EP1147861A2 - Elektrohandwerkzeuggerät mit Leerschlagabschaltung - Google Patents

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EP1147861A2
EP1147861A2 EP01810350A EP01810350A EP1147861A2 EP 1147861 A2 EP1147861 A2 EP 1147861A2 EP 01810350 A EP01810350 A EP 01810350A EP 01810350 A EP01810350 A EP 01810350A EP 1147861 A2 EP1147861 A2 EP 1147861A2
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EP
European Patent Office
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tool holder
control sleeve
axially
electric hand
gas spring
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EP01810350A
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EP1147861A3 (de
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Hans-Werner Bongers-Ambrosius
Oliver Muhr
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Hilti AG
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Hilti AG
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    • B25D2250/00—General details of portable percussive tools; Components used in portable percussive tools
    • B25D2250/131—Idling mode of tools

Definitions

  • the invention relates to an electric hand tool device, for example a rotary hammer or a chisel hammer, with empty stroke shutdown of a pneumatic hammer mechanism.
  • EP759341A3 discloses an empty stroke switch-off for a pneumatic hammer mechanism with an axially fixed, hereinafter referred to as a guide tube, hollow cylinder, inside which an axially movable exciter piston strikes via a gas spring axially movable impact means, hereinafter referred to as a flying piston.
  • a tool in the front axial area inside axially limited tool holder receiving extends up to the axial fixed, rotatable bearing on the rear face in the axial area of the gas spring and radially embraces the guide tube.
  • the tool holder tapers on the inside in three radial steps, the first Stage a limiting front axial stop for a return spring second stage a front axial stop for an axially and radially limited annular damping element for an axially between the tool and the flying piston arranged axially movable strikers and the third stage a front axial stop trains for the die
  • the axially rear area of the tool holder is radial between this and the guide tube an axially via valve openings to the gas spring in Jacket of the guide tube movable control sleeve with a rear axial stop the return pressure spring arranged.
  • the tool can be used when there is no axial pressure on the tool on the third stage striking die, over the striking on the second stage Damping element, an axial displacement of the return pressure spring Control sleeve up to the stop of the return pressure spring at the first stage and This actively releases the valve openings in the guide tube, resulting in no pressure difference can be built to generate a stroke.
  • a disadvantage of such an active blank space shutdown is the one actually used for the valve release necessary, additionally required for the axial release of the control sleeve axial free travel of the striker relative to the tool holder. Because of the bad seal of the striker against dust entry and oil leakage increases the spread of dirt. On the other hand, sufficiently effective die seals increase the overall length and that Reduce weight and reduce by reducing the possible tool holder carrier webs the lifespan of the driver of the tool holder. The multitude of for Parts required for empty runout lead to a high probability of failure of the pneumatic hammer mechanism.
  • DE19724531A1 discloses a further generic blank shutdown pneumatic striking mechanism, in which the tool holder is axially displaceable to a limited extent is executed. If there is no back pressure of the tool, the tool holder is from the anvil via a radial formed inside the tool holder Level or via a return pressure spring acting on the outside of the tool holder moved forward and the valve openings to the gas spring are actively released. To is the tool holder and the guide tube as a rigid component, which is rotatably and axially movable limited. The return pressure spring also provides one working direction upwards, the empty stroke switch-off against the weight.
  • the active empty stroke shutdown is via valve openings leading to the gas spring against the axially fixed guide tube by means of a return pressure spring the housing biased axially displaceable control sleeve, which realizes the jacket partially outside of the guide tube.
  • the Tool through the tool holder which can be moved to a limited extent inside the axially limited step striking striker moved the tool holder forward, the Döpper covers a short axial free travel relative to the tool holder.
  • the stop for the control sleeve which now opens the valve openings, is directly through the Tool holder trained.
  • the control sleeve is rigid in the component of the tool holder integrated. It is therefore only necessary to reach the working point with the for the weight of the tool holder including control sleeve designed return pressure spring just a little effort.
  • the idle path of the striker is relative to the tool holder a fraction of the toolholder free travel required to open the valve openings reduced, which significantly reduces the transport of dirt. It can also the additional axial clearance available due to the reduced free travel be used for the larger design of the tool holder carrier webs, which increases the service life of the tool holder.
  • Fig. 1 as a section through a pneumatic hammer mechanism in the blank, Fig. 2 in the working point.
  • the essentially hollow cylindrical, in the front axial area inside a tool receiving tool holder axially limited movable 6 comprises the guide tube 2 radially.
  • the tool holder 6 tapers in the Interior in three radial stages, the first stage being a limiting front axial Stop for a return pressure spring 7, the second stage a front axial stop for an annular damping element 8 fixed in the tool holder 6 for an axially axially movable striker 9 arranged between the tool and the flying piston 5 and the third stage forms a front axial stop for the anvil 9.
  • the axial rear area of the tool holder 6 is radial between this and the guide tube 2 an axially beyond valve openings 10 to the gas spring 4 in the jacket of the guide tube 2 movable control sleeve 11 with an axial stop for the return pressure spring 7 arranged.
  • FIG. 2 the front position of the working point and in Fig. 1 is the front position at Empty space shown. You can see the empty spring over leading to gas spring 4 Valve openings 10 of the axially fixed guide tube 2 by means of a Return spring 7 biased axially to the tool axis A against the housing displaceable control sleeve 11 realized. If there is no back pressure, the Tool by the axially limited movable at a step inside Tool holder 6 striking anvil 9, the tool holder 6 to the front postponed.
  • the striker 9 sweeps from the working point to the empty stroke relative to Tool holder 6 a short axial free travel 12, preferably in the area [3; 15] mm, which corresponds to only about 1/3 of the tool holder free travel.
  • the attack for the, now opening the valve openings 10, control sleeve 11 is directly through the Tool holder 6 formed, which adjoins the control sleeve 11 adjacent.

