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Die
Erfindung bezieht sich auf Werkzeughalter für die Verwendung in Bohrhämmern und
insbesondere auf Bohrhämmer
mit einem Luftkissen-Schlagmechanismus.
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Solche
Bohrhämmer
weisen normalerweise einen Werkzeughalter, der einen Bohrhammerwerkzeugeinsatz
oder einen Meißelwerkzeugeinsatz
zum Einwirken auf ein Werkstück
halten kann, und einen Luftkissen-Schlagmechanismus auf, der einen
Kolben, einen Döpper
und normalerweise auch einen Schlagkörper umfasst, die verschiebbar
in einer Spindel angeordnet sind, so dass eine Hin- und Herbewegung
des Kolbens in der Spindel den Döpper veranlasst,
das Ende des in dem Werkzeughalter angeordneten Werkzeugeinsatzes
mit einer beträchtlichen
Kraft zu treffen, um dadurch den Werkzeugeinsatz zu veranlassen,
auf das Werkstück
aufzuschlagen. Solche Bohrhämmer
sind gut bekannt und werden zum Beispiel in der
EP-A-0 014 760 , der
EP-A-0 429 475 und
der
EP-A-0 759 341 beschrieben.
Die Werkzeughalter und die Werkzeugeinsätze sind so angeordnet, dass
sich der Werkzeugeinsatz unter der Schlagkraft des Döppers in
einem begrenzten Ausmaß in
axialer Richtung bewegen und so auf das Werkstück spanabspaltend einwirken
kann. Für
die Werkzeugeinsätze
ist eine Anzahl von Ausgestaltungen vorgeschlagen worden, und die
spezielle Ausgestaltung hängt,
unter anderem, von der Größe des Bohrhammers
ab.
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Eine
Ausgestaltung des Werkzeugeinsatzes, die in den letzten Jahren äußerst bekannt
geworden ist, ist in der
DE-A-25
51 125 beschrieben. Diese Form des Werkzeugeinsatzes ist
unter der Bezeichnung "SDS
Plus" bekannt und
weist einen kreisförmigen
Schaft mit einem Durchmesser von 10 mm auf, der sich über etwa
50 mm erstreckt (darüber
hinaus kann sich der Durchmesser je nach Ausgestaltung des Werkzeugeinsatzes
vergrößern oder
verkleinern). Der Schaft des Werkzeugeinsatzes weist ein Paar von
Antriebsnuten auf, die sich in axialer Richtung zu dem hinteren
Ende des Werkzeugeinsatzes hin erstrecken, so dass der Schaft des
Werkzeugeinsatzes mit Antriebskeilen eingreifen kann, wenn der Werkzeugeinsatz
in den Werkzeughalter eingesetzt wird, um es dem Werkzeugeinsatz
zu erlauben, gedreht anstatt geschlagen zu werden oder zusätzlich geschlagen
zu werden, wie es von dem Benutzer gewünscht wird. Der Schaft enthält weiterhin
ein Paar von sich in axialer Richtung erstreckenden Haltenuten,
von denen jede etwa 20 mm lang und in Richtung auf das hintere Ende
des Schaftes angeordnet ist (d.h. auf das Ende, das in den Werkzeughalter
eingesetzt ist), wobei die Nuten oder eine dieser Nuten ein Halteelement
des Werkzeughalters aufnehmen, dass sich radial in die Bohrung des
Zylinders erstreckt. Jede der Haltenuten hat geschlossene Enden,
d. h. die Nuten erstrecken sich nicht bis zu dem hinteren Ende des
Schaftes des Werkzeugeinsatzes, so dass die geschlossenen Enden
die Axialbewegung des Werkzeugeinsatzes in dem Werkzeughalter durch das
Auftreffen des Halteelements (der Halteelemente) begrenzen, wenn
sich der Werkzeugeinsatz entlang dem Zylinder in seine vordere Stellung
verschiebt. Es ist erforderlich, dass die Halteelemente so zurückgezogen
werden können,
dass sie sich nicht radial in die Bohrung des Zylinders erstrecken, wenn
der Schaft des Werkzeugeinsatzes in den Zylinder eingesetzt und
aus dem Zylinder entfernt wird. Zu diesem Zweck ist der Werkzeughalter
normalerweise mit einer auf der Außenoberfläche des Werkzeughalters angeordneten
Hülse versehen,
die durch den Benutzer in einem definierten Ausmaß axial
verschiebbar ist, um eine innere Ausnehmung für das Halteelement (die Halteelemente)
bereitzustellen, in die sich das Halteelement (die Halteelemente)
während
des Einsetzens und der Herausziehens des Werkzeugeinsatzes bewegen
kann (können).
In einer typischen Ausgestaltung des Werkzeughalters weist das Halteelement
die Form einer Kugel oder mehrerer Kugeln auf, die sich in einem
Umfang in die Bohrung des Zylinders erstrecken, die kleiner als
ihr Radius ist, so dass nach Bereitstellung der Ausnehmung für das Halteelement
dieses Halteelement einfach durch Einsetzen oder Herausziehen des
Schaftes des Werkzeugeinsatzes radial in die Ausnehmung gedrückt werden
kann.
