EP0564624B1

EP0564624B1 - Drilling hammer

Info

Publication number: EP0564624B1
Application number: EP92922016A
Authority: EP
Inventors: Ulrich Rauser
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1991-10-25
Filing date: 1992-10-17
Publication date: 1996-07-17
Anticipated expiration: 2012-10-17
Also published as: WO1993007995A1; DE59206785D1; EP0564624A1; US5379848A; DE4135240A1

Abstract

In order to synchronize switching from drilling to chiselling and vice-versa in a drilling and chiselling hammer, an axially movable sleeve (25) is capable of acting on spring-loaded switching members, i.e. a toothed wheel (16) and a retaining ring (26). The toothed wheel (16) meshes with the rotary motor drive and can be coupled by teeths (15, 17) to a rotary drive sleeve (13). The retaining ring (26) is linked by a pin (35) to the gear housing (3) so as not to turn and can be coupled by teeth (14, 31) to the rotary drive sleeve (13). The modes of operation may be switched over without considering the position of the teeth. Another advantage of the invention is that the individual parts of the device are more simple and that the volume of the parts to be tempered is reduced.

Description

State of the art

Die Erfindung geht aus von einem Bohrhammer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Aus der EP 318 480 B2 ist bereits ein von Bohr- in Meißelbetrieb umschaltbarer Bohrhammer bekannt, dessen Umschaltvorrichtung jedoch nicht synchronisiert ist. D. h. die Umschaltung kann mit nur einer Hand am Schaltgriff dann nicht vorgenommen werden, wenn die in Eingriff zu bringenden Verzahnungen Zahn auf Zahn stehen. Weiter ist die Schalthülse ein schwierig zu fertigendes Teil, das in Feinguß mit geräumten Verzahnungen, Innenschleifen und Härtung des gesamten Teils hergestellt wird.The invention is based on a rotary hammer according to the preamble of claim 1. EP 318 480 B2 already discloses a rotary hammer which can be switched over from drilling to chisel operation, but whose switching device is not synchronized. That is, the changeover cannot be carried out with just one hand on the control handle when the gears to be engaged are tooth-to-tooth. Furthermore, the switching sleeve is a part that is difficult to manufacture, which is produced in investment casting with cleared teeth, internal grinding and hardening of the entire part.

Aus der FR-A-2 218 972 ist ein Bohrhammer mit einer Umschaltvorrichtung zum Umschalten von Bohr- in Meißelbetrieb bekannt. Die Umschaltvorrichtung weist eine federbelastete, axial verschiebbare Schalthülse auf, die endseitig mit einer Verzahnung versehen ist. Aufgrund der Federbelastung der Schalthülse in Richtung auf die Eingriffsstellung ihrer Verzahnung ist eine Synchronisation gewährleistet Andererseits ist die Schalthülse mit der daran ausgebildeten Verzahnung ebenfalls sehr aufwendig herzustellen.From FR-A-2 218 972 a rotary hammer with a switching device for switching from drilling to chisel operation is known. The switching device has a spring-loaded, axially displaceable switching sleeve, which is provided with a toothing at the end. Due to the spring loading of the switching sleeve in the direction of the engagement position of its toothing, synchronization is ensured. On the other hand, the switching sleeve with the toothing formed thereon is also very expensive to manufacture.

