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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft eine Schlagbohrmaschine nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1. Es handelt sich dabei insbesondere um eine Handschlagbohrmaschine
mit einer Einstelleinrichtung, die es dem Benutzer erlaubt, den Drehantrieb abzuschalten,
wenn die Bohrmaschine ohne Drehung in reinem Schlagbetrieb verwendet werden soll.
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Eine solche Einstelleinrichtung für Schlagbohrmaschinen ist bekannt
und ermöglicht die Abschaltung des Drehantriebs beispielsweise zum Zwecke der Installierung
bestimmter Arten von Befestigungselementen oder zum Einmeißeln von Nuten im Mauerwerk,
Arbeitsgänge, bei denen nur die Schlagfunktion benötigt wird. Es sind verschiedene
Anordnungen zum Abschalten des Drehantriebs vorgesehen worden, so zum Beispiel durch
Auseinanderbewegen zweier Getriebeelemente mittels einer durch einen äußeren Knopf
der Bohrmaschine betätigten mechanischen Einrichtung.
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Diese Anordnungen erfordern eine große Anzahl mechanischer Teile und
sind daher teuer.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schlagbohrmascnine
mit einer verbesserten Anordnung zur schaltung des Drehantriebs zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Anspruch
1 gelöst.
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Eine Schlagbohrmaschine enthält einen elektrischen Motor, einen Drehantrieb,
um ein Bohrwerkzeug in Drehung zu versetzen, und einen Schlaqantrieb bzw. ein SchlacFR3rk
zur tPbertragung von Schlägen auf ein Bohr- bzw. MeiBelwerkzeug. Der Motor ist reversibel,
wobei das Schlagwerk in beiden Dreh-
richtungen des Motors arbeitet
und der Drehantrieb eine Kupplung umfaßt, die die Drehkraft bei Vorwärtsdrehrichtung
des Motors, nicht aber bei Rückwärtsdrehrichtung des Motors überträgt.
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Wenn der Motor der Bohrmaschine in Vorwärtsrichtung läuft, arbeitet
die Bohrmaschine als Schlagbohrmaschine, während bei Rückwärtslauf des Motors der
Drehantrieb automatisch abgeschaltet ist und die Bohrmaschine im Schlagbetrieb ohne
Drehung arbeitet. Der Drehantrieb wird demnach ohne irgendeine mechanische Verbindung
eines äußeren Knopfes der Bohrmaschine mit zwei trennbargneilen der Getriebekette
abgeschaltet.
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Der elektrische Motor kann eine elektronische Steuerung für den Reversiervorgang
und außerdem eine elektronische Drehzahlsteuerung aufweisen. Mit einer solchen Steuerung
wären Leistung und Drehzahl des in Rückwärtsrichtung laufenden Motors normalerweise
geringer als bei Vorwärtsdrehrichtung. Wegen des abgeschaiteten Drehantriebs bei
Rückwärtsdrehrichtung ist aber auch die Leistungsanforderung an den Motor geringer.
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Die Verringerung der Drehzahl des Motors verringert die Frequenz der
Schläge, was jedoch normalerweise keine ernsthafte Auswirkung hat nd bei der Auslegung
in Betracht gezogen werden kann.
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Die Kupplung im Drehantrieb kann verschiedenartig ausgebildet sein.
Bei einem Ausführungsbeispiel wird eine Freilaufkupplung verwendet.
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Es kann ferner-eine Einrichtung zum Trennen von Schlagwerk und Bohrwerkzeug
vorgesehen werden. Dies ermöglicht die Verwendung der Bohrmaschine bei in Vorwärtsrichtung
laufendem
Motor mit reiner Drehung ohne Schlagfunktion.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird' nachfolgend anhand der
Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch die Schlagbohrmaschine
und Fig. 2 eine Explosionsdarstellung einer geeigneten Ausführungsform der in einer
Richtung wirken den Kupplung, wie sie bei der Schlagbohrmaschine von Fig. 1 vorgesehen
werden kann.
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Die in Fig. 1 gezeigte Schlagbohrmaschine besitzt ein Vorderteil 1,
in welchem ein Bohrer- bzw. Meißelhalter 2 (nachfolgend Werkzeughalter genannt)
angeordnet ist.
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Der Werkzeughalter umfaßt das vordere Ende einer rohrartigen Hülse
8, die in ihrer gekrümmten Wand mit Oeffnungen versehen ist, in welchen Antriebssegmente
und Werkzeughaltekugeln angeordnet sind, von denen in Fig. 1 ein mit 3 bezeichnetes
Antriebssegment und eine mit 4 bezeichnete Haltekugel gezeigt sind. Die Haltekugeln
und die Antriebssegmente treten mit entsprechend geformten Ausnehmungen im Schaft
eines (nicht gezeigten) Werkzeugs in Eingriff, um dieses im Werkzeughalter zil haltenund
in später im einzelnen beschriebener Weise von der Hülse 8 eine Drehung auf das
Werkzeug zu übertragen Die Antriebssegmente und die Haltekugeln sind lösbar in den
in Fig. 1 gezeigten Stellungen gehalten, in denen sie sich radial nach innon in
die Hülse 8 erstrecken, und zwar mittels des inneren Flanschteiles eines scheibenartigen
Elements 5, das an eine mittelseiner Feder 7 nach links (in Fig. 1 gesehen) vorgespannte
zylindrische Nase angeschraubt ist. Die Feder 7 um-
schließt das
vordere Ende der Hülse 8.
