EP1957240B1

EP1957240B1 - Bohrhammer mit drei betriebsarten

Info

Publication number: EP1957240B1
Application number: EP06793789.6A
Authority: EP
Inventors: Achim Duesselberg; Andre Ullrich; Helmut Heinzelmann; Thomas Bernhardt; Michael Weiss; Tobias Herr
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2005-11-25
Filing date: 2006-09-25
Publication date: 2018-04-11
Anticipated expiration: 2026-09-25
Also published as: JP2009517227A; US20080169111A1; DE102005056205A1; WO2007060043A1; EP1957240A1; CN101312807B; DE102005056205A9; US8281872B2; CN101312807A

Description

Stand der Technik

Die vorliegende Anmeldung geht aus von einem Bohrhammer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der Patentanmeldung JP 9-272005 ist ein Bohrhammer mit einem Umschaltmechanismus für die drei Betriebsarten Bohren, Meisseln und Hammerbohren bekannt. Der Bohrhammer hat einen Elektromotor, der über ein Motorritzel mit einem Antriebsritzel einer Zwischenwelle kämmt. Das Antriebsritzel sitzt drehfest auf der Zwischenwelle und überträgt die Drehbewegung des Motors auf die Zwischenwelle. Weiterhin sitzt drehfest etwa mittig auf der Zwischenwelle eine Mitnahmezahnwelle. Auf der Zwischenwelle, an der ersten Seite der Mitnahmezahnwelle axial benachbart, sitzt drehbar und dreharretierbar ein Antriebslager für ein Hammerschlagwerk. Mit diesem ist die Rotation der Zwischenwelle in eine axiale Schlagbewegung der Abtriebswelle des Bohrhammers umwandelbar. Das Antriebslager ist mit einer axial gegen eine Feder verschiebbaren Hülse ständig formschlüssig gekuppelt, wobei die Hülse in einer Verschiebe-Endposition mit der Mitnahmezahnwelle gekuppelt ist, so dass dadurch auch die Mitnahmezahnwelle und das Antriebslager formschlüssig miteinander im Eingriff stehen.
Auf der Zwischenwelle, an der zweiten Seite der Mitnahmezahnwelle sitzt axial benachbart, drehbar und gegen eine Feder axialverschiebbar ein Schiebezahnrad. Dieses ist zugleich ständig mit einem achsparallel, drehfest auf dem Hammerrohr sitzenden Abtriebszahnrad im Zahneingriff und dabei auch gegenüber diesem axial verschiebbar. In einer ersten axialen, der Mitnahmezahnwelle nahen Endposition ist das Schiebezahnrad mit einer axial vorspringenden Verzahnung mit einer entsprechenden Gegenverzahnung der Mitnahmezahnwelle federvorgespannt gekuppelt. Dabei überträgt das Schiebezahnrad die Rotation der Mitnahmezahnwelle bzw. die der Zwischenwelle auf das Hammerrohr bzw. auf ein daran befestigtes Einsatzwerkzeug für die Betriebsarten Bohren oder Hammerbohren.
In einer zweiten axialen, der Mitnahmezahnwelle ferneren Endposition ist das Schiebezahnrad axial aus der Kuppelposition mit der Mitnahmezahnwelle gelöst, indem es entgegen der Federspannkraft verschoben und damit drehantriebsfrei ist. Diese Schaltposition ist für die Betriebsart Meißeln vorgesehen.
Das Schiebezahnrad hat den Nachteil, dass wegen der axialen Aneinanderreihung von Funktionselementen bzw. Verzahnungen für diesen Aufbau eine erhöhte Baulänge und damit höheres Bauvolumen und Baumasse erforderlich ist. Zudem sind die ineinander greifenden Laufverzahnungen des Schiebezahnrades und des Hammerrohr-Zahnrades durch das Verschieben beim Umschalten der Betriebsart höher beansprucht, als übliche Laufverzahnungen, so dass ihre Lebensdauer verringert ist. Darüber hinaus muss die Schaltnabe und/oder das Schiebezahnrad durch die Schaltmittel stets gegen die Vorspannkraft der Federn in seinen Schaltpositionen gehalten werden, so dass durch ständiges axiales Abstützen der feststehenden Schaltmittel an der rotierenden Schaltnabe und dem Schiebezahnrad sowie durch axiales Abstützen der vorgespannten Federn an diesen Teilen eine erhöhte Reibung vorliegt, die zu entsprechender Wärmeentwicklung, Verschleiß und Minderung des Getriebewirkungsgrades führt. Die JP-H-09-070771-A offenbart einen Bohrhammer mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Offenbarung der Erfindung

Die Erfindung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass das Getriebe leichter umschaltbar ist und der Bohrhammer dabei robuster, kürzer bzw. kompakter und leichter ist. Die höhere Robustheit des Getriebes ergibt sich, weil sie ohne axiale Verschiebung ineinander greifender Laufverzahnungen auskommt. Damit ist ein Bohrhammer geschaffen, der einfach und kostengünstig aufgebaut ist und dessen Wirkungsgrad durch die Getriebe-Schaltmechanik nicht beeinträchtigt wird. Dadurch, dass die erste Schaltnabe ein Zahnnabenprofil hat, das verschiebbar und drehmitnehmend zu der jeweils mit einem Zahnwellenprofil versehenen Mitnahmezahnwelle und dem Abtriebszahnrad passt, ist der Rotationsantrieb der Abtriebswelle einfach schaltbar. 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 die zweite Schaltnabe ein Zahnnabenprofil hat, das verschiebbar und drehmitnehmend zu der jeweils mit einem Zahnwellenprofil versehenen Mitnahmezahnwelle und dem Taumelzahnrad passt, ist der Antrieb des Schlagwerks besonders einfach schaltbar.