Advantages of the invention

Der erfindungsgemäße Bohrhammer mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber zwei Hauptvorteile. Einerseits läßt sich der Betriebsartenumschalter jederzeit einhändig bedienen und andererseits wird die Fertigung der Schaltteile erheblich vereinfacht und insbesondere das Volumen der zu härtenden Teile verringert. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die mit dem Schalthebel verbundene Schiebehülse nicht unmittelbar mit in Eingriff zu bringenden Verzahnungen versehen ist, sondern diese an separaten, federbelasteten Kupplungsteilen angeordnet sind. Dies macht auch eine vollständige Härtung der gesamten Schiebehülse entbehrlich.The hammer drill according to the invention with the characterizing features of claim 1 has two main advantages. On the one hand, the operating mode switch can be operated with one hand at any time, and on the other hand the manufacture of the switching parts is considerably simplified and in particular the volume of the parts to be hardened is reduced. It when the sliding sleeve connected to the shift lever is not directly engaged is particularly advantageous bringing gears is provided, but these are arranged on separate, spring-loaded coupling parts. This also makes a complete hardening of the entire sliding sleeve unnecessary.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Bohrhammers möglich. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Schalthülse als unversahnte Schiebehülse ausgebildet ist. Der Haltering folgt der Axialbewegung der Schiebehülse durch Federkraft, sobald die an dem Haltering angebrachte Innenverzahnung in die Außenverzahnung an der Drehantriebshülse eingreifen kann. Zur drehfesten Arretierung der Drehantriebshülse im Meißelbetrieb ist der Haltering gegen Verdrehen in Umfangsrichtung gegenüber dem Getriebegehäuse beispielsweise mittels eines Stiftes gesichert. Die Synchronisation der Umschaltung in den Drehbetrieb wird durch ein federbelastetes Zahnrad erreicht, das bei entsprechender Stellung der Schiebehülse in die zugeordnete Außenverzahnung an der Drehantriebshülse eingreift.Advantageous further developments and improvements of the rotary hammer specified in claim 1 are possible through the measures listed in the dependent claims. It is particularly advantageous if the switching sleeve is designed as an unserrated sliding sleeve. The retaining ring follows the axial movement of the sliding sleeve by spring force as soon as the internal toothing attached to the retaining ring can engage in the external toothing on the rotary drive sleeve. For the rotationally fixed locking of the rotary drive sleeve in chisel mode, the retaining ring is secured against rotation in the circumferential direction relative to the gear housing, for example by means of a pin. The synchronization of the switchover to the rotary mode is achieved by a spring-loaded gear, which engages with the corresponding position of the sliding sleeve in the associated external toothing on the rotary drive sleeve.

drawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Bohrhammer und Figur 2 einen Querschnitt gemaß Linie II-II in Figur 1.An embodiment of the invention is shown in the drawing and explained in more detail in the following description. Figure 1 shows a longitudinal section through a hammer drill and Figure 2 shows a cross section along the line II-II in Figure 1.

Description of the embodiment

Der im Ausschnitt gezeigte Bohrhammer weist ein Gehäuse 2 auf, in das mehr im hinteren Teil ein Getriebegehäuse 3 eingesetzt ist. Beide Gehäuseteile 2, 3 können auch einstückig ausgebildet sein. Weiter ist in dem Gehäuse 3 im unteren Teil ein in der Zeichnung nicht sichtbarer Motor mit Motorritzel 4 untergebracht. Das Motorritzel 4 kämmt mit einem Kegelrad 5, das auf einer Zwischenwelle 6 gehalten ist. Auf der Zwischenwelle 6 sitzt hinten ein an sich bekannter Taumelantrieb 8, der einen Kolben 9 hin- und hergehend antreibt. Der Kolben 9 treibt über ein Luftpolster einen Schläger 10 an, der auf einen Döpper 11 einwirkt, welcher seinerseits die Schläge an ein Bohr- oder Meißelwerkzeug weitergibt. Kolben 9 und Schläger 10 sind in einem Rohr geführt, das gleichzeitig als Drehantriebshülse 13 dient. Sie überträgt die Drehbewegung auf den in der Zeichnung nicht mehr gezeigten Werkzeughalter. Die Drehantriebshülse 13 trägt eine unterbrochene, aus zwei Abschnitten 14, 15 bestehende Außenverzahnung, die auch einteilig sein kann. Mit der Außenverzahnung 15 steht als Kupplungsteil ein Zahnrad 16 in Eingriff. Dazu weist das Zahnrad 16 eine sich über einen Teil seiner axialen Länge erstreckende Innenverzahnung 17 auf. Auf der der Innenverzahnung 17 abgelegenen Stirnseite des Zahnrades 17 greift eine Feder 18 an, die gegen den hinteren Teil des Getriebegehäuses 3 abgestützt ist. Die Feder 18 ist als Spiraldruckfeder ausgebildet, sie kann aber auch in beliebiger anderer Weise ausgeführt sein, um eine Druckkraft auf das Zahnrad 16 in Richtung auf die Verzahnung 15 auszuüben.The hammer drill shown in the detail has a housing 2, in which a gear housing 3 is inserted more in the rear part. Both housing parts 2, 3 can also be formed in one piece. Next is in the housing 3 in the lower part in the drawing visible motor with motor pinion 4 housed. The motor pinion 4 meshes with a bevel gear 5, which is held on an intermediate shaft 6. On the intermediate shaft 6 sits a known wobble drive 8, which drives a piston 9 back and forth. The piston 9 drives a striker 10 via an air cushion, which acts on a striker 11, which in turn passes the strikes on to a drilling or chiseling tool. Piston 9 and racket 10 are guided in a tube which also serves as a rotary drive sleeve 13. It transfers the rotary movement to the tool holder, which is no longer shown in the drawing. The rotary drive sleeve 13 carries an interrupted external toothing consisting of two sections 14, 15, which can also be in one piece. A gear 16 is in engagement with the external toothing 15 as a coupling part. For this purpose, the gear 16 has an internal toothing 17 extending over part of its axial length. A spring 18, which is supported against the rear part of the gear housing 3, engages on the end face of the gear 17 that is remote from the internal toothing 17. The spring 18 is designed as a spiral compression spring, but it can also be designed in any other way in order to exert a compressive force on the gear 16 in the direction of the toothing 15.

