Bohrhammer
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Bohrhammer nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
Es ist gemäß EP 1 157 788 ein Bohrhammer bekannt, der ein Getriebe hat, mit dem durch Verschieben einer einzigen Schalthülse die Betriebszustände Bohren, Meißeln und Bohrhämmern zu bewerkstelligen sind.
Das Getriebe des bekannten Bohrhammers ist verhältnismäßig kompliziert aufgebaut und sein Wirkungsgrad wird durch permanente Reibung der Schaltmechanik verringert.
Vorteile der Erfindung
Die Erfindung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass damit ein Bohrhammer geschaffen ist, der einfach und kostengünstig aufgebaut ist und dessen Wirkungsgrad durch die Getriebe-Schaltmechanik nicht beeinträchtigt wird.
Dadurch, dass die Zwischenwelle ein einfaches, zylindrisches Teil ist, auf das das Antriebszahnrad, das, insbesondere aus Sintermetall bestehende, Mitnahmezahnrad und das Wälzlager drehfest sitzen, insbesondere aufgepresst sind, und als Axialsicherung für das frei auf der Zwischenwelle drehbare Taumelzahnrad und das Abtriebszahnrad dienen ist der Bohrhammer kostengünstig herstellbar und robust.
Dadurch, dass seine Schalthülse ein Zahnnabenprofil hat, das verschiebbar und drehmitnehmend zu dem jeweils mit einem Zahnwellenprofil versehenen Mitnahme-, Taumel- und Abtriebszahnrad passt, ist die Schaltbarkeit des Getriebes einfach gelöst.
Dadurch, dass der Durchmesser und das Zahnprofil des Mitnahmezahnrades mit denen des benachbarten Taumelzahnrades und zumindest einem Teilbereich des Abtriebszahnrades übereinstimmen, sind die Einzelteile aufgrund der gleichen Verzahnung kostengünstig herstellbar.
Dadurch, dass die Schalthülse ca. 20 mm breit ist und damit um etwa 10 mm breiter als das Mitnahmezahnrad ist, ist bei kompakter Bauweise des Getriebes ein nur ein etwa 5 mm kurzer Schaltweg zum Wechsel der Schaltposition nötig.
Dadurch, dass die Schalthülse in einer Mittenstellung zum Mitnahmezahnrad beidseitig um etwa gleiche Länge über dieses übersteht und dabei gleichzeitig mit den benachbarten Zahnrädern, dem Taumel- und dem Abtriebszahnrad, im Eingriff ist, ist die Schaltposition zum Schlagbohren mit Dreh- und Hubbewegung des Abtriebswelle einfach einstellbar.
Dadurch, dass die Schalthülse das Mitnahmezahnrad drehfest und axial verschieblich umgreift und darauf wahlweise axial nach beiden Seiten über die benachbarten Zahnräder in diese formschlüssig eingreifend verschiebbar ist, so dass sie - in der Mittenstellung - entweder gleichzeitig mit dem Taumelzahnrad und dem Abtriebszahnrad in Eingriff steht oder in einer von zwei seitlichen Verschiebepositionen entweder allein mit dem Taumeloder allein mit dem Abtriebszahnrad kämmt, ist ein einfaches Umschalten der Betriebsarten des Bohrhammers zwischen Bohrhämmern, Meißeln und Bohren möglich.
Dadurch, dass die, insbesondere aus Sintermetall bestehende Schalthülse, einen ringnutartigen Schlitz auf ihrem Außenumfang zum Eingriff einer als Schaltmittel dienenden Schaltgabel hat, sind einfache Schaltmittel zum Schalten des Getriebes einsetzbar.
Dadurch, dass die Schaltgabel - außer bei Schaltvorgängen - kraftfrei und damit reibungsarm in den Schlitz der Schalthülse eingreift, sind die Reibungsverluste gering und der Wirkungsgrad des Bohrhammers verbessert.
