EP1935574A1 - Handwerkzeugmaschine mit pneumatischem Schlagwerk - Google Patents

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EP1935574A1 EP07122599A EP07122599A EP1935574A1 EP 1935574 A1 EP1935574 A1 EP 1935574A1 EP 07122599 A EP07122599 A EP 07122599A EP 07122599 A EP07122599 A EP 07122599A EP 1935574 A1 EP1935574 A1 EP 1935574A1
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    • B25D2250/191—Ram catchers for stopping the ram when entering idling mode

Definitions

  • the invention refers to a hand tool with a pneumatic impact mechanism such as a chisel hammer or a hammer drill.
  • a pneumatic percussion mechanism has a guided in a guide tube and driven by an air spring air piston, which usually strikes a limited axially movable striker, which hits even the front end of a limited axially movable tool.
  • a hand-held power tool with a pneumatic percussion on a damping element wherein the flying piston has an axially offset by a tapered outer cone, which penetrates frictionally into a radially narrower steel ring of the damping element and thereby during idle over a long axial pre-damping a large part of the kinetic energy of the flying piston in dissipated the viscoelastic damping element.
  • the striker forms a second, axially spaced outer radial collar, which surrounds the elastomeric damping ring with an inner radial collar Sparks happen and thereby viscoelastic expands, which additionally reduces kinetic energy.
  • DE4400779 is an anvil in axial play freely movable within a radially outwardly elastically biased, axially frictionally movable in the guide tube sliding sleeve made of metal, which forms two frontal mecanicalfasen, each associated with a participatedradialfase a participatradialbundes the striker.
  • the sliding sleeve is radially expanded, whereby the friction force of the sliding sleeve increases and is dissipated correspondingly more kinetic energy.
  • the rest of the kinetic energy is dissipated with a visco-elastic damping ring, which is hit by the sliding sleeve together with the striker.
  • visco-elastic damping elements soften over time, which over a longer period of use reduces the deadbeat damping.
  • the object of the invention is a robust, durable implementation for damping the blank, which works in particular without viscoelastic damping elements.
  • a hand-held power tool with a pneumatic percussion on a driven by an air spring flying pistons which strikes at least one guided in a guide tube and limited axial stops over two axially adjustable striker, being formed by the at least one striker two axially spacedêtradialbünde between which axially arranged at least one striker coaxially outside comprehensive shock sleeve and axially limited freely movable, whose outer diameter is smaller than the inner diameter of the guide tube.
  • the idler reaches the dead-end on the machine-side Jardinradialbund on the previously resting (relative to the hand tool) shock sleeve, whereby the striker is braked and the shock sleeve is accelerated until it again comes up against the otherêtradialbund and kinetic energy again to the striker (or the tool-side second striker) gives.
  • This interplay continues through a multitude of force impulses (in the case of two doublers conveyed by the reflection of the striker on the axial stops in the guide tube), until in the (temporal) border crossing the impact sleeve has the same final velocity as the striker (s) and thereby largely by the energy losses has come to rest.
  • the guide tube in a Leertschposition a catch element for the flying piston, further advantageously a resilient O-ring which engages in a circumferential radial groove on the flying piston, whereby a (mostly by venting the air spring) in the Leerchtposition persistent air piston even with orientation of the power tool to the top, the air piston is not moved out of this empty stroke position due to gravity.
  • a catch element increases the energy threshold, under which the striker reflected back during the blank strike can strike the flying piston without it being pushed out of the empty strike position.
  • the impact sleeve is formed tangentially in two parts, more advantageously as two half-shells, which are firmly connected to each other after assembly (eg. Welded), whereby it is assembled around a one-piece striker around between the two relieradialbünden.
  • the mass of the impact sleeve in the range of 80% to 120% of the mass of a (single) beatipelion, whereby the blanking of the striker with a striker speed by the power surge on the machine side configuredradialbund on the previously resting shock sleeve of the striker comes almost to a standstill and instead of this, the shock sleeve is accelerated almost to the striker speed.
  • FIG. 1 has a rotating and striking a tool 13 driving hand tool 1 a pneumatic percussion 2 with a coupled by an air spring 3 with an exciter piston 4 flying piston 5, which strikes in the illustrated impact position on at least one guided in a guide tube 6 striker 8.
  • Fig. 2 forms within two axial stops 7a, 7b of the guide tube 6 limited axially movable striker 8 two axially spaced Disorderradialbünde 9a, 9b, between which axially the striker 8 coaxial outside comprehensive shock sleeve 10 and axially limited freely movable.
  • the assembled from two half-shells screwed together (only the lying behind the cutting plane is shown) composite sleeve 10 has a slightly smaller outer diameter A with respect to the inner diameter I of the guide tube 6.
  • the guide tube 6 has a catch element 11 in the form of a resilient O-ring for the flying mass 5, which is engaged in the illustrated Leerschlagposition in a circumferential radial groove 12 on the air piston 5.
  • the mass of the existing steel shock tube 10 is 80% of the mass of the also made of steel Döppers. 8
  • Fig. 3 are two, within two axial stops 7a, 7b of the guide tube 6 limited axially movable striker 8'a, 8'b available, which are coaxially inserted from both sides into a one-piece molded sleeve 10 'on both sides and contact at their imported end faces.
  • Each striker 8'a, 8'b has an outer radial collar 9 '.
  • the one-piece impact sleeve 10 has a slightly smaller outer diameter A with respect to the inner diameter I of the guide tube 6.
  • the guide tube 6 has a catch element 11 in the form of a resilient O-ring for the flying piston 5, which in the illustrated Leerschlagposition in a circumferential radial groove 12 on the flying piston 5 is engaged.
  • the mass of the steel shock tube 10 ' is 120% of the mass of each also made of steel beatings 8'a, 8'b.

