DE4202767A1 - Bohrhammer - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Bohrhammer mit einem Elektromotor für den Antrieb des pneumatischen Hammerwerks und für den Drehantrieb der Werkzeugaufnahme, der mit seiner Ankerwelle senkrecht zur Drehachse der Werkzeugaufnahme im Gehäuse des Bohrhammers gehaltert ist und am dem Hammerwerk näheren Ende der Ankerwelle eine Verzahnung aufweist, die mit einem an der von der Werkzeugaufnahme entfernten hinteren Seite vorgesehenen, unverdrehbar auf einer hinteren Welle sitzenden Zahnrad kämmt, das Antriebskraft für das Hammerwerk überträgt, wobei auf der hinteren Welle unverdrehbar eine Verzahnung vorgesehen ist, die über ein Zwischenzahnrad mit einer Verzahnung gekoppelt ist, die sich auf einer vorderen Welle befindet, die an der der hinteren Welle gegenüberliegenden Seite der Ankerwelle vorgesehen ist und über eine Zahnanordnung mit der die Werkzeug­ aufnahme drehend antreibenden Spindelanordnung gekoppelt ist.

Ein derartiger bekannter Bohrhammer (Hilti TE 52) hat den Vorteil, daß sich für den Antrieb der Werkzeugaufnahme eine dreistufige Untersetzung der Drehzahl des Elektromotors ergibt, nämlich zunächst von der Ankerwelle auf das Antriebskraft für das Hammerwerk übertragende Zahnrad, dann von der dieses Zahnrad tragenden hinteren Welle auf das Zwischenzahnrad und von dort auf die Verzahnung der vorderen Welle und schließlich von der vorderen Welle über die Zahnanordnung auf die Spindelanordnung. Eine solche dreistufige Untersetzung ermöglicht einen verhältnis­ mäßig kompakten Aufbau. Diese Kompaktheit des Aufbaus in der Länge wird bei dem bekannten Bohrhammer jedoch mit einer Vergrößerung der Breite des Aufbaus erkauft, da im Gehäuse zusätzlicher Platz für das Zwischenzahnrad benötigt wird, das die Verzahnungen der hinteren und vorderen Welle unter seitlicher Umgehung der Ankerwelle koppelt.

Es sind auch bereits Bohrhämner bekannt (US-PS 37 74 699, US-PS 39 21 729), bei denen die Verzahnung der hinteren Welle und die Verzahnung der vorderen Welle direkt miteinander kämmen, wobei die Verzahnung der vorderen Welle die Form eines Zahnrades verhältnismäßig großen Durchmessers hat, das oberhalb des oberen Endes der Ankerwelle angeordnet ist und sich in diesem Bereich bis in den Bereich der ritzelförmigen Verzahnung der hinteren Welle erstreckt. Dies hat jedoch nicht nur den Nachteil, daß das auf der vorderen Welle vorgesehene Zahnrad einen verhältnismäßig großen Durchmesser haben muß und daher auch seitlich erheblichen Raum im Gehäuse einnimmt, sondern darüber hinaus liegt die Zahnanordnung, die die vordere Welle mit der Spindelanordnung koppelt, verhältnismäßig weit hinten im Gehäuse und damit in großem Abstand vom Werkzeughalter, so daß eine verhältnismäßig lange Spindelanordnung benötigt wird. Die Herstellung einer derartigen langen Spindelanordnung führt jedoch zu einer erheblichen Steigerung der Fertigungskosten.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Bohrhammer durch vorteilhafte Ausbildung seines Getriebes so auszubilden, daß ein möglichst kompakter Aufbau erreicht wird, ohne daß die Fertigungskosten erhöht würden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Bohrhammer der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß derart ausgestaltet, daß das Zwischenzahnrad die Ankerwelle umgebend zwischen der Verzahnung auf der Ankerwelle und dem Stator des Elektromotors angeordnet ist. Dabei befindet sich das Zwischenzahnrad vorzugsweise koaxial zur Ankerwelle.

Bei dem erfindungsgemäßen Bohrhammer ist also durch die Ver­ wendung eines Zwischenzahnrades eine dreistufige Untersetzung von der Ankerwelle des Elektromotors zur Spindelanordnung erreicht und somit bei kompaktem Aufbau in Längsrichtung die Verwendung einer verhältnismäßig kurzen Spindelanordnung möglich, da die die vordere Welle mit der Spindel koppelnde Zahnanordnung verhältnis­ mäßig weit vorn im Gehäuse liegt. Das Zwischenzahnrad wird jedoch ohne Vergrößerung der Abmessungen des Gehäuses in der Breite eingesetzt, so daß sich zusätzlich zumindest die Abmessungsvor­ teile der sonst üblichen, zweistufigen Untersetzungen ergeben, wie sie vorstehend diskutiert wurden. Ferner wird auch die Baulänge in Richtung der Längserstreckung des Elektromotors reduziert.

