EP0976505A2 - Handheld drilling machine - Google Patents
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- EP0976505A2 EP0976505A2 EP99810637A EP99810637A EP0976505A2 EP 0976505 A2 EP0976505 A2 EP 0976505A2 EP 99810637 A EP99810637 A EP 99810637A EP 99810637 A EP99810637 A EP 99810637A EP 0976505 A2 EP0976505 A2 EP 0976505A2
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- percussion
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
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- B25D2211/00—Details of portable percussive tools with electromotor or other motor drive
- B25D2211/003—Crossed drill and motor spindles
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- B25D—PERCUSSIVE TOOLS
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- B25D2211/06—Means for driving the impulse member
- B25D2211/068—Crank-actuated impulse-driving mechanisms
Definitions
- the invention relates to a hand drill with an impact mechanism for generating axial strikes according to the preamble of claim 1.
- hand drills are known, some Have rotary drive for a drilling tool and with an impact mechanism for generation are equipped with impulsive impacts that are transmitted to the tool become.
- the axial strokes support the degrading effect of the drilling tool especially when drilling in brittle failure substrates, such as Concrete, stone, brick masonry and the like.
- Hand drills For machining very hard and compact substrates, such as concrete and stone, prove themselves Hand drills as very useful with an electropneumatic hammer mechanism are equipped.
- Such hand drills are well known and are distributed for example by the applicant.
- the electro-pneumatic hammer mechanism This hand drill is for the generation of axial blows with a high Single impact energy of, for example, about 2 J to about 8 J at a proportional rate low impact frequency of, for example, about 45 Hz to about 80 Hz. Because of the large single impact energy of the axial impacts, hand drills are suitable for the processing of hollow brick masonry is less suitable.
- Hand drills In addition to the hand drills with electropneumatic hammer mechanism are also Hand drills which have a mechanical hammer mechanism. These include the Ratchet drilling machines known primarily for the DIY sector and those in the semi-professional and professional field used hand drills with Spring striking mechanism or spring-cam striking mechanism.
- the striking mechanism of this Known hand drills produce axial blows with a relatively small Single impact energy of, for example, about 0.03 J to about 0.3 J with a relative high impact frequency, which is for example up to about 700 Hz. Because of the little ones Single impact energy can also be used with such hand drills as hollow brick masonry can be processed with impact support without destroying the hollow brick. For the Processing of hard surfaces, such as concrete or stone Hand drills with mechanical striking mechanism less used. Because of the low Single impact energy of the axial impact, the user must use the hand drill press relatively hard against the subsoil and the achievable drilling progress is for the professional users generally too small.
- the object of the present invention is therefore to overcome these disadvantages of the prior art Remedy technology.
- the user should be able to do so without major Decelerate the surface with the same hand drill and the one for it to work on a suitable working point.
- the Hand drill according to the invention is provided with a within a housing arranged striking mechanism for generating axial strikes on a in a Tool holder of the hand tool clamped, rotatable drilling or Chisel tools are transferable. Inside is additional arranged a second striking mechanism for generating axial strikes, the axial Beats have an impact energy and a beat frequency that are partial is different from the impact energy and the beat frequency that of the first Striking mechanism generated axial strikes.
- the clamped in the tool holder Drilling or chisel tools are either from the first or from the second Striking mechanism or of both striking mechanisms together with axial strikes actable.
- Axial stroke support is also complete for special applications can be switched off.
- the hand drill according to the invention combines several hand drills Impact mechanisms for partially different single impact energies and Beat frequencies in one device.
- the hand drill with the first Striking mechanism for axial strikes with high single impact energy and lower Impact frequency or with the additional impact mechanism for axial impacts with smaller Single impact energy and higher single impact energy or with both striking mechanisms can be operated together, its performance can be very easily passed on to the different Surfaces to be adjusted. It is no longer necessary to have multiple hand drills with striking mechanisms for axial strikes with different single impact energies and To provide impact frequencies.
- the percussion parameters of the percussion mechanism of the Hand drills can be directly adapted to the respective surface at the place of work. It goes without saying that the hand drill also without axial impact support can be operated in that both striking mechanisms can be switched off. This mode is for example for drilling at high speed and without axial impact support in Wood and metal desirable.
- the first hammer mechanism is electropneumatic Percussion mechanism with an excitation piston arranged inside a guide tube, a flying piston and one in the axial extension of the guide tube arranged drill or chisel tool acting striking element.
- the second percussion mechanism is preferably a mechanical percussion mechanism which is compatible with the Interlocking element interacts.
- the differences in single impact energies and Percussion frequencies of the percussion mechanisms are, for example, completely different Strike generation of electro-pneumatic and mechanical striking mechanisms achievable.
- the mechanical hammer mechanism can be used as a simple ratchet hammer mechanism or as Spring clip striking mechanism be formed. In constructive terms and in spite of to achieve satisfactory drilling progress with lower impact performance a spring-cam striking mechanism as advantageous.
- the electropneumatic hammer mechanism for generating axial impacts with large single impact energy from about 2 J to about 8 J and low impact frequency from about 45 Hz to about 80 Hz and the spring-cam striking mechanism for generating axial impacts with small Single impact energy of about 0.03 J to about 0.3 J and high impact frequency of about 50 Hz to about 700 Hz are formed.
- Spring-cam striking mechanism coaxial to the guide tube of the electro-pneumatic striking mechanism arranged and axially penetrated by the striking element.
- This points Spring-cam percussion a cam ring, which is rotatably arranged in the housing, and a spring-loaded percussion piston.
- the percussion piston is relative to the Cam ring is rotatably arranged and has cams for axial Interact with the cams of the cam ring.
- the percussion piston works with one that can be driven in rotation Machine spindle rotatably connected sleeve.
- the machine spindle forms at the same time the guide tube for the electropneumatic hammer mechanism. That from the Machine spindle torque introduced into the sleeve is preferred over a spherical torque transmission element can be transferred to the percussion piston.