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Abstract

Ein schlagendes Elektrohandwerkzeuggerät mit einer Leerschlagabschaltung für ein pneumatisches Schlagwerk (1) mit einem axial fixierten Führungsrohr (2) und einem im Inneren einer drehbaren Werkzeugaufnahme (6) anschlagenden Döpper (9) wird beschrieben, wobei zumindest in einem axialen Teilbereich die Werkzeugaufnahme (6) das Führungsrohr (2) zumindest teilweise radial aussen umfasst und die Werkzeugaufnahme (6) axial begrenzt beweglich gelagert ist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezeichnet ein Elektrohandwerkzeuggerät, bspw. einen Bohrhammer oder einen Meisselhammer, mit Leerschlagabschaltung eines pneumatischen Schlagwerks.
Elektrohandwerkzeuggeräte mit pneumatischem Schlagwerk benutzen zur Erzeugung des Schlages eine hin- und hergehende schwingende Bewegung, welche auf eine Gasfeder zwischen einem in einem Hohlzylinder dichtend relativ zu diesem beweglichen Erregerkolben und einem distanzierten in Richtung der Werkzeugachse dichtend beweglichen Schlagmittel aufgebracht wird. Der Schlag wird vorteilhaft bei fehlendem Gegendruck auf das in einer Werkzeugaufnahme axial begrenzt bewegliche Werkzeug über eine Leerschlagabschaltung unterbrochen, welche die Gasfeder über aktiv gesteuerte Ventile zur Umgebung belüftet und somit eine den Schlag erzeugende Druckdifferenz verhindert.
Die EP759341A3 offenbart eine Leerschlagabschaltung für ein pneumatisches Schlagwerk mit einem axial fixierten, nachfolgend als Führungsrohr bezeichneten, Hohlzylinder, innerhalb welchem ein axial beweglicher Erregerkolben über eine Gasfeder einen Schlag auf ein axial bewegliches Schlagmittel, nachfolgend als Flugkolben bezeichnet, ausführt. Die im wesentlichen hohlzylinderförmige, im vorderen axialen Bereich im Inneren ein Werkzeug axial begrenzt beweglich aufnehmende Werkzeugaufnahme erstreckt sich bis zur axial festen, drehbaren Lagerung an der hinteren Stirnfläche in den axialen Bereich der Gasfeder hinein und umfasst radial das Führungsrohr. Von der hinteren Stirnfläche ausgehend verjüngt sich die Werkzeugaufnahme im Inneren in drei radialen Stufen, wobei die erste Stufe einen begrenzenden vorderen axialen Anschlag für eine Rückstelldruckfeder, die zweite Stufe einen vorderen axialen Anschlag für ein axial und begrenzt radial verschiebbares ringförmiges Dämpfelement für einen axial zwischen dem Werkzeug und dem Flugkolben angeordneten axial beweglichen Döpper und die dritte Stufe einen vorderen axialen Anschlag für den Döpper ausbildet. Im axial hinteren Bereich der Werkzeugaufnahme ist radial zwischen dieser und dem Führungsrohr eine axial über Ventilöffnungen zur Gasfeder im Mantel des Führungsrohrs bewegliche Steuerhülse mit einem hinteren axialen Anschlag an die Rückstelldruckfeder angeordnet.
Zur Leerschlagabschaltung ermöglicht bei fehlendem axialen Druck auf das Werkzeug der an der dritten Stufe anschlagende Döpper, über das dann an der zweiten Stufe anschlagende Dämpfungselement, eine von der Rückstelldruckfeder bewirkte axiale Verschiebung der Steuerhülse bis zum Anschlag der Rückstelldruckfeder an der ersten Stufe nach vorn und gibt dadurch aktiv die Ventilöffnungen im Führungsrohr frei, woraufhin keine Druckdifferenz zur Erzeugung eines Schlages aufgebaut werden kann.