Dadurch, dass der Durchmesser und das Zahnprofil der Mitnahmezahnwelle mit denen des benachbarten Taumelzahnrades und zumindest einem Teilbereich des Abtriebszahnrades übereinstimmen, sind die Einzelteile aufgrund der gleichen Verzahnung kostengünstig herstellbar.
Dadurch, dass die Schaltnaben ca. 10 mm breit ist und damit etwa halb so breit wie die Mitnahmezahnwelle ist, ist bei kompakter Bauweise des Getriebes ein nur ein etwa 5 mm kurzer Schaltweg zum Wechsel der Schaltposition nötig.
Dadurch, dass die beiden Schaltnaben in einer Mittenstellung zur Mitnahmezahnwelle beidseitig um etwa gleiche Länge über dieses überstehen und dabei gleichzeitig mit den benachbarten Zahnrädern, dem Taumel- und dem Abtriebszahnrad, im Eingriff sind, ist die Schaltposition zum Hammerbohren einfach einstellbar.
Dadurch, dass die Schaltnaben das Mitnahmezahnrad drehfest und axial verschieblich umgreifen und darauf wahlweise axial nach beiden Seiten über die benachbarten Zahnräder in diese formschlüssig eingreifend verschiebbar sind, so dass sie - in der Mittenstellung - entweder gleichzeitig mit dem Taumelzahnrad und dem Abtriebszahnrad in Eingriff stehen oder in einer von zwei seitlichen Verschiebepositionen entweder allein mit dem Taumel- oder allein mit dem Abtriebszahnrad kämmen, ist ein einfaches Umschalten der Betriebsarten des Bohrhammers zwischen Hammerbohren, Meißeln und Bohren möglich.
Dadurch, dass die, insbesondere aus Sintermetall bestehenden Schaltnaben, einen ringnutartigen Schlitz auf ihrem Außenumfang zum Eingriff einer als Schaltmittel dienenden Schaltgabel haben, sind einfache Schaltmittel zum Schalten des Getriebes einsetzbar. Dadurch, dass die Schaltgabeln - außer bei Schaltvorgängen - kraftfrei und damit reibungsarm in den Schlitz der Schaltnaben eingreifen, sind die Reibungsverluste gering und der Wirkungsgrad des Bohrhammers verbessert.
Dadurch, dass alle Zähne des Zahnwellenprofils des Taumel- und des Abtriebszahnrades auf ihrer der Mitnahmezahnwelle zugewandten Seite jeweils eine partielle Zahnbreitenverringerung von etwa 1 bis 2 mm haben, die zu einer partiellen Verbreiterung der Zahnlücken des Zahnwellenprofils führt, die als Synchronisierungsausnehmungen dienen - ist ein leichteres Umschalten und Eintreten der Zahnnabenzähne der Schaltnaben in die Zahnlücken der Zahnwellenprofile möglich.
Dadurch, dass alle Zähne der Schaltnaben jeweils auf der der eiden Stirnseiten 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 Zahnprofil hat, mit dem es, insbesondere in der Schaltstellung der reinen Hubbewegung des Getriebes, in Eingriff mit dem Zahnprofil des Abtriebszahnrades bringbar ist und dieses dabei arretiert, ist mit einem einzigen, einfachen Maschinenelement ein Umschalten des Getriebes in die Betriebsart Meißeln, d.h. mit reiner Hubbewegung des Getriebes möglich, wobei zugleich die Abtriebswelle drehfest arretiert ist.