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Wenn
der Bohrhammer betätigt
wird, um auf ein Werkstück
einzuwirken, wird der Schlag des Döppers auf den Werkzeugeinsatz
zum größten Teil durch
das Werkstück
absorbiert. Wenn jedoch der Bohrhammer durch den Benutzer von dem
Werkstück
entfernt wird, trifft der Döpper
ein letztes Mal auf den Werkzeugeinsatz auf und schlägt ihn in
die vorderste Stellung in dem Werkzeughalter, so dass der Bohrhammer
in die sogenannte "Leerlaufbetriebsart" kommt und der Döpper nicht
erneut auftreffen kann, bis der Benutzer den Werkzeugeinsatz erneut
mit dem Werkstück
in Eingriff bringt. Wenn der Werkzeugeinsatz während dieses letzten Schlages von
dem Döpper
getroffen wird, wird er schnell nach vorne geschoben, bis das hintere
Ende einer oder beider Haltenuten gegen das Halteelement schlägt, das
die Vorwärtsbewegung
des Werkzeugeinsatzes stoppt, wobei sein Impuls auf den übrigen Teil
des Werkzeughalters übertragen
wird. Das wird normalerweise erreicht, indem das Halteelement auf
ein Begrenzungselement schlägt,
das feststehend in dem Werkzeughalter befestigt ist.
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Es
ist nun beabsichtigt, in größeren Bohrhämmern, als
sie ursprünglich
verwendet wurden, die kräftigere
Schläge
auf den in den Werkzeughalter eingesetzten Bohr- oder Meißelwerkzeugeinsatz
erzeugen, Werkzeugeinsätze
des Typs zu verwenden, die einen Schaft mit einer Haltenut oder
mit mehreren Haltenuten aufweisen, wie etwa SDS Plus, und/oder diesen
Typ der Verbindung des Schaftes des Werkzeugeinsatzes mit Werkzeugeinsätzen größerer Masse
als vorher zu verwenden. Diese Veränderung wirft das Problem auf,
dass sich der Umfang der Reduzierung des Impulses des Werkzeugeinsatzes,
der nach dem letzten Schlag durch den Döpper erforderlich ist, um den
Werkzeugeinsatz in dem Werkzeughalter zum Stillstand zu bringen,
vergrößert, was dazu
führt,
dass sich die auf das Halteelement durch das hintere Ende der Haltenut
des Werkzeugeinsatzes ausgeübten
Schlagkräfte
ebenfalls vergrößern, wodurch
Komponenten des Werkzeughalters beschädigt werden können. Die
Ausgestaltung des hinteren Endes der Haltenut des Werkzeugeinsatzes
ist nicht tatsächlich "rechtwinklig" (d.h. senkrecht
zu der Schaftachse des Werkzeugeinsatzes), sondern statt dessen
gekrümmt,
um im Längsquerschnitt
einen Kreisbogen zu bilden. Ferner ist die Haltenut relativ flach
mit einer Tiefe, die geringer ist als der Radius jedes kugelförmigen Halteelements.
Daraus ergibt sich, dass beim Auftreffen des hinteren Endes der Haltenut
des Werkzeugeinsatzes auf das Halteelement des Werkzeughalters,
das Halteelement sowohl axial nach vorn als auch radial nach außen gedrückt wird.
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Das
Problem der Beschädigung
des Werkzeughalters, die durch das Aufschlagen der Haltenut des
Schaftes des Werkzeugeinsatzes auf das Halteelement bewirkt wird,
hängt in
hohem Maße
von dem Weg ab, der für
den Werkzeugeinsatz zur Verfügung steht,
um es nach dem Auftreffen des Döppers
bis zum Stillstand zu verzögern.
Es würde
somit eine Lösung
sein, die Länge
des Werkzeugeinsatzes und des Werkzeughalters so zu vergrößern, dass
die Verzögerungsrate
des Werkzeugeinsatzes und damit die auf das Halteelement wirkende
Kraft verringert wird. Eine solche Lösung ist jedoch nicht möglich, ohne
die Kompatibilität
des Werkzeughalters mit vorhandenen Ausgestaltungen von Werkzeugeinsätzen, wie
etwa SDS- und SDS Plus-Werkzeugeinsätzen, aufzuheben, die die Länge des
Schaftes des Werkzeugeinsatzes und der darin verwendeten Haltenuten
vorschreiben. Das Problem der Größe der durch
das hintere Ende der Haltenut des Schaftes des Werkzeugeinsatzes
auf das Halteelement ausgeübten Kräfte wird
durch die Tatsache größer, dass
die Haltenut des Schaftes des Werkzeugeinsatzes relativ flach ist,
so dass eine Kraft in radialer Richtung erzeugt wird, die wesentlich
größer sein
kann als die durch das hintere Ende der Haltenut in axialer Richtung
erzeugte Kraft.
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Die
Werkzeughalterausgestaltungen Bosch GSH 10 und Hilti TE 905 verwenden
Halteelemente, die hinter und radial in einem Begrenzungselement angeordnet
sind, das an eine Anordnung zum Absorbiere der Bewegung des Begrenzungselement
stößt, wenn
es von Halteelementen getroffen wird. Die Anordnung zum Absorbieren
der Bewegung der Begrenzungselemente wirkt so, dass sie den Schlagaufprall
des Begrenzungselements absorbiert, und sie umfasst normalerweise
einen Einsatz aus einem verformbaren Kunststoffmaterial. Solche
Ausgestaltungen sind jedoch für
längere
Schäfte
des Werkzeugeinsatzes, wie etwa sechseckige Schäfte, und für größere Bohrhämmer ausgelegt und können nicht
an kürzere
Schäfte
des Werkzeugeinsatzes angepasst werden, ohne dass das Problem der
Beschädigung infolge
der schnellen Abbremsung des Werkzeugeinsatzes bedingt durch die
relativ kurze Schaftlänge, auftritt.
