EP0221009A2 - Bohrhammer mit Dreharretierung - Google Patents

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EP0221009A2
EP0221009A2 EP86810315A EP86810315A EP0221009A2 EP 0221009 A2 EP0221009 A2 EP 0221009A2 EP 86810315 A EP86810315 A EP 86810315A EP 86810315 A EP86810315 A EP 86810315A EP 0221009 A2 EP0221009 A2 EP 0221009A2
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EP
European Patent Office
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coupling sleeve
switching element
control cam
hammer drill
guide tube
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EP0221009B1 (de
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Anton Neumaier
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Hilti AG
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Hilti AG
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    • B25D16/00—Portable percussive machines with superimposed rotation, the rotational movement of the output shaft of a motor being modified to generate axial impacts on the tool bit
    • B25D16/006—Mode changers; Mechanisms connected thereto
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
    • B25D2211/00—Details of portable percussive tools with electromotor or other motor drive
    • B25D2211/003—Crossed drill and motor spindles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
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    • B25D2216/0007—Details of percussion or rotation modes
    • B25D2216/0015—Tools having a percussion-only mode
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
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    • B25D2216/0023—Tools having a percussion-and-rotation mode
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
    • B25D2216/00—Details of portable percussive machines with superimposed rotation, the rotational movement of the output shaft of a motor being modified to generate axial impacts on the tool bit
    • B25D2216/0007—Details of percussion or rotation modes
    • B25D2216/0046—Preventing rotation

Definitions

  • the invention relates to a hammer drill with an electropneumatic hammer mechanism, which has a guide cylinder that transmits a rotary movement to a tool, wherein a rotatable and axially immovable gearwheel that is constantly in engagement with the drive wheel is arranged on the guide cylinder, and a gearwheel that is non-rotatably connected to the guide tube by means of a housing-side switching member axially displaceable coupling sleeve can be engaged and disengaged with the gearwheel, the switching member being connectable to the coupling sleeve in the disengaged position.
  • rotary hammers are often also used for chiseling.
  • the rotary movement is switched off and the tool is only given axially directed blows.
  • To prevent the tool from being turned unintentionally it is known to lock the guide cylinder in a certain rotational position.
  • a rotation lock of the guide tube is also advantageous for changing the tool.
  • a known rotary hammer has a coupling sleeve which is axially displaceable on the guide tube and which is connected to the guide tube in a rotationally fixed manner.
  • the coupling sleeve is partially designed as a polygon on its outside.
  • the switching element cooperating with the coupling sleeve has the shape of an eccentric shaft and serves on the one hand to axially move the coupling sleeve and on the other hand to lock the coupling sleeve against rotation by contacting one of the key surfaces of the polygon.
  • the lockable rotary positions possible with this version are limited by the shape of the polygon of the coupling sleeve.
  • the invention has for its object to provide a hammer drill that allows locking of the guide tube in a variety of positions.
  • the switching element has a control cam which can be displaced normally to the direction of displacement of the coupling sleeve and which can be engaged in a latching opening on the coupling sleeve.
  • the control cam which can be inserted into the latching openings, provides a positive connection between the coupling sleeve and the switching element. This prevents an inadequate locking due to wear and tear and ensures the absorption of high forces.
  • the division of the locking openings can be freely chosen according to needs.
  • the switching element is expediently rotatable about an axis which runs normally to the direction of displacement of the coupling sleeve, and the control cam is designed as an eccentrically mounted pin.
  • a switching element that can be rotated normally to the direction of displacement of the coupling sleeve enables a large gear ratio and thus the application of larger switching forces with a relatively small manual force. With a suitable choice of the end positions, no additional rotation lock of the switching element is required.
  • the control cam designed as an eccentrically mounted pin can be slightly conical, so that any play due to wear is automatically compensated for.
  • the latching opening is advantageously arranged at the bottom of a groove extending on the circumference of the coupling sleeve.
  • the control cam has two functions. In a first phase, the control cam only engages in the groove and moves the coupling sleeve in the axial direction. In a second phase, the control cam can move radially into the latching opening at the bottom of the groove and thus forms the rotational lock of the coupling sleeve.
  • the diameter of the latching opening corresponds to the width of the groove.
  • the drill hammer shown in FIGS. 1 to 4 has a housing designated overall by 1.
  • the housing 1 is connected to a handle 2.
  • a feed line 3 opens into the handle 2.
  • a pusher 4 is used to switch the hammer on and off.
  • a tool holder 5 can be seen at the end of the housing 1 opposite the handle.