Dadurch, dass eine als Schenkelfeder ausgestaltete Schaltfeder mit zwei Schaltschenkeln als Schaltmittel dient, die unabhängig voneinander in mehrere Schaltpositionen einstellbar sind und dabei Schaltbleche mitnehmen, ist eine einfache und robuste Schaltmechanik geschaffen..
Dadurch, dass die Schaltbleche formschlüssig in den Umfang der Schaltnaben greifen und diese mittels der Schaltschenkel kraftfrei in ihrer jeweiligen Schaltposition halten, ist ein besonders reibungsarm arbeitendes, langlebiges Getriebe mit hohem Wirkungsgrad geschaffen.

Zeichnung

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels mit zugehöriger Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen

Figur 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Bohrhammers mit geöffnetem Gehäuse
Figur 2 eine räumliche Ansicht der Zwischenwelle mit Mitnahmezahnwelle
Figur 3 eine räumliche Ansicht der Zwischenwelle mit Getriebeteilen und Umschaltmechanik in der Schaltposition Hammerbohren
Figur 4 die Ansicht gemäß Figur 3 in der Schaltposition Bohren
Figur 5 die Ansicht gemäß Figur 3 in der Schaltposition Meisseln
Figur 6 einen vergrößerten Ausschnitt aus Figur 3 mit Ansicht der Mitnahmezahnwelle
Figur 7 eine Ansicht einer der zwei Schaltnaben zum Schalten der Betriebsarten
Figur 8 eine Ansicht der Umschaltmechanik mit Schaltblechen
Figur 9 eine Ansicht des Schaltknopfes mit Schenkelfeder
Figur 10 eine räumliche Ansicht der Umschaltmechanik mit Schaltnaben, Schaltblechen und Abtriebszahnrad
Figur 11 das Schaltblech zum Schalten der Rotation als Einzelheit und
Figur 12 das Getriebe gemäß Figur 3 in einer definierten Zwischen-Schaltstellung zum Drehpositionieren eines Meißels für die danach einzustellende Betriebsart Meißeln.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die Figur 1 zeigt einen Bohrhammer 10 mit einem Gehäuse 12, das aus zwei Halbschalen 13, 14 aus Kunststoff mit einer senkrechten Trennfuge besteht, bei abgenommener oberer Halbschale 14. Sichtbar ist daher die unteren Halbschale 13 mit einliegenden Funktionsteilen.
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 zum 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 eine Mitnahmezahnwelle 32 drehfest, insbesondere aufgepreßt, gelagert. Die Mitnahmezahnwelle 32 besteht vorzugsweise aus Sintermaterial und hat die Form einer hohlen Zahnwelle, deren Profil 31 sich über ihre gesamte Außenlänge erstreckt. An die Mitnahmezahnwelle 32 schließt sich axial benachbart ein Abtriebszahnrad 35 an, das durch ein nicht näher bezeichnetes Nadellager drehbar auf der Zwischenwelle 28 gelagert ist.
Das Abtriebszahnrad 35 hat zwei unterschiedliche Verzahnungen 66, 68. Von diesen ist die erste 66 benachbart zur Mitnahmezahnwelle 32 angeordnet und hat die gleiche Zahnwellengeometrie wie diese. Die zweite Verzahnung 68 ist eine Laufverzahnung mit der gleichen Zahngeometrie wie ein mit dieser im Eingriff stehendes, achsparalleles Antriebszahnrad 48 der Abtriebswelle 46. Die das Abtriebszahnrad 35 tragende Zwischenwelle 28 ist mit einem am äußerem Ende, benachbart zur zweiten Verzahnung 68 sitzenden Wälzlager 45 im Gehäuse 12 drehbar gelagert und axial gesichert.
Auf der ersten Verzahnung 66 des Abtriebszahnrades 35 sitzt formschlüssig übergreifend, axial verschiebbar eine erste Schaltnabe 34. Gleichermaßen sitzt auf dem Taumelzahnrad 38 formschlüssig übergreifend, axial verschiebbar eine zweite Schaltnabe 134.
Die erste Schaltnabe 34 übergreift in einer ersten axialen Schaltposition allein die erste Verzahnung 66 (Fig. 5) und in einer zweiten axialen Schaltposition (Fig. 3, 4) sowohl die erste Verzahnung 66 als auch das Zahnwellenprofil 31 der Mitnahmezahnwelle 32. Damit ist in der zweiten Schaltposition das Abtriebszahnrad 35 drehfest mit der Mitnahmezahnwelle 32 gekuppelt, während es in der ersten Schaltposition von dieser gelöst ist. Folglich wird in der ersten Schaltposition (Fig. 5) - im Gegensatz zur zweiten Schaltposition - die immer bei drehender Motorwelle 24 vorliegende Rotation der Zwischenwelle 28 nicht auf die Abtriebwelle 46 übertragen. Die Abtriebswelle 46 steht dann bei eingeschaltetem Motor 15 für die Betriebsart Meisseln still.