Nachteilig bei einer derartigen aktiven Leerschlagabschaltung ist der, über den eigentlich für die Ventilfreigabe notwendigen, zur axialen Freigabe der Steuerhülse zusätzlich erforderliche axiale Leerweg des Döppers relativ zur Werkzeugaufnahme. Durch die schlechte Abdichtung des Döppers gegenüber Staubeintritt und Ölaustritt steigt die Schmutzverschleppung. Dagegen ausreichend effektive Döpperdichtungen erhöhen zusätzlich die Baulänge und das Gewicht sowie verkürzen durch Verringerung der möglichen Werkzeugaufnahme-Mitnehmerstege die Lebensdauer der Mitnehmer der Werkzeugaufnahme. Die Vielzahl der für die Leerschlagabschaltung benötigten Teile führt zu einer hohen Versagenswahrscheinlichkeit des pneumatischen Schlagwerks.
Die DE19724531A1 offenbart eine weitere gattungsgemässe Leerschlagabschaltung eines pneumatischen Schlagwerks, bei welcher die Werkzeugaufnahme begrenzt axial verschieblich ausgeführt ist. Bei fehlendem Gegendruck des Werkzeuges wird die Werkzeugaufnahme vom Döpper über eine im Inneren der Werkzeugaufnahme ausgebildete radiale Stufe bzw. über eine im Äusseren der Werkzeugaufnahme angreifenden Rückstelldruckfeder nach vorn verschoben und die Ventilöffnungen zur Gasfeder werden aktiv freigegeben. Dazu ist die Werkzeugaufnahme und das Führungsrohr als ein starres Bauteil ausgeführt, welches drehbar und begrenzt axial beweglich gelagert ist. Die Rückstelldruckfeder stellt auch bei einer Arbeitsrichtung nach oben die Leerschlagabschaltung gegen die Gewichtskraft sicher. Nachteilig bei dieser zur aktiven Leerschlagabschaltung mit nur einem für die Ventilfreigabe notwendigen Leerweg des Döppers ist die dazu erforderliche grössere zu bewegende Masse der zusätzlich das Führungsrohr beinhaltenden Werkzeugaufnahme. Diese grössere Masse wirkt sich bezüglich der zur Erreichung des Arbeitspunktes zu überwindenden grösseren Kräfte der Rückstelldruckfeder nachteilig aus, was besonders bei Anwendungen durch den Nutzer über Schulterhöhe einem zusätzlichen unkomfortablen Kraftaufwand bedarf.
Es ist die Aufgabe der Erfindung eine Leerschlagabschaltung obiger Gattung aufzuzeigen, welche unter Vermeidung obiger Nachteile insbesondere unter Verwendung einer geringen Rückstellkraft einen möglichst kurzen axialen Leerweg des Döppers relativ zur Werkzeugaufnahme ermöglicht und somit bei hohem Nutzungskomfort die Lebensdauer des pneumatischen Schlagwerks erhöht.
Die Aufgabe wird im wesentlichen durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Im wesentlichen wird die aktive Leerschlagabschaltung über zur Gasfeder führende Ventilöffnungen des axial fixierten Führungsrohres mittels einer über eine Rückstelldruckfeder gegen das Gehäuse vorgespannten axial verschiebbaren Steuerhülse realisiert, welche den Mantel des Führungsrohres aussen teilweise umfasst. Dabei wird bei fehlendem Gegendruck des Werkzeugs durch den an einer Stufe im Inneren der axial begrenzt beweglichen Werkzeugaufnahme anschlagenden Döpper die Werkzeugaufnahme nach vorn verschoben, wobei der Döpper relativ zur Werkzeugaufnahme einen kurzen axialen Leerweg überstreicht. Der Anschlag für die, nunmehr die Ventilöffnungen öffnende, Steuerhülse wird direkt durch die Werkzeugaufnahme ausgebildet. Alternativ ist die Steuerhülse starr im Bauteil der Werkzeugaufnahme integriert. Dadurch bedarf es zur Erreichung des Arbeitspunktes mit der nur für das Gewicht der Werkzeugaufnahme einschliesslich Steuerhülse ausgelegten Rückstelldruckfeder nur eines geringen Kraftaufwandes.
