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Beschreibung
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Bohrhammer mit einem Luftpolsterschlagwerk,
das einen kolbenartigen, einen der Werkzeugaufnahme zugewandten axialen Fortsatz
aufweisenden Schläger enthält, der in einer zylindrischen Führungshülse über ein
eingeschlossenes Luftpolster hin- und herbeweglich angetrieben ist und auf das hintere
Ende des in die drehend angetriebene Spindel eingesetzten Werkzeugs Schläge ausübt,
wobei eine einen gummielastischen Ringkörper und eine Ringnut aufweisende, im Innenraum
der Spindel angeordnete Fangeinrichtung den Schläger in der Leerlaufstellung durch
Eingriff des Ringkörpers mit der Ringnut festhält.
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Bei einem bekannten Bohrhammer dieser Art ist die Ringnut auf dem
Fortsatz des Schlägers ausgebildet, während der aus einem 0-Ring bestehende Ringkörper
im Inneren der Spindel in einer Ringnut axial unverlagerbar gehalten wird. Wird
daher der Schläger im Leerlauf nach vorn geschleudert, so bewegt sich der Fortsatz
durch die Mittelöffnung des Ringkörpers hindurch, bis dieser in Eingriff mit der
auf dem Fortsatz ausgebildeten Ringnut kommt und so der Schläger in der gefangenen
Stellung gehalten wird.
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Bei dieser bekannten Anordnung wird der Schläger praktisch unabgebremst
nach vorn in Richtung auf die Werkzeugaufnahme bewegt, um bei Eingriff von Ringkörper
und Ringnut im wesentlichen schlagartig abgebremst zu
werden. Dies
führt zu einer hohen Belastung des Materials des Ringkörpers sowie der diesen Ringkörper
haltenden Bereiche.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Bohrhammer derart auszugstalten,
daß die im Bereich der Fangeinrichtung auftretenden Belastungskräfte deutlich verringert
werden.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Bohrhammer der eingangs erwähnten
Art erfindungsgemäß derart ausgestaltet, daß der Ringkörper auf dem Fortsatz des
Schlägers befestigt und die Ringnut in der Innenfläche eines in der Spindel angeordneten
Hülsenelementes vorgesehen ist und daß sich der Durchmesser der Mittelöffnung des
Hülsenelementes vom der Werkzeugaufnahme abgewandten, hinteren Ende in Richtung
auf die Ringnut allmählich verringert und im Abstand von der Ringnut kleiner ist
als der Außendurchmesser des Ringkörpers. Vorzugsweise ist dabei der Durchmesser
der Mittelöffnung im vom hinteren Ende des Hülsenelementes ausgehenden Drittel des
Bereiches zwischen hinterem Ende und Ringnut gleich dem Außendurchmesser des Ringkörpers.
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Bei dem erfindungsgemäßen Bohrhammer sind also die Anordnung von Ringkörper
und Ringnut vertauscht, und der auf dem Fortsatz des Schlägers befestigte Ringkörper
durchläuft vor Erreichen der Ringnut einen sich verjüngenden Bereich der Mittelöffnung
des Hülsenelementes, so daß sich infolge Eingriffs zwischen diesem Bereich und dem
Ringkörper eine Abbremsung des Schlägers ergibt, der Schläger also beim Eintreten
des Ringkörpers in die Ringnut eine gegenüber der Geschwindigkeit seiner ursprünglichen
Vorwärtsbewegung verringerte Geschwindigkeit hat.
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Um eine weitere verhältnismäßig weiche Abbremsung des Schlägers zu
erhalten, kann die Breite der Ringnut größer sein als der Durchmesser des Ringkörpers,
so daß sich der Ringkörper nach Eintritt in die Ringnut zunächst noch etwas weiter
bewegen kann und erst dann endgültig abgebremst wird.
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Ist der Abstand zwischen vorderem Ende der Ringnut und hinterem Ende
des Hülsenelementes größer als der Abstand der senkrecht zur Längsachse des Schlägers
verlaufenden Übergangsfläche zwischen Fortsatz und zylindrischer Umfangsfläche des
Schlägers und Ringkörper, so trifft die Übergangsfläche des Schlägers nach Eintritt
des Ringkörpers in die Ringnut auf das hintere Ende des Hülsenelementes auf, und
der Schläger wird abgestoppt, ohne daß es zu einer nennenswerten Belastung des Ringkörpers
käme.