Zum Meisseln muss zudem eine zweite Schaltnabe 134 von ihrer ersten Schaltposition (Fig. 4), in der sie allein das Taumelzahnrad 38 übergreift in ihre zweite Schaltposition (Fig. 3, 5) verschoben werden. In ihrer zweiten Schaltposition übergreift die Schalthülse 134 sowohl das Taumelzahnrad 38 als auch die Mitnahmezahnwelle 32 und kuppelt diese miteinander. Dadurch wird die Drehbewegung des Motors 16 in eine Hubbewegung des Schlagwerks 36 umgewandelt. Diese ist sowohl für die Betriebsart Meißeln (Fig. 5) als auch für die Betriebsart Hammerbohren (Fig. 3) erforderlich. Durch Schalten der zweiten Schaltnabe 134 kann also nur das Schlagwerk 36 aktiviert oder deaktiviert werden, ohne dass damit die Rotation der Abtriebswelle 46 einstellbar ist.
In der Betriebsart Bohren befindet sich die erste Schaltnabe 34 im Eingriff mit der Mitnahmezahnwelle 32, also in ihrer zweiten Schaltposition (Fig. 3, 4). Bei Drehen des Motors 16 rotiert mit diesem die Abtriebswelle 46. Dabei muss die zweite Schaltnabe 134 außer Eingriff mit der Mitnahmezahnwelle 32 sein, also in ihrer ersten Schaltposition, in der das Schlagwerk 36 abgeschaltet ist.
In der Betriebsart Hammerbohren (Fig. 3) befinden sich beide Schaltnaben 34, 134 im kuppelnden Eingriff sowohl mit der Mitnahmezahnwelle 32 als auch mit dem Taumelzahnrad 38 bzw. der Verzahnung 66 des Abtriebszahnrads 35. Dabei erfolgen die Drehmitnahme der Abtriebswelle 46 und Antrieb des Schlagwerks 36.
Die beiden Schaltnaben 34, 134 bilden mit zugehörigen Schaltblechen 54, 154, einer mit den Schaltblechen 54, 154 gekuppelten Schaltfeder 76 und einem die Schaltfeder 76 betätigenden Schaltnocken die Schaltelemente zum Einstellen der drei Betriebsarten Hammerbohren, Bohren und Meißeln.
Anschließend an den Taumelfinger 42 setzt sich achsparallel zur Zwischenwelle 28 das Schlagwerk 36 mit einem Schlagelement 44 fort. Diese überträgt Schlagenergie, die über die Rotation der Taumelscheibe 40 in eine translatorische Bewegung des Taumelfingers 42 umgewandelt wird, auf ein nicht näher bezeichnetes Schlagteil im Inneren der Abtriebswelle 46. Dieses überträgt die Schlagenergie auf einen in einem Bohrfutter 50 gehaltenen, nicht dargestellten Bohrer oder Meißel.
Beide bei Betrieb des Bohrhammers 10 rotierenden Schaltnaben 34, 134 tragen auf ihrem Umfang je einen ringnutartigen Schlitz 33 zum Eingriff je einer drehfest angeordneten Schaltgabel 52, 152. Die zwei Schaltgabeln 52, 152 werden aus je einem u-förmig gebogenen, einstückigen Schaltblech 54, 154 (Fig. 8, 10, 11) mit U-Schenkeln 94, 194, 96, 196 gebildet. Der erste U-Schenkel 94, 194 bildet dabei jeweils mit einer halbkreisförmigen Ausnehmung 57, 157 eine Schaltgabel 52, 152. Die U-Schenkel 94, 194 und 96, 196 haben je eine fluchtende Bohrung 53 zum gleitenden Durchtritt einer Führungsstange 51.
Der zweite U-Schenkel 96 des ersten Schaltblechs 54 hat in einer halbkreisförmigen Ausnehmung ein Zahnprofil 55 und bildet eine Arretiergabel 56 zum arretierenden Eingriff in die Laufverzahnung 68 des Abtriebszahnrades 35. Dieser Eingriff ist in einer bestimmten Axialposition der Schaltgabel 152 vorgesehen. Dabei wird das Abtriebszahnrad 35 durch die entsprechende Position der Schaltnabe 34 zugleich von deren Drehmitnahme entkoppelt. In dieser Position ist also auch die Abtriebswelle 46 drehfest arretiert.