Die Kopplung von Verzahnung auf der Ankerwelle und Zahnrad auf der hinteren Welle bildet üblicherweise eine erste Drehzahl­ untersetzung, während die Kopplung von Verzahnung auf der hinteren Welle und Zwischenzahnrad eine zweite Drehzahlunter­ setzung bilden kann. Eine dritte Drehzahluntersetzung wird durch die Zahnanordnung gebildet, die die vordere Welle mit der Spindelanordnung koppelt.

Eine weitere Drehzahluntersetzung kann durch die Kopplung von Zwischenzahnrad und Verzahnung auf der vorderen Welle erreicht werden, wenn die Abmessungen von Zwischenzahnrad und Verzahnung auf der vorderen Welle entsprechend gewählt sind.

An auf der hinteren Welle sitzenden Zahnrad kann ein Exzenter­ stift befestigt sein, dessen Längsachse sich parallel zur hinteren Welle erstreckt und der in Antriebsverbindung mit dem hin- und herbewegbaren Kolben des pneumatischen Hammerwerks steht, etwa durch Verbindung mit einem Ende der einen Teil eines Kurbeltriebes bildenden Pleuelstange.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der schematisch ein Ausführungsbeispiel zeigenden Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt teilweise schematisch als Ansicht und teilweise im Schnitt einen Bohrhammer.

Fig. 2 zeigt in einer Darstellung entsprechend Fig. 1 ver­ größert das Hammerwerk und das Getriebe des Bohrham­ mers.

Fig. 3 zeigt schematisch einen Teilschnitt entlang der Linie III-III aus den Fig. 1 und 2.

Fig. 4 zeigt schematisch einen Teilschnitt entlang der Linie IV-IV aus den Fig. 1 und 2.

Der dargestellte Bohrhammer hat ein übliches Gehäuse, das in Fig. 1 lediglich schematisch im Umriß gezeigt ist und am hinteren Ende eine Grifföffnung 11 bildet, in die sich das gegen Federdruck verlagerbare Betätigungselement 12 des Ein/Aus- Schalters erstreckt, wobei am hinteren Ende des Gehäuses auch die Knickschutztülle 13 für ein nicht dargestelltes elektrisches Anschlußkabel gezeigt ist. Am vorderen Ende des Gehäuses befindet sich eine übliche, ebenfalls nur in Umrissen angedeutete Werkzeugaufnahme. Ein derartiger Gehäuseaufbau einschließlich Werkzeugaufnahme ist beispielsweise in der US-PS 39 21 729 gezeigt.

Der Elektromotor 14 hat einen Stator 15 und eine Ankerwelle 17, auf deren unterem Ende ein Lüfterrad 16 befestigt ist. Dieser Elektromotor ist mit seiner Ankerwelle 17 senkrecht zur Längs­ achse der Werkzeugaufnahme 10 im Gehäuse angeordnet, wobei die Lagerung der Ankerwelle 17 am das Lüfterrad 16 tragenden Ende nicht dargestellt ist.

Im Gehäuse, das üblicherweise aus Kunststoff-Teilschalen zusammengesetzt ist, befindet sich ein aus zwei Teilen zusammen­ gesetztes Verstärkungsgehäuse 20, 21, dessen Teile üblicherweise aus Aluminium-Druckguß bestehen und miteinander verschraubt sind.

Das Verstärkungsgehäuse dient, wie dargestellt, zur Aufnahme von Lagern für die verschiedenen Wellen sowie des Lagers für die noch zu beschreibende Spindel und der Halterung der noch zu be­ schreibenden Führrohr des Hammerwerks.

Das pneumatische Hammerwerk ist von für derartige Bohrhämmer üblicher Bauart und enthält ein stationäres Führrohr 30, dessen Mittelachse koaxial zur Längsachse der Werkzeugaufnahme 10 liegt und damit koaxial zu deren Drehachse angeordnet ist und in dem ein axial hin- und herbewegbarer Kolben 31 sitzt, an dem eine sich nach hinten erstreckende Pleuelstange 33 schwenkbar befestigt ist, die mit ihrem gegenüberliegenden Ende schwenkbar an einem Exzenterstift 34 sitzt. Im Führrohr 30 befindet sich vor dem Kolben 31 ein axial hin- und herbewegbarer Schlagkörper 31.

Durch die vom umlaufenden Exzenterstift 34 erzeugte Hin- und Herbewegung des Kolbens 31 wird zwischen diesem und dem hinteren Ende des Schlagkörpers 32 durch bekannte Wirkung der in Fig. 3 angedeuteten in der Wand des Führrohrs 30 vorgesehenen Belüf­ tungsöffnungen abwechselnd ein Überdruck und ein Unterdruck aufgebaut, so daß der Schlagkörper 32 zur Ausübung von Schlägen auf das hintere Ende des nicht dargestellten, in die Werkzeug­ aufnahme 10 eingesetzten Hammerbohrers nach vorn geschleudert und danach wieder innerhalb des Führrohres 30 nach hinten gesaugt wird. Diese Funktionsweise stimmt mit derjenigen des Hammerwerks des Bohrhammers gemäß US-PS 37 74 699 und gemäß US-PS 39 21 729 überein.