Vorteilhaft ist zudem, dass sich der Leerweg des Döppers relativ zur Werkzeugaufnahme auf einen Bruchteil des zur Öffnung der Ventilöffnungen erforderlichen Werkzeugaufnahme-Leerwegs reduziert, wodurch der Schmutztransport wesentlich vermindert wird. Zudem kann der durch den verringerten Leerweg zusätzlich zur Verfügung stehende axiale Freibereich zur grösseren Ausbildung der Werkzeugaufnahme-Mitnehmerstege verwendet werden, wodurch die Lebensdauer der Werkzeugaufnahme steigt.
Die Einsparung von zusätzlichen Bauteilen zur Leerschlagabschaltung senkt die Herstellungskosten und erhöht die Lebensdauer.
Die Erfindung wird nachfolgend näher beschrieben anhand von
Fig. 1 als Schnitt durch ein pneumatisches Schlagwerk im Leerschlag, Fig. 2 im Arbeitspunkt.
Nach Fig. 1 und 2 weist eine Leerschlagabschaltung für ein pneumatisches Schlagwerk 1 eines Elektrohandwerkzeuggerätes ein axial fixiertes Führungsrohr 2 auf, innerhalb welchem ein axial beweglicher Erregerkolben 3 über eine Gasfeder 4 einen Schlag auf einen axial beweglichen Flugkolben 5 ausführt. Die im wesentlichen hohlzylinderförmige, im vorderen axialen Bereich im Inneren ein Werkzeug axial begrenzt beweglich aufnehmende Werkzeugaufnahme 6 umfasst radial das Führungsrohr 2. Die Werkzeugaufnahme 6 verjüngt sich im Inneren in drei radialen Stufen, wobei die erste Stufe einen begrenzenden vorderen axialen Anschlag für eine Rückstelldruckfeder 7, die zweite Stufe einen vorderen axialen Anschlag für ein fest in der Werkzeugaufnahme 6 fixiertes ringförmiges Dämpfelement 8 für einen axial zwischen dem Werkzeug und dem Flugkolben 5 angeordneten axial beweglichen Döpper 9 und die dritte Stufe einen vorderen axialen Anschlag für den Döpper 9 ausbildet. Im axial hinteren Bereich der Werkzeugaufnahme 6 ist radial zwischen dieser und dem Führungsrohr 2 eine axial über Ventilöffnungen 10 zur Gasfeder 4 im Mantel des Führungsrohrs 2 hinweg bewegliche Steuerhülse 11 mit einem axialen Anschlag für die Rückstelldruckfeder 7 angeordnet.
In Fig. 2 ist die vordere Stellung des Arbeitspunkts und in Fig. 1 die vordere Stellung beim Leerschlag dargestellt. Ersichtlich wird beim Leerschlag über zur Gasfeder 4 führende Ventilöffnungen 10 des axial fixierten Führungsrohres 2 mittels einer über eine Rückstelldruckfeder 7 gegen das Gehäuse vorgespannten axial zur Werkzeugachse A verschiebbaren Steuerhülse 11 realisiert. Dabei wird bei fehlendem Gegendruck des Werkzeugs durch den an einer Stufe im Inneren der axial begrenzt beweglichen Werkzeugaufnahme 6 anschlagenden Döpper 9 die Werkzeugaufnahme 6 nach vorn verschoben. Dazu überstreicht vom Arbeitspunkt zum Leerschlag der Döpper 9 relativ zur Werkzeugaufnahme 6 einen kurzen axialen Leerweg 12, vorzugsweise im Bereich [3; 15] mm, welcher damit nur etwa 1/3 des Werkzeugaufnahme-Leerwegs entspricht. Der Anschlag für die, nunmehr die Ventilöffnungen 10 öffnende, Steuerhülse 11 wird direkt durch die Werkzeugaufnahme 6 ausgebildet, welche an die Steuerhülse 11 benachbart angrenzt.

