EP1226903B1 - Elektrohandwerkzeuggerät mit Leerschlagabschaltung - Google Patents

Elektrohandwerkzeuggerät mit Leerschlagabschaltung Download PDF

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EP1226903B1
EP1226903B1 EP02405018.9A EP02405018A EP1226903B1 EP 1226903 B1 EP1226903 B1 EP 1226903B1 EP 02405018 A EP02405018 A EP 02405018A EP 1226903 B1 EP1226903 B1 EP 1226903B1
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EP
European Patent Office
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guide tube
electric hand
hand tool
air channel
anvil
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EP1226903A2 (de
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Uto Plank
Martin Richter
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Hilti AG
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Hilti AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
    • B25D11/00—Portable percussive tools with electromotor or other motor drive
    • B25D11/005—Arrangements for adjusting the stroke of the impulse member or for stopping the impact action when the tool is lifted from the working surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
    • B25D11/00—Portable percussive tools with electromotor or other motor drive
    • B25D11/06—Means for driving the impulse member
    • B25D11/12—Means for driving the impulse member comprising a crank mechanism
    • B25D11/125—Means for driving the impulse member comprising a crank mechanism with a fluid cushion between the crank drive and the striking body
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
    • B25D17/00—Details of, or accessories for, portable power-driven percussive tools
    • B25D17/06—Hammer pistons; Anvils ; Guide-sleeves for pistons
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
    • B25D2250/00—General details of portable percussive tools; Components used in portable percussive tools
    • B25D2250/035—Bleeding holes, e.g. in piston guide-sleeves

Definitions

  • the invention relates to an at least partially striking electric hand tool according to the preamble of claim 1, for example.
  • Such a hand-held power tool is off DE 196 21 057 A1 known.
  • Electric hand tool devices with pneumatic percussion use to generate the shock a reciprocating oscillating motion, which is applied to a gas spring between a sealing in a guide tube relative to this movable exciter piston and a distanced, sealingly movable in the direction of the tool axis, flying piston, which via a Beater strikes the tool axially.
  • the impact is advantageously interrupted in the absence of counter pressure on the axially limited in a tool holder movable tool over a Leerschlagabscnies.
  • an axially delimited air duct is arranged within a guide tube, which connects Stospolster and remindstospolster, depending on the flying-piston position with each other and thus realizes a non-linear system behavior.
  • the gas spring When arranged in the Leerscherposition, directly on the shank of a tool beating, flying pistons, the gas spring is vented through a radial opening in the guide tube. The valve opening is arranged inside or behind the flying piston in the region of the gas spring.
  • a disadvantage is the large Leerweg required for impact shutdown, which leads to a higher weight and greater dust input. In addition is not guaranteed by the over its own weight freely movable air piston, the impact shutdown.
  • the gas spring is vented, including radial, associated with the environment, openings of the open-end hollow cylinder designed as an axially moving exciter piston serve.
  • Radial valve openings in the cylinder jacket of the moving exciter piston are connected at an axially close to the deflection point determined position via an annular channel in the guide tube with axially extending to the outside grooves and thus form an over this valve openings controllable air duct for ventilation of the gas spring. Only in the idling position of the flying piston, the valve openings are open and aerate the gas spring. Otherwise, the valve openings are sealed by a mutual surface contact of the respectively associated lateral surfaces of the cylinder jacket and the flying piston.
  • the object of the invention is to realize a pneumatic percussion mechanism while reducing the wear and the complexity of moving highly loaded components. Another aspect is the safe blanking shutdown.
  • valve opening of the air channel which can be closed by the striker, eliminates the need for complex movable, highly loaded components for blank shutdown, thereby increasing the service life.
  • a safe shutdown is ensured by the pneumatic pressure equalization on both sides of the flying piston.
  • the striker is provided with respect to the end face facing the flying piston with a tapered, flanged central annular groove region which releases the valve opening in an empty space in a gap which is connected to the environment via radial ventilation openings, which further advantageously arranged in front of the axial region of the flying piston are.
  • An annular valve sleeve with radial openings is advantageously arranged within the guide tube between the air duct and the striker, which tapers the air duct up to the valve openings in a radial distance associated with the sealing outer diameter of the striker.
  • the air duct extends axially, outside the inner shell of the guide tube.
  • the air duct is formed with respect to the axially extending part by a groove in the outer shell of the guide tube, which is fitted tightly into a hollow cylindrical forming, elongated tool holder.
