DE4441820B4

DE4441820B4 - Bohr- und/oder Schlaghammer

Info

Publication number: DE4441820B4
Application number: DE4441820A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dipl.-Ing. Bohne (Fh); Wilfried Dipl.-Ing. Kabatnik (Fh); Joachim Dipl.-Ing. Hecht
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1994-11-24
Filing date: 1994-11-24
Publication date: 2004-10-28
Anticipated expiration: 2014-11-25
Also published as: IT1277215B1; NL1001737C2; GB2295347A; NL1001737A1; GB2295347B; GB9523099D0; FR2727341A1; FR2727341B1; ITMI952376A1; DE4441820A1; ITMI952376A0

Abstract

Bohr- und/oder Schlaghammer mit einem Schlagwerk (5), dessen Schläger (6) so mit einem um eine Kippachse (12) kippbaren Treiberglied (11) zusammenwirkt, daß der Schläger (6) in seiner axialen Richtung beschleunigt wird und periodisch direkt oder indirekt axial auf den Schaft eines Werkzeugs (9) auftrifft, welches Treiberglied (11) von einem Antriebsglied (13) hin- und hergehend angetrieben wird, das seinerseits von einem Antrieb (3) über eine Welle (4) in Drehung versetzt wird, wobei das Antriebsglied (13) ineinandergreifende Exzenterteile (20, 21) aufweist, die so gegeneinander axial verschiebbar sind, daß die auf das Treiberglied (11) einwirkende Exzentrizität des Antriebsgliedes (13) gegenüber der Welle zwischen Null und einem Maximalwert einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Exzenterteil (20) gegenüber der Welle (4) axial verschieblich ist und das äußere Exzenterteil (21) gegenüber der Welle axial unverschieblich gehalten ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Bohr- und/oder Schlaghammer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE 42 31 986 A1 ist bereits ein Gerät bekannt, bei dem nach dem Einschalten des Motors das Schlagwerk durch Andruck des Werkzeugs an eine Bearbeitungsstelle in Gang gesetzt wird. Dabei ist eine einstellbare Exzenterkupplung vorgesehen, deren Exzentrizität sich von Null bis zu einem Maximalwert durch Verschiebung oder kombinierten Verschiebung und Verdrehung eines äußeren Exzenterteils gegenüber einem inneren Exzenterteil ändert. Dadurch, daß die Teile stets miteinander in Eingriff bleiben, erfolgen die Kupplungsvorgänge geräuschlos und ohne Verschleiß. Die Reaktionskräfte des Schlagwerks auf die Exzenterkupplung und die Massenträgheitskräfte wirken in der Weise, daß der Übergang der Kupplung in die Maximalstellung unterstützt wird. Die Federkraft zum Rückstellen in die Leerlaufstellung (Exzentrizität Null) bzw. zum Halten in einer Stellung mit bestimmter Exzentrizität sollte so groß sein, daß sich die Kupplung nicht selbsttätig in Richtung der maximalen Exzentrizität verstellt. Nachteilig ist, daß entweder diese Federkraft sehr hoch sein muß, wodurch sich die Andruckkraft des Bedieners erhöht, oder aber die Federkraft ist zu gering, was zu einem ungünstigen Leerlaufverhalten führt, in dem sich die Exzenterkupplung selbständig in Richtung einer zunehmenden Exzentrizität verstellt.

Der erfindungsgemäße Bohr- und/oder Schlaghammer mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß die zum Übergang der Kupplung in die Maximalstellung erforderliche Andrückkraft des Bedieners gering gehalten wird und das Leerlaufverhalten verbessert wird.

Dadurch, daß nur das innere, kleinere Exzenterteil axial verschieblich ist, sind die Massen, die die Tendenz haben, die Kupplung in Richtung der Maximalstellung zu verstellen, kleiner. Durch die axiale Festlegung des äußeren Exzenterteils gegenüber der Welle werden die im Schlagbetrieb zwangsläufig auftretenden Reaktionskräfte des Schlagwerks von dem äußeren Exzenterteil und der Welle aufgenommen und führen daher nicht zu einer Verstellung der Kupplung. Ferner bleibt der Abstand des Anlenkpunktes zwischen Treiberglied und Antriebsglied von der Kippachse konstant, wodurch sich ein gleichmäßiges Übertragungsverhalten der Kräfte zwischen Exzenterkupplung und Schlagwerk ergibt.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Bohr- und/oder Schlaghammers möglich. Besonders einfach und kostengünstig ist es, wenn die Drehmitnahme der Exzenterteile durch einen Stift erfolgt, der in einer quer zur Achsrichtung der Welle verlaufenden Bohrung aufgenommen ist, und das innere Exzenterteil einen axial verlaufenden Schlitz aufweist, mit dem dieses Exzenterteil am Stift geführt ist. Wenn zur Verschiebung des inneren Exzenterteiles ein gegenüber der Welle axial verschiebliches Stellglied vorgesehen ist, tritt dadurch, daß das innere Exzenterteil eine reine Axialbewegung ausführt, keine Reibung zwischen dem Verstellglied und dem inneren Exzenterteil auf. Die drehbare Lagerung der Anlenkhülse auf dem äußeren Exzenterteil kann vorteilhaft als Kugellager ausgeführt sein. Eine axiale Abstützung der Anlenkhülse, beispielsweise über einen Bund oder eine Scheibe, kann entfallen, wodurch Reibungsverluste vermieden werden.