Claims (5)

  1. Elektrohandwerkzeuggerät, das zumindest eine Schlagbewegung abgibt, mit einer Leerschlagabschaltung für ein pneumatisches Schlagwerk (1) mit einem axial fixierten Führungsrohr (2), innerhalb dessen ein axial beweglicher Erregerkolben (3) über eine Gasfeder (4) einen Schlag auf einen axial beweglichen Flugkolben (5) ausführt, wobei zur Leerschlagabschaltung zu der Gasfeder (4) führende Ventilöffnungen (10) des axial fixierten Führungsrohres (2) von einer über eine Rückstelldruckfeder (7) vorgespannten, axial verschiebbaren Steuerhülse (11) freilegbar sind, und einem im Inneren einer Werkzeugaufnahme (6) anschlagenden Döpper (9), wobei zumindest in einem axialen Teilbereich die Werkzeugaufnahme (6) das Führungsrohr (2) zumindest teilweise radial aussen umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugaufnahme (6) axial begrenzt beweglich gelagert ist und dass die axial verschiebbare Steuerhülse (11) der Werkzeugaufnahme (6) angrenzend benachbart ist.
  2. Elektrohandwerkzeuggerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die axial verschiebbare Steuerhülse (11) mit der Werkzeugaufnahme (6) starr verbunden ist.
  3. Elektrohandwerkzeuggerät nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein axialer Leerweg (12) des Döppers (9) relativ zur Werkzeugaufnahme (6) eine Länge von etwa 1/3 des Werkzeugaufnahme-Leerwegs aufweist.
  4. Elektrohandwerkzeuggerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erreichung des Arbeitspunktes mit geringem Kraftaufwand die Rückstelldruckfeder (7) nur zur Kompensation des Gewichts der Werkzeugaufnahme (6) zuzüglich einer optional vorhandenen Steuerhülse (11) ausgelegt ist.
  5. Elektrohandwerkzeuggerät nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich zumindest ein Werkzeugaufnahme-Mitnehmersteg über einen durch den verringerten Leerweg (12) zusätzlich zur Verfügung stehenden axialen Freibereich erstrecken.
EP01810350A 2000-04-18 2001-04-09 Elektrohandwerkzeuggerät mit Leerschlagabschaltung Expired - Lifetime EP1147861B1 (de)

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EP1147861B1 EP1147861B1 (de) 2006-10-11

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