  • FIG. 1 has a pneumatic percussion of an electric hand tool, not shown, a gas spring 1, which between a, in a guide tube 2 sealingly movable exciter piston 3 and a distanced, relative to this in the direction of the tool axis A sealingly movable, flying piston 4 is formed.
  • the flying mass 4 is along the tool axis A with an axially movable anvil 5 and this contactable with a tool 6, which is rotatably guided axially limited in a tool holder 7 axially, the sealing outside the guide tube 2 extends.
  • air channel 9 is formed outside the inner shell of, designed as a hollow cylinder, axially fixed guide tube 2 as a groove and a radial aperture 14 connected to the gas spring 1.
  • the valve openings 8 are sealed in a working position arranged in an anvil 5 by this.
  • Fig. 2 are at a arranged in Leerschlagposition anvil 5, the valve openings 8 for ventilation of the gas spring 1 open.
  • the striker 5 is provided with respect to the airfoil 4 facing end face with a tapered, flanged central annular groove portion 10, which in Leerschlagposition the valve opening 8 in a Interspace 11 releases, which is connected to the environment via radial ventilation openings 12, which are arranged in front of the axial region of the flying piston 4.
  • annular valve sleeve 13 is arranged with radial openings 15, which tapers the air channel 9 to the valve openings 8 in a sealing outer diameter of the striker 5 associated radial distance.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Percussive Tools And Related Accessories (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezeichnet ein zumindest teilweise schlagendes Elektrohandwerkzeuggerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, bspw. einen Bohrhammer oder einen Meisselhammer, mit Leerschlagabschaltung eines pneumatischen Schlagwerks. Ein solches Elektrohandwerkzeuggerät ist aus DE 196 21 057 A1 bekannt.
  • Elektrohandwerkzeuggeräte mit pneumatischem Schlagwerk benutzen zur Erzeugung des Schlages eine hin- und hergehende schwingende Bewegung, welche auf eine Gasfeder zwischen einem in einem Führungsrohr dichtend relativ zu diesem beweglichen Erregerkolben und einem distanzierten, in Richtung der Werkzeugachse dichtend beweglichen, Flugkolben aufgebracht wird, welcher über einen Döpper axial auf das Werkzeug schlägt. Der Schlag wird vorteilhaft bei fehlendem Gegendruck auf das in einer Werkzeugaufnahme axial begrenzt bewegliche Werkzeug über eine Leerschlagabschaltung unterbrochen.
  • Nach der EP759341A3 wird bei Einnahme einer, durch eine Leerwegvergrösserung ermöglichten, Leerschlagposition des Döppers, zur Leerschlagabschaltung die Gasfeder über eine mittels einer, ausserhalb des Führungsrohres, axial verschiebbaren, gefederten Ventilsteuerhülse gesteuerte radiale Ventilöffnungen zur Umgebung belüftet und somit eine den Schlag erzeugende Druckdifferenz verhindert. Nachteilig bei einer derartigen Lösung sind die dazu erforderlichen Ventilöffnungen und die gefederte Ventilsteuerhülse als hochbelastetes schwingendes Bauteil. Die Federkraft muss zusätzlich durch eine Gegenkraft vom Nutzer kompensiert werden.
  • Nach der EP0438029 ist innerhalb eines Führungsrohres ein axial begrenzter Luftkanal angeordnet, welcher Stosspolster und Rückstosspolster, abhängig von der Flugkolbenposition miteinander verbindet und somit ein nichtlineares Systemverhalten realisiert. Bei einem in der Leerschlagposition angeordneten, direkt auf den Schaft eines Werkzeugs schlagenden, Flugkolben ist die Gasfeder über eine radiale Öffnung im Führungsrohr belüftet. Die Ventilöffnung ist innerhalb bzw. hinter dem Flugkolben im Bereich der Gasfeder angeordnet. Nachteilig ist der grosse, zur Schlagabschaltung erforderliche Leerweg, welcher zu einem höheren Gewicht und stärkeren Staubeintrag führt. Zudem ist durch den über das Eigengewicht frei beweglichen Flugkolben die Schlagabschaltung nicht sicher gewährleistet.