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Die Hülse 8 ist drehbar mit einem gezahnten Getriebeteil 9 gekoppelt,
welches in ein Kegelrad 10 eingreift, mittels welchem die Hülse 8 in eine Drehung
um seine Längsachse versetzt werden kann. Das Kegelrad 10 ist auf einer mittels
eines Zahnrads 12 getriebenen Welle 11 angebracht. Das Zahnrad 12 kämmt seinerseits
mit einem frei auf einer Welle 14 laufenden Zahnrad 13. Das Zahnrad 13 bildet zusammen
mit einem Zahnrad 15, einer Tellerfeder 16 und einer Federstahlscheibe 17 eine in
einer Richtung wirkende Triebeinrichtung, die später unter bezug auf Fig. 2 näher
beschrieben werden wird. Das Zahnrad 15 ist an der Welle 14 befestigt und wird mittels
eines elektrischen Motors 18 über ein Ritzel i9 an der Rotorwelle des Motors gedreht.
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Dem Motor 18 sind eine elektronische Drehzah].steuerung, die schematisch
durch einen Block ESC'angedeutet ist, ein Auslöser 20 zum Einschalten des Motors
an einem Handgriff 21 und ein Reversierschalter RS zugeordnet.
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Elektronische Drehzahlsteuenngen für Werkzeuge dieser Art sind allgemein
bekannt. Das europäische Patent 34822 beschreibt eine geeignete elektronische Drehzahlsteuerung
mit einem Reversierschalter, die als Elemente ESC und RS geeignet sind. Die Drehzahl
des Motor 18 wird mittels der Drehzahl steuerung ESC gesteuert, wobei ein Drehknopf
22 zur Auswahl einer gewünschten Drehzahl durch den Benutzer vorgesehen ist. Der
Schalter -RS kann im Handgriff 21 neben dem Auslöser angeordnet sein, w e dies in
Fig. 1 gezeigt ist. Vorzugsweise ist der Schalter RS ein Schiebeschalter, da bei
dieser Schalterform die Gefahr einer unbeabsichtigten Betätigung seitens des Benutzers
weniger groß als bei einem Druckschalter ist.
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Der Schalter RS kann aber auch an irgendeiner anderen Stelle entfernt
vom Auslöser 20 angeordnet werden.-
Die Welle 14 ist mit ihrem oberen
Ende an einem Kurbeltrieb befestigt, welcher einen in eine Führung 24 eingreifenden
Zapfen 23 umfaßt. Die Führung 24 ist quer zur Längsachse eines hohlen Kolbens 25
angebracht, dessen Stirnwand 26 einen Ansatz 27 aufweist, in welchem die Führung
24 eingesetzt ist.
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Der Kolben 25 ist in einem Führungszylinder 28 geradlinig beweglich
geführt.
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Innerhalb des Kolbens 25 und relativ beweglich zu ihm befindet sich
ein Hammerelement 29 mit einer Nase 30, das in noch beschriebener Weise Schläge
auf ein Schlagstück 31 ausübt, welches in der Hülse 8 hin- und herbeweglich ist
und die Schläge auf ein nicht gezeigtes Werkzeug im Werkzeughalter 2 überträgt.
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Durch Druck auf den Auslöser 20 wird der Motor 18 eingeschaltet und
dreht sich bei Einstellung des Schalters RS auf Vorwärtsrichtung in Vorwärtsrichtung.
Dadurch wird die Hülse 8 und mit ihr ein Werkzeug im Werkzeughalter 2 in Drehung
versetzt. Zusätzlich wird der Kolben 25 im Führungszylinder 28 mittels des Kurbeltriebs
hin-und herbewegt. Diese Bewegung führt in bekannter Weise zu einer Hin- und Herbewegung
des Hammerelements 2 innerhalb des Kolbens 25 und die Ausübung einer Reihe von Stößen
über das Schlagstück 31 auf das Werkzeug. Die Drehzahl des Motors wird mittels des
Knopfes 22 vorBettigung des Auslösers 20 ausgewählt.
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Bei Einstellung des Schalters RS auf Rückwärtsdrehung wird die in
eine Richtung wirkende Kupplung auscWerückt, so daß sich die Hülse 8 nicht dreht,
der Kolben 25 aber weiterhin hin- und herbewegt wird, so daß das Werkzeug weiterhin
Stößen ausgesetzt ist.
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Die Leistung und die Drehzahl des in Rückwärtsrichtung laufenden Motors
sind geringer als bei Vorwärtsrichtung.
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Die Abschaltung des Drehantriebs verringert aber den Leistungsbedarf
um einen Betrag zwischen 15 und 20 %.