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Ein
Werkzeughalter gemäß dem Oberbegriff von
Anspruch 1 ist in der
DE
197 55 364 A1 offenbart.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Werkzeughalter für einen Bohrhammer zur Verfügung gestellt,
der an einer Spindel des Hammers angebracht werden und einen Werkzeugeinsatz
des Typs aufnehmen kann, der einen Schaft mit einer oder mehreren
Haltenuten hat, die sich entlang eines Teils des Schaftes erstrecken,
wobei die oder jede Nute eine definierte Länge und Enden hat, die die axiale
Bewegung des Werkzeugeinsatzes in dem Werkzeughalter begrenzen,
wobei der Werkzeughalter umfasst:
- (i) einen
Hohlzylinder mit einem Ende, das an der Spindel des Hammers angebracht
werden kann, und einem anderen Ende, das den Schaft des Werkzeugeinsatzes
aufnehmen kann, so dass der Werkzeugeinsatz in dem Zylinder in einer
axialen Richtung verschiebbar ist und so dass das Ende des Schaftes,
das in den Zylinder eingesetzt ist, von einem Döpper, der sich axial in der
Spindel des Hammers bewegt, geschlagen werden kann;
- (ii) wenigstens ein Halteelement, das so angeordnet ist, dass
es sich radial in die Bohrung des Zylinders und in die eine oder
wenigstens eine der Haltenuten des Werkzeugeinsatzes erstrecken kann
(wenn der Schaft des Werkzeugeinsatzes in den Werkzeughalter eingesetzt
ist), um das Ausmaß der
axialen Bewegung des Werkzeugeinsatzes in dem Zylinder zu begrenzen;
- (iii) wenigstens ein Begrenzungselement, das die nach vorn gerichtete
axiale Bewegung des oder jedes Halteelements begrenzt, wenn das
Halteelement von dem hinteren Ende der Haltenut des Werkzeugeinsatzes
getroffen wird, und
- (iv) eine Anordnung zum Absorbieren der Bewegung des Begrenzungselements,
die dadurch dass das Begrenzungselement von dem hinteren Ende der
Haltenut getroffen wird, erzeugt wird,
wobei das Begrenzungselement
als ein Paar von getrennten Teilen bereitgestellt ist, von denen
eines ein axialer Begrenzungsblock ist, der die Bewegung des Halteelements
in der axialen Richtung begrenzt, und der andere ein radiales Begrenzungselement
ist und die Bewegung des Halteelements in der radialen Richtung
begrenzt, und wobei sich der axiale Begrenzungsblock in einem begrenzten
Ausmaß in
der axialen Richtung in Bezug auf das radiale Begrenzungselement
bewegen kann, wenn das Halteelement von dem hinteren Ende der Haltenut
des Werkzeugeinsatzes getroffen wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Anordnung zum Absorbieren der Bewegung des Begrenzungselements
integral mit einem elastischen Nasenring ausgebildet ist.
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Die
vorliegende Erfindung kann in Form eines Werkzeughalters verwendet
werden, der dazu bestimmt ist, an einem Bohrhammer angebracht und von
ihm abgenommen zu werden, oder alternativ in Form eines Bohrhammers,
der einen Werkzeughalter als integriertes Teil einschließt.
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Der
Werkzeughalter gemäß der vorliegenden
Erfindung hat den Vorteil, dass die Trennung der auf das Begrenzungselement
ausgeübten
Schlagkraft durch das Halteelement in ihre axialen und radialen
Komponenten die Größe der maximalen
Kraft verringert, die auf jedes einzelne Begrenzungselement einwirkt,
einschließlich
der sich daraus ergebenden Verringerung der Beschädigungsgefahr
des Werkzeughalters.
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Vorzugsweise
umfasst der axiale Begrenzungsblock des Werkzeughalters eine Oberfläche, die
von dem Halteelement oder den Halteelementen getroffen wird und
die wenigstens in dem Bereich, der von dem Halteelement oder den
Halteelementen getroffen wird, im Wesentlichen senkrecht zu der Achse
des Zylinders ist, so dass der axiale Begrenzungsblock im Wesentlichen
allein der Kraft in der axialen Richtung ausgesetzt ist, die erforderlich
ist, um den Werkzeugeinsatz zum Stillstand zu bringen und keiner
zusätzlichen
radialen Kraft. Weiterhin hat das radiale Begrenzungselement vorzugsweise
eine Oberfläche,
die von dem Halteelement oder den Halteelementen getroffen wird
und die wenigstens in dem Bereich, der von dem Halteelement oder
den Halteelementen getroffen wird, im Wesentlichen parallel zu der
Achse des Zylinders ist. Eine solche Anordnung kann verwendet werden,
um zu sichern, dass jedes der Begrenzungselemente nur entweder der
axialen oder der radialen Komponente der auf das Halteelement wirkenden
Kraft ausgesetzt ist. Weiterhin kann die physikalische Trennung
der axial und radial gerichteten Kräfte, die durch das Halteelement
auf getrennte Teile des Halteelements ausgeübt werden, den Verschleiß des Halteelements
durch die Begrenzungselemente, insbesondere im Fall von sphärischen
Halteelementen, verringern.