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Abstract

Eine Handwerkzeugmaschine mit einem pneumatischen Schlagwerk (2) mit einem durch eine Luftfeder (3) angetriebenen Flugkolben (5), welcher auf einen in einem Führungsrohr (6) geführten sowie über zwei Axialanschläge (7a, 7b) begrenzt axial beweglichen Döpper (8) schlägt, wobei der Döpper (8) zwei axial beabstandete Aussenradialbünde (9a, 9b) ausbildet, zwischen denen axial eine den Döpper (8) koaxial aussen umfassende Stosshülse (10) angeordnet und axial begrenzt frei beweglich geführt ist, deren Aussendurchmesser (A) kleiner als der Innendurchmesser (I) des Führungsrohres (6) ist.

Description

  • Die Erfindung bezeichnet eine Handwerkzeugmaschine mit einem pneumatischen Schlagwerk wie einen Meisselhammer oder einen Bohrhammer.
  • Ein pneumatisches Schlagwerk weist einen in einem Führungsrohr geführten sowie durch eine Luftfeder angetriebenen Flugkolben auf, welcher üblicherweise auf einen begrenzt axial beweglichen Döpper schlägt, der selbst auf das Stirnende eines begrenzt axial beweglichen Werkzeugs trifft.
  • Bei aussergewöhnlichen Betriebszuständen wie bei werkzeugseitig gerichteten Leerschlägen bei vom Untergrund abgehobenem Werkzeug als auch bei zurückreflektierten, entgegengesetzt gerichteten Prallschlägen bei einem hartelastischen Armierungstreffer kommt das Schlagwerk aus dem optimierten Normalbetriebszustand und erzeugt verstärkte Vibrationen, welche gedämpft werden müssen.
  • Nach der W003024671 weist eine Handwerkzeugmaschine mit einem pneumatischen Schlagwerk ein Dämpfelement auf, wobei der Flugkolben einen durch einen verjüngten Abschnitt axial abgesetzten Aussenkonus aufweist, der reibend in einen radial engeren Stahlring des Dämpfelements eindringt und dadurch beim Leerschlag über einen langen axialen Vordämpfbereich einen Grossteil der Bewegungsenergie des Flugkolbens in dem viscoelastischen Dämpfelement dissipiert.
  • Nach der DE3910398 sind zwei Döpper innerhalb einer axial festgelegten, dreiteiligen Führungshülse mit Elastomerdämpfring angeordnet, wobei die Führungshülse stirnseitig zwei Innenradialfasen ausbildet, an welche je eine Aussenradialfase eines Aussenradialbundes des Döppers beim Leerschlag wiederholt anschlägt und über die damit verbundene Kontaktreibung sowie über den viscoelastischen Elastomerdämpfring die Bewegungsenergie des Flugkolbens dissipiert.
  • Nach der EP1238759 bildet der Döpper zudem einen zweiten, axial beabstandeten Aussenradialbund aus, welcher den Elastomerdämpfring mit einem Innenradialbund beim Leerschlag passiert und dabei viscoelastisch aufweitet, wodurch zusätzlich Bewegungsenergie abgebaut wird.
  • Nach der DE4400779 ist ein Döpper im Axialspiel frei beweglich innerhalb einer nach radial aussen elastisch vorgespannten, axial im Führungsrohr reibend beweglichen Gleithülse aus Metall angeordnet, die zwei stirnseitige Innenradialfasen ausbildet, denen je eine Aussenradialfase eines Aussenradialbundes des Döppers zugeordnet ist. Beim Leerschlag wird die werkzeugseitige Innenradialfase der Gleithülse radial aufgeweitet, wodurch die Reibungskraft der Gleithülse ansteigt und entsprechend mehr Bewegungsenergie dissipiert wird. Die restliche Bewegungsenergie wird mit einem viscoelastischen Dämpfring dissipiert, auf den die Gleithülse zusammen mit dem Döpper auftrifft.
  • Viscoelastische Dämpfelemente erweichen jedoch mit der Zeit, wodurch über eine längere Nutzungsdauer die Leerschlagdämpfung nachlässt.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht in einer robusten, dauerfesten Realisierung zur Dämpfung des Leerschlags, welche insbesondere ohne viscoelastische Dämpfelemente funktioniert.
  • Die Aufgabe wird im Wesentlichen durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • So weist eine Handwerkzeugmaschine mit einem pneumatischen Schlagwerk einen durch eine Luftfeder angetriebenen Flugkolben auf, welcher auf zumindest einen in einem Führungsrohr geführten sowie über zwei Axialanschläge begrenzt axial beweglichen Döpper schlägt, wobei durch den zumindest einen Döpper zwei axial beabstandete Aussenradialbünde ausgebildet sind, zwischen denen axial eine den zumindest einen Döpper koaxial aussen umfassende Stosshülse angeordnet und axial begrenzt frei beweglich geführt ist, deren Aussendurchmesser kleiner als der Innendurchmesser des Führungsrohres ist.
