EP1332022A1 - Handwerkzeugmaschine mit einem in einer werkzeughalterung angeordneten dichtungsring - Google Patents

Handwerkzeugmaschine mit einem in einer werkzeughalterung angeordneten dichtungsring

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EP1332022A1
EP1332022A1 EP01988644A EP01988644A EP1332022A1 EP 1332022 A1 EP1332022 A1 EP 1332022A1 EP 01988644 A EP01988644 A EP 01988644A EP 01988644 A EP01988644 A EP 01988644A EP 1332022 A1 EP1332022 A1 EP 1332022A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sealing ring
sealing
firing pin
tool holder
tool
Prior art date
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Ceased
Application number
EP01988644A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andre Ullrich
Juergen Schlipf
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1332022A1 publication Critical patent/EP1332022A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
    • F16J15/3204—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip
    • F16J15/3232—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip having two or more lips
    • 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
    • B25D2250/365—Use of seals

Definitions

  • the present invention relates to a hand-held power tool with a tool holder which can be driven in a rotating and striking manner, in which a firing pin is axially displaceably mounted, at least one sealing ring surrounding the firing pin being arranged in the tool holder.
  • Such a drilling and impact machine is from
  • the firing pin is to be sealed off from the tool holder in such a way that on the one hand no lubricants escape from the gearbox of the machine tool and on the other hand no dirt from the outside enters the gearbox of the machine through the tool holder.
  • sealing rings (0-rings) are inserted in two radially circumferential grooves of the firing pin, which seal the gap between the firing pin and the inside of the tool holder.
  • the firing pin moves in the axial direction at a frequency of 65 to 85 Hz and an amplitude of 1 to 10 mm.
  • the firing pin moves depending on component tolerances and a thermal
  • the invention is therefore based on the object of creating a sealing ring which experiences as little wear as possible through the movement of the firing pin and thus ensures high tightness over a long operating time of the machine tool.
  • the sealing ring has a plurality of sealing lips resting on the firing pin and in that the sealing ring is provided at least on its machine side flank with one or more radially circumferential recesses.
  • This special shape of the sealing ring gives the sealing lips a very high degree of flexibility, so that they are axial and radial
  • the machine-side sealing lip undergoes a penetration of lubricant (oil or grease) from the transmission space into the at least one recess increased pressure on the firing pin and thus increases the tightness against leakage of lubricant from the gearbox of the machine tool.
  • lubricant oil or grease
  • the sealing lip on the tool side also has a high degree of flexibility, which easily follows the axial and radial movements of the firing pin and thermal expansion of the material and thus provides a high degree of sealing of the gear space of the machine tool against the ingress of Dust caused by the tool holder.
  • both side flanks of the sealing ring with one or more cutouts in order, as already mentioned, to achieve a tightness against the ingress of dust as well as against the escape of lubricant.
  • the sealing ring preferably has a cross-sectional shape that is symmetrical with respect to a radial central plane, so that installation of the sealing ring on the side is impossible.
  • a good adhesion of the sealing ring in the tool holder is achieved in that the sealing ring with its side facing away from the firing pin is fitted in a groove running radially in the tool holder.
  • Tool holder 1 with a receiving bore 2 for a tool, for example a drill or chisel or the like.
  • This tool holder transmits a rotary movement from a drive, not shown, to a tool inserted therein.
  • a firing pin 3 is axially displaceably mounted in the tool holder 1.
  • This firing pin 3 is axially moved back and forth in the tool holder 1 by a drive with a frequency of 65 to 85 Hz and an amplitude of 1 to 10 mm and transmits this movement to a tool inserted in the tool holder 1.
  • a sealing ring 5 is used, which surrounds the firing pin 3.
  • the purpose of this sealing ring 5 is, on the one hand, to prevent leakage of lubricant (grease or oil) from the gear compartment of the machine tool into the tool holder 1 and, on the other hand, to prevent dust from entering the tool holder 1 into the gear compartment.
  • Sealing ring 5 on two in the axial direction of the firing pin 3 parallel sealing lips 6 and 7.
  • the sealing lip 6 facing the inside of the machine takes over the sealing of the gear chamber against the escape of lubricant and the sealing lip 7 facing the tool seals against dust penetrating from the tool holder 1.
  • the sealing ring 5 is thus shaped such that both sealing functions are performed by separate sealing lips 6 and 7.
  • the sealing ring 5 can also have more than two sealing lips.
  • a high degree of flexibility of the sealing lips 6 and 7 is achieved in that the sealing ring 5 is provided on its two side flanks above the sealing lips 6 and 7 with recesses 8 and 9 running radially around the sealing ring. The sealing ring 5 is thereby waisted above the sealing lips 6 and 7, which make them very mobile.
  • a recess 8, 9 does not have to be provided on each side flank of the sealing ring 5.
  • This recess 8 would namely have the effect that lubricant from it Gearbox of the machine tool can penetrate and the underlying sealing lip 6 is pressed with greater pressure on the firing pin 3 by the pressure of the lubricant in the recess 8.
  • the size and depth of the recesses 8 and 9 and, depending on this, the thickness of the sealing lips 6 and 7 have an influence on the flexibility of the sealing lips 6 and 7 and their contact pressure on the firing pin 3.
  • the flexibility of the sealing lips 6 and 7 could be increased further by that not only a recess 8, 9 is provided on each side flank of the sealing ring 5, but several mutually offset radially circumferential recesses.
  • Sealing lips 6 and 7 are rounded off so that they can slide as well as possible on the moving firing pin 3.
  • the sealing ring 5 preferably consists of an elastomeric material.
  • a sealing ring 5 which has a symmetrical cross-sectional shape with respect to a radial center plane 10, no particular installation direction of the sealing ring 5 has to be observed.
  • the area of the sealing ring 5 facing away from the firing pin 3 fills the full width of the annular groove 4 in the tool holder 1 and lies smoothly in the groove.
  • the outer area of the sealing ring 5 experiences high stability and good adhesion in the tool holder 1, so that it is secured against displacement in the axial direction and against rotation about the tool holder axis.