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Um bei einem derartigen Auftreffen des Schlägers auf das hintere Ende
des Hülsenelementes eine Dämpfung der auf das Hülsenelement ausgeübten Schläge zu
erreichen und diese nicht auf benachbarte Bauelemente zu übertragen, kann zwischen
vorderem Ende des Hülsenelementes und einer Ringschulter der Spindel ein gummielastischer
Dämpfungsring vorgesehen sein.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand der ein Ausführungsbeispiel
zeigenden Figuren näher erläutert.
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Figur 1 zeigt in einer Teildarstellung teilweise als Ansicht und teilweise
im Schnitt einen Bohrhammer, wobei jedoch auch in der Schnittdarstellung einige
Teile in der Ansicht gezeigt sind.
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Figur 2 zeigt im Schnitt einen Ausschnitt aus dem Bohrhammer aus Figur
1 im Bereich der Fangrichtung.
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Der in Figur 1 dargestellte Bohrhammer entspricht in seinem Aufbau
dem in der deutschen Patentanmeldung P 32 24 050.3 beschriebenen Bohrhammer.
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Dieser Bohrhammer hat ein aus zwei Kunststoffschalen bestehendes Gehäuse
1, das am vorderen Ende ein Futter 3 zur Aufnahme des teilweise dargestellten Bohrers
2 aufweist. Auf der Ankerwelle des nicht gezeigten Motors ist in üblicher Weise
ein Ventilator 7 befestigt, und die Ankerwelle ist mit dem dargestellten Endbereich
in einem Lager gehalten, das in einem Metallteil 4, etwa aus Aluminiumguß befestigt
ist. Das dargestellte Ende der Ankerwelle bildet ein nicht zu erkennendes Ritzel,
das in Eingriff mit einem Zahnrad 13 steht, das auf einer Zwischenwelle 10 befestigt
ist.
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Die Zwischenwelle 10 ist mit ihren Enden in Lagern 11 und 24 gehalten,
wobei das Lager 11 im Metallteil 4 und das Lager 24 in einem Blech-Formteil 5 befestigt
ist, das in das Gehäuse 1 eingesetzt ist und in zentrierendem Eingriff mit dem Metallteil
4 steht. Zwischen dem Zahnrad 13 und dem Lager 11 befindet sich eine Tellerfeder
12. Das Zahnrad 13 ist begrenzt in Richtung auf das Lager 11 auf der Welle 10 verschiebbar,
jedoch unverdrehbar gehalten, so daß es bei einer solchen Verschiebung die Feder
12 zusammendrückt.
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Auf der Zwischenwelle 10 ist drehbar eine Trommel 14, 14' befestigt,
die eine umlaufende Nut 15 aufweist. Die umlaufende Nut 15 ist so ausgebildet, daß
sie die später zu beschreibende Hin- und Herbewegung des Kolbens des Schlagwerkes
erzeugt, und sie kann sie Form eines
schräg gestellten Kreises haben.
An dem dem Zahnrad 13 abgewandten Ende der Trommel hat diese die angedeuteten Zähne,
die in Eingriff mit entsprechend geformten Zähnen einer Buchse 16 stehen, die auf
der Zwischenwelle 10 unverdrehbar befestigt ist. An der Außenfläche der Buchse 16
liegt eine Feder 18 an, die sich an einer von einer Scheibe 19 gebildeten Ringschulter
abstützt und die Buchse 16 in Richtung auf die Trommel 14, 14' drückt, um so den
Eingriff der Zähner sicher zu stellen. Die Buchse 16 kann mittels einer nicht dargestellten
Anordnung von außen so verlagert werden, daß ihre Zähne außer Eingriff mit den Zähnen
der Trommel 14, 14' kommen, die Buchse 16 also gegen den Druck der Feder 18 nach
links verlagert wird. In dieser Stellung wird dann die Drehbewegung der Zwischenwelle
10 nicht mehr von der Buchse 16 auf die drehbar auf der Zwischenwelle gelagerte
Trommel 14, 14' übertragen und daher der Antrieb für das Schlagwerk unterbrochen.