Im vorderen Abschnitt eines noch zu beschreibenden Spindelrohres 60, das das vordere Ende des Führrohres 30 aufnimmt, sitzt ein axial hin- und herbewegbarer Zwischendöpper 35, der im Hammerbe­ trieb am hinteren Ende vom Schlagkörper 32 beaufschlagt wird und den auf ihn ausgeübten Schlag durch Berührung seines vorderen Endes mit dem hinteren Ende des in der Werkzeugaufnahme 10 sitzenden Hammerbohrers auf diesen überträgt.

Der Antrieb des Hammerwerks erfolgt durch den Elektromotor 14. Wie in Fig. 2 zu erkennen ist, ist dessen Ankerwelle 17 am dem Hammerwerk näheren Ende im Hauptteil 21 des Verstärkungsgehäuses mittels eines Nadellagers 18 gelagert. Dieses Ende der Ankerwelle 17 ist als Ritzel 40 ausgebildet und kämmt mit einem Zahnrad 42, das unverdrehbar auf einer hinteren Welle 41 befestigt ist. Die Welle 41 erstreckt sich parallel zur Ankerwelle 17 und liegt an der der Werkzeugaufnahme 10 abgewandten Seite der Ankerwelle 17. Sie ist mittels Lagern 44 und 45 im Verstärkungsgehäuse drehbar gelagert. Im Zahnrad 42 sitzt der Exzenterstift 34, der sich im Abstand von der Drehachse der Welle 41 parallel zu dieser erstreckt und mit dem, wie vorstehend bereits erwähnt, schwenkbar mit dem einen Ende der Pleuelstange 3 verbunden ist.

Unterhalb des Zahnrades 42 ist zwischen den Lagern 44 und 45 auf der hinteren Welle 41 ein Ritzel 43 ausgebildet. Auf gleicher Höhe wie dieses Ritzel ist mittels eines Gleitlagers 47 auf einem die Ankerwelle 17 konzentrisch umgebenden Abschnitt des Deckel­ teils 20 des Verstärkungsgehäuses ein Zwischenzahnrad 46 frei drehbar gehaltert, das mit dem Ritzel 43 der hinteren Welle 41 kämmt.

An der der Werkzeugaufnahme 10 zugewandten Seite der Ankerwelle 17 erstreckt sich parallel zu dieser eine vordere Welle 48, die in Kugellagern 49, 50 drehbar gelagert ist. Diese vordere Welle 48, die Ankerwelle 17 und die hintere Welle 41 liegen, wie Fig. 4 zeigt, alle in einer gemeinsamen Längsebene, in der vorzugs­ weise auch die Längsachse des Führrohres 30 und damit der Werkzeugaufnahme 10 liegt.

Auf der vorderen Welle 48 ist auf Höhe des Ritzels 43 der hinteren Welle 41 und somit auch auf Höhe des Zwischenzahnrades 46 drehbar ein Zahnrad 51 befestigt, das mit dem Zwischenzahnrad 46 kämmt. Das Zahnrad 51 steht über nicht dargestellte Zähne in Eingriff mit einer unverdrehbar, jedoch axial verschiebbar auf der vorderen Welle 48 angeordneten Druckplatte 53, die von einer Tellerfeder 52 gegen die Unterseite des Zahnrades 51 gedrückt wird. Auf diese Weise ist eine Überlastkupplung gebildet, die das Zahnrad 51 beim Überschreiten eines durch die Kraft der Tel­ lerfeder 52 bestimmten Drehmomentes durchdrehen läßt, so daß dann keine Antriebskraft mehr auf die vordere Welle 48 übertragen wird.

Es sei erwähnt, daß die bisher beschriebenen Zahnräder 42, 46 und 51 die Form von Stirnzahnrädern haben.

Am oberen Ende der vorderen Welle 48 ist ein Kegelrad 54 ausgebildet, das mit einer kegelradförmigen Verzahnung 56 am hinteren Ende einer Spindel 55 kämmt. Die Spindel 55 sitzt in einem Gleitlager 57 und hat ein inneres Keilwellenprofil, das in Eingriff mit einem Keilwellenprofil 61 auf der Außenfläche des Spindelrohres 60 steht, so daß zwischen Spindel 55 und Spindel­ rohr 60 eine in Drehrichtung formschlüssige Verbindung vorhanden ist.