- the percussion piston counteracts sliding of its cams against those of the cam ring the restoring force of a cylinder spring penetrated by the striking element translational moved away from the cams of the cam ring. After passing the largest stroke it is triggered and accelerated back into the starting position by the cylinder spring. In doing so, he strikes against one provided on the striking element Ring collar, which is in front of the cam ring. This prevents the axial blow is introduced into the housing via the cam ring.
- the striking mechanisms of the hand drill can be optionally switched on and off. Is to for example, in addition to the switchability of the electropneumatic hammer mechanism for a switching element is provided for the mechanical percussion mechanism, by means of which the Cam of the percussion piston adjustable out of engagement with the cam of the cam ring are.
- the two striking mechanisms automatically, preferably depending on predefinable criteria during operation, operable to the impact energy and frequency of the adjust axial blows to the surface and thus the optimal working point adjust.
- FIG. 1 shows a block diagram of the hand drill equipped according to the invention, which is generally designated 1. It has a housing 2 with a handle 3, on which a main switch 4 for activating the hand drill 1 is arranged.
- the supply of electrical arranged within the housing 2 Components with energy take place via an electrical supply line, which is connected to the Reference number 5 is provided.
- Housing 2 On the opposite side of the handle 3 Housing 2 is a tool holder 6 into which a drilling or Chisel tool can be clamped, which is indicated in Fig. 1 with the reference numeral 7.
- An electric drive motor 8 is arranged within the housing 2.
- the Drive shaft 9 of the drive motor is connected to a gear arrangement 10 which has two outputs.
- One output of the gear arrangement 10 serves the Rotary drive of the drilling tool 7 clamped in the tool holder 6 an output-side drive shaft 11 of the gear arrangement 10 with a Bevel spur gear 12 provided with a rotationally engaged Circumferential toothing 13 of a machine spindle 14 stands, which is rotationally fixed to the Tool holder 6 is connected.
- a second shaft 15 at the exit of the Gear arrangement 10 serves to drive an electropneumatic hammer mechanism 16, which is arranged inside the machine spindle 14.
- the electropneumatic Striking mechanism 16 generated axial strikes are in the tool holder 6th clamped drilling tool 7 transferable. So far the structure of the Hand drill the well-known, axial impact-supported hammer drills as they for example, be sold by the applicant.
- the axial blows that generated by the second percussion mechanism 20 and that in the tool holder 6 clamped drilling tool 7 transmissible axial blows have a Single impact energy and a beat frequency that is different from that Single impact energy and impact frequency of the first, electropneumatic Striking mechanism 16 produced axial strikes.
- the second striking mechanism 20 is concerned preferably a mechanical hammer mechanism, for example a Ratchet hammer mechanism, a spring clip hammer mechanism or a spring-cam hammer mechanism.
- Fig. 2 shows an axial section of the two striking mechanisms 16 and 20. The description is limited to the details necessary for understanding the invention.
- the second shaft 15 exits the gear unit drives an eccentrically mounted one Excitation piston 17 of the electropneumatic hammer mechanism 16.
- the exciter piston is guided inside the machine spindle 14, which serves as a guide tube and over their rotatably with the bevel spur gear 12 driven by the drive shaft 11 cooperating external toothing 16 is rotatable about the axis A.
- the eccentric articulation of the excitation piston 17 Through the eccentric articulation of the excitation piston 17, the rotary movement of the shaft 15 in a translation of the excitation piston 17 implemented within the guide tube 14.
- Fig. 2 shows the excitation piston 17 at its rear dead center before it again is moved axially in the direction of the tool holder 6.
- One within the Guide tube 14 located air cushion transmits the axial movement of the Excitation piston 17 on a flying piston 18, which thereby a periodic, axial back and Her movement accomplished.
- the forward movement of the flying piston 18 in the direction of Tool holder 6 is delimited by a striking element 19, which by the impacting piston 18 transmitted axial impact to the in the Tool holder 6 transmits clamped drilling tool 7.
- the between that Air piston 18 and the exciter piston 17 located air cushion prevents the rebounding piston 18 strikes the exciter piston 17.
- Electropneumatic striking mechanisms are well known from the prior art and are also part of the applicant's hammer drill rigs. It goes without saying that device-specific modifications to the electropneumatic hammer mechanism 16 can be provided without moving away from the basic principle described.
- the axial impacts that can be generated with such electropneumatic impact mechanisms have a single impact energy of about 2 J to about 8 J and are included Beating frequencies from about 45 Hz to about 80 Hz are generated.
- the second striking mechanism 20 is coaxial with the first, electropneumatic striking mechanism 16 arranged. It is designed and includes in particular as a spring-cam percussion mechanism a cam ring 21 which is non-rotatably held inside the housing 2, and one Percussion piston 22, which is rotatable relative to the cam ring 21 and against the restoring force a spring 23 is axially displaceable.
- the cam ring 21 and the percussion piston 22 are axially penetrated by the striking element 19.
- the spring 23 is supported on the one hand Percussion piston 22 and on the other hand on a sleeve 24, which with the machine spindle 14, which forms the guide tube for the electropneumatic hammer mechanism 16, is rotationally coupled.
- the torque of the machine spindle rotated by the drive motor 14 is on the one hand via the striking element 19 onto the tool holder 6 Transfer clamped drilling tool 7.
- the torque also introduced into the sleeve 24 and via a preferably spherical torque transmission member 25 transferred to the percussion piston 22.
- a switching element 31 enables switch off the spring-cam percussion mechanism.
- FIG. 3 shows the spring-cam percussion mechanism 20 from FIG. 2 on an enlarged scale.
- the cam ring 21 and the percussion piston 22 are axial from the striking element 19 permeated.
- the cam ring 21 is rotatably connected to the housing 2, fixed for example by screws 32. It has cams 27 which are switched on State of the spring-cam percussion mechanism 20 are in engagement with cams 28 which on the the side of the percussion piston 22 facing the cam ring 21 are provided.