  • a motor pinion 6 is in mesh with a spur gear 7.
  • the spur gear 7 is rotatably connected to a bevel pinion 8.
  • the bevel pinion 8 is over a ball bearing 9 and a bearing bush 10 are mounted in the housing 1.
  • the motor pinion 6 is also in engagement with a spur gear 11.
  • the spur gear 11 is connected to a crankshaft, generally designated 12.
  • the crankshaft 12 is also mounted in the housing 1 via a ball bearing 13 and a bearing bush 14.
  • a guide tube denoted overall by 15, is mounted in the housing 1 via a radial bearing 16.
  • An excitation piston 17 is slidably guided in the guide tube 15.
  • the excitation piston 17 is connected to a crank pin 12a of the crankshaft 12 via a piston pin 18 and a connecting rod 19.
  • the excitation piston 17 also has a sealing ring 20.
  • a bevel gear, designated overall by 22, is rotatably mounted on the guide tube 15 via a needle bearing 21.
  • the bevel gear 22 is in constant engagement with the bevel pinion 8.
  • the bevel gear 22 is supported on the guide tube 15 in the axial direction via an axial bearing 23.
  • the guide tube 15 has a spline 15a, on which a coupling sleeve, designated overall by 24, is arranged to be axially displaceable.
  • the coupling sleeve 24 has claws 24a which can be brought into engagement with a toothing 22a of the bevel gear 22 and is also provided with a circumferential groove 24b and locking openings 24c arranged at the base of this groove 24b and extending in the radial direction.
  • a switching element, generally designated 25 is rotatably mounted normally to the direction of displacement of the coupling sleeve 24.
  • the switching element 25 has a control cam 25a projecting into the groove 24b and is pushed in the direction of the guide tube 15 by means of a compression spring 26.
  • the switching element 25 is connected to an actuating element, designated overall by 27.
  • the connection of the actuating member 27 to the switching member 25 takes place via a polygon 25b and a screw 28.
  • the actuating member 27 has a projection 27a which, depending on the rotational position of the switching member 25, engages with a locking groove 1a or a recess 1b on the housing 1.
  • the coupling sleeve 24 is displaced in the direction of the radial bearing 16.
  • the claws 24a of the coupling sleeve 24 come out of engagement with corresponding counterclaws on the bevel gear 22.
  • the transmission of the rotary movement is thus interrupted.
  • the projection 27a can engage in the recess 1b which is deeper than the locking groove 1a.
  • the control cam 25a on the switching element 25 can also engage in one of the latching openings 24c.
  • the guide tube 15 is thus locked via the coupling sleeve 24.
  • the top view of the housing 1 shown in FIG. 3 shows, with the omission of the actuating member 27, the diametrically opposite latching groove 1a and the recess 1b.
  • Fig. 4 shows the engagement of the projection 27a in the recess 1b.
  • the actuator 27 When the actuator 27 is rotated, it is raised by the oblique flanks on the projection 27a and the recess 1b and the projection 27a is thus disengaged from the recess 1b.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Der Bohrhammer weist ein mit einem Kegelritzel (8) in Ein­griff stehendes Kegelrad (22) auf. Die Uebertragung der Drehbewegung vom Kegelrad (22) auf das Führungsrohr (15) erfolgt über eine axial verscheibbare Kupplungsmuffe (24). Das Verschieben der Kupplungsmuffe (24) erfolgt mittels eines Schaltorgans (25), das einen in eine Nut (24b) der Kupplungsmuffe eingreifenden Steuernocken (25a) aufweist. Bei ausgerückter Kupplungsmuffe (25) kann der Steuernocken (25a) in Rastöffnungen (24c) der Kupplungsmuffe (24) ein­rücken und somit das Führungsrohr (15) über die Kupplungs­muffe (24) arretieren.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Bohrhammer mit elektropneuma­tischem Schlagwerk, das einen eine Drehbewegung auf ein Werk­zeug übertragenden Führungszylinder aufweist, wobei auf dem Führungszylinder ein mit dem Antriebsrad dauernd im Eingriff stehendes, drehbar und axial unverschiebliches Zahnrad ange­ordnet ist und eine mit dem Führungsrohr drehfest verbundene, mittels eines gehäuseseitigen Schaltorgans axial verschieb­bare Kupplungsmuffe mit dem Zahnrad ein- und auskuppelbar ist, wobei das Schaltorgan in ausgekuppelter Stellung mit der Kupplungsmuffe verbindbar ist.