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Bei der in Fig. 2 im einzelnen gezeigten Triebeinrichtung handelt
es sich um eine einfache Freilaufkupplung. Die Scheibe 17 besitzt eine Mittelöffnung
32, mit der die Scheibe frei auf der Welle 14 Sitzt. Die Scheibe hat ferner vier
nach unten gerichtete, halb abgeschnittene Zähne 33 und vier am Umfang angeordnete
Zähne 35, welche in entsprechende Schlitze (nicht gezeigt) in der Unterseite des
Zahnrads 13 eingreifen, so daß sich die Scheibe 17 mit dem Zahnrad 13 dreht. Das
Zahnrad 15 ist auf seiner Oberseite mit vier beabstandeten Zähnen 36 versehen. Die
Tellerfeder 16 spannt das Zahnrad 13 und die Scheibe 17 nach unten gegen das Zahnrad
15 vor.
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Bei Vorwärtsdrehrichtung des Motors wird das Zahnrad 15 im Uhrzeigersinn
(von oben gesehen) gedreht, wie durch den Pfeil "Antrieb" angegeben, wobei die Kanten
der Zähne 33 mit den Flanken der Zähne 36 im Eingriff sind; so eiiiß die Scheibe
17 und das Zahnrad 13 sich mit dem Zahnrad 15 drehen und eine Drehkraft über das
Zahnrad 12 auf das Werkzeug übertragen wird. Bei umgekehrter Drehi: ichtung des
Motors wird das Zahnrad 15 im Gegenuhrzeigersinn (von oben gesehen) gedreht, wie
durch den Pfeil 11 Schlupf angedeutet ist. Hierbei laufen die Zähne 33 gegen die
Vorspannung durch die Tellerfeder 16 ruf die Oberseite der Zähne 36, so daß sich
Scheibe 17 und Zahnrad 13 nicht drehen und keine Drehkraft auf das Werkzeug übertragen
wird.
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Die Bohrmaschine ist außerdem mit einem Mechanismus versehen, der
einen Betrieb bei Vorwärtsdrehrichtung des
Motors ohne Schlagwerk,
das heißt ohne Schlagfunktion des Hammerelements 29 und des Schlagstücks 39 erlaubt.
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Dieser Mechanismus umfaßt kugeln 37, die in diametral gegenüberliegenden
Längsschlitzen 38 in der gekrümmten Wand der Hülse 8 angeordnet sind. Das Schlagstück
31 hat einen Mittelteil 39, dessen Durchmesser gegenüber dem Rest des Schlagstücks
31 verringert ist und mit dem die Kugeln 37 in gezeigter Weise im Eingri£f stehen.
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Die Kugeln 37 befinden sich in einem Haltering 40, welcher an einem
Außenring 41 befestigt ist, der mittels der Feder 7 in die in Fig. 1 gezeigte Stellung
vorgespannt ist. In dieser Stellung befinden sich die Kugeln 37 am rechten Ende
(in Fig. 1 gesehen) der Schlitze 38.
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Die Feder 7 hält eine Nockenfläche 42 am Ring 41 in Kontakt mit einem
Nockenflanscn 43 eines drehbar am Vorderteil 1 befestigten. Betriebsarteinstellrings
44.
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Wenn der Betriebsarteinstellring 44 aus der in Fig. 1 gezeigten Stellung
herausgedreht wird, erzeugt das Zusammenwirken von Nockenfläche 42 und Nockenfla.nsch
43 eine Bewegung des Halterings 40 und des Außenrings .41 nach links (in Fig. 1
gesehen) sowie eine ähnliche Bewegung des Schlagstücks 31. Die Drehung des Betriebsarteinstellrings
44 reicht aus zu bewirken, daß die Kugeln 37 zum äußersten linken Ende (in Fig.
1 gesehen) der Schlitze 38 wandern. Die daraus folgende Bewegung des Schlagstüclcss31
nimmt letzteres aus dem Bewegungsbereich des Hamnerelements 39 heraus, so daß letzteres
nicht mehr mit dem Schlagstück 3t in Berührung kommen kann.
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Wenn das Schlagstück in dieser Stellung gehalten wird, kann sich das-Hammerelement
29 etwas weiter nach links (in Fig, 1 gesehen) bewegen, so. daß es in eine Stellung
gelangen
kann, in welcher (nicht gezeigte) Löcher in der Wand des Kolbens 25 unbedeckt sind.
Hierdurch kann Luft in den Teil des Kolbens 25 zwischen der Stirnwand 21 und dem
Hammerelement 29 einströmen und aus ihm herausströmen, wodurch die Bewegung des
Hammerelements 29 im hohlen Kolben 25 minimal wird.
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Wenn der Betriebsarteinstellring 44 zurück in die Schlagstellung gedreht
wird, kehren die Kugeln 37 in die in Fig. 1 gezeigte Stellung zurück, wird das Schlagstück
freigegeben und, wenn das Werkzeug das nächste Mal gegen ein Werkstück gepresst
wird, bewegt sich das Schlagstück nach rechts (in Fig. 1 gesehen) in eine Stellung,
in der es Stöße vom Hammerelement 29 empfangen kann. Dadurch wird die Bewegung des
Hammers nach links beschränkt mit dem Ergebnis, daß die oben erwähnte Luftleckströmung
aufhört.