DE3526162A1

DE3526162A1 - Bohrhammer sowie bohrhammerwerkzeug

Info

Publication number: DE3526162A1
Application number: DE19853526162
Authority: DE
Inventors: Erfinder Wird Nachtraeglich Benannt Der
Original assignee: Black and Decker Inc
Current assignee: Black and Decker Inc
Priority date: 1985-07-22
Filing date: 1985-07-22
Publication date: 1987-01-22

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Bohrhammer mit einer motorisch rotierend antreibbaren Bohrhammerwerkzeug- Spindel, einem drehfest aber axial beweglich im Bohrhammer gehaltenen Bohrhammerwerkzeug und einer Schlageinrichtung, mit der wiederholt Schläge in Axialrichtung auf das hintere Ende des Bohrhammerwerkzeugs ausübbar sind.

Ein Bohrhammer ist eine Maschine, mit der sich Löcher in harte Materialien, insbesondere Beton, bohren lassen, wobei die während der Rotation des Bohrhammerwerkzeugs auf dessen hinteres Ende ausgeübten Schläge die Bohrleistung erheb lich steigern. Bohrhämmer unterscheiden sich von sog. Schlag bohrmaschinen nach üblichem Sprachgebrauch insbesondere durch die andere Art der Schlagaufbringung und durch die in der Regel höhere Schlagenergie. Die Erfindung bezieht sich in erster Linie auf Hand-Bohrhämmer, also mit der Hand bzw. den Händen gehaltene Hammerbohrmaschinen, wie sie teils von Heimwerkern und teils von beruflich mit derartigen Geräten umgehenden Personen verwendet werden. Bohrhämmer der eingangs genannten Art sind bekannt.

Es ist festgestellt worden, daß bei Bohrhämmern das eigent liche Bohrhammerwerkzeug, also in der Regel ein Spiralbohrer mit Hartmetallplättchen an der Bohrerspitze und einem Schaft zum Einsetzen in den Bohrhammer, übermäßig oft und zuweilen nach ungenügend langer Betriebszeit bricht. Da die Bohrhammerwerkzeuge recht teuer sind, stellt dies einen erheblichen praktischen Nachteil dar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Standzeit des Bohrhammerwerkzeugs beim Einsatz des Bohrhammers zu verlängern.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgese hen, daß am hinteren Stirnende des Bohrhammerwerkzeugs ein mittlerer Materialbereich weiter nach hinten ragt als der Rand des hinteren Stirnendes.

Die Erfindung geht also von dem grundsätzlichen, gedank lichen Ansatzpunkt aus, daß nicht nur die reine Schlag beanspruchung des Bohrhammerwerkzeugs für sich so groß ist, daß hieraus vorzeitige Werkzeugbrüche entstehen, sondern daß man eine Standzeitverbesserung dadurch er zielen kann, daß die Schläge der Schlageinrichtung das hintere Schaftende des Bohrhammerwerkzeugs nur zentrisch und nicht über das gesamte hintere Stirnende verteilt treffen. Es hat sich überraschend herausgestellt, daß diese zentrische Schlageinleitung mit einer ganz erheb lichen Verlängerung der durchschnittlichen Standzeit der Bohrhammerwerkzeuge einhergeht. Es ist ferner herausge funden worden, daß die erfindungsgemäße Ausbildung des hinteren Stirnendes des Bohrhammerwerkzeugs deutlich günstiger als eine entsprechende Ausbildung desjenigen Teils der Schlageinrichtung, das auf das Bohrhammerwerk zeug schlägt, ist, weil das Bohrhammerwerkzeug von Zeit zu Zeit ausgewechselt wird und weil somit gewisse Ver schleißerscheinungen am hinteren Stirnende des Bohrhammer werkzeugs durch den Betrieb des Bohrhammers in Kauf ge nommen werden können.