- the Torque of the rotating machine spindle 14 is coupled in the rotationally fixed Sleeve 24 initiated. That between the sleeve 24 and the percussion piston 22 in one Axial groove 26 arranged spherical torque transmission member 25 transmits this Torque on the percussion piston 22.
- the cocked spring 23 accelerates the percussion piston 22 axially in the direction of the cam disk 21 until Collar 29 on the percussion piston 22 strikes against an annular collar 30 on the striking element 19.
- the collar 30 is in front of the cam ring 21 such that the axial Impact energy of the percussion piston 22 transferred to the striking element 19 and not in the cam ring 21 is initiated.
- the striking element 19 transmits the spring-cam percussion mechanism 20 generated axial impact on the in turn Tool holder clamped drilling tool.
- the single impact energy of the axial generated by the spring cam mechanism 20 Blows depends on the preload of the spring 23 and the one that defines the stroke Height of the cams 27, 28 from.
- the spring-cam percussion mechanism is preferably for Generation of axial impacts with a single impact energy of approximately 0.03 J to about 0.3 J.
- the stroke frequency of the axial strokes depends on the number of in the circumferential direction interacting cams 27, 28 on the cam disc 21 or on the percussion piston 22.
- the axial strikes are preferably with a Impact frequency of about 50 Hz to about 700 Hz can be generated.
- This can be used, for example, for drilling holes in steel or wood may be necessary, which are drilled only at high speed without axial impact support become. Further operating variants result from the optional activation of the first or second percussion.
- the invention was based on the example of a hand drill with an electropneumatic Percussion mechanism and a spring-cam percussion mechanism explained.
- Alternative versions other percussion combinations can also be used within the inventive concept provide.
- an electro-pneumatic hammer mechanism is included can be combined with a ratchet hammer mechanism or a spring-loaded hammer mechanism.
- the two mechanical striking mechanisms with different ones Have single impact energies and impact frequencies.
- Two electropneumatic hammer mechanisms can also be used in one hand drill be provided with which axial strikes with different single impact energies and beat frequencies can be generated.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Handbohrgerät mit einem Schlagwerk zur Erzeugung von
axialen Schlägen gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a hand drill with an impact mechanism for generating
axial strikes according to the preamble of
In der Befestigungs- und Abbautechnik sind Handbohrgeräte bekannt, die einen Drehantrieb für ein Bohrwerkzeug aufweisen und mit einem Schlagwerk zur Erzeugung von impulsartigen Schlägen ausgestattet sind, die auf das Werkzeug übertragen werden. Die axialen Schläge unterstützen die abbauende Wirkung des Bohrwerkzeugs insbesondere beim Bohren in spröd versagenden Untergründen, wie beispielsweise Beton, Gestein, Ziegelmauerwerk und dgl. mehr. Für die Bearbeitung von sehr harten und kompakten Untergründen, wie beispielsweise Beton und Gestein, erweisen sich Handbohrgeräte als sehr zweckmässig, die mit einem elektropneumatischen Schlagwerk ausgestattet sind. Derartige Handbohrgeräte sind hinlänglich bekannt und werden beispielsweise von der Anmelderin vertrieben. Das elektropneumatische Schlagwerk dieser Handbohrgeräte ist für die Erzeugung von axialen Schlägen mit einer hohen Einzelschlagenergie von beispielsweise etwa 2 J bis etwa 8 J bei einer verhältnismässig niedrigen Schlagfrequenz von beispielsweise etwa 45 Hz bis etwa 80Hz ausgelegt. Wegen der grossen Einzelschlagenergie der axialen Schläge sind Handbohrgeräte für die Bearbeitung von Hohlziegelmauerwerk weniger gut geeignet.In the fastening and dismantling technology, hand drills are known, some Have rotary drive for a drilling tool and with an impact mechanism for generation are equipped with impulsive impacts that are transmitted to the tool become. The axial strokes support the degrading effect of the drilling tool especially when drilling in brittle failure substrates, such as Concrete, stone, brick masonry and the like. For machining very hard and compact substrates, such as concrete and stone, prove themselves Hand drills as very useful with an electropneumatic hammer mechanism are equipped. Such hand drills are well known and are distributed for example by the applicant. The electro-pneumatic hammer mechanism This hand drill is for the generation of axial blows with a high Single impact energy of, for example, about 2 J to about 8 J at a proportional rate low impact frequency of, for example, about 45 Hz to about 80 Hz. Because of the large single impact energy of the axial impacts, hand drills are suitable for the processing of hollow brick masonry is less suitable.
Neben den Handbohrgeräten mit elektropneumatischem Schlagwerk sind auch Handbohrgeräte bekannt, die ein mechanisches Schlagwerk aufweisen. Dazu zählen die vornehmlich für den Heimwerkerbereich bekannten Ratschenbohrmaschinen und die im semi-professionellen und professionellen Bereich eingesetzten Handbohrmaschinen mit Federbügelschlagwerk oder Feder-Nocken-Schlagwerk. Die Schlagwerke dieser bekannten Handbohrgeräte erzeugen axiale Schläge mit einer verhältnismässig kleinen Einzelschlagenergie von beispielsweise etwa 0,03 J bis etwa 0,3 J mit einer relativ hohen Schlagfrequenz, die beispielsweise bis etwa 700 Hz beträgt. Wegen der kleinen Einzelschlagenergie kann mit derartigen Handbohrgeräten auch Hohlziegelmauerwerk mit Schlagunterstützung bearbeitet werden, ohne die Hohlziegel zu zerstören. Für die Bearbeitung von harten Untergründen, wie beispielsweise Beton oder Gestein, werden Handbohrgeräte mit mechanischem Schlagwerk weniger eingesetzt. Wegen der geringen Einzelschlagenergie der axialen Schläge muss der Anwender das Handbohrgerät relativ stark gegen den Untergrund pressen und der erzielbare Bohrfortschritt ist für den professionellen Anwender im allgemeinen zu klein.In addition to the hand drills with electropneumatic hammer mechanism are also Hand drills are known which have a mechanical hammer mechanism. These include the Ratchet drilling machines known primarily for the DIY sector and those in the semi-professional and professional field used hand drills with Spring striking mechanism or spring-cam striking mechanism. The striking mechanism of this Known hand drills produce axial blows with a relatively small Single impact energy of, for example, about 0.03 J to about 0.3 J with a relative high impact frequency, which is for example up to about 700 Hz. Because of the little ones Single impact energy can also be used with such hand drills as hollow brick masonry can be processed with impact support without destroying the hollow brick. For the Processing of hard surfaces, such as concrete or stone Hand drills with mechanical striking mechanism less used. Because of the low Single impact energy of the axial impact, the user must use the hand drill press relatively hard against the subsoil and the achievable drilling progress is for the professional users generally too small.