In einer definierten Zwischenstellung beim Schalten vom Hammerbohren auf Meißelbetrieb kurz vor Eingriff der Arretiergabel 56 in die Laufverzahnung 68 ist das Abtriebszahnrad 35 und damit die Abtriebswelle 46 mit dem Bohrfutter und einem eingesetzten Meißel noch frei drehbar. Dabei kann das Bohrfutter 50 bzw. der Meißel von Hand in eine gewünschte Arbeitsposition gedreht werden. Dabei rastet die Arretiergabel 56 noch nicht in die Verzahnung 68 des Abtriebszahnrads 35 ein, weil das Schaltblech 54 noch nicht in die axiale Eingriffsposition verschoben ist. Dies geschieht erst nach dem Weiterschalten in die Schaltposition Meißeln. Dort wird die gewählte Drehposition des Meißels über die Dreharretierung der Abtriebswelle 46 mittels der Arretiergabel 56 fixiert. Damit ist eine drehfeste Verriegelung des Meißels relativ zum Gehäuse 12 erreicht.
Die Schaltbleche 54, 154 sind achsparallel zur Zwischenwelle 28 über eine Führungsstange 51 elastisch längs verschiebbar gelagert, die dazu jeweils die U-Schenkel der Schaltbleche 54, 154 durch die Bohrungen 53 quer durchtritt. Zum Verschieben der Schaltbleche 54, 154 auf der Führungsstange 51 parallel zur Zwischenwelle 28 dient ein drehbetätigbarer Schaltknopf 59 mit einem Exzenternocken 74, der zwischen zwei Schaltschenkeln 78 einer Schaltfeder 76 zentriert gehalten wird. Dazu greift je ein abgewinkeltes freies Ende 92 der Schaltschenkel 78 in je eine kulissenförmige Ausnehmung 90 des zugeordneten Schaltblechs 54, 154.
Bei Drehen des Schaltknopfes 59 gemäß einem Drehrichtungspfeil 71 werden mittels dem Exzenternocken 74 je nach Drehrichtung je einer der zwei Schaltschenkel 78 geschwenkt und verschiebt dabei eines der Schaltbleche 54, 154 linear entlang der Führungsstange 51. Dabei umgreifen die Schaltschenkel 78 den als Schaltorgan dienenden Exzenternocken 74 des Schaltknopfs 59 und halten ihn in seiner die Betriebsart Hammerbohren definierenden Mittenpositon überrastend zentrierend fest. Die Positionierung und Lagesicherung der Schaltnaben 34, 134 in ihren Schaltpositionen erfolgt ausschließlich über den Formschluß zwischen den Schlitzen 33, 133 und den darin eingreifenden Schaltgabeln 52, 152 und macht vorgespannte Federelemente überflüssig. Dadurch werden bei Betrieb des Bohrhammers 10 Reibungsverluste vermieden und damit bleiben die Schaltnaben 34, 134 in allen drei Schaltpositionen ohne axiale Kraftbeaufschlagung fixiert, was zu verringertem Verschleiß und höherer Lebensdauer der Schaltelemente führt.
Wenn beim axialen Verschieben der Schaltnaben 34, 134 deren Zähne 69 mit den Zähnen 131 des korrespondierenden Zahnwellenprofils 31 der Mitnahmezahnwelle 32 stirnseitig aufeinander treffen, wird das Umschalten durch Schaltsynchronisationsmittel erleichtert. Dazu dienen auf beiden Stirnseiten der Mitnahmezahnwelle 32 jeweils partielle Zahnbreitenverringerungen 62, 64 von etwa 2/3 der Zahnbreite auf einer Zahnlänge von etwa 1 bis 2 mm. Die Zahnbreitenverringerung führt zu einer partiellen Verbreiterung der Zahnlücken des Zahnwellenprofils 31 und erleichtert das Eintreten der Zähne 69 der Schaltnaben 34, 134 in die Zahnlücken zwischen den Zähnen 37 der Mitnahmezahnwelle 32. Zur weiteren Verbesserung der Synchronisierung der Schaltung des Bohrhammergetriebes 26 können die Zähne 69 der Schaltnaben 34, 134 jeweils auf der der Mitnahmezahnwelle 32 zugewandten Stirnseite eine partielle Zahnbreitenverringerung 70 von etwa 1 bis 2 mm haben. Dies erleichtert das Eintreten der Zähne 37 der Mitnahmezahnwelle 32 zwischen die Zahnlücken der Zähne 69 der Schaltnaben 34, 134. Die Funktion partieller Zahnbreitenverringerungen kann auch durch stirnseitige Anspitzungen der Zähne 69 und 37 erreicht werden.