"Zentrischer Materialbereich" bedeutet nicht unbedingt, daß dieser Materialbereich exakt im Zentrum des hinteren Stirnendes des Bohrhammerwerkzeugs liegen muß. Grundidee der Erfindung ist die Schlagaufbringung konzentriert auf einen mittleren Bereich um die Achse des Bohrhammerwerk zeugs. Dabei ist jedoch bevorzugt, daß dieser Material bereich zumindest annähernd symmetrisch zur Achse des Bohrhammerwerkzeugs liegt.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung hinsichtlich der konkreten Formgebung des hinteren Stirnendes des Bohrhammerwerkzeugs sind in den Ansprüchen 2 bis 6 an gegeben. Bei der einfach-kegeligen oder mehrfach-kege ligen Formgebung kann das eigentliche Ende bzw. der eigentliche Abschluß des Bohrhammerwerkzeugs spitz, ge rundet (Anspruch 5) oder relativ kleinflächig-eben sein (Anspruch 6). Der Übergang vom Schaft des Bohrhammerwerk zeugs zum nach hinten vorstehenden, zentrischen Material bereich soll allmählich sein. Der über den Rand des hin teren Stirnendes hinausragende Materialbereich soll in Axialrichtung relativ kurz sein, insbesondere 1 bis 3 mm. Der von den auftreffenden Schlägen der Schlageinrichtung unmittelbar kontaktierte Bereich des hinteren Stirnendes des Bohrhammerwerkzeugs soll vorzugsweise unter 50% des Schafts des Bohrhammerwerkzeugs betragen, höchst vorzugs weise unter 10%. Die abgerundete Formgebung des Abschlus ses des hinteren Stirnendes des Bohrhammerwerkzeugs (Anspruch 5) kann, muß aber nicht, mit einem kegeligen Übergang in den Schaft des Bohrhammerwerkzeugs kombiniert sein. Auch gerundete Übergänge vom Schaft zu dem vorste henden, zentrischen Materialbereich sind möglich. Der ebene, zentrische Abschluß gemäß Anspruch 6 hat den Vor teil einen größeren Kontaktfläche mit dem hiermit zu sammenwirkenden Teil der Schlageinrichtung. Aber auch ein flachkegelig zusammenlaufender, vorstehender Mate rialbereich, gegebenenfalls mit einer kleinen Abrundung oder Abflachung, ist sehr gut brauchbar.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf das Bohrhammer werkzeug selbst, wie es im Anspruch 7 gekennzeichnet ist und die oben herausgestellte Aufgabe der Erfindung löst. In den Ansprüchen 8 bis 12 sind Weiterbildungen der Er findung hinsichtlich des Bohrhammerwerkzeugs, analog zu den Weiterbildungen gemäß Ansprüchen 2 bis 6, beansprucht. Die vorstehenden Ausführungen gelten sinngemäß sowohl für das Bohrhammergerät insgesamt als auch für das Bohrhammer werkzeug.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen noch näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch den vorderen Bereich eines Bohrhammers mit eingesetztem Bohrhammer werkzeug;

Fig. 2 bis 5 mehrere Ausführungsbeispiele für hintere Endbereiche des Bohrhammerwerkzeugs, jeweils in Seitenansicht.

In Fig. 1 erkennt man das Gehäuse 4 des Bohrhammers. In dem Gehäuse 4 ist eine Spindel 6 mit Wälzlagern 8 und 10 rotier bar gelagert. Die Spindel 6 ist über ein darauf angebrach tes Zahnrad 12 über eine Antriebswelle 14 von einem in der Fig. 1 weiter rechts im Bohrhammer 2 untergebrachten, in der Zeichnung nicht erkennbaren Elektromotor her antreib bar.

Im Gehäuse 4, nach links ein Stück in die Spindel 6 hinein ragend, ist ein Luftzylinder 16 angeordnet, in dem ein kol benartiger Schlagkörper 18 abgedichtet axial verschiebbar ist. Der Schlagkörper 18 ragt nach links aus dem Luftzylin der 18 heraus und wirkt dort mit einem sog. Döpper 20 als Zwischenteil zur Schlagkraftübertragung auf das Bohrhammer werkzeug zusammen. Der Döpper 20 ist abgedichtet und axial verschiebbar in der Spindel 6 aufgenommen. Mit seiner in Fig. 1 linken Stirnfläche wirkt der Döpper 20 mit dem in Fig. 1 rechten, hinteren Stirnende des Bohrhammerwerkzeugs, vorliegend konkret einem Bohrer 22, zusammen.