  • Durch die zwischen beiden Aussenradialbünden axial begrenzt frei bewegliche Stosshülse, die kontaktfrei zum Führungsrohr auf dem Döpper geführt ist, bildet (beim Leerschlag) der Döpper mit der Stosshülse ein Stosssystem aus, welches über gegenseitige Kraftstösse im Ergebnis dem Döpper einen Teil seiner Bewegungsenergie entzieht und diesen auf die Stosshülse überträgt. Dies erfolgt, indem beim realen (nicht ideal elastischen) Kraftstoss über Kontakt- und innere Materialreibung stets ein Teil der Bewegungsenergie dissipiert wird, selbst wenn in der Stosspaarung Stahl/Stahl mit einem Stossparameter von ca. 0.95 dieser Teil nur 10% je Kraftstoss ist. Im Einzelnen stösst beim Leerschlag der Döppers mit einer Döppergeschwindigkeit durch den Kraftstoss über den maschinenseitigen Aussenradialbund auf die zuvor ruhende (bezüglich der Handwerkzeugmaschine) Stosshülse, wodurch der Döpper abgebremst und die Stosshülse beschleunigt wird, bis diese selbst wieder auf den anderen Aussenradialbund stösst und wieder Bewegungsenergie an den Döpper (bzw. den werkzeugseitigen zweiten Döpper) abgibt. Dieses Wechselspiel setzt sich über eine Vielzahl von Kraftstössen fort (bei zwei Döppern vermittelt über die Reflektion der Döpper an den Axialanschlägen im Führungsrohr), bis im (zeitlichen) Grenzübergang die Stosshülse die gleiche Endgeschwindigkeit wie der/die Döpper aufweist und dabei durch die Energieverluste weitgehend zur Ruhe gekommen ist. Da für eine erfolgreiche Leerschlagdämpfung essentiell ist, dass der Döpper hinreichend viel Energie verliert, bevor er den in seiner Leerschlagposition verharrenden Flugkolben erreicht, ist eine hinreichende Abbremsung des Döppers bzw. eine zeitliche Verzögerung seines Wiedereintritts in den Wirkbereich des Schlagkolbens hinreichend.
  • Vorteilhaft weist das Führungsrohr in einer Leerschlagposition ein Fangelement für den Flugkolben auf, weiter vorteilhaft einen federnden O-Ring, der in eine umlaufende Radialrille am Flugkolben einrastet, wodurch ein (zumeist durch Entlüftung der Luftfeder) in der Leerschlagposition verharrender Flugkolben auch bei Orientierung der Handwerkzeugmaschine nach oben, der Flugkolben nicht aufgrund der Schwerkraft aus dieser Leerschlagposition heraus bewegt wird. Zudem erhöht ein derartiges Fangelement die Energieschwelle, unter welcher der beim Leerschlag zurückreflektierte Döpper den Flugkolben anstossen kann, ohne dass dieser aus der Leerschlagposition heraus gestossen wird.
  • Vorteilhaft ist die Stosshülse tangential zweiteilig ausgebildet, weiter vorteilhaft als zwei Halbschalen, die nach der Montage miteinander fest verbunden (bspw. verschweisst) werden, wodurch diese um einen einteilig ausgebildeten Döpper herum zwischen den beiden Aussenradialbünden zusammensetzbar ist.
  • Alternativ sind zwei, mit je einem Aussenradialbund ausgebildete, Döpper vorhanden, wodurch diese beidseitig von aussen in eine einteilig ausgebildete Stosshülse koaxial einführbar sind. Eine Verbindung zwischen beiden Döppern bedarf es nicht, da beide Teil einer nur begrenzt axial beweglichen Stosskette sind.
  • Vorteilhaft liegt die Masse der Stosshülse im Bereich von 80% bis 120% der Masse eines (einzelnen) Döppers, wodurch beim Leerschlag des Döppers mit einer Döppergeschwindigkeit durch den Kraftstoss über den maschinenseitigen Aussenradialbund auf die zuvor ruhende Stosshülse der Döpper nahezu zum Stillstand kommt und statt diesem die Stosshülse nahezu auf die Döppergeschwindigkeit beschleunigt wird.
  • Die Erfindung wird bezüglich eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels näher erläutert mit:
    • Fig. 1 als Handwerkzeugmaschine
    • Fig. 2 als Einzelheit im Längsschnitt
    • Fig. 3 als Variante der Einzelheit im Längsschnitt
  • Nach Fig. 1 weist eine drehend und schlagend ein Werkzeug 13 antreibende Handwerkzeugmaschine 1 ein pneumatisches Schlagwerk 2 mit einem durch eine Luftfeder 3 mit einem Erregerkolben 4 gekoppelten Flugkolben 5 auf, welcher in der dargestellten Schlagposition auf zumindest einen in einem Führungsrohr 6 geführten Döpper 8 schlägt.
  • Nach Fig. 2 bildet der innerhalb zweier Axialanschläge 7a, 7b des Führungsrohrs 6 begrenzt axial bewegliche Döpper 8 zwei axial beabstandete Aussenradialbünde 9a, 9b aus, zwischen denen axial eine den Döpper 8 koaxial aussen umfassende Stosshülse 10 angeordnet und axial begrenzt frei beweglich geführt ist. Die aus zwei miteinander verschraubten Halbschalen (nur die hinter der Schnittebene liegende ist dargestellt) zusammengesetzte Stosshülse 10 hat einen geringfügig kleineren Aussendurchmesser A bezüglich des Innendurchmessers I des Führungsrohres 6. Das Führungsrohr 6 weist ein Fangelement 11 in Form eines federnden O-Ringes für den Flugkolben 5 auf, der in der dargestellten Leerschlagposition in eine umlaufende Radialrille 12 am Flugkolben 5 eingerastet ist. Die Masse der aus Stahl bestehenden Stosshülse 10 beträgt 80% der Masse des ebenfalls aus Stahl bestehenden Döppers 8.
  • Nach Fig. 3 sind zwei, innerhalb zweier Axialanschläge 7a, 7b des Führungsrohrs 6 begrenzt axial bewegliche Döpper 8'a, 8'b vorhanden, die beidseitig von aussen koaxial in eine einteilig ausgebildete Stosshülse 10' eingeführt sind und sich an ihren eingeführten Stirnseiten kontaktieren. Jeder Döpper 8'a, 8'b weist einen Aussenradialbund 9' auf. Die einteilige Stosshülse 10 hat einen geringfügig kleineren Aussendurchmesser A bezüglich des Innendurchmessers I des Führungsrohres 6. Das Führungsrohr 6 weist ein Fangelement 11 in Form eines federnden O-Ringes für den Flugkolben 5 auf, der in der dargestellten Leerschlagposition in eine umlaufende Radialrille 12 am Flugkolben 5 eingerastet ist. Die Masse der aus Stahl bestehenden Stosshülse 10' beträgt 120% der Masse jedes ebenfalls aus Stahl bestehenden Döppers 8'a, 8'b.