Dadurch, dass alle Zähne des Zahnwellenprofϊls des Taumel- und des Abtriebszahnrades auf ihrer dem Mitnahmezahnrad zugewandten Seite jeweils eine partielle Zahnbreitenver- ringerung von etwa 1 bis 2 mm haben, die zu einer partiellen Verbreiterung der
Zahnlücken des Zahnwellenprofϊls führt, die als Synchronisierungsausnehmungen dienen - ist ein leichteres Umschalten und Eintreten der Zahnnabenzähne der Schalthülse in die Zahnlücken der Zahnwellenprofϊle möglich.
Dadurch, dass alle Zähne des Zahnnabenprofils der Schalthülse jeweils auf beiden Stirnseiten jeweils eine partielle Zahnbreitenverringerung von etwa 1 bis 2 mm haben, wobei die Zähne des Zahnwellenprofils des Taumel- und des Abtriebszahnrades keine Zahnbreitenverringerung aufweisen ist eine Synchronisierungshilfe geschaffen, die allein auf der Ausgestaltung der Schalthülse beruht und damit den Herstellungsaufwand für das
Getriebe verringert.
Dadurch, dass zwischen Motor und Getriebe ein Zwischenflansch sitzt, in dem ein Ende der Zwischenwelle, insbesondere über ein Nadellager, drehbar gelagert ist, ist das aus Kunststoffhalbschalen bestehende Gehäuse besonders verformungssicher und stabil.
Dadurch, dass ein einstückiges, insbesondere u-förmig gebogenes, Schaltblech als Schaltmittel dient, wobei dessen einer U-Schenkel als Schaltgabel und dessen anderer U- Schenkel als Arretiergabel dient, ist die Schaltmechanik besonders einfach herstellbar.
Dadurch, dass die Arretiergabel ein Zahnnabenprofil trägt mit dem es, insbesondere in der Schaltstellung der reinen Hubbewegung des Getriebes, in Eingriff mit dem Zahnwellenrofil des Abtriebszahnrades bringbar ist und dieses dabei arretiert, ist mit einem einzigen, äußerst einfachen Maschinenelement ein Umschalten des Getriebes in die Betriebsart Meißeln, d.h. mit reiner Hubbewegung des Getriebes möglich, wobei die
Drehposition der Abtriebswelle zugleich arretiert ist.
Zeichnung
Nachstehend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels mit zugehöriger
Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen
Figur 1 eine Explosionszeichnung des erfindungsgemäßen Bohrhammers Figur 2 eine Seitenansicht des Bohrhammers mit abgenommener Halbschale
Figur 3 eine räumliche Ansicht des Getriebes des Bohrhammers Figur 4 eine Seitenansicht des Getriebes gemäß Figur 3 Figur 5a, b eine räumliche Darstellung der Schaltgruppe des Bohrhammers
- A -
Figur 6 eine räumliche Ansicht des Getriebes, Schlagwerkes und Motors des Bohrhammers
Figuren 7a, b eine Schnittdarstellung und eine räumliche Ansicht der Schalthülse Figuren 8a, b eine Schnittdarstellung und eine räumliche Ansicht des Mitnahmezahnrades Figur 9 eine räumliche Ansicht der Zwischenwelle mit Antriebs- und Mitnahmezahnrad
Figur 10 eine räumliche Ansicht der Zwischenwelle mit Antriebsrad, Mitnahmezahnrad und Wälzlager
Figur 11 eine räumliche Darstellung des Taumelzahnrads mit Taumelscheibe und Taumelfϊnger Figur 11 eine räumliche Darstellung des Abtriebszahnrads der Zwischenwelle und
Figur 13 eine Seitenansicht des Abtriebszahnrads.