Der Bohrer 22 ist mit seinem hinteren Schaft in einem ent sprechenden Kanal der Spindel 6 aufgenommen und ragt in Fig. 1 nach links aus dem Bohrhammer 2 und der Spin del 6 heraus. Dem Bohrer 22 wird die Drehbewegung der Spindel 6 über geeignete Mittel mitgegeben, beispiels weise sog. Mitnahmeleisten (nicht dargestellt) am Innen umfang des genannten Spindelkanals, ein zur Übertragung der Drehbewegung bei axialer Freiheit des Bohrers 22 ge eignetes Bohrfutter (nicht dargestellt), Rillen im Boh rerschaft, die mit entsprechenden Vorsprüngen am Innen umfang des Spindelkanals oder einem entsprechend gestal teten Bohrfutter zusammenwirken, oder dergleichen. Hin sichtlich der Erfindung ist lediglich von Bedeutung, daß der Bohrer 22 axiale Schlagbewegungen ausführen kann und von der Spindel 6 her Antriebskraft für seine Rotations bewegung erhält.

Der Schaft des Bohrer 22 weist ferner zwei Rillen mit etwa halbkreisförmigem Querschnitt und begrenzter Länge auf, die nach außen offen sind. In jede dieser Rillen 24 greift von außen eine Kugel 26, wodurch ein unbeabsichtigtes Herausfallen des Bohrers 22 nach vorn aus dem Bohrhammer 2 verhindert ist. Zum Auswechseln des Bohrers 22 wird ein die Kugeln 26 von außen haltender Ring 28 gegen die Kraft einer Feder 30 nach hinten verschoben, wodurch die Kugeln sich ein Stück nach außen bewegen und aus den Rillen 24 herauskommen können.

Der Luftzylinder 16 wird durch einen nur teilweise in der Zeichnung erkennbaren Taumelscheibenantrieb 32 axial hin- und herbewegt.Durch geeignete Steuerschlitze im Luftzylinder 16 wird sichergestellt, daß der Schlagkörper 18 über durch diese Bewegungen im Luftzylinder 16 ver dichtete Luft Schlagenergie zur Übertragung auf den Bohrer 22 unter Zwischenschaltung des Döppers 20 erhält und daß der Schlagkörper 18 durch Unterdruckbildung im Luft zylinder 16 wieder zurückgeholt wird. Der Schlagimpuls des Schlagkörpers 18 wird mittels des Döppers 20 in Axialrichtung auf den Bohrer 22 übertragen. In der obe ren Hälfte der Fig. 1 ist ein Zustand gezeichnet, bei dem sich der Schlagkörper 18, der Döpper 20 und der Bohrer 22 jeweils in der rechten, also möglichst weit in den Bohrhammer 20 hineinbewegten Stellung befinden. Die untere Hälfte der Fig. 1 zeigt einen Zustand, bei dem sich der Schlagkörper 18 weiter nach links aus dem Luftzylinder 16 heraus bewegt hat, als dies beim nor malen Bohrvorgang der Fall ist. Dieser Zustand wird er reicht, wenn der Bohrer 22 keine axiale Gegenkraft von links nach rechts mehr erhält. Dann tritt der linke Kopf des Schlagkörpers 18 durch einen Gummiring 34 und wird in dieser Stellung weit vorn elastisch gehalten, wo er praktisch keine Schlagantriebswirkung mehr von dem hin und her gehenden Luftzylinder 16 erhält.

Der Bohrhammer 2 wurde lediglich in einem derartigen Um fang beschrieben, daß seine Wirkungsweise und die Art der Schlagimpulsaufbringung auf den hinteren Endbereich des Bohrers 22 verständlich sind.

In den Fig. 2 bis 5 sind erfindungsgemäße Ausbildungen des hinteren Stirnendes des Bohrers 22 dargestellt. Fig. 2 zeigt eine doppelt-kegelige Verjüngung des hinteren Stirn endes, wobei der Kegelwinkel des an den zylindrischen Bohrerschaft anschließenden Übergangskegels 36 60° und der Kegelwinkel des daran anschließenden Endkegels 38 83°, jeweils gemessen zur Achse 40 des Bohrers 22, be trägt. Das Ende des Endkegels 38 ist spitz.