Das Spindelrohr 60 ist in bekannter Weise derart mit der Werkzeugaufnahme 10 verbunden, daß es bei Drehung die Werkzeug­ aufnahme 10 und damit den in diese eingesetzten Hammerbohrer dreht.

Wie bereits erwähnt, bewirkt eine Drehung der Ankerwelle 17 über das an ihr ausgebildete Ritzel 40 und das Zahnrad 42 eine Drehung der hinteren Welle 41 und eine Umlaufbewegung des Exzenterstiftes 34 und damit eine Hin- und Herbewegung des Kolbens 31 des Hammerwerks. Dabei wird die Drehzahl der Ankerwelle 17 infolge des deutlich größeren Durchmessers des Zahnrades 42 gegenüber dem mit ihm kämmenden Ritzel 40 entsprechend untersetzt.

Die Drehung der hinteren Welle 41 führt infolge des Kämmens von Ritzel 43 und Zwischenzahnrad 46 zu einer Drehung des Zwischen­ zahnrades 46 mit einer Drehzahl, die wegen des gegenüber dem Ritzel 43 deutlich größeren Durchmessers des Zwischenzahnrades 46, gegenüber der Drehzahl der hinteren Welle 41 verringert ist.

Da das Zwischenzahnrad 46 mit dem unverdrehbar auf der vorderen Welle 48 sitzenden Zahnrad 51 kämmt und da der Durchmesser des Zahnrades 51 größer ist als der des Zwischenzahnrades 46 werden das Zahnrad 51 und damit die vordere Welle 48 mit einer Drehzahl gedreht, die geringer ist als diejenige des Zwischenzahnrades 46.

Die Drehung der vorderen Welle 48 bewirkt über das Kegelrad 54, das mit der kegelradförmigen Verzahnung 56 am hinteren Ende der Spindel 55 kämmt, eine Drehung der Spindel 55 mit einer gegenüber der Drehung der vorderen Welle 48 verringerten Drehzahl, wobei die Werkzeugaufnahme 10 infolge der formschlüssigen Verbindung von Spindel 55 und Spindelrohr 60 in Drehrichtung sowie infolge der Verbindung des Spindelrohres 60 mit der Werkzeugaufnahme 10 mit der gleichen Drehzahl dreht wie die Spindel 55.

Claims (7)

1. Bohrhammer mit einem Elektromotor (14) für den Antrieb des pneumatischen Hammerwerks und für den Drehantrieb der Werkzeugaufnahme (10), der mit seiner Ankerwelle (17) senkrecht zur Drehachse der Werkzeugaufnahme (10) im Gehäuse des Bohrhammers gehaltert ist und am dem Hammerwerk näheren Ende der Ankerwelle (17) eine Verzahnung (40) aufweist, die mit einem an der von der Werkzeugaufnahme (10) entfernten hinteren Seite vorgesehenen, unverdrehbar auf einer hinteren Welle (41) sitzenden Zahnrad (42) kämmt, das Antriebskraft für das Hammerwerk überträgt, wobei auf der hinteren Welle (41) unverdrehbar eine Verzahnung (43) vorgesehen ist, die über ein Zwischenzahnrad (46) mit einer Verzahnung (51) gekoppelt ist, die sich auf einer vorderen Welle (48) befindet, die an der der hinteren Welle (41) gegenüber­ liegenden Seite der Ankerwelle (17) vorgesehen ist und über eine Zahnanordnung (54, 56) mit der die Werkzeugaufnahme (10) drehend antreibenden Spindelanordnung (55, 60) gekop­ pelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenzahnrad (46) die Ankerwelle (17) umgebend zwischen der Verzahnung (40) auf der Ankerwelle (17) und dem Stator (15) des Elektromotors (14) angeordnet ist.

2. Bohrhammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenzahnrad (46) koaxial zur Ankerwelle angeordnet ist.

3. Bohrhammer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplung von Verzahnung (40) auf der Ankerwelle (17) und Zahnrad (42) auf der hinteren Welle (41) eine erste Drehzahluntersetzung bildet.

4. Bohrhammer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplung von Verzahnung (40) auf der hinteren Welle (41) und Zwischenzahnrad (46) eine zweite Drehzahluntersetzung bildet.

5. Bohrhammer nach einem der Ansprüche 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnanordnung (54, 56) eine dritte Drehzahluntersetzung bildet.

6. Bohrhammer nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplung von Zwischenzahnrad (46) und Verzahnung (51) auf der vorderen Welle (48) eine weitere Drehzahluntersetzung bildet.

7. Bohrhammer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß am auf der hinteren Welle (41) sitzenden Zahnrad (42) ein Exzenterstift (34) befestigt ist, dessen Längsachse sich parallel zur hinteren Welle (41) erstreckt und der in Antriebsverbindung mit dem hin- und herbewegbaren Kolben (31) des pneumatischen Hammerwerks steht.