  • Nach der DE4111127 wird zur Abschaltung des Schlages eines pneumatischen Schlagwerks die Gasfeder belüftet, wozu radiale, mit der Umgebung verbundene, Öffnungen des als einseitig offenen Hohlzylinders ausgeführten axial bewegten Erregerkolbens dienen. Radiale Ventilöffnungen im Zylindermantel des bewegten Erregerkolbens stehen an einer axial nahe dem Umlenkpunkt bestimmten Position über einen Ringkanal im Führungsrohr mit sich axial zur Umgebung erstreckenden Nuten in Verbindung und bilden somit einen über diese Ventilöffnungen steuerbaren Luftkanal zur Belüftung der Gasfeder aus. Nur in der Leerschlagposition des Flugkolbens sind die Ventilöffnungen geöffnet und belüften die Gasfeder. Ansonsten sind die Ventilöffnungen durch einen gegenseitigen Flächenkontakt der jeweils zugeordneten Mantelflächen des Zylindermantels und des Flugkolbens dichtend verschlossen. Somit wird direkt durch die Leerschlagposition des Flugkolbens eine Leerschlagabschaltung realisiert. Durch den bezüglich des Flugkolbens nur einseitig erfolgenden Druckausgleich ist insbesondere bei hohen Temperaturschwankungen die Schlagabschaltung nicht sicher gewährleistet.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Realisierung eines pneumatischen Schlagwerks unter Verringerung des Verschleisses und der Komplexität beweglicher hochbelasteter Bauteile. Ein weiterer Aspekt besteht in der sicheren Leerschlagabschaltung.
  • Die Aufgabe wird im wesentlichen durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Im wesentlichen ist ein sich vom axialen Bereich der Gasfeder bis zum axialen Bereich des Döppers erstreckender, über Ventilöffnungen steuerbarer Luftkanal ausserhalb des Innenmantels des, als Hohlzylinder ausgeführten, axial festen Führungsrohres ausgebildet, wobei die Ventilöffnungen zur Belüftung der Gasfeder bei einem in Leerschlagposition angeordneten Döpper offen sind, hingegen bei einem in Arbeitsposition angeordneten Döpper durch diesen dichtend verschlossen sind.
  • Durch die vom Döpper verschliessbare Ventilöffnung des Luftkanals sind keine komplexen beweglichen hochbelasteten Bauteile zur Leerschlagabschaltung notwendig, wodurch die Lebensdauer erhöht wird. Ein sicheres Abschalten ist durch den pneumatischen Druckausgleich zu beiden Seiten des Flugkolbens sichergestellt.
  • Vorteilhaft ist der Döpper bezüglich der dem Flugkolben zugewandten Stirnseite mit einem verjüngten, flanschartig zentral abgesetzten Ringnutbereich versehen, welcher in Leerschlagposition die Ventilöffnung in einen Zwischenraum freigibt, welcher mit der Umwelt über radiale Belüftungsöffnungen verbunden ist, welche weiter vorteilhaft vor dem axialen Bereich des Flugkolben angeordnet sind.
  • Vorteilhaft ist innerhalb des Führungsrohres zwischen dem Luftkanal und dem Döpper eine ringförmige Ventilhülse mit radialen Öffnungen angeordnet, welche den Luftkanal bis zu den Ventilöffnungen in einem dem dichtenden Aussendurchmesser des Döppers zugeordneten radialen Abstand verjüngt.
  • Vorteilhaft erstreckt sich der Luftkanal axial, ausserhalb des Innenmantels des Führungsrohres.
  • Vorteilhaft wird der Luftkanal bezüglich des sich axial erstreckenden Teils durch eine Nut im Aussenmantel des Führungsrohres ausgebildet, welches dicht in eine hohlzylindrisch ausbildende, verlängerte Werkzeugaufnahme eingepasst ist.
  • Die Erfindung wird bezüglich eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels näher erläutert mit:
    • Fig. 1 als pneumatischem Schlagwerk inArbeitsstellung.
    • Fig. 2 als pneumatischem Schlagwerk bei Leerschlagabschaltung.
