EP0513269A1 - Handwerkzeugmaschine mit exzentergetriebe - Google Patents

Description

Handwerkzeugmaschine mit Exzentergetriebe

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Handwerkzeugmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Aus der EP-A 63 725 ist bereits ein

Bohr- und Meißelhammer bekannt, dessen Schlagkolben von einem Kurbeltrieb angetrieben ist. Um die Einzelschlagstärke des Hammers zu verändern, ist der Hub des Kurbeltriebs durch Verdrehen eines zu dem Kurbelgetriebe gehörenden Zahnkranzes veränderbar . Der Hub verkürzt sich dabei nach beiden Seiten gleichmäßig, das heißt, vorderer Totpunkt und hinterer Totpunkt des Schlagkolbens nähern sich einander um gleiche Beträge an. Bei pneumatischen Schlagwerken für Hämmer hat dies den Nachteil, daß sich das Luftpolster zwischen Schläger und Kolben bei kleiner werdendem Hub zunehmend vergrößert. Ein kleiner Hub bei relativ langem Luftpolster bewirkt jedoch nur noch eine sehr geringe Druckänderung im Luftpolster. Das führt dazu, daß der

Schläger nicht mehr beschleunigt wird und das Schlagwerk aussetzt . Die Funktionsfähigkeit des Schlagwerks ist dann bei kleinem Hub nicht mehr gewährleistet. Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine mit dem kennzeichnenden Merkmal des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß die Schlagkraft des Schlagwerks ohne Aussetzer auch auf geringe Werte eingestellt werden kann. Durch die Erfindung wird erreicht, daß bei Verringerung des Hubs des Exzentergetriebes der vordere Totpunkt des Kolbens sich nicht vom Schläger entfernt. Je nach Bemessung des Abstandes A zwischen der Drehachse der Kurbelscheibe und dem Angriffspunkt des kurbeiseitigen Pleuelendes bleibt der vordere Totpunkt bei Verstellung des Hubs gleich oder nähert sich sogar dem Schläger an. Damit bleibt auch die Länge des Luftpolsters gleich bzw. verringert sich bei kleiner werdendem Hub.

Durch die in den unabhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Handwerkzeugmaschine möglich. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das die Kurbelscheibe und das Pleuel verbindende Übertragungsglied auf einer drehbar gelagerten Brücke längsverschieblich gelagert ist. Damit kann die Wirkrichtung des gleichbleibenden Hubes des Übertragungsgliedes geändert werden, sodaß der in Schlagwerksachse wirkende und auf den Kolben übertragene Hub einstellbar ist. Die Ausbildung zweier paralleler FührungsStangen auf der Brücke stellt einen verkantungsfreien Betrieb des Exzentergetriebes sicher. Die Brücke weist vorteilhafterweise einen das Gehäuse durchdringenden Drehkopf auf, mit dem der Hub einstellbar ist. Rastmittel an dem Drehknopf stellen eine eindeutige Festlegung der Brücke in verschiedenen Drehlagen sicher. Das Übertragungsglied kann von der Kurbelscheibe entweder über einen Exzenterbolzen, der in einem Schlitz quer zu den FührungsStangen der Brücke geführt ist, angetrieben werden oder über eine Kugelfinger, der mindestens entweder an der Kurbelscheibe oder an der Brücke ein Kugelgelenk aufweist. Statt an Führungsstangen kann das Übertragungsglied auch als Kulissenstein an einfachen Längsführungen geführt sein. Die Längs¬führungen sind vorteilhafterweise in einen von außen verdrehbaren Verstellring eingearbeitet. Zeichnung

Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Figur 1 zeigt einen Teilguerschnitt durch eine Handwerkzeugmaschine und Figur eine Draufsicht auf das Exzentergetriebe eines ersten Ausführungsbeispiels. Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung der Kolbenstellung bei verschiedenen Hubhöhen. Die Figuren 4 bis 6 zeigen ein zweites und die Figur 7 ein drittes Ausführungsbeispiel.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Eine Handwerkzeugmaschine weist ein Gehäuse 2 auf, in dessen Innerem ein Schlagwerk 3 und ein von einem nicht gezeigten Motor angetriebenes Exzentergetriebe 4 untergebracht sind. Dieses Getriebe weist eine drehend angetriebe Kurbelscheibe 6 auf, auf der exzentrisch ein Bolzen 7 als Exzenterglied angeordnet ist. Der Bolzen 7 greift in einen besser in Figur 2 erkennbaren Schlitz 8 eines Übertragungsglieds 9 ein. Das Übertragungsglied weist auf seiner der Kurbelscheibe 6 gegenüberliegenden Seite einen Kurbelbolzen 10 auf, dessen Achse mit 11 bezeichnet ist. Seitlich des Schlitzes 8 weist das Übertragungsglied 9 zwei guer zu dem Schlitz stehende Führungsrohre 12 auf. Diese umschließen jeweils eine FührungsStange 13 und sind darauf langsverschieblich. Die FührungsStangen 13 sind an ihren Enden verbunden und bilden zusammen mit einem Bügel 14 eine Brücke 15. An dem Bügel 14 ist mittig eine Stange 16 angebracht, die gleichachsig mit der Drehachse 17 der Kurbelscheibe 6 verläuft. Die Brücke 15 ist um die Achse 17 drehbar anhand eines Drehknopfes 18. Der Drehknopf 18 ist außerhalb des Gehäuses angeordnet und mit Rastmitteln 19 gegenüber dem Gehäuse 2 in verschiedenen Drehlagen rastbar. Mittels einer Arretiervorrichtung 21 ist der Drehknopf 18 gegenüber dem Gehäuse 2 in der gewählten Drehlage festlegbar. Von der Arretiervorrichtung 21 ist. schematisch eine Schaltklinke 23 gezeigt, bei deren Betätigung die Arretiervorrichtung gelost wird. Die Achse 11 des Kurbelbolzens 10 dient als Angriffspunkt für das hintere bzw. kurbelseitige Ende 24 eines Pleuels 25. Das Pleuel 25 erstreckt sich über das Übertragungsglied 9 hinaus bis zum Schlagwerk 3. Die Brücke 14 ist zumindest einseitig für den Durchtritt des Pleuels 25 ausgespart. Das kolbenseitige Ende 26 des Pleuels ist wie üblich mittels eines Scharniers mit einem Kolben 28 verbunden.

Dieser ist als Hohlkolben ausgeführt, in dem ein Schläger 29 geführt ist. In dem Raum 30 zwischen dem Kolben 28 und dem Schläger 29 bildet sich ein Luftpolster aus, welches im Betrieb des Hammers periodisch komprimiert wird und dadurch den Schläger 29 in Richtung auf das nicht gezeigte Werkzeug beschleunigt. In der Wand des

Kolbens 28 befindet sich eine Öffnung 31, über die während des Betriebs der in dem Luftpolster auftretende Luftverlust periodisch ausgeglichen wird. Die hintere Kante 32 des Schlägers 29 überfährt während eines kurzen Zeitraums die Öffnung 31, so daß Luft in den Raum 30 eingesaugt werden kann.

In Figur 2 ist das Exzentergetriebe 4 ohne die Brücke 15 in Draufsicht gezeigt. Die Brücke 15 befindet sich in einer Drehstellung, in der ein relativ kleiner Kolbenhub H erzeugt wird. Der Kolben 28 ist in seinem vorderen Totpunkt gezeigt. Gestrichelt ist die Stellung des Übertragungsglieds 9 und des kurbelseitigen Pleuelendes 24 in der Stellung gezeigt, in der der Kolben seinen hinteren Totpunkt erreicht.

Eine Umdrehung der Kurbelscheibe 6 bewirkt einen hinund hergehenden Hub H des Übertragungsgliedes 9 entlang der Führungsstangen 13. Die quer zu den Führungsstangen 13 gerichtete Bewegung des Bolzens 7 wird dabei von dem Schlitz 8 nicht auf das Übertragungsglied übertragen. Der in Figur 2 unter einem Winkel ß zur Schlagwerksachse ausgerichtete Hub H_U wird in der gezeigten Drehstellung der Brücke 15 nur zu einem Teil in den Hub H des Kolbens 28 umgesetzt. Der Pfeil deutet die Drehrichtung des Übertragungsglieds 9 um seine Drehachse 17 an, in der der Kolbenhub größer wird. Bei parallel zur Schlagwerksachse stehenden Führungsstangen 16 wird der gestrichelt angedeutete maximale Hub H _max erreicht, der dann dem

Hub des Übertragungsgliedes 9 entspricht.