Für die Bearbeitung unterschiedlicher Untergründe, wie Beton und Hohlziegelmauerwerk, sind somit zwei oder mehrere axialschlagunterstützte Handbohrgeräte erforderlich, deren axiale Schläge die für den jeweiligen Untergrund geeignete Einzelschlagenergie und Schlagfrequenz aufweisen, um den Untergrund mit einem ausreichenden Bohrfortschritt zu bearbeiten ohne ihn dabei zu schädigen. Bauwerke weisen im allgemeinen keine durchgehend homogene Bausubstanz auf. Beispielsweise bestehen bei Gebäuden tragende Teile aus Beton und die dazwischen liegenden Abschnitte vielfach aus Ziegelmauerwerk, insbesondere aus Hohlziegelmauerwerk. Der Anwender, der bei diesen unterschiedlichen Untergründen Bohrungen, Durchbrüche oder dergleichen erstellen soll, muss bislang daher immer wenigstens zwei Handbohrgeräte mit unterschiedlichen Schlagwerken für unterschiedliche Schlagenergien vorsehen. Da von ihm nicht erwartet werden kann, dass er ständig zwei oder mehrere Handbohrgeräte mit sich trägt, führt die Beschaffung des für den jeweiligen Untergrund geeigneten Geräts zu unerwünschten Verzögerungen.For processing various substrates, such as concrete and hollow brick masonry, are thus two or more hand drills with axial impact support required, the axial strokes of which are suitable for the respective subsurface Have single impact energy and impact frequency to the ground with a to process sufficient drilling progress without damaging it. Buildings generally do not have a homogeneous structure throughout. For example In buildings, load-bearing parts consist of concrete and the intermediate parts Sections often made of brick masonry, especially of hollow brick masonry. The User who drilled holes or breakthroughs on these different substrates or the like, so far has always had to be at least two hand drills provide with different striking mechanisms for different impact energies. Since he cannot be expected to constantly have two or more Carries hand drills with it, leads to the procurement of the respective underground suitable device for undesirable delays.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, diesen Nachteilen des Stands der Technik abzuhelfen. Der Anwender soll in die Lage versetzt werden, ohne grössere Verzögerung den Untergrund mit derselben Handbohrmaschine und dem jeweils dafür geeigneten Arbeitspunkt zu bearbeiten.The object of the present invention is therefore to overcome these disadvantages of the prior art Remedy technology. The user should be able to do so without major Decelerate the surface with the same hand drill and the one for it to work on a suitable working point.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht in einer Handbohrmaschine mit den im kennzeichnenden
Abschnitt des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmalen. Das
erfindungsgemässe Handbohrgerät ist mit einem innerhalb eines Gehäuses
angeordneten Schlagwerk zur Erzeugung von axialen Schlägen, die auf ein in einer
Werkzeugaufnahme des Handgeräts eingespanntes, rotierbares Bohr- oder
Meisselwerkzeug übertragbar sind, ausgestattet. Innerhalb des Gehäuses ist zusätzlich
ein zweites Schlagwerk zur Erzeugung von axialen Schlägen angeordnet, dessen axiale
Schläge eine Schlagenergie und eine Schlagfrequenz aufweisen, die teilweise
verschieden ist von der Schlagenergie und der Schlagfrequenz der vom ersten
Schlagwerk erzeugten axialen Schläge. Das in die Werkzeugaufnahme eingespannte
Bohr- oder Meisselwerkzeug ist wahlweise entweder vom ersten oder vom zweiten
Schlagwerk oder von beiden Schlagwerken gemeinsam mit axialen Schlägen
beaufschlagbar. Für spezielle Anwendungen ist die Axialschlagunterstützung auch völlig
abschaltbar.The solution to this problem consists in a hand drill with the characteristic
Features of
Das erfindungsgemässe Handbohrgerät vereinigt mehrere Handbohrgeräte mit Schlagwerken für teilweise unterschiedliche Einzelschlagenergien und Schlagfrequenzen in einem Gerät. Indem das Handbohrgerät wahlweise mit dem ersten Schlagwerk für axiale Schläge mit grosser Einzelschlagenergie und niedriger Schlagfrequenz oder mit dem zusätzlichen Schlagwerk für axiale Schläge mit kleinerer Einzelschlagenergie und höherer Einzelschlagenergie oder mit beiden Schlagwerken gemeinsam betreibbar ist, kann seine Schlagleistung sehr einfach an die verschiedenen Untergründe angepasst werden. Es ist nicht mehr erforderlich, mehrere Handbohrgeräte mit Schlagwerken für axiale Schläge mit unterschiedlichen Einzelschlagenergien und Schlagfrequenzen vorzusehen. Die Schlagparameter des Schlagwerks des Handbohrgeräts sind am Arbeitsort unmittelbar an den jeweiligen Untergrund anpassbar. Es versteht sich, dass das Handbohrgerät auch ohne axiale Schlagunterstützung betreibbar ist, indem beide Schlagwerke abschaltbar sind. Diese Betriebsart ist beispielsweise für das Bohren mit hoher Drehzahl und ohne Axialschlagunterstützung in Holz und Metall wünschenswert.The hand drill according to the invention combines several hand drills Impact mechanisms for partially different single impact energies and Beat frequencies in one device. By using the hand drill with the first Striking mechanism for axial strikes with high single impact energy and lower Impact frequency or with the additional impact mechanism for axial impacts with smaller Single impact energy and higher single impact energy or with both striking mechanisms can be operated together, its performance can be very easily passed on to the different Surfaces to be adjusted. It is no longer necessary to have multiple hand drills with striking mechanisms for axial strikes with different single impact energies and To provide impact frequencies. The percussion parameters of the percussion mechanism of the Hand drills can be directly adapted to the respective surface at the place of work. It goes without saying that the hand drill also without axial impact support can be operated in that both striking mechanisms can be switched off. This mode is for example for drilling at high speed and without axial impact support in Wood and metal desirable.