Das Zahnrad 16 trägt am Umfang eine weitere Verzahnung 19, die mit einem nur in Figur 2 angedeuteten Zahnrad 20 auf einer Nebenwelle 21 kämmt. Die Nebenwelle 21 trägt ein zweites Zahnrad 22, das mit einer Endverzahnung 23 am vorderen Ende der Zwischenwelle 6 kämmt.The gear 16 carries on the periphery a further toothing 19 which meshes with a gear 20 only indicated in FIG. 2 on a secondary shaft 21. The auxiliary shaft 21 carries a second gear 22 which meshes with an end toothing 23 at the front end of the intermediate shaft 6.

Um die Drehantriebshülse 13 herum ist eine axiale Schalthülse angeordnet, die aus zwei Teilen, einer Schiebehülse 25 und einem Haltering 26 besteht. Beide sind koaxial zur Drehantriebshülse 13 angeordnet und grenzen aneinander an. Die Schiebehülse 25 dient als Schaltglied zur Axialverschiebung des Zahnrades 16 und des Halterings 26. Sie ist mindestens um den halben Axialschaltweg länger als die in Figur 1 gezeigte Außenverzahnung 15, kann also auch kürzer als im Ausführungsbeispiel sein. Die Schiebehülse 25 weist einen nach außen abstehenden Fortsatz 27 auf, der einen Durchbruch 28 zum Eingriff eines exzentrischen Bolzens 29 an einem Schaltmittel 30, insbesondere Drehhebel hat (vgl. Figur 2). Der Fortsatz 27 ist im Bereich des Durchbruchs 28 vorzugsweise gehärtet, der rohrförmige Hauptteil des Schiebehülse 25 kann weich bleiben. Der Haltering 26 hat eine zu der Außenverzahnung 14 korrespondierende Innenverzahnung 31. Er wird durch die Kraft einer gegen einen Absatz im vorderen Teil des Getriebegehäuses 3 abgestützten Feder 32 gegen die Schiebehülse 25 angedrückt. Der Haltering 26 weist ebenfalls einen etwa radial abstehenden Lappen 34 auf, der mittels eines koaxial zu dem Haltering angeordneten Stiftes 35 gegenüber dem Getriebegehäuse 3 fixiert ist. Der Stift 35 ist beidseitig im vorderen Teil des Getriebegehäuses 3 gehalten und durchgreift auch den Fortsatz 27 der Schiebehülse 25.An axial switching sleeve is arranged around the rotary drive sleeve 13 and consists of two parts, a sliding sleeve 25 and a retaining ring 26. Both are arranged coaxially to the rotary drive sleeve 13 and adjoin one another. The sliding sleeve 25 serves as a switching element for the axial displacement of the gear 16 and the retaining ring 26. It is longer than at least half the axial switching path the external toothing 15 shown in FIG. 1 can therefore also be shorter than in the exemplary embodiment. The sliding sleeve 25 has an outwardly projecting extension 27, which has an opening 28 for engaging an eccentric bolt 29 on a switching means 30, in particular a rotary lever (cf. FIG. 2). The extension 27 is preferably hardened in the area of the opening 28, the tubular main part of the sliding sleeve 25 can remain soft. The retaining ring 26 has an internal toothing 31 corresponding to the external toothing 14. It is pressed against the sliding sleeve 25 by the force of a spring 32 which is supported against a shoulder in the front part of the transmission housing 3. The retaining ring 26 also has an approximately radially projecting tab 34, which is fixed relative to the transmission housing 3 by means of a pin 35 arranged coaxially to the retaining ring. The pin 35 is held on both sides in the front part of the gear housing 3 and also extends through the extension 27 of the sliding sleeve 25.