Zeichnung

Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. 1 zeigt einen vergrößerten Längsschnitt durch einen Bohrhammer, 2 einen Ausschnitt aus 1 und 3 das innere Exzenterteil in Stirnansicht von rechts gemäß 2. 4 und 5 zeigen jeweils ein zweites und drittes Ausführungsbeispiel einer Exzenterkupplung.

In 1 ist ausschnittsweise ein Bohrhammer 1 mit Gehäuse 2 und hinten liegendem Motor 3 gezeigt. Der Motor 3 treibt über eine Welle 4 ein Schlagwerk 5 an. Dieses weist einen Schläger 6 auf, der über einen Döpper 7 auf ein vorne in einem Werkzeughalter 8 aufgenommenes Werkzeug 9 einwirkt. Der Schläger 6 wird von einem federsteifen Treiberglied 11 hin- und hergehend angetrieben. Dieses ist über einen Antriebshebel 15 um eine Kippachse 12 kippbar gelagert und weist einen weiteren mit einem Antriebsglied 13 gekoppelten Hebel 14 auf. Die Kippachse 12 verläuft quer und versetzt zur Bewegungsachse des Schlägers 6.
Das Antriebsglied 13 besteht – wie in 2 vergrößert dargestellt – aus einer Anlenkhülse 16, die einen nach unten gerichteten Fortsatz 17 mit einem Durchbruch 18 aufweist. Der Durchbruch 18 ist so geformt, daß seine dem Hebel 14 zugewandten Flächen beidseitig kegelstumpfförmig mit elliptischer Grundfläche ausgebildet sind. Das führt dazu, daß der Hebel 14 in jeder möglichen Exzenterstellung des Antriebsgliedes 13 spielarm so geführt ist, daß er oben und unten idealerweise den Durchbruch 18 berührt.
Kernstück des Antriebs sind zwei begrenzt gegeneinander verschiebbare Exzenterteile 20, 21, die aneinander anliegen bzw. ineinander greifen. Auf der Welle 4 sitzt ein inneres Exzenterteil 20. Dieses weist eine zylindrische Ringfläche 22 auf, die schräg zur Achse der Welle 4 geneigt ist. Ein äußeres Exzenterteil 21 liegt mit seiner inneren zylindrischen Ringfläche 23 auf der Ringfläche 22 auf. Auf dem parallel zur Achse der Welle 4 verlaufenden Umfang des Exzenterteiles 21 ist über ein Kugellager 25 die Anlenkhülse 16 drehbar gelagert. Durch einen Stift 59, der in eine quer verlaufende Durchgangsbohrung 62 der Welle 4 mit Schiebesitz eingesetzt ist, ist das äußere Exzenterteil 21 axial unverschieblich und drehfest, jedoch radial beweglich mit der Welle 4 verbunden. Der Stift 59 ist durch einen Sicherungsring 60 gegen Herausfallen gesichert. Das innere Exzenterteil 20 weist einen radialen Schlitz 24 auf, der so bemessen ist, daß er in jeder axialen Lage des inneren Exzenterteils 20 mit dem Stift 59 beidseitig in Eingriff steht.
Zur axialen Verschiebung des inneren Exzenterteils 20 gegen die Kraft einer Feder 28 ist eine auf der Welle 4 axial verschiebliche Bundbuchse 41 als Verstellglied vorgesehen. Ein mit dem Werkzeughalter 8 fest verbundenes axial begrenzt bewegliches Hammerrohr 29 trägt ein Zahnrad 30, welches mit einem auf der Welle 4 sitzenden zweiten Zahnrad 31 kämmt. Das Hammerrohr 29 trägt ferner ein Axiallager 32 mit einer Scheibe 33, die die Verschiebung des inneren Exzenterteils 20 durch die Andrückkraft des Maschinenbedieners einleitet, indem sie die Bundbuchse 41 und damit das innere Exzenterteil 20 nach hinten, in den 1 und 2 also nach links verschiebt. Die Endstellung ist erreicht, wenn sich die Bundbuchse 41 auf dem äußeren Exzenterteil 21 und damit über den Stift 59 auf der Welle 4 abstützt. Eine Weiterverschiebung des inneren Exzenterteils 20 gegen die Feder 28 durch eventuell auftretende Reaktionskräfte des Schlagwerks wird durch den auf der Welle festgelegten Sicherungsring 61 verhindert, an dem sich das innere Exzenterteil 20 über eine Scheibe 58 abstützt.
Bei an eine Bearbeitungsstelle fest angedrücktem Werkzeug 9 befindet sich das innere Exzenterteil 20 in der in 2 gezeigten Stellung, in der es gegenüber dem äußeren Exzenterteil 21 nicht weiter verschoben werden kann. Die von den beiden Exzenterteilen 20 und 21 hervorgerufene Gesamtexzentrizität des Antriebsgliedes 13 hat nun ihren Maximalwert erreicht. Der Hebel 14 des Treiberglieds 11 wird mit maximaler Amplitude auf- und abbewegt. Damit wirkt der Antriebshebel 15 des Treiberglieds 11 so auf das Schlagwerk 5 ein, daß maximale Schlagstärke erreicht wird.