Für die Flexibilität des Einsatzes des Handbohrgeräts auf einer Vielzahl von unterschiedlich festen Untergründe erweist es sich von Vorteil, wenn die Einzelschlagenergien der vom ersten Schlagwerk und dem zweiten Schlagwerk erzeugten axialen Schläge im Verhältnis von etwa 6 : 1 bis etwa 250 : 1, vorzugsweise etwa 10 : 1 bis etwa 40 : 1, stehen und ihre Schlagfrequenzen ein Verhältnis von etwa 1 : 1,1 bis etwa 1 : 15 aufweisen.For the flexibility of using the hand drill on a variety of different on solid substrates, it proves advantageous if the single impact energies of the axial strikes generated by the first striking mechanism and the second striking mechanism in the Ratio of about 6: 1 to about 250: 1, preferably about 10: 1 to about 40: 1, stand and their beat frequencies a ratio of about 1: 1.1 to about 1:15 exhibit.
Es erweist sich als zweckmässig, wenn das erste Schlagwerk ein elektropneumatisches Schlagwerk mit einem innerhalb eines Führungsrohrs angeordneten Erregerkolben, einem Flugkolben und einem das in axialer Verlängerung des Führungsrohrs angeordnete Bohr- oder Meisselwerkzeug beaufschlagenden Döpperelement ist. Das zweite Schlagwerk ist vorzugsweise ein mechanisches Schlagwerk, das mit dem Döpperelement zusammenwirkt. Die Unterschiede in den Einzelschlagenergien und Schlagfrequenzen der Schlagwerke sind beispielsweise über die völlig anders geartete Schlagerzeugung von elektropneumatischen und mechanischen Schlagwerken erzielbar.It turns out to be useful if the first hammer mechanism is electropneumatic Percussion mechanism with an excitation piston arranged inside a guide tube, a flying piston and one in the axial extension of the guide tube arranged drill or chisel tool acting striking element. The second percussion mechanism is preferably a mechanical percussion mechanism which is compatible with the Interlocking element interacts. The differences in single impact energies and Percussion frequencies of the percussion mechanisms are, for example, completely different Strike generation of electro-pneumatic and mechanical striking mechanisms achievable.
Das mechanische Schlagwerk kann als einfaches Ratschenschlagwerk oder als Federbügelschlagwerk ausgebildet sein. In konstruktiver Hinsicht und um trotz geringerer Schlagleistung einen zufriedenstellenden Bohrfortschritt zu erzielen, erweist sich ein Feder-Nocken-Schlagwerk als vorteilhaft.The mechanical hammer mechanism can be used as a simple ratchet hammer mechanism or as Spring clip striking mechanism be formed. In constructive terms and in spite of to achieve satisfactory drilling progress with lower impact performance a spring-cam striking mechanism as advantageous.
Um einen möglichst grossen Einsatzbereich bei unterschiedlich festen Untergründen abzudecken, erweist es sich als vorteilhaft, wenn das elektropneumatische Schlagwerk zur Erzeugung axialer Schläge mit grosser Einzelschlagenergie von etwa 2 J bis etwa 8 J und niedriger Schlagfrequenz von etwa 45 Hz bis etwa 80 Hz und das Feder-Nocken-Schlagwerk zur Erzeugung von axialen Schlägen mit kleiner Einzelschlagenergie von etwa 0,03 J bis etwa 0,3 J und hoher Schlagfrequenz von etwa 50 Hz bis etwa 700 Hz ausgebildet sind.In order to have the largest possible area of application with differently firm substrates to cover, it proves to be advantageous if the electropneumatic hammer mechanism for generating axial impacts with large single impact energy from about 2 J to about 8 J and low impact frequency from about 45 Hz to about 80 Hz and the spring-cam striking mechanism for generating axial impacts with small Single impact energy of about 0.03 J to about 0.3 J and high impact frequency of about 50 Hz to about 700 Hz are formed.
Für eine möglichst platzsparende Bauweise erweist es sich als zweckmässig, wenn das Feder-Nocken-Schlagwerk coaxial zum Führungsrohr des elektropneumatischen Schlagwerks angeordnet und vom Döpperelement axial durchdrungen ist. Dabei weist das Feder-Nocken-Schlagwerk einen Nockenring, der drehfest im Gehäuse angeordnet ist, und einen federbelasteten Schlagkolben auf. Der Schlagkolben ist relativ zum Nockenring verdrehbar angeordnet und weist Nocken auf, die zur axialen Schlagerzeugung mit den Nocken des Nockenrings zusammenwirken.For a space-saving design as possible, it proves useful if that Spring-cam striking mechanism coaxial to the guide tube of the electro-pneumatic striking mechanism arranged and axially penetrated by the striking element. This points Spring-cam percussion a cam ring, which is rotatably arranged in the housing, and a spring-loaded percussion piston. The percussion piston is relative to the Cam ring is rotatably arranged and has cams for axial Interact with the cams of the cam ring.