Der gesamte Betriebsartenumschalter besteht aus den Teilen: Drehhebel 30, Schiebehülse 25, Verzahnungen 14, 15, 17 und 31, Zahnrad 16, Haltering 26 sowie den beiden Federn 18 und 32. Die Schiebehülse 25 trifft bei den Schaltbewegungen mit ihren Stirnseiten jeweils an die zugeordneten Stirnseiten von Zahnrad 16 und Haltering 26 auf. Dies erlaubt bei der Schiebehülse 25 hohe Fertigungstoleranzen im Millimeterbereich bzw. einen beträchtlichen Härteverzug ohne Funktionseinbuße. Auch ein Kippen der Schiebehülse 25 wegen des exzentrischen Angriffs des Bolzens 29 ist im Gegensatz zu bekannten Lösungen unschädlich, da keine Verzahnung gefunden werden muß.The entire operating mode switch consists of the parts: rotary lever 30, sliding sleeve 25, toothing 14, 15, 17 and 31, gear 16, retaining ring 26 and the two springs 18 and 32. The sliding sleeve 25 meets the associated end faces during the switching movements End faces of gear 16 and retaining ring 26. With the sliding sleeve 25, this allows high manufacturing tolerances in the millimeter range or considerable hardness distortion without loss of function. Tilting of the sliding sleeve 25 because of the eccentric attack of the bolt 29 is harmless, in contrast to known solutions, since no toothing has to be found.

In Figur 1 ist der Hammer in der Betriebsart Schlagbohren gezeigt, d. h. das ständig von dem Zahnrad 20 angetriebene Zahnrad 16 ist über die Verzahnungen 17, 15 drehfest mit der Drehantriebshülse 13 gekoppelt. Soll nun die Betriebsart Meißeln eingestellt werden, wird die Schiebehülse 25 mittels des Schalthebels 30 in Figur 1 in ihrer Axialrichtung nach rechts verschoben bis das Zahnrad entgegen der Feder 18 so weit verschoben ist, daß die Verzahnungen 15, 16 außer Eingriff kommen. Damit ist der Drehantrieb abgeschaltet. Die Drehantriebshülse 13 und damit der Werkzeughalter sind frei gegenüber dem Gehäuse des Hammers und gegenüber dem Motor drehbar. Soll nun z. B. bei Verwendung von Flachmeißeln eine bestimmte Drehstellung des Werkzeughalters gegenüber dem Gehäuse 2 fixiert werden, so wird der Drehhebel 30 weitergedreht` so daß die Schalthülse 25 zumindest teilweise die Außenverzahnung 14 auf der Drehantriebshülse 13 freigibt und nicht mehr überdeckt. Der Haltering 26 folgt aufgrund der Kraft der Feder 31 der Schiebehülse 25 nach und verschiebt sich ebenfalls nach rechts. Bei günstiger Lage der Verzahnungen 14 und 31 greifen diese sofort ineinander ein. Steht hier aber Zahn auf Zahn, so kann der Drehhebel 30 dennoch voll in die gewünschte Endstellung verdreht werden und der Eingriff erfolgt nach einer geringfügigen Drehung der Drehantriebshülse 13 beim Inbetriebsetzen des Hammers, Dabei drängt die Feder 32 den Haltering 26 gegen die Verzahnung 14.In FIG. 1, the hammer is shown in the percussion drilling operating mode, ie the gearwheel 16, which is constantly driven by the gearwheel 20, is coupled in a rotationally fixed manner to the rotary drive sleeve 13 via the toothings 17, 15. If the chiseling mode is to be set, the sliding sleeve 25 is shifted to the right in its axial direction in FIG. 1 by means of the shift lever 30 in FIG. 1 until the gear is displaced so far against the spring 18 that the toothings 15, 16 disengage. The rotary drive is now switched off. The rotary drive sleeve 13 and thus the tool holder are freely rotatable relative to the housing of the hammer and relative to the motor. Should now z. B. when using flat chisels, a certain rotational position of the tool holder relative to the housing 2 is fixed, then the rotary lever 30 is rotated further 'so that the switching sleeve 25 at least partially releases the external toothing 14 on the rotary drive sleeve 13 and no longer overlaps. The retaining ring 26 follows the sliding sleeve 25 due to the force of the spring 31 and also shifts to the right. If the toothings 14 and 31 are in a favorable position, these mesh immediately with one another. However, if tooth is on tooth here, then the rotary lever 30 can still be fully rotated into the desired end position and the engagement takes place after a slight rotation of the rotary drive sleeve 13 when the hammer is started up. The spring 32 urges the retaining ring 26 against the toothing 14.