  • Bohrhämmer werden neben dem Schlagbohren oft auch zum Meis­seln eingesetzt. Dabei ist die Drehbewegung ausgeschaltet und dem Werkzeug werden nur axial gerichtete Schläge er­teilt. Um ein nicht beabsichtigtes Verdrehen des Werkzeuges in Bohrhammer zu vermeiden, ist es bekannt, den Führungszy­linder in einer bestimmten Drehstellung zu arretieren. Je nach konstruktiver Ausbildung des Werkzeughalters ist auch für das Wechseln des Werkzeuges eine Dreharretierung des Führungsrohres vorteilhaft.
  • Ein bekannter Bohrhammer weist aus den vorgenannten Gründen eine auf dem Führungsrohr axial verschiebbare Kupplungsmuffe auf, welche mit dem Führungsrohr drehfest verbunden ist. Die Kupplungsmuffe ist an ihrer Aussenseite teilweise als Mehr­kant ausgebildet. Das mit der Kupplungsmuffe zusammenwir­kende Schaltorgan weist die Form einer Exzenterwelle auf und dient einerseits zum axialen Verschieben der Kupplungsmuffe und andererseits zur Dreharretierung der Kupplungsmuffe durch Anlage an einer der Schlüsselflächen des Mehrkantes. Die bei dieser Ausführung möglichen arretierbaren Drehstel­lungen sind begrenzt durch die Form des Mehrkantes der Kupp­lungsmuffe. So sind beispielsweise bei einem Vierkant ent­lang einer Umdrehung nur vier, bei einem Sechskant entlang einer Umdrehung sechs verschiedene Drehstellungen möglich. Die Anzahl der Schlüsselflächen am Mehrkant der Kupplungs­muffe lässt sich jedoch nicht beliebig vergrössern, da da­durch die Auflagefläche für die Exzenterwelle verkürzt wird und die Dreharretierung somit nicht mehr sichergestellt ist. Insbesondere für Meisselarbeiten an schrägen Flächen ist es vorteilhaft, wenn die Stellung des Meissels an die für die Bedienung optimale Lage des Gerätes angepasst werden kann.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bohrhammer zu schaffen, der eine Arretierung des Führungsrohres in einer Vielzahl von Stellungen ermöglicht.
  • Gemäss der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass das Schaltorgan einen normal zur Verschieberichtung der Kupplungs­muffe verschiebbaren Steuernocken aufweist, der in eine Rast­öffnung an der Kupplungsmuffe einrückbar ist.
  • Durch den in die Rastöffnungen einrückbaren Steuernocken er­folgt eine formschlüssige Verbindung zwischen der Kupplungs­muffe und dem Schaltorgan. Eine durch Abnutzungserscheinungen mangelhafte Arretierung wird dadurch verhindert und es ist die Aufnahme hoher Kräfte gewährleistet. Ausserdem kann die Teilung der Rastöffnungen den Bedürfnissen entsprechend frei gewählt werden.
  • Für die Bedienung der Kupplungsmuffe ist zweckmässigerweise das Schaltorgan um eine normal zur Verschieberichtung der Kupplungsmuffe verlaufende Achse drehbar und der Steuer­nocken als exzentrisch gelagerter Zapfen ausgebildet. Ein normal zur Verschieberichtung der Kupplungsmuffe drehbares Schaltorgan ermöglicht eine grosse Uebersetzung und somit das Aufbringen grösserer Schaltkräfte mit relativ geringer Handkraft. Bei geeigneter Wahl der Endlagen ist keine zu­sätzliche Dreharretierung des Schaltorgans erforderlich. Der als exzentrisch gelagerter Zapfen ausgebildete Steuernocken kann leicht konisch ausgebildet werden, so dass allfälliges Spiel infolge von Abnützung automatisch ausgeglichen wird.
  • Zur Erzielung einer kompakten Bauweise ist vorteilhafter­weise die Rastöffnung am Grund einer sich am Umfang der Kupp­lungsmuffe erstreckenden Nut angeordnet. Durch diese Ausbil­dung kommen dem Steuernocken somit zwei Funktionen zu. In einer ersten Phase greift der Steuernocken lediglich in die Nut ein und verschiebt dabei die Kupplungsmuffe in axialer Richtung. In einer zweiten Phase kann der Steuernocken ra­dial in die Rastöffnung am Grund der Nut einrücken und bil­det somit die Dreharretierung der Kupplungsmuffe. Im Fall eines zapfenförmigen Steuernockens entspricht der Durchmes­ser der Rastöffnung dabei der Breite der Nut.