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In
einer bevorzugten Ausführung
der Erfindung wirkt die Anordnung zum Absorbieren der Bewegung des
Begrenzungselements mit dem axialen Begrenzungsblock zusammen, um
diesem zu erlauben, sich um ein begrenztes Ausmaß in der axialen Richtung zu
bewegen, wirkt aber nicht mit dem radialen Begrenzungselement zusammen.
Gemäß dieser
Ausführung
unterliegt die Anordnung zum Absorbieren der Bewegung des Begrenzungselements
nur der axialen Schlagkraft des Halteelements. Der axiale Begrenzungsblock
kann sich um bis zu 5 mm und vorzugsweise um wenigstens 1 mm in
Bezug auf den restlichen Teil des Werkzeugshalters bewegen, wenn er
von dem Halteelement getroffen wird. Der axiale Begrenzungsblock
kann sich bevorzugter um 1,5 bis 3 mm, und insbesondere um etwa
2 mm bewegen, wenn er von dem Halteelement getroffen wird. Die Anordnung
sollte so ausgeführt
sein, dass wenigstens ein Teil des Stoßes des Werkzeugeinsatzes auf das
Haltelement oder die Halteelemente durch die axiale Bewegung des
axialen Begrenzungsblocks absorbiert (gedämpft) wird, d.h. dass die Anordnung, die
es dem axialen Begrenzungsblock erlaubt, sich in axialer Richtung
zu bewegen, weder so steif sein sollte, dass im Wesentlichen der
gesamte Stoß des Werkzeugeinsatzes
auf das Halteelement oder die Halteelemente in den Bohrhammer zurückwirkt,
noch so schwach sein sollte, dass sie nicht in der Lage ist, den
axialen Begrenzungsblock abzubremsen, bis er auf einen steiferen
Teil des Werkzeug halters trifft. Vorzugsweise werden wenigstens
10% und noch bevorzugter wenigstens 30% des Stoßes des Werkzeugeinsatzes auf
das Halteelement oder die Halteelemente durch die axiale Bewegung
des axialen Begrenzungsblocks absorbiert.
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Die
Ausgestaltung des Werkzeugeinsatzes vom Typ SDS Plus weist ein Paar
Haltenuten an den gegenüberliegenden
Seiten des Schaftes des Werkzeugeinsatzes auf, wodurch es dem Werkzeughalter ermöglicht wird,
ein Paar Halteelemente zu verwenden, wenn es gewünscht wird. Es wird jedoch
für den Werkzeughalter
bevorzugt, dass er nur ein einzelnes Halteelement aufweist. Ein
solcher Werkzeughalter, der um die Achse des Zylinders asymmetrisch
ist, hat den Vorteil, dass das Auftreffen des hinteren Endes der
Haltenut des Werkzeugeinsatzes auf das Halteelement, wenn sich der
Werkzeugeinsatz vorwärtsbewegt,
den Schaft des Werkzeugeinsatzes gegen die innere, dem Halteelement
gegenüberliegende
Oberfläche
des Zylinders drückt
und dadurch die Abbremsung des Werkzeugeinsatzes in dem Werkzeughalter durch
den Reibungseingriff mit der inneren Oberfläche des Zylinders unterstützt.
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Verschiedene
Formen des Werkzeughalters gemäß der vorliegenden
Erfindung werden nun in Form eines Beispiels unter Bezugnahme auf
die beigefügten
Zeichnungen beschrieben, wobei
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1 eine
Querschnitts-Aufrissansicht durch eine Form eines Bohrhammers zeigt,
der einen Werkzeughalter gemäß der Erfindung
enthalten kann;
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2 eine
Querschnitts-Aufrissansicht durch eine Form eines Werkzeughalters
gemäß der Erfindung
mit darin eingesetztem Werkzeugeinsatz zeigt;
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3 den
Werkzeughalter aus 2 mit dem Werkzeugeinsatz in
seiner Leerlauf-Betriebsstellung zeigt;
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4 den
Werkzeughalter aus den 2 und 3 während des
ersten Schlages des Döppers
nach dem Zurückziehen
des Werkzeugeinsatzes aus dem Werkstück zeigt;
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5 eine
Querschnitts-Aufrissansicht einer zweiten Form des Werkzeughalters
gemäß der Erfindung
mit darin eingesetztem Werkzeugeinsatz zeigt;
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6 den
Werkzeughalter aus 5 mit dem Werkzeugeinsatz in
seiner Leerlauf-Betriebsstellung zeigt;
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7 den
Werkzeughalter aus den 5 und 6 während des
ersten Schlages des Döppers
nach dem Zurückziehen
des Werkzeugeinsatzes aus dem Werkstück zeigt; und
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8 eine
noch andere Form eines Werkzeughalters gemäß der Erfindung zeigt.
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Bezug
auf die beigefügten
Zeichnungen nehmend, in denen gleiche Bezugszahlen sich auf gleiche
oder ähnliche
Teile beziehen, weist ein Bohrhammer, der ausführlicher in der
WO 98/47670 und in der
US-Anmeldung Nr. 09/060395 beschrieben
wird, deren Offenbarung hierin durch Bezugnahme einbezogen ist,
ein Hammergehäuse
1 auf,
das in üblicher Weise
aus mehreren Komponenten besteht, wobei ein Griffbereich
3 an
seinem hinteren Ende gebildet ist, so dass ein herkömmliches
Schalterbetätigungselement
5 zum
Ein- und Ausschalten des Elektromotors
6 in eine Grifföffnung
4 vorsteht,
die an ihrer hinteren Seite durch den Griffbereich
3 definiert
ist. Im hinteren, unteren Bereich des Hammergehäuses
1 wird ein Netzkabel
herausgeführt,
das dazu dient, den Bohrhammer an eine Stromquelle anzuschließen.