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Zwischen der Scheibe 19 und einem dem Lager 24 benachbarten Lager
23 zur Aufnahme von Axialkräften ist auf der Zwischenwelle 10 ein Zahnrad 37 vorhanden,
das in Eingriff mit einem auf der Spindel 39 befestigten Zahnrad 38 steht und so
eine Drehbewegung der Spindel und damit des Bohrers 2 bewirkt. Die Spindel stützt
sich mit ihrem inneren Ende an einem Lager 40 ab, während das Zahnrad 38 zur Aufnahme
von Stößen in axialer Richtung gegen eine mittels eines eingelagerten Ringes 42
gehaltene Tellerfeder 41 begrenzt bewegbar ist.
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Zur Erzeugung der Schlagbewegung des Bohres dient ein in einem Führungsrohr
25 befestigter, rohrförmiger Kolben 26, in dem der Schläger 27 angeordnet ist. Zur
Funktionsweise eines solchen Schlagwerkes sei auf die EP-OS 14 760 verwiesen, in
der auch die Funktion und
die Lage von hier nicht dargestellten,
im rohrförmigen Kolben 26 und im Führungsrohr 25 vorzusehenden Belüftungsöffnung
erläutert wird.
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Es sei erwähnt, daß in Figur 1 zur Verdeutlichung der verschiedenen
Betriebsstellungen des Schlagwerkes oberhalb und unterhalb der Mittellinie des Führungsrohres
25 zwei unterschiedliche Betriebsstellungen gezeigt sind. In der unterhalb der Mittellinie
dargestellten Betriebsstellung befindet sich der rohrförmige Kolben 26 in seiner
nahezu vollständig zurückgezogenen Lage, während der Schläger 27 sich in der Stellung
befindet, die sich bei Leerlauf, also bei fehlendem Bohrer 2 oder bei fehlendem
Widerstand auf das vordere Ende des Bohres 2 ergibt. Oberhalb der Mittellinie ist
der rohrförmige Kolben 26 in seiner am weitesten nach vorn verlagerten Stellung
gezeigt, während der Schläger sich in einer Lage befindet, in der er mit seinem
Fortsatz 33 schlagend auf das hintere Ende des Fortsatzes 29' des Zwischendöppers
29 auftrifft. Am hinteren äußeren Ende des rohrförmigen Kolbens 26 sind zwei Ansätze
28 angeformt, die eine Mittelbohrung zur Aufnahme eines Zapfens 30 aufweisen. Dieser
Zapfen ist um seine Längsachse drehbar gelagert und hat eine Mittelbohrung, in und
durch die sich das ein Ende eines Hebels 31 erstreckt.
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Dieser Hebel ist mit seinem dem sich durch die Mittelbohrung des Zapfens
30 erstreckenden Ende gegenüberliegenden Ende 33 mit Hilfe eines Stiftes schwenkbar
am Gehäuse 1 bzw. an einem Teil des Metallteils 4 gelagert, also um den Stift schwenkbar.
Zwischen den beiden Enden des Hebels 31 ist an diesem ein Zapfen befestigt, der
sich in die Nut 15 der Trommel 14, 14' erstreckt, so daß bei Bewegung der Nut 15
der Hebel 31 um den im Gehäuse 1 bzw. einem Teil des Metallteils 4 gelagerten Stift
34 verschwenkt und dadurch sein oberes Ende in
Richtung der Mittelachse
des Führungsrohres in der angedeuteten Weise hin- und herbewegt wird.
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Im oberen Bereich des Metallteils 4 befindet sich ein nach hinten
offener Kanal 45, der zur Führung von Kühlluft dient.
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Wie dargestellt, ist der Schläger 27 im rohrförmigen Kolben 26 hin-
und herbewegbar und gegen dessen Innenwand mit einem O-Ring 36 abgedichtet. Am vorderen
Ende des Kolbens ist der Fortsatz 33 vorhanden, der aus einem einem im wesentlichen
zylindrischen Abschnitt besteht, in dem eine Ringnut ausgebildet ist, in der ein
als Fangring dienender O-Ring 34 befestigt ist.