Die Veränderung der Lage des vorderen, dem Schlager zugewandten Totpunktes des Kolbens 28 hängt von der Wahl des Abstandes A zwischen dem Angriffspunkt 11 des hinteren Pleuelendes 24 und der Drehachse 17 der Brücke 15 ab. In Figur 3 ist schematisch der Angriffspunkt des kurbelseitigen Pleuelendes 24 bei verschiedenen Hubeinstellungen gezeigt. Der Kolben 28 ist in seinem vorderen Totpunkt, und zwar in durchgezogenen Linien bei minimalen Hub gezeigt. Das Pleuelende 24 greift im Punkt 35 an. Dort befindet sich in diesem Moment der Kurbelbolzen 10 des Exzentergetriebes. Nach einer halben Umdrehung der in Figur 3 nicht dargestellten Kurbelscheibe befindet sich das hintere Pleuelende 24 im Punkt 36, der auf einer Kreisbahn um das kolbenseitige Pleuelende 26 durch den Punkt 35 liegt. Dies bedeutet, daß der hintere Totpunkt des Kolbens 28 sich mit dem vorderen Totpunkt genau deckt. Während des Betriebs bewegt sich das hintere Pleuelende 24 entlang der Linie 37, die sich annähernd mit dem Kreisbogen durch die Punkte 35 und 36 deckt. Der Kolben 28 steht also bei dieser Hubeinstellung praktisch still.

Die gestrichelte Darstellung des Kolbens 28 zeigt ihn in seinem vorderen Totpunkt, wenn sich das Übertragungsglied 9 in der Drehstellung für maximalen Hub befindet. Das hintere Pleuelende 24 greift an dem Punkt 38 an. Im Laufe einer halben Umdrehung der Kurbelscheibe 6 wandert das Pleuelende 24 entlang der Linie 39 bis zum Punkt 40. Die Linie 39 liegt genau in Verlängerung der Schlagwerksachse 41 und entspricht in ihrer Länge genau dem maximalen Hub. Durch Drehen des Übertragungsglieds 9 kann jede beliebige Mittelstellung zwischen den Extremstellungen für maximalen und minimalen Hub eingestellt werden. In der Zeichnung ist zum Beispiel eine Linie 42 eingezeichnet, entlang derer sich das hintere Pleuelende 24 bei dem gegenüber dem Maximalhub verringerten Hub H' bewegt. Der vordere Totpunkt des Kolbens 28 liegt in diesem Fall etwas näher am Schläger 29 als bei maximaler Hubeinstellung.

Ein bei verschiedenen Hubeinstellungen unveränderlicher vorderer Totpunkt des Kolbens 28 läßt sich erzielen, wenn der bei Stellung des Kolbens 28 im vorderen Totpunkt gemessene Abstand A zwischen der Drehachse 17 und dem Angriffspunkt 35 bzw. 38 des hinteren Pleuelendes 24 auf Null gesetzt wird. Die Größe des Abstandes A kann für jedes Schlagwerk individuell so gewählt werden, daß für alle Hubgrößen eine optimale Luftpolsterlänge erzielt wird.

Das zweite Ausführungsbeispiel nach den Figuren 4 bis 6 unterscheidet sich vom ersten nur durch eine andere Koppelung des Übertragungsglieds 9' mit der Kurbelscheibe 6'. In der Kurbelscheibe 6' ist exzentrisch ein Drehlager 45 angeordnet, in das eine Kugel 46 eines Kugelfingers 47 eingreift. Der Finger 47 ist fest an einem Rohrstück 48 befestigt, das um eine der FührungsStangen 13 drehbar ist. Das Rohrstück 48 gehört zu dem Übertragungsglied 9'. Es durchgreift mit einem verjüngten Abschnitt 49 ein Führungsrohr 12' und ist mit diesem mittels eines Sicherungsrings 50 drehbar aber axial unverschieblieh verbunden. Das Übertragungsglied 9' weist weiter eine zweite Führungsstange 12'' auf, die so wie im ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet ist. Das Übertragungsglied 9' ist auf Führungsstangen 13 geführt und wie im ersten Ausführungsbeispiel mit einem Bügel 14 versehen sind. Das dritte Ausführungsbeispiel nach Figur 7 unterscheidet sich nur in der Konstruktion des Übertragungsglieds 9'' und dessen Verdrehmimik vom ersten Ausführungsbeispiel. Ein Exzenter 7 einer Kurbelscheibe 6 greift in einen Schlitz 8' des Übertragungsglieds 9'' ein. Dieses trägt wiederum einen Kurbelbolzen 10 und ist als Kulissenstein ausgebildet. Der Kulissenstein 9'' ist in zwei Längsführungen 53 geführt, die an einem um eine Achse 17 drehbar gelagerten Verstellring 54 angeordnet sind. Die Achse 17 liegt in Figur 7 senkrecht zur Zeichenebene. Der Verstellring 54 trägt an seiner Außenseite eine Verzahnung 55, in die ein Zahnrad 56, insbesondere