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Im
oberen Bereich des Bohrhammers in 1 ist ein
Innengehäuse 1' angeordnet,
das aus Halbschalen gebildet und aus Gussaluminium oder Ähnlichem
hergestellt ist und sich nach vorn aus dem Bohrhammergehäuse 1 heraus
erstreckt und in dem eine Hammerspindel 8 drehbar untergebracht
ist. Das hintere Ende der Spindel 8 bildet ein Führungsrohr
oder einen Zylinder 8',
der in bekannter Weise mit Entlüftungsöffnungen
für einen
pneumatischen Hammer- oder
Luftkissenhammermechanismus versehen ist und an dessen vorderem
Ende ein Werkzeughalter 2 gehalten wird. Der Hammermechanismus
enthält
einen Kolben 9, der aus einem technischen Kunststoffmaterial,
wie etwa Nylon 4,6 oder Nylon 6,6,
gebildet ist und eine kleine Menge Polytetrafluoräthylen zum
Unterstützen
des Gleitens in dem Zylinder enthalten kann. Der Kolben 9 ist über einen Lagerzapfen 11,
der in ihm untergebracht ist, und einen Kurbelarm 12 mit
einem Kurbelzapfen 15 gekoppelt, der exzentrisch auf dem
oberen plattenförmigen Ende 14 einer
Antriebswelle 13 sitzt. Eine hin- und hergehende Bewegung
des Kolbens 9 wird ausgeführt, um abwechselnd einen Unterdruck
und einen Überdruck
vor ihm zu erzeugen, um den in dem Zylinder 8' angeordneten
Schlagkörper 10 entsprechend
zu bewegen, so dass dieser Schläge
auf den Döpper 21 überträgt, der
sie dann auf das hintere Ende eines Hammerwerkzeugeinsatzes oder
eines Meißelwerkzeugeinsatzes
(nicht dargestellt) weiterleitet, der in den Werkzeughalter 2 eingesetzt
ist. Diese Betriebsart und der Aufbau eines pneumatischen Hammer-
oder Luftkissenhammermechanismus sind, wie bereits angeführt, an
sich bekannt.
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Eine
Form des Werkzeughalters, die mit einem solchen Hammer verwendet
werden kann, ist ausführlicher
in 2 dargestellt. Der Werkzeughalter umfasst einen
im Allgemeinen zylindrischen Körper 20 mit
einem hinteren Endteil 22 mit einem relativ großen Durchmesser,
das über
dem Ende der Hammerspindel 8 des Hammers angeordnet sein
kann, und ein vorderes Endteil 24 mit einem relativ kleinen Durchmesser,
das eine Bohrung von etwa 10 mm aufweist, die einen 10 mm Schaft
eines SDS Plus-Hammerwerkzeugeinsatzes so aufnehmen kann, dass er
sich in der Bohrung ver schieben kann. Das hintere Endteil 22 und
das vordere Endteil 24 treffen an einem mittleren Teil,
das eine nach hinten weisende innere Schulter 25 und eine
nach vorn weisende äußere Schulter 26 bildet,
zusammen. Das hintere Endteil 22 des zylindrischen Körpers 20 weist eine
Anzahl von Öffnungen 27,
im vorliegenden Fall vier, auf, von denen jede eine Kugel 28 aufnimmt,
die in einer Vertiefung in der Hammerspindel 8 zum Halten
des Werkzeughalters auf der Spindel aufgenommen werden kann. Die
Kugeln 28 können
sich in eine radiale Richtung durch die Öffnungen 27 bewegen, werden
jedoch durch einen Klemmring 30, der axial in Bezug auf
den zylindrischen Körper 20 bewegbar ist
und in einer axial verschiebbaren äußeren Hülse 32 durch eine
zusammengedrückte
Schraubenfeder 34 gehalten wird, daran gehindert, sich
radial nach außen
zu bewegen. Das vordere Ende der Schraubenfeder 34 drückt gegen
einen Ring 36, der gegen eine Lippe 38 des zylindrischen
Körpers
stößt, und das
hintere Ende der Feder 34 drückt gegen die axial vordere
Oberfläche
des Klemmrings 30, um ihn gegen eine innere Schulter 40 der äußeren Hülse 32 zu drücken. Das
hintere Ende der äußeren Hülse 32 (hinter
der inneren Schulter) weist vier Ausnehmungen 42 auf, von
denen jede eine der Kugeln 28 aufnehmen kann, um es zu
erlauben, sie in einem gewissen Ausmaß radial nach außen bewegen
zu können.