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In der drehbar auf dem Führungsrohr 25 gelagerten Spindel 39 ist ein
Hülsenelement 50 vorgesehen, zwischen dessen vorderem Ende und einer Ringschulter
der Spindel 39 ein O-Ring 25 angeordnet ist. Wie insbesondere in der oberen Hälfte
von Figur 2 zu erkennen ist, kommt der Zwischendöpper 29 in seiner hinteren Lage
in Berührung mit einer schräg verlaufenden inneren Ringschulter des Hülsenelementes
50. Um die bei dieser Berührung vom Zwischendöpper 29 auf das Hülsenelement 50 ausgeübten
Rückschläge zu dämpfen, ist ein gummielastischer Dämpfungsring 53 vorhanden, der
zwischen zwei Ringscheiben 54 und 55 angeordnet ist, wobei die Ringscheibe 55 durch
einen in eine Ringnut der Spindel 39 eingreifenden Sprengring 56 axial nach hinten
unverlagerbar gehalten ist. Die Ringscheibe 55 liegt einerseits an einer äußeren
Ringschulter des Hülsenelementes 50 und andererseits an einer inneren Ringschulter
der Spindel 39 an, so daß sie durch axiale Verlagerung des Hülsenelementes 50 infolge
Rückstößen des Zwischendöppers 29 nach hinten gegen den Dämpfungsring 53 bewegt
und die Stöße durch Verformung dieses Dämpfungsringes gedämpft werden.
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Vom hinteren Ende, also dem in den Figuren rechten Ende des Hülsenkörpers
50 verjüngt sich dessen Mittelöffnung und endet in einer Ringnut 51, deren lichter
Durchmesser größer ist als der lichte Durchmesser des an sie angrenzenden, sich
verjüngenden Bereichs der Mittelöffnung. Dieser verjüngende Bereich ist so bemessen,
daß er kurz nach seinem Beginn am hinteren Ende des Hülsenelementes einen lichten
Durchmesser hat, der gleich dem äußeren Durchmesser des O-Ringes 34 ist, so daß
der übrige zwischen dieser Stelle und dem Ringkörper liegende Bereich der sich verjüngenden
Fläche einen kleineren Durchmesser als der O-Ring 34 aufweist.
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Wie Figur 2 zeigt, ist die Breite der Ringnut 51 größer als der Durchmesser
des O-Ringes 34, und der Abstand zwischen O-Ring 34 und der Übergangsfläche zwischen
Fortsatz 33 und zylindrischer Umfangsfläche des Schlägers 27 ist kleiner als der
Abstand zwischen hinterem Ende des Hülsenelementes 50 und vorderem Ende der Ringnut
51, so daß, wie dem unteren Teil von Figur 2 zu entnehmen ist, die Übergangsfläche
des Schlägers 27 zur Anlage am hinteren Ende des Hülsenelementes 50 kommt, bevor
der O-Ring 34 das vordere Ende der Ringnut 51 erreicht hat.
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Wird im Betrieb des Bohrhammers kein Druck auf das vordere Ende des
in der Werkzeugaufnahme 3 befindlichen Werkzeuges 2 ausgeübt oder befindet sich
kein Werkzeug in der Werkzeugaufnahme 3, so treibt der Schläger 27 den Zwischendöpper
29 bei Berührung des hinteren Endes seines Fortsatzes 29' aus der in der oberen
Hälfte von Figur 2 gezeigten Lage nach vorn, und der Schläger 27 bewegt sich ebenfalls
weiter nach vorn. Infolgedessen kommt der O-Ring 34 in Berührung mit der Innenfläche
des sich verjüngenden Bereichs der Mittelbohrung des
Hülsenelementes
50, und die Vorwärtsbewegung des Schlägers 27 wird dadurch abgebremst. Tritt dann
der O-Ring 34 in die Ringnut 51 ein, so ist der Schläger 27 bereits erheblich abgebremst
worden. Die noch vorhandene kinetische Energie wird durch den Aufprall der tibergangsfläche
zwischen Fortsatz 37 und zylindrischer Umfangsfläche des Schlägers 27 auf das hintere
Ende des Hülsenelementes 50 von diesem auf den O-Ring 52 übertragen und dort als
Verformungsarbeit vernichtet. Dabei verhindert der Eingriff von O-Ring 34 und Ringnut
51 ein Zurückrollen des Schlägers 27.
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Wird auf das vordere Ende des in die Werkzeugaufnahme 3 eingesetzten
Werkzeugs 2 wieder Druck ausgeübt, so wird der Zwischendöpper 29 nach hinter verlagert
und der O-Ring 34 aus der Ringnut 51 herausgedrückt, also der Schläger 27 wieder
in die oben in Figur 2 gezeigte Lage verschoben.
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