EP2646201B1

EP2646201B1 - Hammerschlagwerk

Info

Publication number: EP2646201B1
Application number: EP11768040.5A
Authority: EP
Inventors: Joachim Hecht; Martin Kraus
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-11-29
Filing date: 2011-10-14
Publication date: 2014-08-06
Anticipated expiration: 2031-10-14
Also published as: WO2012072327A1; US9636814B2; US20130319709A1; DE102010062094A1; CN103221184A; EP2646201A1

Description

Stand der Technik

Es sind Handwerkzeugmaschinen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 mit einer Schlagerzeugungseinheit bekannt, bei denen ein Schläger in einem Hammerrohr bewegbar gelagert ist. Eine Zwischenwelle treibt eine Schlagerzeugungseinheit und über eine Stirnradgetriebestufe das Hammerrohr mit einer niedrigeren Drehzahl an. Ein solches Gerät ist aus der DE 36 11 890 A1 bekannt.

Offenbarung der Erfindung

Es wird ein Hammerschlagwerk mit den Merkmalen des Anspruchs 1 mit zumindest einer Schlagerzeugungseinheit und einer Werkzeugfutterantriebswelle, vorgeschlagen, wobei die Schlagerzeugungseinheit eine Stirnradgetriebestufe aufweist, die dazu vorgesehen ist, eine Drehzahl der Werkzeugfutterantriebswelle in eine höhere Drehzahl zur Schlagerzeugung zu übersetzen. Unter einer "Schlagerzeugungseinheit" soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, eine Rotationsbewegung in eine für einen Bohr- und Schlagbohrbetrieb geeignete, insbesondere translatorische, Schlagbewegung eines Schlägers des Hammerschlagwerks zu übersetzen. Insbesondere ist die Schlagerzeugungseinheit als eine, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Schlagerzeugungseinheit, bevorzugt jedoch als eine pneumatische Schlagerzeugungseinheit und/oder besonders bevorzugt als eine Schlagerzeugungseinheit mit einem Kipphebel, ausgebildet. Unter einem "Kipphebel" soll insbesondere ein Mittel verstanden werden, das um eine Schwenkachse bewegbar gelagert ist und das dazu vorgesehen ist, eine an einem ersten Koppelbereich aufgenommene Leistung an einen zweiten Koppelbereich abzugeben. Unter einer "Werkzeugfutterantriebswelle" soll insbesondere eine Welle verstanden werden, die bei einem Bohr- und/oder Schlagbohrbetrieb eine Drehbewegung von einem Getriebe, insbesondere einem Planetengetriebe, in Richtung eines Werkzeugfutters überträgt. Vorteilhaft ist die Werkzeugfutterantriebswelle zumindest teilweise als eine Vollwelle ausgebildet. Vorzugsweise erstreckt sich die Werkzeugfutterantriebswelle in Schlagrichtung über wenigstens 40 mm. Vorzugsweise weisen die Werkzeugfutterantriebswelle und das Werkzeugfutter bei einem Bohr- und/oder Schlagbohrbetrieb, insbesondere stets, eine gleiche Drehzahl auf, das heißt, insbesondere ein Antriebsstrang zwischen der Werkzeugfutterantriebswelle und dem Werkzeugfutter ist frei von einem Getriebe. Unter einer "Schlagrichtung" soll insbesondere eine Richtung verstanden werden, die parallel zu einer Rotationsachse des Werkzeugfutters verläuft und die von dem Schläger in Richtung auf das Werkzeugfutter gerichtet ist. Vorzugsweise ist die Schlagrichtung parallel zu einer Rotationsachse der Werkzeugfutterantriebswelle ausgerichtet. Unter einer "Stirnradgetriebestufe" soll insbesondere eine Anordnung von insbesondere zwei ineinander eingreifenden Zahnrädern verstanden werden, die um parallele Achsen drehbar gelagert sind. Vorzugsweise weisen die Zahnräder auf einer von ihrer Achse abgewandten Fläche eine Verzahnung auf. Unter "vorgesehen" soll insbesondere speziell ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Insbesondere soll unter einer "Drehzahl zur Schlagerzeugung" eine Drehzahl eines, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Antriebsmittels der Schlagerzeugungseinheit verstanden werden, das eine Drehbewegung in eine Linearbewegung übersetzt. Vorzugsweise ist das Antriebsmittel der Schlagerzeugungseinheit als ein Taumellager oder besonders bevorzugt als ein Exzenterelement ausgebildet. Unter "übersetzen" soll hier verstanden werden, dass sich die Drehzahl der Werkzeugfutterantriebswelle und die Drehzahl zur Schlagerzeugung unterscheiden. Vorzugsweise ist die Drehzahl zur Schlagerzeugung größer, vorteilhaft wenigstens doppelt so groß wie die Drehzahl der Werkzeugfutterantriebswelle. Besonders bevorzugt ist ein Übersetzungsverhältnis von der Drehzahl zur Schlagerzeugung zu der Drehzahl der Werkzeugfutterantriebswelle unganzzahlig. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Hammerschlagwerks kann konstruktiv einfach und platzsparend ein besonders vorteilhaftes Verhältnis zwischen Drehzahl und Schlagzahl eines Einsatzwerkzeugs erreicht werden kann.
In einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Schlagerzeugungseinheit eine Schlagwerkwelle aufweist, deren Rotationsachse in radialer Richtung neben der Werkzeugfutterantriebswelle angeordnet ist, wodurch eine besonders effektive und vibrationsarme Schlagerzeugung erreicht werden kann. Insbesondere kann konstruktiv einfach eine besonders vorteilhafte Hebelwirkung des Kipphebels erreicht werden. Unter einer "Schlagwerkwelle" soll insbesondere eine Welle verstanden werden, die zumindest einen Teil des Antriebsmittels der Schlagerzeugungseinheit um eine Achse drehbar befestigt. Vorzugsweise gibt die Schlagwerkwelle zumindest bei einem Schlagbohrbetrieb nur an das Antriebsmittel eine Leistung ab, die zumindest teilweise auf ein Werkstück wirkt. Insbesondere gibt die Schlagwerkwelle keine Leistung an das Werkzeugfutter ab, die das Werkzeugfutter drehend antreibt. Insbesondere soll unter der Wendung "in radialer Richtung neben der Werkzeugfutterantriebswelle angeordnet" verstanden werden, dass die Werkzeugfutterantriebswelle und die Schlagwerkwelle um zwei verschiede, insbesondere zueinander parallele angeordnete, Rotationsachsen drehbar gelagert sind. Vorzugsweise schneidet zumindest eine Ebene, die senkrecht zu den Rotationsachsen ausgerichtet ist, die Werkzeugfutterantriebswelle und die Schlagwerkwelle.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Schlagerzeugungseinheit zumindest ein Lager aufweist, das dazu vorgesehen ist, die Schlagwerkwelle axial fixiert zu lagern, wodurch ein besonders geringer konstruktiver Aufwand erreicht werden kann. Unter einem "Lager" soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Mittel verstanden werden, das dazu vorgesehen ist, die Schlagerzeugungseinheit um eine Drehachse relativ zu einem Gehäuse drehbar zu befestigen. Insbesondere soll unter der Wendung "axial fixiert" verstanden werden, dass das Lager die Schlagwerkwelle relativ zu dem Gehäuse in einer Richtung parallel zu der Drehachse unbewegbar lagert.
In einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Schlagerzeugungseinheit einen Schläger aufweist, den die Werkzeugfutterantriebswelle in zumindest einem Betriebszustand in Schlagrichtung bewegbar lagert, wodurch ein geringes Gewicht und eine geringe Baugröße möglich sind. Insbesondere soll unter dem Begriff "Schläger" ein Mittel des Hammerschlagwerks verstanden werden, das dazu vorgesehen ist, bei einem Betrieb durch die Schlagerzeugungseinheit insbesondere translatorisch beschleunigt zu werden und einen bei der Beschleunigung aufgenommenen Impuls als Schlagimpuls in Richtung eines Einsatzwerkzeugs abzugeben. Vorzugsweise ist der Schläger durch einen Luftdruck oder vorteilhaft durch den Kipphebel in Schlagrichtung beschleunigbar gelagert. Vorzugsweise ist der Schläger unmittelbar vor einem Schlag unbeschleunigt. Der Schläger gibt bevorzugt bei einem Schlag einen Schlagimpuls in Richtung des Einsatzwerkzeugs, insbesondere über einen Döpper, an das Einsatzwerkzeug ab. Insbesondere soll unter der Wendung "bewegbar lagern" verstanden werden, dass die Werkzeugfutterantriebswelle eine Lagerfläche aufweist, die in zumindest einem Betriebszustand Lagerkräfte senkrecht zu der Schlagrichtung auf den Schläger überträgt.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Werkzeugfutterantriebswelle den Schläger zumindest teilweise durchdringt, wodurch eine Werkzeugfutterantriebswelle mit einer besonders geringen Masse und einem geringen Bauraumbedarf bereitgestellt werden kann. Insbesondere soll unter der Wendung "zumindest teilweise durchdringen" verstanden werden, dass der Schläger die Werkzeugfutterantriebswelle auf zumindest einer Ebene, die vorteilhaft senkrecht zu der Schlagrichtung ausgerichtet ist, um mehr als 270 Grad, vorteilhaft um 360 Grad, umschließt. Vorzugsweise ist der Schläger in einer Richtung senkrecht zu der Rotationsachse der Werkzeugfutterantriebswelle formschlüssig an der Werkzeugfutterantriebswelle befestigt, das heißt in Richtung der Rotationsachse bewegbar gelagert.