Der Schaltweg der Schaltbleche 54, 154 bzw. der Schaltnaben 34, 134 in bzw. aus ihrer jeweiligen Schaltposition der jeweiligen Betriebsart beträgt je etwa 5 mm Verschiebeweg. Der Verdrehwinkel des Schaltknopfes 59 nach rechts oder nach links ist etwa 90° und damit komfortabel kurz.
Die in Figur 2 gezeigte Ansicht der Zwischenwelle 28 verdeutlicht die dazu vorliegenden, entsprechenden Erläuterungen aus Figur 1.
Die in den Figuren 3, 4, 5 dargestellte räumliche Ansicht des Getriebes 26 des Bohrhammers 10 zeigt im Detail die Darstellung und Beschreibung zu Figur 1 in der Betriebsart Hammerbohren, Bohren und Meißeln.
Die Ansicht gemäß Figur 6 zeigt in einem vergrößerten Ausschnitt gemäß Figur 3 das Getriebe 26 in der Schaltposition Hammerbohren.
In Figur 7 zeigt eine räumliche Ansicht der Schaltnabe 34 deren zu Figur 1 erläuterte Ausgestaltung mit dem Zahnnabenprofil 69 und dem Schlitz 33.
Figur 8 zeigt eine Ansicht der Umschaltmechanik mit Schaltblechen 54, 154, aus der die Funktion der Schaltfeder 76 mit den Schaltschenkeln 78 in Verbindung mit der Führungsstange 51 hervorgeht. Figur 9 zeigt eine Ansicht des Schaltknopfes 59 mit der Schenkelfeder 76, die sich mit ihren abgewinkelten Schaltschenkeln 78 zentrierend beidseitig von außen am exzentrisch angeordneten, v-förmigen Exzenternocken 74 abstützt. Anhand dieser Figur sind die Bewegungs- und Funktionsabläufe beim Schalten der Betriebsarten besonders einfach zu veranschaulichen. In der dargestellten Mittenposition des Exzenternockens 74 halten die beiden Schaltschenkel 78 die Schaltnaben 34, 134 in der Position für die Betriebsart Hammerbohren gemäß Figur 3, 6, 8, in der das Taumelzahnrad 38 und das Abtriebszahnrad 35 mit der Mitnahmezahnwelle 32 gekuppelt sind und damit das Schlagwerk 36 und die Drehmitnahme der Abtriebswelle 46 eingeschaltet sind.
Wird der Schaltknopf 59 in Betrachtungsrichtung im Uhrzeigersinn gedreht, schwenkt der Exzenternocken 74 den linken Schaltschenkel 78 mit der linken Schaltnabe 34 nach links, wobei der rechte Schaltschenkel 78 und damit die rechte Schaltnabe 134 ihre Position beibehalten. Damit ist die Betriebsart Bohren gemäß Figur 4 eingestellt, in der das Taumelzahnrad 38 von der Mitnahmezahnwelle 32 entkuppelt, also das Schlagwerk 36 ausgeschaltet ist.
Wird der Schaltknopf 59 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, schwenkt der Exzenternocken 74 den rechten Schaltschenkel 78 mit der rechten Schaltnabe 134 nach links, wobei der linke Schaltschenkel 78 und damit die linke Schaltnabe 134 ihre Position beibehalten. Damit ist die Betriebsart Meißeln gemäß Figur 5 eingestellt, in der das Taumelzahnrad 38 mit der Mitnahmezahnwelle 32 gekuppelt ist, also das Schlagwerk 36 eingeschaltet und das Abtriebszahnrad 35 dreharretiert ist, also die Drehmitnahme der Abtriebswelle 46 unterbleibt.
Beim Umschalten der Betriebsarten wird jeweils immer nur einer der beiden Schaltschenkel 78 der Schaltfeder 76 bewegt. Damit beim Schalten eines Schaltschenkels 78 nicht der andere Schaltschenkel 78 betätigt und eine ungewollte Schaltbewegung ausgelöst wird, können sich diese zum Ausführen der Schaltbewegung nur voneinander weg spreizen und nur bis zur Mittenlage, nicht über diese hinaus aufeinander zu bewegen. Dazu stützen sich die Schaltschenkel 78 in der Mittenlage vorgespannt an einem gehäusefesten, schematisch dargestellten Mittenanschlag 80 ab.
Figur 10 zeigt eine räumliche Ansicht des Schaltelemente gemäß Figur 3, 4, 5 von unten bzw. hinten, wobei die Ausgestaltung und Anordnung der Schaltnaben 34, 134, der Schaltbleche 54, 154 und des Abtriebszahnrades 35, insbesondere die Ausgestaltung der Arretiergabel 56 und ihre Zuordnung zur Laufverzahnung 68 in der Position Meißeln besonders deutlich wird.