Beschreibung
Die Explosionsdarstellung der Figur 1 zeigt einen Bohrhammer 10 mit einem Gehäuse
12, das aus zwei Halbschalen 13, 14 aus Kunststoff mit einer senkrechten Trennfuge. Das Gehäuse 12 nimmt einen Motor 16 mit einem Ein- Ausschalter 18 und einem entsprechenden Elektrokabel 20 zum Anschluss an eine externe Stromquelle, sowie ein Getriebe 26 und eine Schlagwerk 36 auf. Der Motor 16 enthält eine Motorwelle 22, deren freies Ende ein Motorritzel 24 trägt, das in einem zwischen den Halbschalen 13, 14 lagesicherbaren Zwischenflansch 25 gelagert ist. Das Motorritzel 24 steht im Eingriff mit einem Antriebszahnrad 30 einer mit einem Ende über ein nichtdargestelltes Nadellager im Zwischenflansch 25 gelagerten Zwischenwelle 28 des Getriebes 26. Daran anschließend ist auf der Zwischenwelle 28 benachbart zu einem fest darauf sitzenden, insbesondere aufgepressten, Antriebszahnrad 30 ein Taumelzahnrad 38 drehbar gelagert.
Das Taumelzahnrad 38 trägt eine Taumelscheibe 40 mit Taumelfinger 42 als Teil des Schlagwerks 36. Zum Taumelzahnrad 38 axial benachbart sitzt auf der Zwischenwelle 28 ein Mitnahmezahnrad 32 drehfest, insbesondere aufgepreßt, gelagert, auf das axial anschließend ein Abtriebszahnrad 35 folgt, das durch ein fest auf dem anderen Ende der Zwischenwelle 28 sitzendes Wälzlager 45 axial gesichert ist, wobei das Zahwellenprofil
31 des Mitnahmezahnrads 32 vom Zahnnabenprofil 29 einer Schalthülse 34 (Fig. 7a, b) drehmitnehmbar und axial verschieblich umgriffen wird. Dabei kämmt das Abtriebszahnrad 35 der Zwischenwelle 28 mit dem Antriebszahnrad 48 der Abtriebswelle 46, wobei mit dem Getriebe 26 durch Verschieben der Schalthülse 34 mit Schaltmitteln
52 die Drehbewegung des Motors 16 wahlweise in eine reine Drehbewegung der Abtriebswelle 46, d.h. Bohren, oder in eine reine Hubbewegung des Schlagwerks ohne Drehen der Abtriebswelle 46, d.h. Meißeln, oder in eine Dreh-Hubbewegung, d.h. Bohrhämmern, einstellbar ist.
Anschließend an den Taumelfϊnger 42 setzt sich das Schlagwerk 35 mit einem Schlagelement 44 fort, das die über die Taumelschleibe 40 aus einer Drehbewegung in eine translatorische Bewegung umgewandelte Schlagenergie auf ein nicht näher bezeichnetes Schlagteil im Inneren der Abtriebswelle 46 und damit auf ein auf ihrem Ende sitzenden, dort in einem Bohrfutter 50 gehaltenen, nichtdargestellten Bohrer oder Meißel überträgt
Die Schalthülse 34 trägt auf ihrem Umfang einen ringnutartigen Schlitz 33 zum Eingriff einer Schaltgabel 52, die Teil eines insbesondere als einstückiges Blechbiegeteil ausgestalteten Schaltblechs 54 ist. Das Schaltblech 54 ist ein u-förmig gebogenes Blechteil, dessen erster U-Schenkel mit einer halbkreisförmigen Ausnehmung 57 die
Schalthülse 34 umgreift bzw. in deren Schlitz 33 eingreift und dessen zweiter U-Schenkel als Arretiergabel 56 dient und mit einem in einer halbkreisförmigen Ausnehmung angeordneten Zahnnabenprofϊl 58 zum Eingriff in das Zahnwellenprofil 31 des Abtriebszahnrades 35 vorgesehen ist. Bei besagtem Eingriff wird das Abtriebszahnrad 35 zugleich von der Drehmitnahme durch die Schalthülse 34 gelöst und drehfest arretiert.