Schneckenrad eingreift, welches mit einer nicht gezeigten Handhabe an der Außenseite des Gehäuses verbunden ist.

Der Hub H ist bei dem Ausführungsbeispiel in Figur 7 durch Drehen des Verstellrings 54 in der angegebenen Pfeilrichtung vergrößerbar. Die gestrichelte Darstellung des Pleuels 25 zeigt dieses in seiner hinteren Extremstellung, in der der nicht gezeigte Kolben einen hinteren Totpunkt erreicht. Die Funktion dieses Ausführungsbeispiels entspricht im übrigen genau der des ersten.

Claims

Ansprüche

1. Handwerkzeugmaschine, insbesondere Bohroder Schlaghammer, mit einem Gehäuse (2) und einem Schlagwerk (3), das einen von einem Pleuel (25) hin- und hergehend angetriebenen Kolben (28) aufweist, und mit einem Exzentergetriebe, insbesondere einer drehend angetriebenen Kurbelscheibe (6), die mit einem Exzenterglied (7) versehen ist, sowie mit einem das Exzenterglied (7) und das Pleuel (25) verbindenden Übertragungsglied (9), welches die Drehbewegung des Exzentergliedes (7) in eine hin- und hergehende Bewegung des mit ihm verbundenen Pleuelendes (24) umwandelt, dadurch gekennzeichnet, daß der Angriffspunkt (11) des kurbelseitigen Pleuelendes (24) so auf dem Übertragungsglied (9) angeordnet ist, daß zwischen dem Angriffspunkt (11) und der Drehachse (17) der Kurbelscheibe (6) ein vorbestimmbarer Abstand A herrscht, wenn sich das kolbenseitige Pleuelende (26) im vorderen Totpunkt befindet.

2. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungsglied (9) auf einer drehbar gelagerten Brücke (15) langsverschieblich gelagert ist.

3. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Brücke (15) zwei parallele Führungsstangen (13) aufweist, die länger sind als das Übertragungsglied (9).

4. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Brücke (15) um die Drehachse (17) der Kurbelscheibe (6) drehbar, insbesondere von außen verdrehbar, gelagert ist.

5. Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Brücke (15) mit einem außerhalb des Gehäuses (2) angeordneten Drehknopf (18) verbunden ist.

6. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehknopf (18) mit Rastmitteln (19) zu seiner Festlegung in verschiedenen Drehlagen verbunden ist.

7. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehknopf (18) mit einer Arretiervorrichtung (21) gegen unbeabsichtigtes Verdrehen während des Betriebs versehen ist.

8. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Brücke (15) einen vorzugsweise quer zu der Richtung, in der sie langsverschieblich ist, ausgerichteten Schlitz (8) aufweist, in dem das Exzenterglied (7) geführt ist.

9. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Exzenterglied (47) als mit der Brücke (15) verbundener Kugelfinger ausgebildet ist, der mindestens ein Kugelgelenk (45, 46) in der Kurbelscheibe (6) oder in der Brücke (15) aufweist.

10. Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungsglied (9") als Kulissenstein ausgebildet ist, der in Längsführungen (53) geführt ist.

11. Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungsglied (9") in einem Verstellring (54) angeordnet ist, das eine Verzahnung (55) trägt, in die ein von außen bedienbares Zahnrad (56), insbesondere Schneckenrad eingreift.