Bei weniger stark angedrücktem Werkzeug 9 verschiebt die Druckfeder 28 das innere Exzenterteil 20 axial ein Stück nach rechts. Dabei wird die Gesamtexzentrizität verringert. Wird das Werkzeug 9 ganz vom Werkstück weggenommen, so gelangt das innere Exzenterteil 20 in seine vordere Endstellung, wobei der Grund des radialen Schlitzes 24 am Stift 59 zur Anlage kommt. In dieser in den Figuren nicht gezeigten Stellung ist die Gesamtexzentrizität des Antriebsglieds 13 Null und das Schlagwerk somit abgeschaltet.
Das zweite Ausführungsbeispiel nach 4 ist im Prinzip wie das erste aufgebaut. Die in 4 gezeigten funktionsgleichen Bauteile sind mit um 100 erhöhten Bezugszahlen versehen. Die Bezeichnungen sind, soweit nachfolgend nicht erwähnt, dem ersten Ausführungsbeispiel zu entnehmen. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Exzenterteile 120 und 121 sowie die Stiftverbindung bezüglich einer durch das Kugellager 125 verlaufenden Normalebene zur Welle 104 spiegelbildlich zur Ausführungsform gemäß 1 bis 3 angeordnet. Der Sicherungsring 61, wie er beim Ausführungsbeispiel gemäß 1 bis 3 vorgesehen war, kann bei dieser Ausführung wegfallen. In der in 4 dargestellten Stellung, in der die Gesamtexzentrizität des Antriebsgliedes 113 maximal ist, liegt das innere Exzenterteil 120 mit dem Grund des radialen Schlitzes 124 am Stift 159 an.
Das dritte Ausführungsbeispiel nach 5 ist im Prinzip wie die vorangegangenen aufgebaut. Funktionsgleiche Bauteile sind gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel mit um 200 erhöhten Bezugszahlen und den gleichen Bezeichnungen versehen. Die Bezeichnungen sind, soweit nachfolgend nicht erwähnt, dem ersten Ausführungsbeispiel zu entnehmen.
Das innere Exzenterteil 220 ist auf der Welle 204 axial verschieblich und durch eine nicht dargestellte, in Längsnuten der Welle 204 und des inneren Exzenterteils 220 eingesetzte Passfeder gegen gegenseitiges Verdrehen gesichert. Ebenso weisen die Ringflächen 222 und 223 Längsnuten auf, in die eine nicht dargestellte Passfeder eingesetzt ist, die für eine drehfeste Verbindung zwischen den Exzenterteilen 220 und 221 sorgt. Zwei Buchsen 270 und 271, die auf der Welle 204 axial festgelegt sind, stützen das äußere Exzenterteil 221 axial ab. Die Buchse 271 stützt sich wiederum am Zahnrad 231 ab und weist in seinem Absatz Durchbrüche 272 für das bei diesem Ausführungsbeispiel geteilte, hintere, in 5 linke Ende der Bundbuchse 241 auf.
Das hintere Ende der Bundbuchse 241 steht in Kontakt mit der bundseitigen Stirnfläche des inneren Exzenterteils 220. Auf der den Exzenterteilen 220 und 221 abgewandten Seite des Bundes der Bundbuchse 241 ist ein Axiallager 232 vorgesehen, welches unter Zwischenlage einer Scheibe 234 mit der Lagerscheibe 233 in Kontakt steht.
Bei an eine Bearbeitungsstelle fest angedrücktem Werkzeug liegt das hintere Ende der Bundbuchse 241 am äußeren Exzenterteil 221 an und die hintere Stirnfläche des inneren Exzenterteils 220 stützt sich an einem Absatz der Bundbuchse 270 gegen weitere axiale Verschiebung ab. Bei nachlassender Andruckkraft verschiebt die Druckfeder 228 das innere Exzenterteil 220 wieder in die Nullstellung.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele. Insbesondere sind auch andere Möglichkeiten der Mitnahme der beiden Exzenterteile durch die Welle als die gezeigte Stiftverbindung beziehungsweise als Passfeder denkbar, zum Beispiel als Längsverzahnung. Es können mehrere am Umfang verteilte Stifte vorgesehen sein, die nicht durchgehend sein müssen. Die Sicherung des Stiftes in der Welle kann auf andere Weise, zum Beispiel durch Einpressen erfolgen. Die Ringflächen können außer zylindermantelförmig auch unrund z.B. mehrkantig oder mit einem sonstigen Profil ausgestattet sein. In diesem Fall erübrigen sich auch die Längsnuten in den Ringflächen. Die Druckfeder 28, 128 kann sich auch direkt auf dem inneren Exzenterteil 20, 120 abstützen. Statt des Sicherungsrings 61 kann an der Welle 4 ein Bund vorgesehen sein. Statt des Kugellagers 25, 125, 225 kann auch ein anderes Lager, beispielsweise ein Nadellager, vorgesehen sein.