  • Bei einem Bohrhammer können im Betrieb erhebliche Vibratio­nen auftreten. Um ein unbeabsichtigtes Ein- oder Auskuppeln der Kupplungsmuffe bzw ein Ein- oder Ausrücken des Steuer­nockens zu vermeiden, sind zweckmässigerweise zur Verschie­ bung des Steuernockens normal zur Verschieberichtung der Kupplungsmuffe in ausgekuppeltem Zustand am Schaltorgan und am Gehäuse miteinander in Eingriff bringbare Vorsprünge und Aussparungen vorgesehen. Diese Vorsprünge und Aussparungen können beispielsweise als Nuten und darin eingreifende Nocken ausgebildet werden. Der Eingriff der Vorsprünge in die Aussparungen kann beispielsweise mittels eines Federele­mentes sichergestellt werden.
  • Die Erfindung soll nachstehend anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:
    • Fig. 1 einen erfindungsgemässen Bohrhammer, teilweise im Schnitt dargestellt, in der Stellung Schlag­bohren;
    • Fig. 2 einen Ausschnitt des Bohrhammers gemäss Fig. 1, in vergrössertem Massstab, in der Stellung "nur schlagen";
    • Fig. 3 eine Ansicht des Bohrhammers gemäss Fig. 2, in Richtung des Pfeiles III, unter Weglassung des Betätigungsorgans;
    • Fig. 4 eine Ansicht des Bohrhammers gemäss Fig. 2, in Richtung des Pfeiles IV.
  • Der aus den Fig. 1 bis 4 ersichtliche Bohrhammer weist ein insgesamt mit 1 bezeichnetes Gehäuse auf. Das Gehäuse 1 ist mit einem Handgriff 2 verbunden. Eine Zuleitung 3 mündet in den Handgriff 2. Am Handgriff 2 ist ein zum Ein- und Aus­schalten des Bohrhammers dienender Drücker 4 angeordnet. An dem dem Handgriff gegenüberliegenden Ende des Gehäuses 1 ist ein Werkzeughalter 5 ersichtlich. Ein Motorritzel 6 steht mit einem Stirnrad 7 im Eingriff. Das Stirnrad 7 ist mit einem Kegelritzel 8 drehfest verbunden. Das Kegelritzel 8 ist über ein Kugellager 9 sowie eine Lagerbüchse 10 im Gehäuse 1 ge­lagert. Das Motorritzel 6 steht ferner mit einem Stirnrad 11 im Eingriff. Das Stirnrad 11 ist mit einer insgesamt mit 12 bezeichneten Kurbelwelle verbunden. Die Kurbelwelle 12 ist ebenfalls über ein Kugellager 13 sowie eine Lagerbüchse 14 im Gehäuse 1 gelagert. Ein ingesamt mit 15 bezeichnetes Führungsrohr ist über ein Radiallager 16 im Gehäuse 1 ge­lagert. Im Führungsrohr 15 ist ein Erregerkolben 17 verschieb­bar geführt. Der Erregerkolben 17 ist über einen Kolben­bolzen 18 sowie einen Pleuel 19 mit einem Kurbelzapfen 12a der Kurbelwelle 12 verbunden. Der Erregerkolben 17 weist ausserdem einen Dichtungsring 20 auf. Auf dem Führungsrohr 15 ist über ein Nadellager 21 ein insgesamt mit 22 bezeich­netes Kegelrad drehbar gelagert. Das Kegelrad 22 steht mit dem Kegelritzel 8 dauernd im Eingriff. Das Kegelrad 22 ist in axialer Richtung über ein Axiallager 23 auf dem Führungs­rohr 15 gestützt.
  • Das Führungsrohr 15 weist eine Keilverzahnung 15a auf, auf der eine insgesamt mit 24 bezeichnete Kupplungsmuffe axial verschiebbar angeordnet ist. Die Kupplungsmuffe 24 weist mit einer Verzahnung 22a des Kegelrades 22 in Eingriff bringbare Klauen 24a auf und ist ferner mit einer umlaufenden Nut 24b sowie am Grund dieser Nut 24b angeordneten, in radialer Rich­tung verlaufenden Rastöffnungen 24c versehen. Im Gehäuse 1 ist normal zur Verschieberichtung der Kupplungsmuffe 24 ein insgesamt mit 25 bezeichnetes Schaltorgan drehbar gelagert. Das Schaltorgan 25 weist einen in die Nut 24b ragenden Steuer­nocken 25a auf und wird mittels einer Druckfeder 26 in Rich­tung des Führungsrohres 15 geschoben. Am äusseren Ende ist das Schaltorgan 25 mit einem insgesamt mit 27 bezeichneten Betätigungsorgan verbunden. Die Verbindung des Betätigungs­organs 27 mit dem Schaltorgan 25 erfolgt über einen Mehrkant 25b sowie eine Schraube 28. Das Betätigungsorgan 27 weist einen Vorsprung 27a auf, der je nach Drehstellung des Schalt­organs 25 mit einer Rastnut 1a oder einer Aussparung 1b am Gehäuse 1 im Eingriff steht.