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Abstract

Ein verschleissarmer Dichtungsring, der eine gute Dichtigkeit gegen Austritt von Schmiermitteln aus dem Getrieberaum der Werkzeugmaschine und gegen Eintritt von Staub in den Getrieberaum gewährleistet, weist mehrere auf einem Schlagbolzen (3) in der Werkzeugmaschine aufliegende Dichtlippen (6, 7) auf. Der Dichtungsring (4) ist mindestens an seiner maschinenseitigen Seitenflanke mit ein oder mehreren radial umlaufenden Aussparungen (8, 9) versehen. Dadurch erhalten die Dichtlippen (6, 7) eine hohe Flexibilität und können den Bewegungen des Schlagbolzens (3) leicht folgen, womit der Dichtungsring (4) wenig verschleissanfällig ist und eine hohe Dichtigkeit gewährleistet.

Description

Handwerkzeugmaschine mit einem in einer Werkzeughalterung angeordneten Dichtungsring
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Handwerkzeugmaschine mit einer drehend und schlagend antreibbaren Werkzeughalterung, in der ein Schlagbolzen axial verschiebbar gelagert ist, wobei in der Werkzeughalterung mindestens ein den Schlagbolzen umgebender Dichtungsring angeordnet ist.
Eine solche Bohr- und Schlagwerkzeugmaschine ist aus der
DE 197 24 532 AI bekannt. Der Schlagbolzen ist gegenüber der Werkzeughalterung in der Weise abzudichten, dass einerseits aus dem Getrieberaum der Werkzeugmaschine keine Schmiermittel nach außen dringen und andererseits auch kein Schmutz von außen durch die Werkzeughalterung in den Getrieberaum der Maschine gelangt. Dazu sind bei der bekannten Werkzeugmaschine in zwei radial umlaufenden Nuten des Schlagbolzens Dichtungsringe (0-Ringe) eingelegt, die den Spalt zwischen dem Schlagbolzen und der Innenseite der Werkzeughalterung abdichten. Bei einer Schlagwerkzeugmaschine bewegt sich der Schlagbolzen beispielsweise mit einer Frequenz von 65 bis 85 Hz und einer Amplitude von 1 bis 10 mm in axialer Richtung. Außerdem bewegt sich der Schlagbolzen in Abhängigkeit von Bauteiltoleranzen und einer thermischen
Materialausdehnung auch in radialer Richtung. Unter diesen Umständen erfährt eine zwischen dem Schlagbolzen und dem Werkzeughalter eingefügte Dichtung einen relativ hohen Verschleiß. Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, einen Dichtungsring zu schaffen, der durch die Bewegung des Schlagbolzens einen möglichst geringen Verschleiß erfährt und damit über eine lange Betriebszeit der Werkzeugmaschine eine hohe Dichtigkeit gewährleistet.
Vorteile der Erfindung
Die genannte Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass der Dichtungsring mehrere auf dem Schlagbolzen aufliegende Dichtlippen aufweist und dass der Dichtungsring mindestens an seiner maschinenseitigen Seitenflanke mit ein oder mehreren radial umlaufenden Aussparungen versehen ist. Durch diese spezielle Formung des Dichtungsringes erhalten die Dichtlippen eine sehr hohe Flexibilität, so dass sie den axialen und radialen
Bewegungen sowie der thermischen Materialausdehnung ohne großen Verschleiß leicht folgen können und somit eine sichere Abdichtung des Schlagbolzens im Werkzeughalter bewirken.
Dadurch, dass an der maschinenseitigen Seitenflanke des Dichtungsringes ein oder mehrere radial umlaufende Aussparungen vorhanden sind, erfährt die maschinenseitige Dichtlippe durch Eindringen von Schmiermittel (Öl bzw. Fett) aus dem Getrieberaum in die mindestens eine Aussparung einen verstärkten Andruck auf den Schlagbolzen und erhöht somit die Dichtigkeit gegen ein Austreten von Schmiermittel aus dem Getrieberaum der Werkzeugmaschine. Wird ebenfalls die werkzeugseitige Seitenflanke des Dichtungsringes mit ein oder mehreren radial umlaufenden Aussparungen versehen, erhält auch die werkzeugseitige Dichtlippe eine hohe Flexibilität, die den axialen und radialen Bewegungen des Schlagbolzens sowie thermischen Materialausdehnungen leicht folgt und somit eine hohe Abdichtung des Getrieberaumes der Werkzeugmaschine gegen Eindringen von Staub durch den Werkzeughalter bewirkt.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Es ist zweckmäßig, beide Seitenflanken des Dichtungsringes mit ein oder mehreren Aussparungen zu versehen, um, wie bereits gesagt, sowohl eine Dichtigkeit gegen Eindringen von Staub als auch gegen Austreten von Schmiermittel zu erreichen.
Der Dichtungsring weist vorzugsweise eine bezüglich einer radialen Mittelebene symmetrische Querschnittsform auf, so dass ein seitenverkehrter Einbau des Dichtungsringes ausgeschlossen ist.
Eine gute Haftung des Dichtungsringes im Werkzeughalter wird dadurch erzielt, dass der Dichtungsring mit seiner dem Schlagbolzen abgewandten Seite in einer im Werkzeughalter radial umlaufenden Nut eingepasst ist.
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird nachfolgend die Erfindung näher erläutert.
Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch den vorderen Teil einer drehenden und schlagenden Handwerkzeugmaschine, nämlich einer Schlagbohrmaschine bzw. eines Bohrhammers. Befreit von allen für die Erläuterung der Erfindung nicht erforderlichen Teilen der Handwerkzeugmaschine zeigt die Darstellung eine
Werkzeughalterung 1 mit einer Aufnahmebohrung 2 für ein Werkzeug, beispielsweise einen Bohrer oder Meißel oder dergleichen. Diese Werkzeughalterung überträgt von einem nicht dargestellten Antrieb eine Drehbewegung auf ein darin eingesetztes Werkzeug. In der Werkzeughalterung 1 ist ein Schlagbolzen 3 axial verschiebbar gelagert. Dieser Schlagbolzen 3 wird von einem Antrieb mit einer Frequenz von 65 bis 85 Hz und einer Amplitude von 1 bis 10 mm axial in der Werkzeughalterung 1 hin und her bewegt und überträgt diese Bewegung auf ein in der Werkzeughalterung 1 eingesetztes Werkzeug.
In einer Ringnut 4 an der Innenseite der Werkzeughalterung 1 ist ein Dichtungsring 5 eingesetzt, der den Schlagbolzen 3 umschließt. Aufgabe dieses Dichtungsringes 5 ist es, einerseits ein Auslaufen von Schmiermittel (Fett oder Öl) aus dem Getrieberaum der Werkzeugmaschine in die Werkzeughalterung 1 zu vermeiden und andererseits das Eindringen von Staub von der Werkzeughalterung 1 her in den Getrieberaum zu verhindern. Diese hohen
Dichtigkeitsanforderungen für eine möglichst lange Betriebszeit der Werkzeugmaschine zu realisieren, ist insofern problematisch, weil der vom Dichtungsring 5 umgebene Schlagbolzen 3 nicht nur axiale Bewegungen vollzieht, sondern sich zusätzlich aufgrund von Bauteiletoleranzen und thermischer Materialausdehnung in radialer Richtung bewegt. Um selbst bei diesen Bewegungen des Schlagbolzens 3 die Verschleißanfälligkeit des Dichtungsringes 5 und damit ein Nachlassen seiner Dichtwirkung möglichst gering zu halten, weist der
Dichtungsring 5 zwei in axialer Richtung des Schlagbolzens 3 parallel angeordnete Dichtlippen 6 und 7 auf. Dabei übernimmt die dem Maschineninneren zugewandte Dichtlippe 6 die Abdichtung des Getrieberaums gegen Austreten von Schmiermittel und die dem Werkzeug zugewandte Dichtlippe 7 die Abdichtung gegen vom Werkzeughalter 1 her eindringenden Staub. Der Dichtungsring 5 ist also so geformt, dass beide Dichtungsfunktionen von getrennten Dichtlippen 6 und 7 übernommen werden. Der Dichtungsring 5 kann auch mehr als zwei Dichtlippen aufweisen.
Einem schnellen Verschleiß des Dichtungsringes 5 und damit einem Verlust an Dichtigkeit kann dadurch entgegengewirkt werden, dass den Dichtlippen 6 und 7 eine hohe Flexibilität verliehen wird, so dass sie den axialen und radialen
Bewegungen des Schlagbolzens 3 leicht folgen können. Eine hohe Flexibilität der Dichtlippen 6 und 7 wird dadurch erreicht, dass der Dichtungsring 5 an seinen beiden Seitenflanken oberhalb der Dichtlippen 6 und 7 mit radial am Dichtungsring umlaufenden Aussparungen 8 und 9 versehen wird. Der Dichtungsring 5 erfährt dadurch eine Taillierung oberhalb der Dichtlippen 6 und 7, welche diese sehr beweglich machen.
Abweichend von dem dargestellten Ausführungsbeispiel muss nicht an jeder Seitenflanke des Dichtungsringes 5 eine Aussparung 8, 9 vorgesehen werden. Es ist allerdings vorteilhaft, zumindest an der maschinenseitigen Seitenflanke eine Aussparung 8 vorzusehen. Diese Aussparung 8 hätte nämlich den Effekt, dass in sie Schmiermittel aus dem Getrieberaum der Werkzeugmaschine eindringen kann und durch den Druck des Schmiermittels in der Aussparung 8 die darunterliegende Dichtlippe 6 mit größerem Druck auf den Schlagbolzen 3 gepresst wird.
Die Größe und Tiefe der Aussparungen 8 und 9 und davon abhängend die Dicke der Dichtlippen 6 und 7 haben Einfluss auf die Flexibilität der Dichtlippen 6 und 7 und deren Anpresskraft auf den Schlagbolzen 3. Die Flexibilität der Dichtlippen 6 und 7 könnte noch dadurch erhöht werden, dass nicht nur eine Aussparung 8, 9 an jeder Seitenflanke des Dichtungsringes 5, sondern mehrere gegenseitig versetzt radial umlaufende Aussparungen vorgesehen werden.
Die Enden der auf dem Schlagbolzen 3 aufliegenden
Dichtlippen 6 und 7 sind abgerundet, so dass sie möglichst gut auf dem sich bewegenden Schlagbolzen 3 gleiten können.
Der Dichtungsring 5 besteht vorzugsweise aus einem Elastomermatrial.
Wird, wie in der Zeichnung dargestellt, ein Dichtungsring 5 verwendet, der bezüglich einer radialen Mittelebene 10 eine symmetrische Querschnittsform aufweist, muss keine bestimmte Einbaurichtung des Dichtungsringes 5 eingehalten werden.
Der dem Schlagbolzen 3 abgewandte Bereich des Dichtungsringes 5 füllt die Ringnut 4 im Werkzeughalter 1 in seiner vollen Breite aus und liegt glatt in der Nut auf. Dadurch erfährt der äußere Bereich des Dichtungsringes 5 eine hohe Stabilität und eine gute Haftung im Werkzeughalter 1, so dass er gegen ein Verschieben in axialer Richtung und gegen ein Verdrehen um die Werkzeughalterachse gesichert ist.