Zudem wird vorgeschlagen, dass das Hammerschlagwerk zumindest ein Lager umfasst, das dazu vorgesehen ist, die Werkzeugfutterantriebswelle axial verschiebbar zu lagern, wodurch eine konstruktiv einfache Schlagwerkabschaltung möglich ist. Unter einem "Lager" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Vorrichtung verstanden werden, die die Werkzeugfutterantriebswelle insbesondere relativ zu dem Gehäuse zumindest um die Rotationsachse bewegbar befestigt. Insbesondere soll unter "axial verschiebbar" verstanden werden, dass das Lager die Werkzeugfutterantriebswelle insbesondere relativ zu dem Gehäuse parallel zu der Schlagrichtung bewegbar befestigt. Vorzugsweise ist eine die Schlagerzeugungseinheit antreibende Verbindung des Koppelmittels der Werkzeugfutterantriebswelle durch eine axiale Verschiebung der Werkzeugfutterantriebswelle lösbar.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass das Hammerschlagwerk ein Planetengetriebe aufweist, das in zumindest einem Betriebszustand die Werkzeugfutterantriebswelle antreibt, wodurch auf kleinem Raum eine vorteilhafte Übersetzung erreicht werden kann. Des Weiteren können konstruktiv einfach eine Drehmomentbegrenzung und mehrere Getriebestufen realisiert werden. Unter einem "Planetengetriebe" soll dabei insbesondere eine Einheit mit zumindest einem Planetenradsatz verstanden werden. Ein Planetenradsatz weist vorzugsweise ein Sonnenrad, ein Hohlrad, einen Planetenradträger und zumindest ein von dem Planetenradträger auf einer Kreisbahn um das Sonnenrad geführtes Planetenrad auf. Vorzugsweise weist das Planetengetriebe wenigstens zwei von dem Bediener wählbare Übersetzungsverhältnisse zwischen einem Eingang und einem Ausgang des Planetengetriebes auf.
Ferner wird vorgeschlagen, dass das Hammerschlagwerk ein Werkzeugfutter und einen Döpper mit einem Koppelmittel aufweist, das zur Übertragung einer Drehbewegung auf das Werkzeugfutter vorgesehen ist, wodurch ein besonders kompaktes Hammerschlagwerk bereitgestellt werden kann. Vorteilhaft überträgt der Döpper eine Drehbewegung der Werkzeugfutterantriebswelle auf das Werkzeugfutter. Insbesondere soll unter dem Begriff "Werkzeugfutter" eine Vorrichtung verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, das Einsatzwerkzeug von einem Bediener insbesondere werkzeuglos lösbar, zumindest drehfest, direkt zu befestigen. Unter einem "Döpper" soll insbesondere ein Element des Hammerschlagwerks verstanden werden, das bei einem Schlagbetrieb den Schlagimpuls von dem Schläger in Richtung des Einsatzwerkzeugs überträgt. Vorzugsweise schlägt der Döpper in zumindest einem Betriebszustand direkt auf das Einsatzwerkzeug. Vorzugsweise verhindert der Döpper ein Eindringen von Staub durch das Werkzeugfutter in das Hammerschlagwerk. Unter einem "Koppelmittel" soll insbesondere ein Mittel verstanden werden, das dazu vorgesehen ist, zumindest durch einen Formschluss eine Bewegung von einem Bauteil auf ein anderes Bauteil zu übertragen. Vorzugsweise ist der Formschluss von dem Bediener im zumindest einem Betriebszustand lösbar ausgebildet. Besonders bevorzugt ist der Formschluss zum Umschalten eines Betriebsmodus lösbar, und zwar vorteilhaft zwischen einem Schraub-, einem Bohr- einem Meißel- und/oder einem Schlagbohrbetrieb. Insbesondere ist das Koppelmittel als eine, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Kopplung, vorteilhaft jedoch eine Klauenkupplung und/oder eine Verzahnung ausgebildet. Vorteilhaft weist das Koppelmittel mehrere Formschlusselemente und einen die Formschlusselemente verbindenden Bereich auf.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Hammerschlagwerk ein Koppelmittel umfasst, das drehfest mit der Werkzeugfutterantriebswelle verbunden ist und das dazu vorgesehen ist, die Schlagerzeugungseinheit anzutreiben, wodurch ein besonders kompaktes und leistungsfähiges Hammerschlagwerk konstruktiv einfach bereitgestellt werden kann. Insbesondere soll unter dem Begriff "drehfest" verstanden werden, dass das Koppelmittel und die Werkzeugfutterantriebswelle zumindest in Umfangsrichtung, vorzugsweise in jeder Richtung, fest miteinander verbunden sind und zwar insbesondere in jedem Betriebszustand. Insbesondere soll unter "antreiben" in diesem Zusammenhang verstanden werden, dass das Koppelmittel eine Bewegungsenergie, insbesondere eine Rotationsenergie, auf zumindest einen Bereich der Schlagerzeugungseinheit überträgt. Vorzugsweise treibt die Schlagerzeugungseinheit mit dieser Energie den Schläger an. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann ein besonders kompaktes und leistungsfähiges Hammerschlagwerk konstruktiv einfach bereitgestellt werden.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass das Hammerschlagwerk eine Schlagerzeugungsabschalteinheit mit einem Sperrelement umfasst, das zumindest bei einem Bohrbetrieb und insbesondere bei einem Schraubbetrieb parallel zu zumindest einer Kraft der Werkzeugfutterantriebswelle auf den Döpper wirkt, wodurch eine vorteilhafte Anordnung eines Bedienelements der Schlagerzeugungsabschalteinheit konstruktiv einfach möglich ist. Insbesondere ist ein ringförmiges Bedienelement, das den Döpper oder die Werkzeugfutterantriebswelle umschließt, einfach realisierbar. Zudem wird mit dieser Ausgestaltung wenig Bauraum benötigt. Unter einer "Schlagerzeugungsabschalteinheit" soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, einem Bediener eine Abschaltung der Schlagerzeugungseinheit für einen Bohr- und/oder Schraubbetrieb zu ermöglichen. Vorzugsweise verhindert die Schlagerzeugungsabschalteinheit ein insbesondere automatisches Einschalten der Schlagerzeugungseinheit bei einem Andrücken des Einsatzwerkzeugs an ein Werkstück in einem Bohr- und/oder Schraubmodus. Bevorzugt bewirkt das Andrücken in einem Meißel- und/oder Schlagbohrmodus eine Axialverschiebung der Werkzeugfutterantriebswelle. Vorteilhaft ist das Sperrelement dazu vorgesehen, eine Axialverschiebung der Werkzeugfutterantriebswelle, des Werkzeugfutters und/oder vorteilhaft des Döppers in dem Bohr- und/oder Schraubmodus zu verhindern. Insbesondere soll unter der Wendung "parallel zu einer Kraft" verstanden werden, dass die Werkzeugfutterantriebswelle und das Sperrelement in zumindest einem Betriebszustand an zwei unterschiedlichen Stellen eine Kraft auf den Döpper bewirken. Alternativ oder zusätzlich könnten die Werkzeugfutterantriebswelle und das Sperrelement in zumindest einem Betriebszustand an zwei unterschiedlichen Stellen eine Kraft auf das Werkzeugfutter ausüben. Vorzugsweise weisen die Kräfte einen in eine gleiche Richtung ausgerichteten Anteil auf, und zwar bevorzugt parallel zu der Rotationsachse der Werkzeugfutterantriebswelle, von der Werkzeugfutterantriebswelle aus in Richtung auf das Werkzeugfutter. Vorzugsweise wirkt das Sperrelement direkt auf den Döpper, besonders bevorzugt jedoch zumindest über ein Werkzeugfutterlager. Vorzugsweise wirkt die Werkzeugfutterantriebswelle direkt auf den Döpper. Bevorzugt überträgt der Döpper eine Drehbewegung von der Werkzeugfutterantriebswelle auf das Werkzeugfutter.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Hammerschlagwerk eine Drehmomentbegrenzungsvorrichtung umfasst, die dazu vorgesehen ist, ein maximal über die Werkzeugfutterantriebswelle übertragbares Drehmoment zu begrenzen, wodurch der Bediener vorteilhaft geschützt ist und das Handwerkzeug komfortabel und effizient zum Schrauben verwendet werden kann. Unter "begrenzen" soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass die Drehmomentbegrenzungsvorrichtung ein Überschreiten des insbesondere von einem Bediener einstellbaren maximalen Drehmoments verhindert. Vorzugsweise öffnet die Drehmomentbegrenzungsvorrichtung eine bei einem Betrieb drehfeste Verbindung zwischen einem Antriebsmotor und dem Werkzeugfutter. Alternativ oder zusätzlich kann die Drehmomentbegrenzungsvorrichtung auf eine Energiezufuhr des Antriebsmotors einwirken.
Des Weiteren wird ein Handwerkzeug mit einem erfindungsgemäßen Hammerschlagwerk vorgeschlagen. Unter einem "Handwerkzeug" soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein, dem Fachmann als sinnvoll erscheinendes Handwerkzeug, vorzugsweise jedoch eine Bohrmaschine, ein Bohrhammer, ein Bohrschrauber, ein Bohrmeißel und/oder ein Schlaghammer verstanden werden. Vorzugsweise ist das Handwerkzeug als ein Akkuhandwerkzeug ausgebildet, das heißt insbesondere, das Handwerkzeug weist ein Koppelmittel auf, das dazu vorgesehen ist, einen Antriebsmotor des Handwerkzeugs aus einem mit dem Koppelmittel verbundenen Handwerkzeugakku mit einer elektrischen Energie zu versorgen.