Damit kann eine wählbare Drehposition der Abtriebswelle 46 zum Meißeln fixiert werden. Das Schaltblech 54 ist achsparallel zur Zwischenwelle 28 über eine Führungsstange 51 längs verschiebbar, die dazu je eine die Schaltgabel 52 und die Arretiergabel 56 quer durchtretende Führungsbohrung 53 durchtritt. Zum Verschieben des Schaltblechs 54 auf der Führungsstange 51 dient ein drehknopfartiges Schaltelement
59, dessen Drehung über dessen Exzenternocken 74 gemäß einem Drehrichtungspfeil 72 als Schiebebewegung auf einen Vorsprung 55 des Schaltblechs 54 übertragbar ist. Dazu ist das Schaltelement 59 mittels einer Schenkelfeder 76 in seiner Mittenstellung zentriert. Diese umgreift mit ihren Schenkeln 78 den als Schaltorgan dienenden Exzenternocken 74 und hält diesen in seiner die Betriebsart Bohrhämmern definierenden Mittenpositon fest.
Gleichzeitig umgreifen die Schenkel 78 den dazwischen tretenden lappenartigen Vorsprung 55 des Schaltblechs 54 und nehmen diesen beim Umschalten des Schaltelements 59 mit.
Die Drehbewegung des Elektromotors 16 wird über das Antriebszahnrad 30 auf die Zwischenwelle 28 übertragen. Das Mitnahmezahnrad 32 aus Sintermaterial hat die Form einer Zahnwelle, deren Profil sich über ihre gesamte Außenlänge erstreckt. Das Taumelzahnrad 38 ist über die Schalthülse 34 mit dem Mitnahmezahnrad 32 drehfest kuppelbar, wobei dann die Drehbewegung der Zwischenwelle 28 über die Taumelscheibe
40 und den Taumelfinger 42 in eine translatorische Bewegung des Schlagelements 44 umgewandelt wird.
Das drehbar auf der Zwischenwelle sitzende Abtriebszahnrad 35 ist über die Schalthülse 34 mit dem Mitnahmezahnrad 32 drehfest kuppelbar, wobei ein Teil des
Abtriebszahnrades 35 ein Zahnwellenprofil 66 hat, das mit dem Zahnnabenprofil der Schalthülse 34 korrespondiert und wobei ein weiterer Teil des Abtriebszahnrades 35 ein Stirnzahnradprofil 68 zur Drehübertragung auf das Antriebszahnrad 48 der Abtriebswelle 46 hat. Dadurch ist die Drehbewegung der Zwischenwelle 28 auf die Abtriebswelle 46 und das daran befestigte Bohrfutter 50 bzw. ein darin sitzendes Einsatzwerkzeug in
Gestalt eines Bohrers oder Meißels übertragbar. Das Kuppeln bzw. Schalten zwischen Mitnahmezahnrad 32 zu den axial benachbarten Taumel- 38 oder Abtriebszahnrad 35 erfolgt über die Schalthülse 34, deren Positionierung ausschließlich über den Formschluß zwischen Schlitz 33 und darin eingreifender Schaltgabel 52 erfolgt, ohne dass bei Betrieb des Bohrhammers 10 Reibungsverluste entstehen. Damit bleibt Schalthülse 34 in allen drei Schaltpositionen ohne axiale Kraftbeaufschlagung, was zu verringertem Verschleiß und höherer Lebensdauer führt.
Wenn beim axialen Verschieben der Schalthülse 34 die korrespondierenden Zahnwellen- /Zahnnabenprofile des Taumel- 38 oder Abtriebszahnrades 35 mit dem der Schalthülse 34 stirnseitig aufeinander treffen, erleichtern Schaltsynchronisationsmittel das Umschalten.
Dazu haben die Zahnwellenprofile des Taumel- 38 oder Abtriebszahnrades 35 auf ihrer dem Mitnahmezahnrad 32 zugewandten Seite jeweils eine partielle
Zahnbreitenverringerung 62, 64 von etwa 2/3 der Zahnbreite auf einer Zahnlänge von etwa 1 bis 2 mm. Dies führt zu einer partiellen Verbreiterung der Zahnlücken des
Zahnwellenprofils und erleichtert das dortige Eintreten der Zahnnabenzähne der
Schalthülse 34.