Claims (5)

  1. Handwerkzeugmaschine mit einem pneumatischen Schlagwerk (2) mit einem durch eine Luftfeder (3) angetriebenen Flugkolben (5), welcher auf zumindest einen in einem Führungsrohr (6) geführten sowie über zwei Axialanschläge (7a, 7b) begrenzt axial beweglichen Döpper (8, 8'a, 8'b) schlägt, dadurch gekennzeichnet, dass durch den zumindest einen Döpper (8, 8'a, 8'b) zwei axial beabstandete Aussenradialbünde (9a, 9b, 9') ausgebildet sind, zwischen denen axial eine den zumindest einen Döpper (8, 8'a, 8'b) koaxial aussen umfassende Stosshülse (10, 10') angeordnet und axial begrenzt frei beweglich geführt ist, deren Aussendurchmesser (A) kleiner als der Innendurchmesser (I) des Führungsrohres (6) ist.
  2. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsrohr (6) in einer Leerschlagposition ein Fangelement (11) für den Flugkolben (5) auf weist.
  3. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stosshülse (10) tangential zweiteilig ausgebildet ist.
  4. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwei, mit je einem Aussenradialbund (9') ausgebildete, Döpper (8'a, 8'b) vorhanden und jeweils stirnseitig koaxial in die Stosshülse (10') eingeführt sind.
  5. Handwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse der Stosshülse (10, 10') im Bereich von 80% bis 120% der Masse eines Döppers (8, 8'a, 8'b) liegt.
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