Zeichnung

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind fünf Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen:

Fig. 1: ein Handwerkzeug mit einem erfindungsgemäßen Hammerschlagwerk in einer perspektivischen Ansicht,
Fig. 2: einen Schnitt des Hammerschlagwerks aus Figur 1,
Fig. 3: ein Koppelmittel, eine Werkzeugfutterantriebswelle, einen Döpper und ein Teil eines Werkzeugfutters des Hammerschlagwerks aus Figur 1, jeweils einzeln dargestellt in einer perspektivischen Ansicht,
Fig. 4: einen weiteren Teilschnitt des Hammerschlagwerks aus Figur 1, der eine Schlagerzeugungsabschalteinheit des Hammerschlagwerks zeigt,
Fig. 5: ein erstes alternatives Ausführungsbeispiel eines Döppers des Hammerschlagwerks aus Figur 1 in einer schematischen Darstellung,
Fig. 6: ein zweites alternatives Ausführungsbeispiel eines Döppers des Hammerschlagwerks aus Figur 1 in einer schematischen Darstellung,
Fig. 7: ein drittes alternatives Ausführungsbeispiel eines Döppers des Hammerschlagwerks aus Figur 1 in einer Schnittdarstellung,
Fig. 8: den Döpper aus Figur 7 in einer ersten perspektivischen Darstellung,
Fig. 9: den Döpper aus Figur 7 in einer zweiten perspektivischen Darstellung,
Fig. 10: einen Teil eines Werkzeugfutters des Hammerschlagwerks aus Figur 7 in einer perspektivischen Darstellung und
Fig. 11: ein viertes alternatives Ausführungsbeispiel eines Döppers des Hammerschlagwerks aus Figur 1 in einer schematischen Darstellung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Figur 1 zeigt ein Handwerkzeug 10a, das als ein Schlagbohrschrauber ausgebildet ist. Das Handwerkzeug 10a weist ein pistolenförmiges Gehäuse 12a auf. In dem Gehäuse 12a ist ein Antriebsmotor 14a des Handwerkzeugs 10a angeordnet. Das Gehäuse 12a weist einen Handgriffbereich 16a und ein Akkukoppelmittel 18a auf, das an einem dem Antriebsmotor 14a abgewandten Ende des Handgriffbereichs 16a angeordnet ist. Das Akkukoppelmittel 18a koppelt, elektrisch und mechanisch von einem Bediener trennbar, einen Handwerkzeugakku 20a. Der Handwerkzeugakku 20a weist eine Betriebsspannung von 10,8 Volt auf, könnte jedoch auch eine andere, insbesondere höhere, Betriebsspannung aufweisen. Des Weiteren weist das Handwerkzeug 10a ein erfindungsgemäßes Hammerschlagwerk 22a mit einem außenseitig angeordneten Werkzeugfutter 24a und Bedienelementen 26a, 28a auf.
Figur 2 zeigt das Hammerschlagwerk 22a in einer Schnittdarstellung. Das Hammerschlagwerk 22a umfasst weiterhin ein Planetengetriebe 30a und eine Werkzeugfutterantriebswelle 32a. Das Planetengetriebe 30a treibt bei einem Betrieb die Werkzeugfutterantriebswelle 32a um eine Rotationsachse drehend an. Dazu weist das Planetengetriebe 30a drei Planetengetriebestufen 34a, 36a, 38a auf. Ein Übersetzungsverhältnis des Planetengetriebes 30a zwischen einem Rotor 40a des Antriebsmotors 14a und der Werkzeugfutterantriebswelle 32a ist von einem Bediener in zumindest zwei Stufen einstellbar. Alternativ könnte ein Übersetzungsverhältnis zwischen dem Antriebsmotor 14a und der Werkzeugfutterantriebswelle 32a unverstellbar sein.
Das Hammerschlagwerk 22a weist eine Drehmomentbegrenzungsvorrichtung 42a auf. Die Drehmomentbegrenzungsvorrichtung 42a hält bei einem Arbeitsvorgang ein Hohlrad 44a des Planetengetriebes 30a fixiert. Dazu weist die Drehmomentbegrenzungsvorrichtung 42a Fixierungskugeln 46a auf, die in Aussparungen des Hohlrads 44a greifen. Eine Feder 48a der Drehmomentbegrenzungsvorrichtung 42a übt dazu auf die Fixierungskugeln 46a eine Kraft in Richtung des Hohlrads 44a aus. Ein den Fixierungskugeln 46a zugewandtes Ende der Feder 48a ist in Richtung der Fixierungskugeln 46a von dem Bediener mittels eines der Bedienelemente 26a bewegbar. Dazu weist das Bedienelement 26a ein Exzenterelement auf. Somit ist die auf die Fixierungskugeln 46a wirkende Kraft einstellbar. Wenn ein bestimmtes maximales Drehmoment erreicht ist, werden die Fixierungskugeln 46a aus den Aussparungen gedrückt und das Hohlrad 44a läuft frei, wodurch eine Kraftübertragung zwischen dem Rotor 40a und der Werkzeugfutterantriebswelle 32a unterbrochen ist. Somit ist die Drehmomentbegrenzungsvorrichtung 42a dazu vorgesehen, ein maximal über die Werkzeugfutterantriebswelle 32a übertragbares Drehmoment zu begrenzen.
Das Hammerschlagwerk 22a weist eine Schlagerzeugungseinheit 50a und ein erstes Koppelmittel 52a auf. Das erste Koppelmittel 52a ist drehfest mit der Werkzeugfutterantriebswelle 32a verbunden, und zwar sind das erste Koppelmittel 52a und die Werkzeugfutterantriebswelle 32a einstückig ausgebildet. Die Schlagerzeugungseinheit 50a weist ein zweites Koppelmittel 54a auf, das bei einem Bohr- und/oder einem Schlagbohrmodus drehfest mit dem ersten Koppelmittel 52a verbunden ist. Wie auch die Figur 3 zeigt, ist das erste Koppelmittel 52a als Anformungen und das zweite Koppelmittel 54a als Aussparungen ausgebildet. Bei einem Aktivieren des Bohrmodus taucht das erste Koppelmittel 52a in das zweite Koppelmittel 54a ein, und zwar vollständig. Somit ist die Kopplung zwischen dem ersten Koppelmittel 52a und dem zweiten Koppelmittel 54a durch eine axiale Verschiebung der Werkzeugfutterantriebswelle 32a in Richtung des Werkzeugfutters 24a lösbar. Zwischen dem ersten Koppelmittel 52a und dem zweiten Koppelmittel 54a ist eine Feder 56a des Hammerschlagwerks 22a angeordnet. Die Feder 56a drückt die Werkzeugfutterantriebswelle 32a in Richtung Werkzeugfutter 24a. Sie öffnet bei einem Abschalten der Schlagerzeugungseinheit 50a die Kopplung zwischen dem ersten Koppelmittel 52a und dem zweiten Koppelmittel 54a.