  • Nach Fig. 1 weist ein pneumatisches Schlagwerk eines nicht dargestellten Elektrohandwerkzeuggerätes eine Gasfeder 1 auf, welche zwischen einem, in einem Führungsrohr 2 dichtend beweglichen Erregerkolben 3 und einem distanzierten, relativ zu diesem in Richtung der Werkzeugachse A dichtend beweglichen, Flugkolben 4 ausgebildet ist. Der Flugkolben 4 ist längs der Werkzeugachse A mit einem axial beweglichen Döpper 5 und dieser mit einem Werkzeug 6 kontaktierbar, welches in einer Werkzeugaufnahme 7 drehfest axial begrenzt beweglich geführt ist, die sich dichtend aussen um das Führungsrohr 2 erstreckt. Ein sich vom axialen Bereich der Gasfeder 1 bis zum axialen Bereich des Döppers 5 axial erstreckender, über radiale Ventilöffnungen 8 durch den Döpper 5 steuerbarer, Luftkanal 9 ist ausserhalb des Innenmantels des, als Hohlzylinder ausgeführten, axial festen Führungsrohres 2 als Nut ausgebildet und über einen radialen Durchbruch 14 mit der Gasfeder 1 verbunden. Die Ventilöffnungen 8 sind bei einem in Arbeitsposition angeordneten Döpper 5 durch diesen dichtend verschlossen.
  • Nach Fig. 2 sind bei einem in Leerschlagposition angeordneten Döpper 5 die Ventilöffnungen 8 zur Belüftung der Gasfeder 1 offen. Der Döpper 5 ist bezüglich der dem Flugkolben 4 zugewandten Stirnseite mit einem verjüngten, flanschartig zentral abgesetzten Ringnutbereich 10 versehen, welcher in Leerschlagposition die Ventilöffnung 8 in einen Zwischenraum 11 freigibt, welcher mit der Umwelt über radiale Belüftungsöffnungen 12 verbunden ist, welche vor dem axialen Bereich des Flugkolbens 4 angeordnet sind. Innerhalb des Führungsrohres 2 zwischen dem Luftkanal 9 und dem Döpper 5 ist eine ringförmige Ventilhülse 13 mit radialen Öffnungen 15 angeordnet, welche den Luftkanal 9 bis zu den Ventilöffnungen 8 in einem dem dichtenden Aussendurchmesser des Döppers 5 zugeordneten radialen Abstand verjüngt.

Claims (6)

  1. Elektrohandwerkzeuggerät zur Erzeugung einer zumindest teilweise schlagenden Bewegung eines Werkzeugs (6) mit einem pneumatischen Schlagwerk mit einer Gasfeder (1) in einem Führungsrohr (2) und einer Leerschlagabschaltung des Schlages bei fehlendem axialen Gegendruck über das Werkzeug (6), wobei sich im Falle des Leerschlags ein Flugkolben (4) und ein Döpper (5) in einer Leerschlagposition befinden, welche über einen, über Ventilöffnungen (8) steuerbaren, geöffneten, sich ausserhalb des Innenmantels des Führungsrohrs (2) erstreckenden, Luftkanal (9) die Belüftung der Gasfeder (1) zur Umgebung ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Luftkanal (9) vom axialen Bereich der Gasfeder (1) bis zum axialen Bereich des Döppers (5) erstreckt und dass die Ventilöffnungen (8) zur Belüftung der Gasfeder (1) durch den in einer Arbeitsposition angeordneten Döpper (5) verschliessbar sind.
  2. Elektrohandwerkzeuggerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Döpper (5) bezüglich der dem Flugkolben (4) zugewandten Stirnseite mit einem verjüngten Ringnutbereich (10) versehen ist, welcher in Leerschlagposition den Luftkanal (9) über die Ventilöffnung (8) in einen Zwischenraum (11) freigibt, welcher mit der Umwelt über mindestens eine Belüftungsöffnung (12) verbunden ist.
  3. Elektrohandwerkzeuggerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Führungsrohres (2) zwischen dem Luftkanal (9) und dem Döpper (5) eine ringförmige Ventilhülse (13) mit radialen Öffnungen (15) angeordnet ist.
  4. Elektrohandwerkzeuggerät nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Belüftungsöffnung (12) vor dem axialen Bereich des Flugkolbens (4) angeordnet ist.
  5. Elektrohandwerkzeuggerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsrohr (2) als axial fixierter Hohlzylinder ausgebildet ist.
  6. Elektrohandwerkzeuggerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der sich Luftkanal (9) axial, ausserhalb des Innenmantels der Luftkanal (9) bezüglich des sich axial erstreckenden Teils durch eine Nut im Aussenmantel des Führungsrohres (2) ausgebildet ist, welches dicht in eine hohlzylindrisch ausgebildete verlängerte Werkzeugaufnahme (7) eingepasst ist.
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