Zweckmässigerweise wirkt der Schlagkolben mit einer mit der drehantreibbaren Maschinenspindel drehfest verbundenen Muffe zusammen. Die Maschinenspindel bildet gleichzeitig das Führungsrohr für das elektropneumatische Schlagwerk. Das von der Maschinenspindel in die Muffe eingeleitete Drehmoment ist über ein vorzugsweise kugeliges Drehmomentübertragungsglied auf den Schlagkolben übertragbar. Beim Abgleiten seiner Nocken an denjenigen des Nockenrings wird der Schlagkolben gegen die Rückstellkraft einer vom Döpperelement durchdrungenen Zylinderfeder translatorisch von den Nocken des Nockenrings wegbewegt. Nach dem Passieren des grössten Hubs wird er ausgelöst und durch die Zylinderfeder in die Ausgangsstellung zurückbeschleunigt. Dabei schlägt er gegen einen am Döpperelement vorgesehenen Ringbund, der dem Nockenring vorgelagert ist. Auf diese Weise wird verhindert, dass der axiale Schlag über den Nockenring in das Gehäuse eingeleitet wird.Conveniently, the percussion piston works with one that can be driven in rotation Machine spindle rotatably connected sleeve. The machine spindle forms at the same time the guide tube for the electropneumatic hammer mechanism. That from the Machine spindle torque introduced into the sleeve is preferred over a spherical torque transmission element can be transferred to the percussion piston. At the The percussion piston counteracts sliding of its cams against those of the cam ring the restoring force of a cylinder spring penetrated by the striking element translational moved away from the cams of the cam ring. After passing the largest stroke it is triggered and accelerated back into the starting position by the cylinder spring. In doing so, he strikes against one provided on the striking element Ring collar, which is in front of the cam ring. This prevents the axial blow is introduced into the housing via the cam ring.
Die Schlagwerke des Handbohrgeräts sind wahlweise zu- und wegschaltbar. Dazu ist beispielsweise zusätzlich zur Schaltbarkeit des elektropneumatischen Schlagwerks für für das mechanische Schlagwerk ein Schaltelement vorgesehen, mittels dem die Nocken des Schlagkolbens ausser Eingriff mit den Nocken des Nockenrings stellbar sind. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante des Handbohrgeräts sind die beiden Schlagwerke in Abhängigkeit vorgebbarer Kriterien automatisch, vorzugsweise während des Betriebs, betätigbar, um die Schlagenergie und die Schlagfrequenz der axialen Schläge an den Untergrund anzupassen und derart den optimalen Arbeitspunkt einzustellen.The striking mechanisms of the hand drill can be optionally switched on and off. Is to for example, in addition to the switchability of the electropneumatic hammer mechanism for a switching element is provided for the mechanical percussion mechanism, by means of which the Cam of the percussion piston adjustable out of engagement with the cam of the cam ring are. In a particularly advantageous embodiment of the hand drill, the two striking mechanisms automatically, preferably depending on predefinable criteria during operation, operable to the impact energy and frequency of the adjust axial blows to the surface and thus the optimal working point adjust.
Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf ein in den Fig. dargestelltes
Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 zeigt ein Blockschema des erfindungsgemäss ausgestatteten Handbohrgeräts,
das gesamthaft mit 1 bezeichnet ist. Es weist ein Gehäuse 2 mit einem Handgriff 3 auf,
an dem ein Hauptschalter 4 für die Aktivierung des Handbohrgeräts 1 angeordnet ist.
Die Versorgung von innerhalb des Gehäuses 2 angeordneten elektrischen
Komponenten mit Energie erfolgt über eine elektrische Zuleitung, die mit dem
Bezugszeichen 5 versehen ist. An der dem Handgriff 3 gegenüberliegenden Seite des
Gehäuses 2 ist eine Werkzeugaufnahme 6 vorgesehen, in die ein Bohr- oder
Meisselwerkzeug einspannbar ist, das in Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 7 angedeutet ist.
Innerhalb des Gehäuses 2 ist ein elektrischer Antriebsmotor 8 angeordnet. Die
Antriebswelle 9 des Antriebmotors ist mit einer Getriebeanordnung 10 verbunden, die
zwei Ausgänge besitzt. Der eine Ausgang der Getriebeanordnung 10 dient dem
Drehantrieb des in die Werkzeugaufnahme 6 eingespannten Bohrwerkzeugs 7. Dazu ist
eine ausgangsseitige Antriebswelle 11 der Getriebeanordnung 10 mit einem
Kegelstirnrad 12 versehen, das in drehschlüssigem Eingriff mit einer
Umfangsverzahnung 13 einer Maschinenspindel 14 steht, die drehfest mit der
Werkzeugaufnahme 6 verbunden ist. Eine zweite Welle 15 am Ausgang der
Getriebeanordnung 10 dient dem Antrieb eines elektropneumatischen Schlagwerks 16,
das innerhalb der Maschinenspindel 14 angeordnet ist. Die vom elektropneumatischen
Schlagwerk 16 erzeugten axialen Schläge sind auf das in die Werkzeugaufnahme 6
eingespannte Bohrwerkzeug 7 übertragbar. Soweit entspricht der Aufbau des
Handbohrgeräts den bekannten, axialschlagunterstützten Hammerbohrgeräten, wie sie
beispielsweise von der Anmelderin vertrieben werden.1 shows a block diagram of the hand drill equipped according to the invention,
which is generally designated 1. It has a
Zum Unterschied von den bekannten Hammerbohrgeräten ist das erfindungsgemässe
Handbohrgerät 1 mit einem zweiten Schlagwerk 20 ausgestattet. Die axialen Schläge
der vom zweiten Schlagwerk 20 erzeugten und auf das in die Werkzeugaufnahme 6
eingespannte Bohrwerkzeug 7 übertragbaren axialen Schläge weisen eine
Einzelschlagenergie und eine Schlagfrequenz auf, die verschieden ist von der
Einzelschlagenergie und Schlagfrequenz der vom ersten, elektropneumatischen
Schlagwerk 16 erzeugten axialen Schläge. Bei dem zweiten Schlagwerk 20 handelt es
sich vorzugsweise um ein mechanisches Schlagwerk, beispielsweise um ein
Ratschenschlagwerk, ein Federbügelschlagwerk oder ein Feder-Nocken-Schlagwerk.In contrast to the known hammer drilling devices, this is the
Fig. 2 zeigt einen Axialschnitt der beiden Schlagwerke 16 und 20. Die Beschreibung
beschränkt sich dabei auf die für das Verständnis der Erfindung erforderlichen Details.