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Um
den Werkzeughalter 2 auf der Spindel 8 des Hammers
anzubringen, wird die äußere Hülse 32 in
Bezug auf den zylindrischen Körper 20 entgegen der
Kraft der Feder 34 von Hand nach vorn gezogen, so dass
sich der Klemmring 30 nach vorn bewegt und die Ausnehmungen 42 axial
mit den Kugeln 28 in Ausrichtung kommen. Der Werkzeughalter
kann dann über
das Ende der Hammerspindel 8 geschoben werden, wodurch
bewirkt wird, dass die Haltekugeln sich radial in einem gewissen
Ausmaß in
die Ausnehmungen bewegen. Wenn das vordere Ende der Hammerspindel 8 gegen
die innere Schulter 25 stößt, befinden sich die Kugeln 28 in
Ausrichtung mit den Ausnehmungen in der äußeren Oberfläche der Hammerspindel 8,
und die äußere Hülse 32 kann
freigegeben werden, um zu bewirken, dass die Verriegelungskugeln
von den Ausnehmungen in der Spindel 8 aufgenommen werden
und durch den Klemmring 30 in den Ausnehmungen gehalten
werden. Der Werkzeughalter 2 wird somit auf der Hammerspindel 8 gehalten,
bis die äußere Hülse 32 von
Hand nach vorn gezogen wird, um die Kugeln 28 freizugeben.
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Das
vordere Endteil 24 des Werkzeughalters weist eine durchgehende
axiale Öffnung 44 auf,
die ein sphärisches
Halteelement 46 aufnimmt, das als Verriegelungskugel bezeichnet
wird, so dass es sich in einem begrenzten Ausmaß radial bewegen kann. Eine
vordere äußere Hülse 48 ist
um das vordere Endteil des zylindrischen Körpers 20 angeordnet
und in einem begrenzten Ausmaß dazu
axial verschiebbar. Die vordere Hülse 48 ist in Richtung
nach vorn gegen einen Reaktionsring 50 durch eine zusammengedrückte Schraubenfeder 52 vorgespannt,
deren hinteres Ende gegen die nach vorn gerichtete äußere Schulter 26 drückt. Das
vordere Ende der Schraubenfeder 52 drückt gegen einen Haltering 54, der
gegen die hintere Stirnfläche
eines ringförmigen Begrenzungselements 56 gedrückt wird,
dessen vordere Oberfläche
gegen einen inneren Ring 58 gedrückt wird, der integral in der
vorderen äußeren Hülse 48 gebildet
ist. Der Reaktionsring 50 ist axial entlang dem vorderen
Teil 24 des zylindrischen Körpers verschiebbar und wird
durch ein Nasenstück 60,
das aus einem relativ steifen elastomeren Material gebildet ist
und einen inneren Haltering 62 aufweist, der in eine entsprechend
geformte, sich über
den Umfang erstreckende Ausnehmung 64 in der äußeren Oberfläche des
vorderen Endteils 24 des zylindrischen Körpers 20 passt,
in Position gehalten. Das Nasenstück 60 hat den Zweck,
den Werkzeughalter 2 vor jeglichen Stößen auf sein vorderes Ende,
die zum Beispiel dadurch verursacht werden, dass der Hammer fallen
gelassen wird, zu schützen,
und es passt außerdem
dicht, jedoch verschiebbar, um den Werkzeugeinsatzschaft 100,
um das vordere Ende des Werkzeughalters gegen den Eintritt von Staub
von dem Werkstück,
wenn der Werkzeugeinsatz axial darin verschoben wird, abzudichten.
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Der
innere Ring 58 in der vorderen äußeren Hülse 48 hat eine solche
Form, dass sein hinteres Ende einen kleineren Durchmesser hat als
sein vorderes Ende, und somit bildet der Ring eine Ausnehmung 66 vor
seinem hinteren Ende, in die die Verriegelungskugel 46 (oder
ein Teil von ihr) im entsprechenden Fall eintreten kann. Der Werkzeughalter 2 weist
weiterhin einen axialen Begrenzungsblock 68 auf, der in
der Öffnung 44 in
dem vorderen Teil 24 des zylindrischen Körpers 20 vor
der Verriegelungskugel 46 angeordnet ist und sich etwa
120° um
den Umfang des zylindrischen Körpers
erstreckt. Das Begrenzungselement ist so angeordnet, dass es sich
in axialer Ausrichtung mit dem inneren Ring 58 befindet (und
somit die Ausnehmung 66 gegenüber der Verriegelungskugel 46 abdeckt)
und sein vorderes Ende gegen eine nach hinten gerichtete Oberfläche 70 des Reaktionsrings 50 stößt. Die Öffnung 44 erstreckt sich
axial, so dass ihr vorderes Ende 72 sich etwa 2 mm vor
der Vorderseite des Begrenzungselements 68 befindet.
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Diese
Form des Werkzeughalters ist dazu bestimmt, einen Werkzeugeinsatz
SDS Plus mit einem Schaft 100 aufzunehmen, der ein Paar
von über den
Umfang verlaufenden, gegenüberliegen
Haltenuten 102 enthält,
die sich über
etwa 20 mm in einer axialen Richtung erstrecken und vordere und
hintere Enden 104 und 106 aufweisen. Der Werkzeugeinsatzschaft 100 weist
weiterhin ein Paar Antriebsnuten (nicht dargestellt) auf, die sich über die
gesamte Strecke bis zum Ende des Schaftes erstrecken und mit Antriebskeilen
(ebenfalls nicht dargestellt) eingreifen, die im vorderen Endteil 24 des
zylindrischen Körpers
für den
drehenden Antrieb des Werkzeugs gebildet sind.