Claims

Ansprüche
1. Handwerkzeugmaschine mit einer drehend und schlagend antreibbaren Werkzeughalterung (1) , in der ein Schlagbolzen (3) axial verschiebbar gelagert ist, wobei in der Werkzeughalterung (1) mindestens ein den
Schlagbolzen (3) umgebender Dichtungsring (5) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsring (5) mehrere auf dem Schlagbolzen (3) aufliegende Dichtlippen (6, 7) aufweist und dass der Dichtungsring (5) mindestens an seiner maschinenseitigen Seitenflanke mit ein oder mehreren radial umlaufenden Aussparungen (8, 9) versehen ist.
2. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsring (5) an jeder seiner beiden Seitenflanken mit ein oder mehreren radial umlaufenden Aussparungen (8, 9) versehen ist.
3. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsring (5) eine bezüglich einer radialen Mittelebene (10) symmetrische Querschnittsform aufweist.
4. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsring (5) mit seiner dem Schlagbolzen (3) abgewandten Seite in eine im Werkzeughalter (1) radial umlaufende Nut (4) eingepasst ist.
EP01988644A 2000-10-28 2001-10-18 Handwerkzeugmaschine mit einem in einer werkzeughalterung angeordneten dichtungsring Ceased EP1332022A1 (de)

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