichers in Grenzen zuläßt

Bei derartigen Drehschlagbohrhämmern treten beim Drehbohren mit arretierter Werkzeugspindel durch das Schlagwerk verursachte Vibrationen auf, die sich unangenehm bemerkbar machen bzw. auswirken können.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Drehschlagbohrhammerkonzeption zu finden, die im Betriebszustand Drehbohren ein praktisch vibrationsfreies Arbeiten des Bohrhammers gewährleistet und ein punktgenaues Ansetzen des Bohrhammers bzw. Werkzeugs ermöglicht

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Antrieb des Schlagwerks beim Umschalten in den Betriebszustand Drehbohren selbständig abschaltbar ist und nach Zurückschalten in den Drehschlagbohrbetrieb durch Andrücken des Werkzeugs gegen das Werkstück zuschaltbar ist, wobei die Umschal'einrichtung aus einer auf der Werkzeugspindel angeordneten und relativ zu dieser verdrehbaren Stellhülse besteht in deren Wandung stirnseitig zwei um 90° gegeneinander versetzte, radial durchgehende nutförmige Aussparungen vorgesehen sind, von denen die eine tiefer ist als die andere, und daß die Werkzeugspindel eine bundförmige Erweiterung aufweist die zwei parallel zueinander verlaufende, in die Aussparungen der Stellhülse passende Seitenflächen enthält wobei im Eingriffsfall der Seiten- und Stirnflächen der bundförmigen Erweiterung der Werkzeugspindel in die tieferen Aussparungen der Stellhülse der Betriebszustand Drehschlagbohren und im Eingriffsfall der besagten Flächen der Werkzeugspindel in die weniger tiefen Aussparungen der Stellhülse der Betriebszustand Drehbohren festgelegt und die Werkzeugspindel gegen Axialverschiebung gesichert ist

Ein Ausfüh-ungsbeispiel der Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeichnung erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen im Getriebe- und Schlagwerksbereich in Längsrichtung geschnitten dargestellten eleiüropneumatischen Drehschlagbohrhammer,

Fig.2 die Stellhülse zum Umschalten vom Betriebszustand Drehschlagbohren auf Drehhohren und umgekehrt in Zuordnung zur Werkzeugspindel in perspektivischer Darstellung.

Wie aus F i g. 1 ersichtlich ist besteht das Getriebegehäuse des elektropneumotischen Drehschlagbohrhammers aus einem vorderen Teil 1 und einem sich daran anschließenden Zwischenteil 2, auf den das Motorgehäuse 3 mit dem Handgriff 4 folgt in welchem der Schalterdrücker 5 und ein Stelirad 6 für ein Potentiometer zur Einstellung der Drehzahl untergebracht sind. Das Ritzel 7 der Antriebswelle 8 des nicht gezeichneten Antriebsmotors steht mit einem auf einer Vorgelegewelle 9 angebrachten Zahnrad 10 im Eingriff. Die Vorgelegewelle 9 ist einerseits im Gehäusezwischenteil 2 und andererseits im vorderen Gehäuseteil 1 drehbar gelagert. Auf der Vorgelegewelle 9 sitzen des weiteren zwei Lager 11 und 12, die eine Relativdrehung der Hohlwelle 13 zur Vorgelegewelle 9 ermöglichen. Mit der Hohlwelle 13 ist ein Zylinder 14 fest vereinigt, der mit einer geneigt zur Hohlwelle 13 Verlaufenden, in sich geschlossenen Kurvenbahn in Form einer nutförmigen Aussparung 15 versehen ist.

In die nutförmige Aussparung 15 greift ein Mitnehmer 17,17' ein, der an einem Hohlzylinder 18 fest angebracht ist und diesen in eine Hin- und Herbewegung versetzt Der Hohlzylinder 18 ist gleichzeitig auch gegen Verdrehen gesichert und der Zapfen 17' des Mi-;

nehmers 17 sitzt in einer um diesen drehbar gelagerten Kappe 19. Im Hohlzylinder 18 ist ein Schlagkörper frei beweglich untergebracht

Auf der Hohlwelle 13 sitzt ein Zahnrad 21, das mit dem Zahnkranz 22 einer Gegenkupplungsscheibe 23 im Eingriff steht Die Gegenkupplungsscheibe 23 ist auf einer Nabe 24 drehbar gelagert und in ihrem der kombinierten Antriebs- und Kupplungshülse 25 zugewandten Bereich 26 konisch erweitert, derart daß sie die entsprechend konisch verjüngte Vorsynchronisierscheibe 27