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Im
Gebrauch, wenn der Werkzeughalter 2 an dem Ende der Spindel 8 eines
Hammers angeordnet ist, kann ein Werkzeugeinsatz einfach durch Drücken des
Schaftes des Werkzeugeinsatzes in die Bohrung des zylindrischen
Körpers 20 von
Hand in den Werkzeughalter eingesetzt werden. Wenn der Schaft des Werkzeughalters
in die Bohrung gedrückt
wird, berührt
sein hinteres Ende 108 die Verriegelungskugel 46 und
drückt
sie entgegen der Vorspannung der Schraubenfeder 52 nach
hinten gegen den Haltering 54. Der Haltering 54,
oder wenigstens der Teil des Halterings, der die Verriegelungskugel 46 berührt, wird
nach hinten gedrückt,
bis die Verriegelungskugel in eine Ausnehmung eintreten kann, die
in der vorderen äußeren Hülse 48 gleich
hinter dem ringförmigen Begrenzungselement 56 gebildet
ist, und erlaubt es somit dem Ende des Werkzeugeinsatzschafts 100, sich
an der Verriegelungskugel 46 vorbei zu bewegen. Wenn die
Haltenut 102 sich in axialer Ausrichtung mit der Verriegelungskugel 46 befindet,
bewegt sich diese unter der Vorspannung der Feder 52 nach vorn
und radial nach innen in die Haltenut und verriegelt dadurch den
Werkzeugeinsatzschaft 100 in dem Werkzeughalter. In dieser
Stellung kann sich die Verriegelungskugel nicht radial nach außen bewegen, um
den Werkzeugeinsatzschaft 100 freizugeben, weil ihre Radialbewegung
durch das ringförmige
Begrenzungselement 56 begrenzt wird.
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Der
Werkzeugeinsatz kann von dem Werkzeughalter 2 abgenommen
werden, indem die vordere äußere Hülse 48 von
Hand gegen die Vorspannung der Schraubenfeder 52 nach hinten
gezogen wird (d.h. nach links in der Darstellung in der Zeichnung),
so dass das ringförmige
Begrenzungselement 56 in eine Stellung hinter der Verriegelungskugel 46 bewegt
wird und sich die Verriegelungskugel in axialer Ausrichtung mit
der in dem inneren Ring 58 gebildeten Ausnehmung 66 befindet.
Die Verriegelungskugel kann sich dann radial aus der Bohrung des
zylindrischen Körpers
in die Ausnehmung 66 bewegen, um das Abnehmen des Schaftes
zu erlauben.
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Wenn
der Werkzeugeinsatz in den Werkzeughalter 2 eingesetzt
ist und der Hammer in der Meißelbetriebsart
betrieben wird, trifft der Döpper 21 wiederholt
das hintere Ende 108 des Werkzeugeinsatzschaftes mit einer
beträchtlichen
Kraft, um zu bewirken, dass der Werkzeugeinsatz das Werkstück meißelt. Der
Kontakt des Werkzeugeinsatzes mit dem Werkstück wird durch den Druck aufrechterhalten,
den der Benutzer auf den Hammer in Richtung auf das Werkstück ausübt. Die
Reaktionskraft des Werkstücks
auf den Werkzeugeinsatz drückt
den Werkzeugeinsatz nach hinten in seine in 2 dargestellte
Arbeitsstellung, in der er von dem Döpper 21 getroffen
wird.
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Wenn
der Werkzeugeinsatz von dem Benutzer von dem Werkstück abgenommen
wird, indem dieser den Hammer zurückzieht, treibt der nächste Schlag
des Döppers
auf den Werkzeugeinsatzschaft 100 den Werkzeugeinsatz in
seine vorderste oder Leerlaufstellung, wie in 3 dargestellt.
Da sich der Werkzeugeinsatz nicht mehr mit dem Werkstück in Kontakt
befindet, wird er nicht nach hinten gestoßen und verbleibt somit in
dieser Stellung, bis der Benutzer wieder den Kontakt mit dem Werkstück herstellt. Wenn
der Werkzeugeinsatz nach dem Zurückziehen von
dem Werkstück
das letzte Mal von dem Döpper geschlagen
wird, muss dieser Schlag, der durch den Werkzeugeinsatz auf das
Werkstück übertragen
werden würde,
jetzt durch das vordere Ende des Werkzeughalters absorbiert werden.
Während
dieses Schlages wird die Verriegelungskugel sowohl nach vorn als
auch durch die Tiefe der Haltenut 102 in Bezug auf den
Radius der Verriegelungskugel 46 radial nach außen gedrückt. Die
radial gerichtete Kraft der Verriegelungskugel wird durch das ringförmige Begrenzungselement 56 gehemmt,
dessen radial nach innen gerichtete Oberfläche auf den radial äußeren Kontaktpunkt
der Verriegelungskugel 46 drückt, während die axial gerichtete
Kraft der Verriegelungskugel 46 auf die hintere Oberfläche des
axialen Begrenzungselements 68 wirkt. Der axiale Begrenzungsblock 68 wird
veranlasst, sich unter der Schlagwirkung der Verriegelungskugel 46 um
bis etwa 2 mm zu bewegen, wobei während der Bewegung das vordere Ende
des Reaktionsrings 50 veranlasst wird, den inneren Haltering 62 des
Nasenrings 60 zu verformen, wodurch wenigstens ein Teil
der Schlagwirkung der Verriegelungskugel 46 absorbiert
wird. Der Nasenring 60 ist aus einem steifen Elastomer
hergestellt, wodurch bewirkt wird, dass der Haltering nicht nur elastisch
verformt wird, um den Stoß des
Begrenzungselements 68 zu dämpfen, sondern auch der Stoß in einem
bestimmten Ausmaß gedämpft wird, um
ihn zu absorbieren, anstatt ihn einfach zurück zu dem Werkzeugeinsatzschaft 100 zu
reflektieren. Die Entfernung von etwa 2 mm, um die sich der axiale Begrenzungsblock 68 bewegen
kann, bevor der Werkzeugeinsatz zum Stillstand gebracht ist, hat
die Wirkung, dass die axialen Spitzenschlagkräfte auf den Werkzeughalter
verringert werden, wodurch der Verschleiß der Bauteile des Werkzeughalters
und die Möglichkeit
ihrer Beschädigung
verringert werden, und dass die Amplitude der Stoßwelle,
die von dem Begrenzungselement zurück auf den Werkzeugeinsatz
reflektiert wird, verringert und somit die Möglichkeit einer erneuten Aktivierung
des Hammermechanismus geringer werden. Weiterhin hat in diesem Fall,
da nur eine Verriegelungskugel 46 vorhanden ist, die radiale
Kraft, die auf die Verriegelungskugel 46 durch den Werkzeugeinsatzschaft 100 ausgeübt wird,
die Wirkung, dass der Schaft gegen die gegenüberliegende Seite des zylindrischen
Körpers 20 gedrückt wird,
wodurch die Abbremsung des Werkzeugeinsatzes infolge der Reibung
mit der inneren Oberfläche
des Körpers
vergrößert wird.