Das Hammerschlagwerk 22a weist ein erstes Lager 58a auf, das das zweite Koppelmittel 54a relativ zu dem Gehäuse 12a in axialer Richtung fixiert und koaxial zu der Werkzeugfutterantriebswelle 32a drehbar lagert. Ferner weist das Hammerschlagwerk 22a ein zweites Lager 60a auf, das die Werkzeugfutterantriebswelle 32a auf einer dem Antriebsmotor 14a zugewandten Seite um die Rotationsachse drehbar lagert. Das zweite Lager 60a ist einstückig mit einer der drei Planetengetriebestufen 38a ausgebildet. Die Werkzeugfutterantriebswelle 32a weist ein Koppelmittel 62a auf, das sie axial verschiebbar und drehfest mit einem Planetenradträger 64a dieser Planetengetriebestufe 38a verbindet. Somit ist diese Planetengetriebestufe 38a dazu vorgesehen, die Werkzeugfutterantriebswelle 32a axial verschiebbar zu lagern. Auf einer dem Werkzeugfutter 24a zugewandten Seite ist die Werkzeugfutterantriebswelle 32a zusammen mit dem Werkzeugfutter 24a durch ein Werkzeugfutterlager 70a drehbar gelagert. Das Werkzeugfutterlager 70a weist ein hinteres Lagerelement auf, das axial fixiert auf das Werkzeugfutter 24a aufgepresst ist. Des Weiteren weist das Werkzeugfutterlager 70a ein vorderes Lagerelement auf, das das Werkzeugfutter 24a axial verschiebbar in dem Gehäuse 12a lagert.
Die Schlagerzeugungseinheit 50a umfasst eine Stirnradgetriebestufe 72a, die eine Drehzahl der Werkzeugfutterantriebswelle 32a in eine höhere Drehzahl zur Schlagerzeugung übersetzt. Ein erstes Zahnrad 74a der Stirnradgetriebestufe 72a ist einstückig mit dem zweiten Koppelmittel 54a ausgebildet. Es wird bei einem Schlagbohrbetrieb von der Werkzeugfutterantriebswelle 32a angetrieben. Ein zweites Zahnrad 76a der Stirnradgetriebestufe 72a ist einstückig mit einer Schlagwerkwelle 78a ausgebildet. Eine Rotationsachse der Schlagwerkwelle 78a ist in radialer Richtung neben der Rotationsachse der Werkzeugfutterantriebswelle 32a angeordnet. Die Schlagerzeugungseinheit 50a weist zwei Lager 80a auf, die die Schlagwerkwelle 78a axial fixiert drehbar lagern. Die Schlagerzeugungseinheit 50a weist ein Antriebsmittel 82a auf, das eine Drehbewegung der Schlagwerkwelle 78a in eine Linearbewegung übersetzt. Ein Exzenterelement 84a des Antriebsmittels 82a ist einstückig mit der Schlagwerkwelle 78a ausgebildet. Eine Exzenterhülse 86a des Antriebsmittels 82a ist relativ zu dem Exzenterelement 84a drehbar auf dem Exzenterelement 84a gelagert, und zwar mittels eines Nadelkranzes. Die Exzenterhülse 86a weist eine Aussparung 88a auf, die einen Kipphebel 90a der Schlagerzeugungseinheit 50a umgreift.
Der Kipphebel 90a ist schwenkbar auf einer Kippachse 92a der Schlagerzeugungseinheit 50a gelagert, und zwar um eine Achse schwenkbar, die senkrecht zu der Rotationsachse der Werkzeugfutterantriebswelle 32a ausgerichtet ist. Ein dem Antriebsmittel 82a abgewandtes Ende des Kipphebels 90a umschließt einen Schläger 94a des Hammerschlagwerks 22a teilweise. Dabei greift der Kipphebel in eine Aussparung 96a des Schlägers 94a. Die Aussparung 96a ist ringförmig ausgebildet. Bei einem Schlagbohrbetrieb bewirkt der Kipphebel 90a eine Kraft auf den Schläger 94a, die diesen beschleunigt. Der Kipphebel 90a wird bei einem Betrieb sinusförmig bewegt. Der Kipphebel 90a ist federelastisch ausgebildet. Er weist eine Federkonstante zwischen der Exzenterhülse 86a und dem Schläger 94a kleiner als 100 N/mm und größer als 10 N/mm auf. In diesem Ausführungsbeispiel weist der Kipphebel 90a eine Federkonstante von etwa 30 N/imm auf.