Claims

Bohr- und/oder Schlaghammer mit einem Schlagwerk (5), dessen Schläger (6) so mit einem um eine Kippachse (12) kippbaren Treiberglied (11) zusammenwirkt, daß der Schläger (6) in seiner axialen Richtung beschleunigt wird und periodisch direkt oder indirekt axial auf den Schaft eines Werkzeugs (9) auftrifft, welches Treiberglied (11) von einem Antriebsglied (13) hin- und hergehend angetrieben wird, das seinerseits von einem Antrieb (3) über eine Welle (4) in Drehung versetzt wird, wobei das Antriebsglied (13) ineinandergreifende Exzenterteile (20, 21) aufweist, die so gegeneinander axial verschiebbar sind, daß die auf das Treiberglied (11) einwirkende Exzentrizität des Antriebsgliedes (13) gegenüber der Welle zwischen Null und einem Maximalwert einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Exzenterteil (20) gegenüber der Welle (4) axial verschieblich ist und das äußere Exzenterteil (21) gegenüber der Welle axial unverschieblich gehalten ist.
Bohr- und/oder Schlaghammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Exzenterteile (20, 21) mit jeweils die Welle (4) umgebenden, gegenüber dieser unsymmetrisch angeordneten, miteinander in Kontakt stehenden Ringflächen (22, 23) versehen sind.
Bohr- und/oder Schlaghammer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringflächen (22, 23) sich schräg zur Achsrichtung der Welle (4) hin erstrecken.
Bohr- und/oder Schlaghammer nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Ringflächen (22, 23) zylindermantelförmig sind.
Bohr- und/oder Schlaghammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Exzenterteil (21) gegenüber der Welle (4) drehfest gehalten ist.
Bohr- und/oder Schlaghammer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Exzenterteil (21) mit der Welle (4) über mindestens einen Mitnehmer (59) verbunden ist.
Bohr- und/oder Schlaghammer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer ein Stift (59) ist, der in einer quer zur Achsrichtung der Welle (4) verlaufenden Bohrung (62) aufgenommen ist und in Bohrungen (63,64) im äußeren Exzenterteil (21) eingreift.
Bohr- und/oder Schlaghammer nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Exzenterteil (20) am Mitnehmer (59) axial verschieblich geführt ist.
Bohr- und/oder Schlaghammer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Exzenterteil (20) über mindestens einem axial verlaufenden Schlitz (24) mit dem/den Mitnehmer(n) (59) zusammenwirkt.
Bohr- und/oder Schlaghammer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Exzenterteil (221) am inneren Exzenterteil (220) und das innere Exzenterteil (220) an der Welle (204) jeweils durch Formschlußelemente, insbesondere Passfedern oder profilierte Berührungsflächen, gegen Verdrehen gesichert sind.
Bohr- und/oder Schlaghammer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Exzenterteil (221) über Abstützelemente, insbesondere Buchsen (270, 271), gegenüber der Welle axial abgestützt ist.
Bohr- und/oder Schlaghammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verschiebung des inneren Exzenterteils (20) ein gegenüber der Welle axial verschiebliches Verstellglied (41) vorgesehen ist.
Bohr- und/oder Schlaghammer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstellglied eine Bundbuchse (41) ist, dessen Bund sich an einer mit einem durch Andrücken axial verschiebbaren Werkzeughalter (9) in Verbindung stehenden Lagerscheibe (33), abstützt.
Bohr- und/oder Schlaghammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsglied (13) eine Anlenkhülse (16) aufweist, die auf dem äußeren Exzenterteil (21) drehbar gelagert ist.
Bohr- und/oder Schlaghammer nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß zur drehbaren Lagerung der Anlenkhülse (16) auf dem äußeren Exzenterteil (21) ein Kugellager (25) vorgesehen ist.