Diese Reibung erzeugt keine übermäßige Erwärmung, da
sie nur bei einem einzelnen Schlag des Döppers 21 auf den Werkzeugeinsatz 100 auftritt.
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Eine
zweite Form des Werkzeughalters ist in den 5 bis 7 dargestellt.
Dieser Werkzeughalter hat ein hinteres Ende, das im Wesentlichen dem
der ersten Form des Werkzeughalters gleicht und nicht weiter beschrieben
wird.
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Diese
Form des Werkzeughalters hat einen zylindrischen Körper 20 von
allgemein der gleichen Form wie der andere Werkzeughalter und weist
eine vordere äußere Hülse 48 auf,
die so ausgestaltet ist, dass ihr innerer Ring 58 eine
nach hinten gerichtete innere Schulter 80 bildet, gegen
die das ringförmige Begrenzungselement 56 und
der Ring 81 durch die Schraubenfeder 52 gedrückt werden.
Eine Metallunterlegscheibe 82 ist direkt vor der Vorderseite
der vorderen äußeren Hülse 48 und
direkt hinter dem Nasenring 60 angeordnet. Der Gummi-Nasenring 60 weist
eine eingeformte Stütz-Unterlegscheibe 84 auf, die
bei dem Zusammenbau des Werkzeughalters über das vordere Ende des zylindrischen
Körpers 20 geschoben
und durch einen Sprengring 86, der über die Vorderseite des zylindrischen
Körpers
einschnappt, an ihrem Platz gehalten wird. Eine getrennt ausgebildete
Gummidichtung 88 wird durch den Nasenring getragen und
verhindert das Eindringen von Staub von dem Werkstück während der
Benutzung.
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Wenn
das hintere Ende des Werkzeugeinsatzschaftes 100 nach dem
Entfernen des Werkzeugeinsatzes von dem Werkstück geschlagen wird, trifft das
hintere Ende 106 der Haltenut 102 auf die Verriegelungskugel 46 und
die Kugel wird wie vorher radial nach außen und axial nach vorn gedrückt. Der
radialen Kraft wirkt das ringförmige
Begrenzungselement 56 entgegen, während die axiale Kraft bewirkt,
dass sich der axiale Begrenzungsblock 68 um etwa 2 mm nach
vorn in der Öffnung 44 bewegt,
wodurch die Bewegung bewirkt, dass die Seite der Unterlegscheibe 82,
die der Verriegelungskugel benachbart ist, sich um den gleichen
Betrag nach vorn bewegt, wie es in 7 dargestellt
ist. Der Teil des Nasenrings 60, der zwischen der Metall-Unterlegscheibe 82 und
der Stütz-Unterlegscheibe 84 angeordnet
ist, ist als ein Ring 88 ausgebildet, der relativ dünn (in radialer Richtung)
und daher leichter verformbar ist als der Rest des Nasenrings 60.
Unter dem Einfluss der Vorwärtsbewegung
der Unterlegscheibe 82 wird der dünne Ring 88 axial
gegen die Stütz-Unterlegscheibe 84 verformt,
wobei diese Verformung einer weiteren Vorwärtsbewegung des Begrenzungselements 68 Widerstand
entgegensetzt und die Vorwärtsbewegung
des axialen Begrenzungsblocks 68 und des Schaftes 100 absorbiert,
wie es unter Bezugnahme auf die erste Ausführung beschrieben ist.
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Eine
dritte Form des Werkzeughalters gemäß der Erfindung ist in 8 dargestellt.
Diese Form des Werkzeughalters gleicht der Form des in den 5 bis 7 dargestellten
Werkzeughalters, wobei jedoch der Nasenring 60 eine verformbare Dichtung 120 (die
der Dichtung 88 entspricht) aufweist, die integral mit
ihm ausgebildet ist. Weiterhin wird ein separates verformbares Ringelement 122 verwendet,
um die Vorwärtsbewegung
des axialen Begrenzungsblocks 68 und der Unterlegscheibe 82 durch
die Schlagwirkung des Begrenzungselements 46 zu dämpfen.