Die Werkzeugfutterantriebswelle 32a lagert den Schläger 94a in Schlagrichtung 98a bewegbar. Dazu begrenzt der Schläger 94a eine Aussparung 100a. Die Werkzeugfutterantriebswelle 32a durchdringt den Schläger 94a durch die Aussparung 100a. Dabei umschließt der Schläger 94a die Aussparung 100a auf einer Ebene senkrecht zu der Aussparung 100a auf 360 Grad. Bei einem Betrieb schlägt der Schläger 94a auf einen Döpper 102a des Hammerschlagwerks 22a: Der Döpper 102a ist zwischen einem Einsatzwerkzeug 104a und dem Schläger 94a angeordnet. Das Einsatzwerkzeug 104a ist in einem betriebsbereiten Zustand in dem Werkzeugfutter 24a befestigt. Das Werkzeugfutter 24a lagert den Döpper 102a parallel zu der Schlagrichtung 98a bewegbar. Der Döpper 102a gibt bei einem Schlagbohrbetrieb von dem Schläger 94a kommende Schlagimpulse an das Einsatzwerkzeug 104a weiter.
Die Werkzeugfutterantriebswelle 32a ist axial beweglich und drehfest mit dem Döpper 102a verbunden. Dazu begrenzt der Döpper 102a eine Aussparung 106a. Die Werkzeugfutterantriebswelle 32a ist in einem betriebsbereiten Zustand teilweise in der Aussparung 106a des Döppers 102a angeordnet. Dabei ist die Werkzeugfutterantriebswelle 32a über den Döpper 102a, das Werkzeugfutter 24a und das Werkzeugfutterlager 70a drehbar gelagert. Das Werkzeugfutter 24a wird dabei über den Döpper 102a drehend angetrieben. Dazu weisen das Werkzeugfutter 24a und der Döpper 102a jeweils ein Koppelmittel 108a, 110a auf, wobei die Koppelmittel zur Übertragung der Drehbewegung auf das Werkzeugfutter 24a vorgesehen sind. Das Koppelmittel 108a des Döppers 102a ist als eine Nut ausgebildet, deren Haupterstreckung parallel zu der Schlagrichtung 98a angeordnet ist. Das Koppelmittel 108a erstreckt sich entlang einer radial außenliegenden Mantelfläche des Döppers 102a. Das Koppelmittel 110a des Werkzeugfutters 24a ist als eine zu der Nut passende Erhebung ausgebildet.
Das Werkzeugfutter 24a weist einen Einsatzwerkzeugkoppelbereich 112a auf, in dem bei einem Bohr- oder Schraubbetrieb das Einsatzwerkzeug 104a in Schlagrichtung 98a fixiert oder bei einem Schlagbohrbetrieb in Schlagrichtung 98a bewegbar befestigt ist. Zudem weist das Werkzeugfutter eine Verjüngung 114a auf, die einen Bewegungsbereich des Döppers 102a in Schlagrichtung 98a begrenzt. Ferner weist das Werkzeugfutter 24a einen Befestigungsring 116a auf, der einen Bewegungsbereich des Döppers 102a entgegen der Schlagrichtung 98a begrenzt.
Bei einem Schlagbohrvorgang drückt ein Bediener das Einsatzwerkzeug 104a gegen ein nicht näher dargestelltes Werkstück. Dadurch verschiebt der Bediener das Einsatzwerkzeug 104a, den Döpper 102a und die Werkzeugfutterantriebswelle 32a relativ zu dem Gehäuse 12a in eine Richtung entgegen der Schlagrichtung 98a, das heißt in Richtung des Antriebsmotors 14a. Dabei drückt der Bediener die Feder 56a des Hammerschlagwerks 22a zusammen. Das erste Koppelmittel 52ä taucht in das zweite Koppelmittel 54a ein, wodurch die Werkzeugfutterantriebswelle 32a beginnt, die Schlagerzeugungseinheit 50a anzutreiben. Wenn der Bediener aufhört, das Einsatzwerkzeug 104a gegen das Werkstück zu pressen, schiebt die Feder 56a die Werkzeugfutterantriebswelle 32a, den Döpper 102a und das Einsatzwerkzeug 104a in Schlagrichtung 98a. Dadurch wird eine drehfeste Verbindung zwischen dem ersten Koppelmittel 52a und dem zweiten Koppelmittel 54a geöffnet, wodurch die Schlagerzeugungseinheit 50a abgeschaltet wird.