Figur 11 zeigt das Schaltblech 54 zum Ein- und Ausschalten der Rotation der Abtriebswelle 46 als Einzelheit, bei der die Arretiergabel 56 mit der Gegenverzahnung 55 zur Laufverzahnung 68 deutlich erkennbar ist.
Figur 12 zeigt das Getriebe gemäß Figur 3 in einer zwischen den Endstellungen Meißeln und Hammerbohren befindlichen Zwischen-Schaltstellung zum Drehpositionieren eines Meißels, kurz bevor die Arretiergabel 56 auf ihrem weiteren axialen Verschiebeweg mit ihrer Gegenverzahnung 55 in die Laufverzahnung 68 des Abtriebszahnrads 35 greift und dieses festhält.

Claims

Bohrhammer (10) bestehend aus einem die nachstehend genannten Teile aufnehmenden Gehäuse (12), einem Motor (16) mit Ein- und Ausschalter (18) und mit Motorwelle (22), einem Getriebe (26) mit Zwischenwelle (28), mit Antriebszahnrad (30), mit Mitnahmezahnwelle (32), mit einer ersten Schaltnabe (34) und einer zweiten Schaltnabe (134) und mit einem Abtriebszahnrad (35), einem Schlagwerk (36), mit Taumelscheibe (40) und Taumelzahnrad (38), einer Abtriebswelle (46) mit Antriebszahnrad (48) und einem Bohrfutter (50), wobei der Motor (16) die Zwischenwelle (28) antreibt, die über ihre Mitnahmezahnwelle (32) die Taumelscheibe (40) durch Eingriff bzw. Lösen der zweiten Schaltnabe (134), vorzugsweise durch Verschieben mit Schaltmitteln (52), lösbar drehend mitnimmt und wobei die Rotation der Abtriebswelle (46) mit der Zwischenwelle (28) über gesonderte Kupplungsmittel, unabhängig von der zweiten Schaltnabe (134), ein- bzw. abstellbar ist, wobei zum Einstellen der Rotation der Abtriebswelle (46) die erste Schaltnabe (34) als Kupplungsmittel dient, die die Mitnahmezahnwelle (32) und/oder das Abtriebszahnrad (35) formschlüssig, axial verschieblich, schaltbar umgreift, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schaltnabe (34) ein Zahnnabenprofil (41) aufweist, das axialverschiebbar und drehmitnehmend zu der Mitnahmezahnwelle (32) und dem Abtriebszahnrad (35) passt.
Bohrhammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schaltnabe (134) unabhängig von der ersten Schaltnabe (34) schaltbetätigbar ist.
Bohrhammer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenwelle (28) ein, vorzugsweise glatt-, zylindrisches Teil ist, auf dem das Antriebszahnrad (30) und die, insbesondere aus Sintermetall bestehende, Mitnahmezahnwelle (32) drehfest sitzen, insbesondere aufgepresst, und als Axialsicherung für das frei auf der Zwischenwelle (28) drehbare Taumelzahnrad (38) und das Abtriebszahnrad (35) dienen.
Bohrhammer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schaltnabe (134) ein Zahnnabenprofil (41) hat, das axialverschiebbar und drehmitnehmend zu der Mitnahmezahnwelle (32) und dem Taumelzahnrad (38) passt.
Bohrhammer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser und das Zahnprofil der Mitnahmezahnwelle (32) mit denen des benachbarten Taumelzahnrades (38) und/oder zumindest einem Teilbereich (68) des Abtriebszahnrades (35) übereinstimmen.
Bohrhammer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltnabe (34, 134), vorzugsweise ca. 10 mm breit ist, etwa halb so breit wie die Mitnahmezahnwelle (32) ist.
Bohrhammer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltnaben (34, 134) in einer Mittenstellung je im Eingriff mit ihrem zugeordneten Taumel- (38) und Abtriebszahnrad (35) und zugleich mit der Mitnahmezahnwelle (32) stehen und dabei kuppelnd um jeweils etwa gleiche Länge übergreifen.
Bohrhammer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass seine Schaltnaben (34, 134) das Taumelzahnrad (38) und das Abtriebszahnrad (35) drehfest und axial verschieblich umgreifen und und wahlweise axial über die benachbarte Mitnahmezahnwelle (32) formschlüssig eingreifend verschiebbar sind, so dass sie - in der Mittenstellung - entweder gleichzeitig mit der Mitnahmezahnwelle (32) und dem Taumelzahnrad (38) bzw. der Mitnahmezahnwelle (32) und dem Abtriebszahnrad (35) in Eingriff stehen oder in einer von zwei seitlichen Verschiebepositionen entweder allein mit dem Taumel-(38) oder allein mit dem Abtriebszahnrad (35) kämmen.
Bohrhammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die, insbesondere außen glattzylindrischen und aus Sintermetall bestehenden, Schaltnaben (34, 134) auf ihrem Außenumfang einen ringnutartigen Schlitz (33) zum Eingriff einer als Schaltmittel dienenden Schaltgabel (52) haben.
Bohrhammer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltgabeln (52, 152) - außer bei Schaltvorgängen - kraftfrei, insbesondere schwimmend und damit reibungsarm, in die Schlitze (33, 133) der Schaltnaben (34, 134) eingreifen.
Bohrhammer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass alle Zahnwellenzähne (131) der Mitnahmezahnwelle (32) auf ihrer dem Taumel- (38) und/oder dem Abtriebszahnrad (35) zugewandten Seite jeweils eine partielle Zahnbreitenverringerung (62), insbesondere von etwa 1 bis 2 mm, haben, die zu einer partiellen Verbreiterung der Zahnlücken der Mitnahmezahnwelle (32) führt, die als Synchronisierungsausnehmungen dienen - zum leichteren Umschalten und Eintreten der Zahnnabenzähne der Schaltnaben (34, 134) in die Zahnlücken der Zahnwellenprofile.
Bohrhammer nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass alle Zähne (69) der Schaltnaben (34) jeweils auf ihrer der Mitnahmezahnwelle (32) zugewandten Seite eine partielle Zahnbreitenverringerung (70) von etwa 1 bis 2 mm haben.
Bohrhammer nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Motor (16) und Getriebe (26) ein Zwischenflansch (25) sitzt, in dem ein Ende der Zwischenwelle (28), insbesondere über ein Nadellager, drehbar gelagert ist.
Bohrhammer nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein einstückiges, insbesondere u-förmig gebogenes, Schaltblech (54) als Schaltmittel dient, wobei beide U-Schenkel (94, 96) von einer Führungsstange (51) als Linearführung durchtreten werden, wobei dessen einer U-Schenkel (94) als Schaltgabel (52) dient, insbesondere der andere U-Schenkel (96) eine Arretiergabel (56) bildet.
Bohrhammer nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Arretiergabel (56) ein Zahnprofil (58) trägt mit dem es, insbesondere beim Abschalten der Rotation in der Schaltstellung der reinen Hubbewegung der Abtriebswelle (46), in arretierenden Eingriff mit dem Zahnwellenprofil (68) des Abtriebszahnrades (35) bringbar ist.
Bohrhammer nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Zwischenwelle (28) benachbart zum Antriebszahnrad (30) das Taumelzahnrad (38) drehbar gelagert ist, das die Taumelscheibe (40) mit Taumelfinger (42) trägt und zu dem axial benachbart die Mitnahmezahnwelle (32) drehfest sitzt, an die axial anschließend das Abtriebszahnrad (35) drehbar gelagert und durch ein fest auf dem Ende der Zwischenwelle (28) sitzendes Wälzlager (45) axial gesichert ist.
Bohrhammer nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Schaltblech (54, 154) angeordnet ist, das formschlüssig in den Umfang der Schaltnabe (34, 134) greift und im wesentlichen parallel zur Zwischenwelle (28) verschiebbar ist.
Bohrhammer nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltbleche (54, 154) über elastische Mittel verschiebbar sind, so dass ein Schaltbetätigungsmittel (59) seine gewählte Schaltposition einnehmen kann, in die die Schaltnaben (34, 134) selbsttätig schaltsynchronisierend folgen.
Bohrhammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dass die Kupplungsmittel und Schaltmittel (52, 152) in den eingestellten Schaltpositionen - kraftfrei, insbesondere schwimmend und damit reibungsarm, miteinander korrespondieren.
Bohrhammer nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass eine als Schenkelfeder ausgestaltete Schaltfeder (76) mit zwei Schaltschenkeln (78) als Schaltmittel (52) dient, die unabhängig voneinander in mehrere Schaltpositionen einstellbar sind und dabei, insbesondere geradverschieblich, Schaltbleche (54, 154) mitnehmen.
Bohrhammer nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltbleche (54, 154) formschlüssig in den Umfang der Schaltnaben (34, 134) greifen und diese mittels der Schaltschenkel (78) kraftfrei in ihrer jeweiligen Schaltposition halten.