Alternativ können alle Zähne des Zahnnabenprofils der Schalthülse 34 jeweils auf beiden Stirnseiten jeweils eine partielle Zahnbreitenverringerung 70 von etwa 1 bis 2 mm haben, wobei die Zähne des Zahnwellenprofils des Taumel- 38 und des Abtriebszahnrades 35 keine Zahnbreitenverringerung aufweisen müssen. Damit sind die Synchronisierungsmittel in einem einzigen Bauteil realisiert und die Herstellungskosten des Bohrhammers weiter verringert.
In einer Übergangsposition beim Schalten vom Schlagbohr- auf Meißelbetrieb kann das Bohrfutter 50 bzw. der Meißel von Hand in eine gewünschte Arbeitsposition gedreht werden. Nach dem Schalten in die Schaltposition Meißelbetrieb wird die gewählte
Drehposition des Meißels über die Verriegelung/Arretierung mit der Arretiergabel 56 beibehalten.
Der Schaltweg beträgt dabei je etwa 5 mm Verschiebeweg der Schalthülse 34 bzw. Verdrehweg des Schaltelements 59 nach rechts oder nach links und ist damit komfortabel kurz.
Die in Figur 2 gezeigte Seitenansicht des Bohrhammers 10 mit offener Halbschale 13 zeigt die Anordnung von Motor 16, Getriebe 26 und Schlagwerk 36 und verdeutlicht die zu Figur 1 beschriebene Elementstruktur.
Die in Figur 3 dargestellte räumliche Ansicht des Getriebes 26 des Bohrhammers 10 zeigt im Detail die Darstellung und Beschreibung zu Figur 1.
Die in Figur 4 dargestellte Seitenansicht des Getriebes 26 gemäß Figur 3 verdeutlicht weiter die Beschreibung zu Figur 1.
Die in Figur 5a und 5b räumlich dargestellten Schaltelemente zum Umschalten des Getriebes 26 des Bohrhammers 10 verdeutlichen die zu Figur 1 beschriebenen Funktionen.
Die räumliche Ansicht gemäß Figur 6 zeigt das Getriebe 26, das Schlagwerk 36 und den Motor 16 des Bohrhammers 10 in der Zusammenbauposition.
Die in den Figuren 7a, b gezeigte räumliche bzw. Schnittansicht der Schalthülse 34 verdeutlicht deren zu Figur 1 erläuterte Ausgestaltung und zeigt besonders klar deren Zahnnabenprofll 29 und den Schlitz 33.
Die räumliche Darstellung und die Schnittansicht des Mitnahmezahnrades 32 gemäß
Figuren 8a, b verdeutlicht dessen zu Figur 1 beschriebene Ausgestaltung.
Die räumliche Ansicht der Zwischenwelle 28 mit Antriebs- 30 und Mitnahmezahnrad 32 gemäß Figur 9 und deren räumliche Ansicht Figur 10 mit Antriebsrad 30, Mitnahmezahnrad 32 und Wälzlager 45 verdeutlichen deren zu Figur 1 beschriebene
Ausgestaltung.
Die räumliche Darstellung des Taumelzahnrads 38 mit Taumelscheibe 40 und Taumelfinger 42 gemäß Figur 11 und die räumliche Darstellung des Abtriebszahnrads 35 gemäß Figur 12 verdeutlicht insbesondere die Ausgestaltung der Zahnproflle und der
Synchronisierungsmittel 62, 64, 66.
Das in Figur 13 dargestellte Abtriebszahnrad 35 der Zwischenwelle 28 verdeutlicht jeweils die zu Figur 1 beschriebenen Einzelheiten, insbesondere deren Zahnproflle und die Synchronisierungsmittel.