übergreift Die Vorsynchronisierscheibe 27 ist mit einer der Zahl der Aufnahmebuchsen 28 entsprechenden Anzahl Bohrungen versehen und über diese Buchsen auf die Hülse 25 aufgeschoben und axial relativ zu dieser verschiebbar bzw. umgekehrt In der Gegenkupplungsscheibe 23 and Bohrungen 29 angebracht, welche den Kupplungselementen 30 der Hülse 2f. zugeordnet sind. Die Kupplungselemente 30 sind dabei ais r ittels Federn 31 abgefederte Bolzen ausgebildet und ragen über die hintere Ebene der Hülse 25 hinaus. Das nabenförmige Teil 32 der kombinierten Antriebs- und Kupplungshülse 25 steht nit der Werkzeugspindel 33 mittels Übertragungselemente 34 in kraftschlüssiger Verbindung, welche einerseits in im Schaft 35 der Werkzeugspindel vorgesehene, gestrichelt angedeutete Längsaussparungen

36 eingreifen und andererseits in Ausnehmungen 37 eines im Hülsenteil 32 fest angeordneten Ringes 43 hineinragen.

Das nabenförmige Teil 32 der Hülse 25 steht unter der Wirkung einer Druckfeder 38. die über den Schaft der Werkzeugspindel geschoben ist und sich einerseits am Boden einer Ausnehmung 39 des Teils 32 und andererseits am Boden einer Aussparung 40 der Vorsynchronisierscheibe 27 abstützt. Auf der Außenfläche der kombinierten Antriebs- und Kupplungshülse befinde; sich ein Zahnkranz 41, der mit dem Vorgelegewellenzahnrad 42 im Eingriff steht. Die im fest in das nabenförmige Teil der Hülse 32 eingesetzten Ring 43 befindlichen Ausnehmungen 37 für die Übertragungselemente 34 liegen diametral zueinander. An der Stirnseite des Rings 43 liegt ein O-Ring 44 an, der werkzeugseitig durch eine auf der Werkzeugspindel 33 befindliche Scheibe 45 abgestützt ist, welche durch einen Sicherungsring 46 gehalten ist, der zugleich eine zweite Scheibe 48 fixiert, der ein weiterer O-Ring 49 vorgeordnet ist. Die beiden O-Ringe 44

und 49 üben eine Dämpfungsfunktion aus und sind in Grenzen nachgiebig.

Mit 50 ist eine Stellhülse bezeichnet, die axial unverschiebbar, jedoch drehbar auf der Werkzeugspindel ange->rd..et ist. Diese Stellhülse weist, wie insbesondere auch aus F i g. 2 zu ersehen ist, stirnseitig zwei um 90° gegeneinander verswizte, jeweils diametral ve-iaufende und durchgehende nutförmige Aussparungen 51 und 52 auf, von denen die eine. 51. tiefer ist als die mit 52 bezeichnete andere. Der Tiefenunterschied richtet sich dabei nach dem Verschiebungsweg der Werkzeugspindel in axialer Richtung beim Umschaltvorgang. Die Werkzeugspindel enthält eine bundförmige Erweiterung 53, die zwei parallele Flächen 54, 54' besitzt, welche in die nutförmigen Aussparungen 51 und 52 der Stellhülse 50 passen. Im Eingriffsfpll der Seitenflächen 54 und 54' sowie der Stirnflächen 56 der bundförmigen E/weiterung der Werkzeugspindel in die tieferen Aussparungen 51 der Stellhülse ist der Betriebszustand »Drehschlagboh-

ren« festgelegt, bei in die nutförmigen Aussparungen 52 geringerer Tiefe eingreifenden Seiten* und Stirnflächen der Erweiterung der Werkzeugspindel liegt der Betriebszustand »Drehbohren« fest. Der erstere Betriebszustand ist im oberen Teil der Fig. I, der Betriebszustand Drehbohren im unteren Teil dieser Figur dargestellt.

Die Betätigung der Stellhülse 50 erfolgt mittels eines mit ihr im Eingriff stehenden Stellrings 57, der manuell betätigbar ist. Anstelle eines Stellrings kann ohne weiteres auch ein Umschalthebel oder dgl. Betätigungselement verwendet werden. Mit 58 ist eine an der bundförmigen Erweiterung 53 der Werkzeugspindel angebrachte Schlüsselfläche bezeichnet.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Umschaltvorrichtung ist wie folgt:

In der Lage der Werkzeugspindel 33, wie sie in F i g. 1 unterhalb der Werkzeugspindelachse dargestellt ist, ircgi die StifüfiäCiic 56 der VvcrkZcUgSpiüdci Su ueü Stirnflächen 59 der Stellhülse 50 an (siehe hierzu auch F i g. 2). Die Werkzeugspindel 33 ist in dieser Lage gegen axiales Verschieben gesichert. Die kombinierte Antriebs- und Kupplungshülse 25 befindet sich bei entspannter Feder 38 in ihrer vorderen Lage, in welcher die Kupplungselemente 30 außer Eingriff mit den Bohrun· gen 29 der Gegenkupplungsscheibe 23 stehen. Das mit dem Zahnkranz 41 der kombinierten Antriebs- und Kupplungshülse 25 kämmende, auf der Vorgeiegewelle angebrachte Zahnrad 42 wird bei eingeschaltetem Antriebsmotor in Drehung versetzt, wodurch sich auch die Hülse 25 und damit die Werkzeugspindel 33 dreht. Dies bedeutet den Betriebszustand »Drehbohren«. Da die Gegenkupplungsscheibe 23 von der Hülse 25 nicht mitgenommen wird, bleibt die Hohlwelle 13 in Ruhe, damit auch der Antriebszylinder 14 für das Schlagwerk. Das Schlagwerk ist daher stillgesetzt.

Zum Umschalten auf den Betriebszustand »Drehschlagbohren« wird der Stellring 57 um ca. 90° gedreht. Hierbei wird die Stellhülse 50 mitgenommen. Die Stirnfläche 56 der Erweiterung der Werkzeugspindel kommt bei Aufbringen der notwendigen Anpreßkraft auf das Werkzeug zur Anlage an die Innenflächen 60 der Stellhülse und die Werkzeugspindel wird zusammen mit der Hülse 25 axial gegen den Antriebsmotor zu verschoben. Diese Lage der relevanten Teile ist im oberen Teil der F i g. 1 festgehalten. Die Kupplungselemente 30 greifen in die Bohrungen 29 der Gegenkupplungsscheibe 23 ein, so daß diese bei sich drehender Hülse 25 ebenfalls in Drehung versetzt wird. Infolge der Verzahnung der Gegenkupplungsscheibe (Zahnkranz 22) mit dem auf der Hohlwelle 13 sitzenden Zahnrad 21 wird die Hohlwelle angetrieben, so daß der Zylinder 18 eine Hin- und Herbewegung ausführt und dementsprechend der Schlagkörper 20 oszilliert und die Stirnseite des Schaftes 35 der Werkzeugspindel periodisch beaufschlagt

Beim Umschalten des Bohrhammers vom Betriebszustand Drehbohren auf Drehschlagbohren wird zunächst eine Vorsynchronisation der Gegenkupplungsscheibe 23 mit der kombinierten Antriebs- und Kupplungshülse 25 erzielt, indem die unter der Wirkung der Feder 38 stehende Vorsynchronisierscheibe 27 mit der Kupplungsscheibe 23 in reibungsschlüssige Verbindung kommt Dadurch wird die Gegenkupplungsscheibe 23 bereits mitgenommen und auf eine solche Drehzahl gebracht, daß der eigentliche Kuppelvorgang, nämlich das Eingreifen der Kupplungselemente bzw. Zapfen 30 in die Aufnahmebohrungen 29 der Kupplungsscheibe 23, ohne Schwierigkeiten vonstatten geht

Im Betriebszustand »Drehschlagbohren« wird das Schlagwerk immer nur dann eingeschaltet, wenn ein solcher Anpreßdruck auf die Werkzeugspindel aufgebracht wird, daß der Kupplungsvorgang stattfinden kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (14)

Patentansprüche:

1. Elektropneumatischer Drehschlagbohrhammer, der mit einer Einrichtung zum Umschalten von Drehschlagbohren auf Drehbohren und umgekehrt ausgestattet ist, die zur Herstellung des Betriebszustandes Drehbohren eine Axialverschiebung der Werkzeugspindel weg vom pneumatischen Schlagwerk sowie eine Verriegelung der Werkzeugspindel in dieser Verschiebungslage ermöglicht und die zur Herstellung des Betriebszustandes Drehschlagbohren unter Aufhebung der eine Axialbewegung der Werkzeugspindel ausschließenden Verriegelungslage deren Axialverschiebung gegen die Rückstellkraft eines Kraftspeichers in Grenzen zuläßt, dadurch gekennzeichnet, daS der Antrieb des Schlagwerks beim Umschalten in den Betriebszustand Drehbohren selbsttätig abschaltbar ist und nach Zurückschalten in den Drehschlagbohrbetrieb durch Andrücken des Werkzeugs gegen das Werkstück zuschaltbar ist, wobei die Umschalteinrichtung aus einer auf der Werkzeugspindel (33) angeordneten und relativ zu dieser verdrehbaren Stellhülse (50) besteht, in deren Wandung stirnseitig zwei um 90° gegeneinander versetzte, radial durchgehende nutförmige Aussparungen (51,52) vorgesehen sind, von denen die eine tiefer ist als die andere, und daß die Werkzeugspindel eine bundförmige Erweiterung (53) aufweist, die zwei parallel zueinander verlaufende, in die Au'sparungen der Stellhülse passende Seitenflächen enthält, wobei im Eingriffsfall der Seiten- und Stirnflächen (54, M', 56) uer bundförmigen Erweiterung der Werkzeufespindel in die tieferen Aussparungen (51) der Stellhülse ^er Betriebszustand Drehschlagbohren und im Eingriffsfall der besagten Flächen der Werkzeugspindel in die weniger tiefen Aussparungen (52) der Stellhülse der Betriebszustand Drehbohren festgelegt und die Werkzeugspindel gegen Axialverschiebung gesichert ist.

2. Drehschlagbohrhammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Schaft der Werkzeugspindel eine unter der Wirkung eines Kraftspeichers (38) stehende kombinierte Antriebsund Kupplungshülse (25) angeordnet ist, die mit der Werkzeugspindel durch Übertragungselemente (34) in kraftschlüssiger Verbindung steht und zusammen mit der Werkzeugspindel axial verschiebbar ist, und daß der kombinierten Antriebs- und Kupplungshülse eine Gegenkupplungsscheibe (23) zugeordnet ist, die im Kupplungszustand mit der Hülse (25) den Antrieb des Schlagwerks betätigt.

3. Drehschlagbohrhammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steühülse (50) mittels eines mit ihr im Eingriff stehenden Stellrings (57) oder dgl. betätigbar ist.

4. Drehschlagbohrhammer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungselemente zwischen der Werkzeugspindel (33) und der kombinierten Antriebs- Und Kupplungshülse (25) einerseits in im Schaft der Werkzeugspindel angebrachte Längsaussparungen

(36) eingreifen und andererseits in Ausnehmungen

(37) der Hülse (25) oder in einen fest in der Hülse (25) sitzenden Ring (43) hineinragen.

5. Drehschlagbohrhammer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die kombinierte Antriebs- und Kupplungshülse (25) mit einem Zahnkranz (41) versehen ist und auf ihrer dem Schlagkörper (20) zugewandten Seite Kupplungselemente enthält, die im Kuppelbereich über die rückwärtige Begrenzungsebene der Hülse (25) hinausragen.

6. Drehschlagbohrhammer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungselemente als in axialer Richtung abgefederte Bolzen (10) ausgebildet sind.

7. Drehschlagbohrhammer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die der kombinierten Antriebs- und Kupplungshülse (25) zugeordnete Gegenkupplungsscheibe (23) mit Aufnahmebohrungen (29) für die Kupplungselemente (30) versehen ist

8. Drehschlagbohrhammer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenkuoplungsscheibe (23) einen Zahnkranz (22) aufweist

9. Drehschlagbohrhammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf die kombinierte Antriebs- und Kupplungshülse (25) eine in ihrem der Gegenkupplungsscheibe (23) zugewandten Außenbereich sich konisch verjüngend ausgebildete Vorsynchronisierscheibe (27) verdrehfest, jedoch axial verschiebbar aufgesetzt ist

10. DrehschlagOohrhammer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenkupplungsscheibe (23) in ihrem dem konischen Bereich der Vorsynchronisierscheibe (27) zugewandten Bereich eine konische Erweiterung (26) aufweist, derart, daß sie den konischen Teil der Vorsynchronisierscheibe (27) übergreift

11. Drehschlagbohrhammer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein auf einer vom Ankerwellenritzel (7) des Antriebsmotors über ein Zahnrad (10) angetriebenen Vorgeiegewelle (9) angeordnetes Zahnrad (42) mit dem Zahnkranz (41) der kombinieiten Antriebs- und Kupplungshülse (25) im Eingriff steht

12. Drehschlagbohrhammer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Zahnkranz (22) der Gegenkupplungsscheibe (23) ein auf einer drehbar auf der Vorgelegewelle (9) gelagerten Hohlwelle (13) angeordnetes Zahnrad (21) kämmt

13. Drehschlagbohrhammer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Vorgelegewelle drehbar angeordnete Hohlwelle (13) als Antriebswelle für Jas pneumatische Schlagwerk des Bohrhammers dient.

14. Drehschlagbohrhammer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der auf die Kupplungshülse (25) wirkende Kraftspeicher (38) durch eine über den Schaft der Werkzeugspindel geschobene Feder verkörpert ist, die sich einerseits am Boden einer Ausnehmung (39) der Kupplungshülse und zum andern am Boden einer Aussparung (40) in der Vorsynchronisierscheibe (27) abstützt