Die zweite Welle 15 ausgangs der Getriebeeinheit treibt einen exzentrisch gelagerten
Erregerkolben 17 des elektropneumatischen Schlagwerks 16 an. Der Erregerkolben ist
im Inneren der Maschinenspindel 14 geführt, die als Führungsrohr dient und über ihre
drehschlüssig mit dem von der Antriebsachse 11 angetriebenen Kegelstirnrad 12
zusammenwirkende Aussenverzahnung 16 um die Achse A drehbar ist. Durch die
exzentrische Anlenkung des Erregerkolbens 17 wird die Drehbewegung der Welle 15 in
eine Translation des Erregerkolbens 17 innerhalb des Führungsrohrs 14 umgesetzt.
Fig. 2 zeigt den Erregerkolben 17 an seinem rückwärtigen Totpunkt, bevor er wieder
axial in Richtung der Werkzeugaufnahme 6 bewegt wird. Ein innerhalb des
Führungsrohrs 14 befindliches Luftpolster überträgt die axiale Bewegung des
Erregerkolbens 17 auf einen Flugkolben 18, der dadurch eine periodische, axiale Hin-
und Her-Bewegung vollführt. Die Vorwärtsbewegung des Flugkolbens 18 in Richtung der
Werkzeugaufnahme 6 wird durch ein Döpperelement 19 begrenzt, das den vom
aufschlagenden Flugkolben 18 übertragenen axialen Schlag an das in die
Werkzeugaufnahme 6 eingespannte Bohrwerkzeug 7 überträgt. Das zwischen dem
Flugkolben 18 und dem Erregerkolben 17 befindliche Luftpolster verhindert, dass der
zurückprallende Flugkolben 18 an dem Erregerkolben 17 anschlägt.
Elektropneumatische Schlagwerke sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt
und sind auch Bestandteil der Hammerbohrgeräte der Anmelderin. Es versteht sich,
dass gerätespezifische Modifikationen am elektropneumatischen Schlagwerk 16
vorgesehen sein können, ohne dabei vom geschilderten Grundprinzip abzurücken. Die
axialen Schläge, die mit derartigen elektropneumatischen Schlagwerken erzeugbar sind,
weisen eine Einzelschlagenergie von etwa 2 J bis etwa 8 J auf und werden mit
Schlagfrequenzen von etwa 45 Hz bis etwa 80 Hz erzeugt.Fig. 2 shows an axial section of the two
Das zweite Schlagwerk 20 ist koaxial zum ersten, elektropneumatischen Schlagwerk 16
angeordnet. Es ist insbesondere als Feder-Nocken-Schlagwerk ausgebildet und umfasst
einen Nockenring 21, der drehfest im Inneren des Gehäuses 2 gehalten ist, und einen
Schlagkolben 22, der relativ zum Nockenring 21 verdrehbar und gegen die Rückstellkraft
einer Feder 23 axial verschiebbar ist. Der Nockenring 21 und der Schlagkolben 22 sind
vom Döpperelement 19 axial durchdrungen. Die Feder 23 stützt sich einerseits am
Schlagkolben 22 und andererseits an einer Muffe 24 ab, die mit der Maschinenspindel
14, welche das Führungsrohr für das elektropneumatische Schlagwerk 16 bildet,
drehgekoppelt ist. Das Drehmoment der vom Antriebsmotor rotierten Maschinenspindel
14 wird einerseits über das Döpperelement 19 auf das in die Werkzeugaufnahme
6 eingespannte Bohrwerkzeug 7 übertragen. Andererseits wird das Drehmoment
auch in die Muffe 24 eingeleitet und über ein vorzugsweise kugeliges Drehmomentübertragungsglied
25 auf den Schlagkolben 22 übertragen. Ein Schaltelement 31 ermöglicht
es, das Feder-Nocken Schlagwerk abzuschalten.The
Fig. 3 zeigt das Feder-Nocken-Schlagwerk 20 aus Fig. 2 in vergrössertem Massstab.
Der Nockenring 21 und der Schlagkolben 22 sind von dem Döpperelement 19 axial
durchdrungen. Der Nockenring 21 ist mit dem Gehäuse 2 drehfest verbunden,
beispielsweise über Schrauben 32 fixiert. Er weist Nocken 27 auf, die im eingeschalteten
Zustand des Feder-Nocken-Schlagwerks 20 in Eingriff mit Nocken 28 stehen, die an der
dem Nockenring 21 zugewandten Seite des Schlagkolbens 22 vorgesehen sind. Das
Drehmoment der rotierenden Maschinenspindel 14 wird in die drehfest gekoppelte
Muffe 24 eingeleitet. Das zwischen der Muffe 24 und dem Schlagkolben 22 in einer
axialen Nut 26 angeordnete kugelige Drehmomentübertragungsglied 25 überträgt das
Drehmoment auf den Schlagkolben 22. Während der Schlagkolben 22 relativ zum
Nockenring 21 rotiert, gleiten die Nocken 27 und 28 aneinander ab, und die
Drehbewegung des Schlagkolbens 22 wird in eine Translationsbewegung umgesetzt.