Umgekehrt passiert dasselbe, wenn von Meißel- in Drehschlagbetrieb umgeschaltet werden soll. Die Schiebehülse 25 wird nach links, weg von dem Zahnrad 16 verschoben. Die Druckfeder 18 schiebt dabei das Zahnrad 16 auf die Verzahnung 17 zu, wodurch die drehschlüssige Koppelung mit der Drehantriebshülse 13 erfolgt. Auch hier führt, wenn die Zähne der Verzahnungen 15, 17 aufeinanderstoßen, eine geringfügige Drehung der Drehantriebshülse 13 zum Eingreifen der Verzahnungen.Conversely, the same happens if you want to switch from chisel to rotary impact mode. The sliding sleeve 25 is moved to the left, away from the gear 16. The compression spring 18 pushes the gear 16 towards the toothing 17, whereby the rotational coupling with the rotary drive sleeve 13 takes place. Here, too, if the teeth of the toothings 15, 17 abut one another, a slight rotation of the rotary drive sleeve 13 leads to the teeth engaging.

Claims

Hammer drill with a housing (2, 3) and a motor which is accommodated in the latter and outputs its torque via a transmission (6, 21, 16) to a rotary drive sleeve (13) and, via the latter, to a tool holder, and with an operating-mode switch, for switching from, for example, drilling operation to chiselling operation or vice versa, which has coupling members (15, 16) and an axially displaceable sliding sleeve (25) which can be influenced by externally actuable switching means (30), characterized in that the coupling members (15, 16) can be moved out of engagement by the sliding sleeve (25) counter to spring force by virtue of the fact that the sliding sleeve (25) can be displaced towards a gearwheel (16) which is axially displaceable, on which a spring (18) exerts a force in the direction of the sliding sleeve (25) and which is in engagement with toothing (15) connected in torsionally rigid fashion to the rotary drive sleeve (13), the sliding sleeve (25) being constructed separately from the coupling members (15, 16), as a separate component.
Hammer drill according to Claim 1, characterized in that the sliding sleeve (25) is of untoothed design and can be displaced against a toothed retaining ring (26) which is subject to the influence of a spring (32) acting in the switching direction.
Hammer drill according to Claim 2, characterized in that the spring (32) exerts a pressure in the direction of the sliding sleeve (25) on the retaining ring (26).
Hammer drill according to Claim 2 or 3, characterized in that the retaining ring (26) bears internal toothing (31) which can be pushed onto external toothing (14) of the rotary drive sleeve (13).
Hammer drill according to one of preceding Claims 2 to 4, characterized in that the retaining ring (26) is secured against rotation in the circumferential direction relative to the transmission housing (3).
Hammer drill according to one of the preceding claims, characterized in that the gearwheel (16) can be connected in torsionally rigid fashion to the rotary drive sleeve (13) by way of its internal toothing (17).
Hammer drill according to one of the preceding claims, characterized in that the sliding sleeve (25) is essentially unhardened.