Beim Bohrer 22 gemäß Fig. 3 ist der Endkegel 38 durch eine kugelsegmentförmige Abrundung 42 als Abschluß er setzt.

Beim Bohrer 22 gemäß Fig. 4 ist die Spitze des Endkegels 38 von Fig. 2 durch eine ebene Fläche 44 rechtwinklig zur Achse 40 ersetzt. Diese Fläche 44 ist klein im Verhältnis zur Querschnittsfläche des Bohrerschafts.

Beim Bohrer 22 gemäß Fig. 5 hat man einen Übergangskegel 36 mit einem Kegelwinkel von 45°, dessen Spitzenbereich wiederum durch eine ebene Fläche 44 ersetzt ist.

Der Bohrer 22 besteht aus dem für derartige Werkzeuge üblichen, hochfesten, zähen Werkzeugstahl. Die Schneiden des Bohrers sind mit Hartmetallplättchen besetzt (nicht zeichnerisch dargestellt).

Claims

1. Bohrhammer,
mit einer motorisch rotierend antreibbaren Bohrhammer werkzeug-Spindel,
einem drehfest aber axial beweglich im Bohrhammer ge haltenen Bohrhammerwerkzeug,
und einer Schlageinrichtung, mit der wiederholt Schläge in Axialrichtung auf das hintere Ende des Bohrhammerwerk zeugs ausübbar sind,
dadurch gekennzeichnet, daß am hinteren Stirnende des Bohrhammerwerkzeugs (22) ein zentrischer Materialbereich weiter nach hinten ragt als der Rand des hinteren Stirn endes.

2. Bohrhammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß das hintere Stirnende des Bohrhammerwerkzeugs (22) einfach-kegelig oder mehrfach-kegelig verjüngt ist.

3. Bohrhammer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß der Kegelwinkel des Endkegels (38) relativ zur Achse (40) des Bohrhammerwerkzeugs (22) 80 bis 87°, vorzugsweise 82 bis 85° beträgt.

4. Bohrhammer nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge kennzeichnet, daß der Kegelwinkel eines Übergangskegels (36) zwischen dem Schaft des Bohrhammerwerkzeugs (22) und dem Abschluß des hinteren Stirnendes des Bohrhammer werkzeugs 45 bis 70° relativ zur Achse (40) des Bohr hammerwerkzeugs (22) beträgt.

5. Bohrhammer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschluß des hinteren Stirnendes des Bohrhammerwerkzeugs gerundet ist (42).

6. Bohrhammer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschluß des hinteren Stirnendes des Bohrhammerwerkzeugs im wesentlichen rechtwinklig zur Achse des Bohrhammerwerkzeugs verlaufend eben ist (44).

7. Bohrhammerwerkzeug, dadurch gekennzeichnet, daß am hinteren Stirnende des Bohrhammerwerkzeugs (22) ein zentrischer Materialbereich weiter nach hinten ragt als der Rand des hinteren Stirn endes.

8. Bohrhammerwerkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das hintere Stirnende des Bohrhammer werkzeugs einfach-kegelig oder mehrfach-kegelig verjüngt ist.

9. Bohrhammerwerkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegelwinkel des Endkegels relativ zur Achse des Bohrhammerwerkzeugs 80 bis 87°, vorzugsweise 82 bis 85° beträgt.

10. Bohrhammerwerkzeug nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegelwinkel eines Über gangskegels zwischen dem Schaft des Bohrhammerwerkzeugs und dem Abschluß des hinteren Stirnendes des Bohrhammer werkzeugs 45 bis 70° relativ zur Achse des Bohrhammer werkzeugs beträgt.

11. Bohrhammerwerkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschluß des hinteren Stirnendes des Bohrhammerwerkzeugs gerundet ist.

12. Bohrhammerwerkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschluß des hinteren Stirnendes des Bohrhammerwerkzeugs im wesent lichen rechtwinklig zur Achse des Bohrhammerwerkzeugs verlaufend eben ist.