Dabei wird der Schlagkolben 22 gegen die Rückstellkraft der Feder 23, die sich
einerseits am Schlagkolben 22 und andererseits an der Muffe 24 abstützt, nach
rückwärts bewegt. Die bereits vorgespannte Feder 23 wird um den Hub, der sich aus der
Höhe der Nocken 27 und 28 ergibt, zusätzlich gespannt. Bei weiteren Drehung des
Schlagkolbens 22 relativ zum Nockenring 21 wird der grösste Hub überschritten, die
Kanten der Nocken 27, 28 gleiten übereinander und die translatorische
Vorwärtsbewegung des Schlagkolbens 22 ist wieder freigegeben. Die gespannte Feder
23 beschleunigt den Schlagkolben 22 axial in Richtung der Nockenscheibe 21, bis ein
Bund 29 am Schlagkolben 22 gegen einen Ringbund 30 am Döpperelement 19 schlägt.
Der Ringbund 30 ist dabei dem Nockenring 21 derart vorgelagert, dass die axiale
Schlagenergie des Schlagkolbens 22 auf das Döpperelement 19 übertragen und nicht in
den Nockenring 21 eingeleitet wird. Das Döpperelement 19 überträgt den vom Feder-Nocken-Schlagwerk
20 erzeugten axialen Schlag wiederum auf das in die
Werkzeugaufnahme eingespannte Bohrwerkzeug.FIG. 3 shows the spring-
Die Einzelschlagenergie der vom Feder-Nocken-Schlagwerk 20 erzeugten axialen
Schläge hängt von der Vorspannung der Feder 23 und von der den Hub festlegenden
Höhe der Nocken 27, 28 ab. Vorzugsweise ist das Feder-Nocken-Schlagwerk zur
Erzeugung von axialen Schlägen mit einer Einzelschlagenergie von etwa 0,03 J bis
etwa 0,3 J ausgelegt. Die Schlagfrequenz der axialen Schläge hängt von der Anzahl der
in Umfangsrichung zusammenwirkenden Nocken 27, 28 an der Nockenscheibe 21 bzw.
am Schlagkolben 22 ab. Vorzugsweise sind die axialen Schläge mit einer
Schlagfrequenz von etwa 50Hz bis etwa 700 Hz erzeugbar.The single impact energy of the axial generated by the
Aus der Darstellung in Fig. 3 ist ersichtlich, dass die Nocken 27, 28 über das
Schaltelement 31 ausser Eingriff bringbar sind, um das Feder-Nocken-Schlagwerk 20
abzuschalten. In Fig. 3 ist das Schaltelement 31 als von ausserhalb des Gehäuses
händisch betätigbares Dreh-Schiebeglied dargestellt. Es versteht sich, dass das
Schaltelement 31 auch ein automatisch zwischen die Nocken 27, 28 ein- bzw.
ausrückbares Stellglied sein kann, das in Abhängigkeit vorgebbarer Kriterien aktivierbar
ist. Bei den bekannten Hammerbohrgeräten mit elektropneumatischem Schlagwerk ist
dieses üblicherweise zu- oder abschaltbar. In Verbindung mit dem ein- oder
ausschaltbaren Feder-Nocken-Schlagwerk 20 ergibt sich eine grosse Variationsmöglichkeit
für den Betrieb des erfindungsgemässen Handbohrgeräts. In einer ersten
Betriebsvariante ist das Handbohrgerät ohne axiale Schlagunterstützung betreibbar.
Dies kann beispielsweise für die Erstellung von Bohrungen in Stahl oder in Holz
erforderlich sein, die ohne Axialschlagunterstützung nur mit hoher Drehzahl gebohrt
werden. Weitere Betriebsvarianten ergeben sich aus der wahlweisen Aktivierung des
ersten oder des zweiten Schlagwerks. Dadurch erfolgt die Axialschlagunterstützung
entweder mit grosser Einzelschlagenergie und relativ niedriger Frequenz, wie dies
beispielweise in Beton erforderlich ist. Oder die axialen Schläge sind mit kleiner
Einzelschlagenergie und hoher Schlagfrequenz erzeugbar, um damit in
Hohlziegelmauerwerk zu bohren, ohne dabei den Ziegel zu zerstören. Für
Spezialanwendungen ist auch die gleichzeitige Aktivierung beider Schlagwerke möglich.From the illustration in Fig. 3 it can be seen that the
Die Erfindung wurde am Beispiel eines Handbohrgeräts mit einem elektropneumatischen Schlagwerk und einem Feder-Nocken-Schlagwerk erläutert. Alternative Ausführungsvarianten innerhalb des Erfindungsgedankens können auch andere Schlagwerkskombinationen vorsehen. Beispielsweise ist ein elektropneumatisches Schlagwerk mit einem Ratschenschlagwerk oder einem Federbügelschlagwerk kombinierbar. Es sind auch Handbohrgeräte realisierbar, die zwei mechanische Schlagwerke mit unterschiedlichen Einzelschlagenergien und Schlagfrequenzen aufweisen. In einer weiteren Variante können auch zwei elektropneumatische Schlagwerke in einem Handbohrgerät vorgesehen sein, mit denen axiale Schläge mit verschieden grossen Einzelschlagenergien und Schlagfrequenzen erzeugbar sind.The invention was based on the example of a hand drill with an electropneumatic Percussion mechanism and a spring-cam percussion mechanism explained. Alternative versions other percussion combinations can also be used within the inventive concept provide. For example, an electro-pneumatic hammer mechanism is included can be combined with a ratchet hammer mechanism or a spring-loaded hammer mechanism. There are hand drills can also be realized, the two mechanical striking mechanisms with different ones Have single impact energies and impact frequencies. In another Two electropneumatic hammer mechanisms can also be used in one hand drill be provided with which axial strikes with different single impact energies and beat frequencies can be generated.
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