  • In Fig. 1 ist der Vorsprung 27a in die Rastnut 1a einge­rückt. Der Steuernocken 25a des Schaltorgans 25 ragt dabei nur bis in die Nut 24b der Kupplungsmuffe 24. Die Ueber­tragung der Drehbewegung erfolgt somit vom Kegelritzel 8 über das Kegelrad 22 und die Kupplungsmuffe 24 auf das Füh­rungsrohr 15.
  • Durch Drehen des Betätigungsorgans 27 um 180° in die in Fig. 2 dargestellte Stellung wird die Kupplungsmuffe 24 in Richtung des Radiallagers 16 verschoben. Die Klauen 24a der Kupplungsmuffe 24 gelangen dabei ausser Eingriff mit ent­sprechenden Gegenklauen am Kegelrad 22. Die Uebertragung der Drehbewegung ist somit unterbrochen. Beim Verdrehen des Be­tätigungsorgans 27 kann der Vorsprung 27a in die gegenüber der Rastnut 1a tiefere Aussparung 1b einrücken. Dadurch kann auch der Steuernocken 25a am Schaltorgan 25 in eine der Rast­öffnungen 24c einrücken. Das Führungsrohr 15 wird somit über die Kupplungsmuffe 24 arretiert.
  • Die aus Fig. 3 ersichtliche Draufsicht auf das Gehäuse 1 zeigt unter Weglassung des Betätigungsorgans 27 die einan­der diametral gegenüberliegende Rastnut 1a sowie die Aus­sparung 1b.
  • Fig. 4 zeigt das Einrücken des Vorsprunges 27a in die Aus­sparung 1b. Beim Verdrehen des Betätigungsorgans 27 wird dieses durch die schrägen Flanken am Vorsprung 27a und an der Aussparung 1b angehoben und der Vorsprung 27a somit aus der Aussparung 1b ausgerückt.

Claims (4)

1. Bohrhammer mit elektropneumatischem Schlagwerk, das einen eine Drehbewegung auf ein Werkzeug übertragenden Führungszylinder aufweist, wobei auf dem Führungszy­linder ein mit einem Antriebsrad dauernd im Eingriff stehendes, drehbar und axial unverschiebliches Zahnrad angeordnet ist und eine mit dem Führungsrohr drehfest verbundene, mittels eines gehäuseseitigen Schaltorgans axial verschiebbare Kupplungsmuffe mit dem Zahnrad ein- und auskuppelbar ist, wobei das Schaltorgan in ausge­kuppelter Stellung mit der Kupplungsmuffe verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltorgan (25) einen normal zur Verschieberichtung der Kupplungsmuffe (24) verschiebbaren Steuernocken (25a) aufweist, der in eine Rastöffnung (24c) an der Kupplungsmuffe (24) einrückbar ist.
2. Bohrhammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltorgan (25) um eine normal zur Verschiebe­richtung der Kupplungsmuffe (24) verlaufende Achse dreh­bar und der Steuernocken (25a) als exzentrisch gelager­ter Zapfen ausgebildet ist.
3. Bohrhammer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastöffnung (24c) am Grund einer sich entlang dem Umfang der Kupplungsmuffe (24) erstreckenden Nut (24b) angeordnet ist.
4. Bohrhammer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­kennzeichnet, dass zur Verschiebung des Steuernockens (25a) normal zur Verschieberichtung der Kupplungsmuffe (24) in ausgekuppeltem Zustand am Schaltorgan (25) und am Gehäuse (1) miteinander in Eingriff bringbare Vor­sprünge (27a) und Aussparungen (1b) vorgesehen sind.
EP86810315A 1985-10-26 1986-07-15 Bohrhammer mit Dreharretierung Expired - Lifetime EP0221009B1 (de)

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DE3538166 1985-10-26

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