Das Hammerschlagwerk 22a weist eine Schlagerzeugungsabschalteinheit 118a mit einem Sperrelement 120a, mit einer Kulissenführung 122a und mit dem Bedienelement 28a auf. In einem Bohr- öder Schraubmodus bewirkt das Sperrelement 120a eine Kraft auf den Döpper 102a, die parallel zu zumindest einer Kraft der Werkzeugfutterantriebswelle 32a auf den Döpper 102a wirkt. Die Kraft des Sperrelements 120a wirkt über das Werkzeugfutterlager 70a, über das Werkzeugfutter 24a und über den Befestigungsring 116a auf den Döpper 102a. Durch die Kraft des Sperrelements 120a wird in einem Bohr- oder Schraubmodus eine axiale Verschiebung des Döppers 102a und der Werkzeugfutterantriebswelle 32a und damit eine Aktivierung der Schlagerzeugungseinheit 50a verhindert Die Kraft der Werkzeugfutterantriebswelle 32a weist einen wirkungsmäßig parallelen Anteil auf, der den Döpper 102a bei einem Betrieb drehend antreibt. Zudem weist die Kraft einen wirkungsmäßig und richtungsmäßig parallelen Anteil auf, den die Feder 56a über die Werkzeugfutterantriebswelle 32a auf den Döpper 102a bewirkt.
In der Figur 4 ist ein senkrecht zu dem Schnitt der Figur 2 und parallel zu der Schlagrichtung 98a ausgerichteter Schnitt dargestellt, wobei das Bedienelement 28a in den Schnitten der Figuren 2 und 4 in zwei unterschiedlichen Stellungen angeordnet ist. Das Bedienelement 28a ist ringförmig ausgebildet. Es umschließt die Rotationsachse der Werkzeugfutterantriebswelle 32a, und zwar koaxial. Das Bedienelement 28a ist drehbar gelagert. Es ist mit der Kulissenführung 122a drehfest verbunden. Die Kulissenführung 122a ist ebenfalls ringförmig ausgebildet. Die Kulissenführung 122a weist eine Schräge 124a auf. Die Schräge 124a verbindet zwei Flächen 126a, 128a der Kulissenführung 122a. Die Flächen 126a, 128a sind senkrecht zu der Schlagrichtung 98a ausgerichtet. Die Flächen 126a, 128a sind in Schlagrichtung 98a auf unterschiedlichen Ebenen angeordnet.
In einem Schlagbohrmodus ist das Sperrelement 120a in einer Aussparung 130a angeordnet, die unter anderem von der Schräge 124a und einer der Flächen 126a begrenzt ist. Diese Fläche 126a ist näher an dem Antriebsmotor 14a ange-ordnet als die andere Fläche 128a. Das Gehäuse 12a weist ein Gehäuseelement 132a auf, das das Sperrelement drehfest und in Schlagrichtung 98a verschiebbar lagert. Somit kann das Sperrelement 120a zusammen mit dem Werkzeugfutter 24a bei einem Beginn eines Schlagbohrvorgangs in eine Richtung entgegen der Schlagrichtung 98a gedrückt werden. Bei einem Schlagbohrvorgang bewirkt das Sperrelement 120a keine Sperrkraft auf das Werkzeugfutter 24a. Bei einer Drehung des Bedienelements 28a der Schlagerzeugungsabschalteinheit 118a wird das Sperrelement 120a durch die Schräge 124a in Schlagrichtung 98a bewegt. Das Sperrelement 120a wird in dem Bohr- oder Schraubmodus in dieser vorderen Position gehalten. Dadurch verhindert das Sperrelement 120a in dem Bohroder Schraubmodus eine axiale Verschiebung der Werkzeugfutterantriebswelle 32a.
In den Figuren 5 bis 11 sind weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen und die Zeichnungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, insbesondere der Figuren 1 bis 4, verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den Figuren 1 bis 4 nachgestellt. In den Ausführungsbeispielen der Figuren 5 bis 11 ist der Buchstabe a durch die Buchstaben b bis e ersetzt.
Figur 5 zeigt einen Teil eines Hammerschlagwerks 22b. Ein Schläger 94b einer Schlagerzeugungseinheit 50b des Hammerschlagwerks 22b ist auf einer Werkzeugfutterantriebswelle 32b des Hammerschlagwerks 22b bewegbar gelagert. Die Werkzeugfutterantriebswelle 32b ist axial verschiebbar und drehfest mit einem Döpper 102b des Hammerschlagwerks 22b verbunden. Der Döpper 102b weist ein Koppelmittel 108b auf, das in zumindest einem Betriebszustand eine drehfeste Verbindung zu einem Werkzeugfutter 24b des Hammerschlagwerks 22b bildet. Das Koppelmittel 108b ist an einer Seite angeordnet, die einer Verjüngung 114b des Werkzeugfutters 24b zugewandt ist. Das Koppelmittel 108b ist als eine Verzahnung ausgebildet. Ein Dichtbereich 134b des Döppers liegt unverzahnt an dem Werkzeugfutter 24b an und verhindert vorteilhaft ein Eindringen von Staub in die Schlagerzeugungseinheit 50b.
Figur 6 zeigt wie Figur 5 schematisch einen Teil eines Hammerschlagwerks 22c. Ein Schläger 94c einer Schlagerzeugungseinheit 50c des Hammerschlagwerks 22c ist auf einer Werkzeugfutterantriebswelle 32c des Hammerschlagwerks 22c bewegbar gelagert. Die Werkzeugfutterantriebswelle 32c ist axial verschiebbar und drehfest mit einem Döpper 102c des Hammerschlagwerks 22c verbunden. Der Döpper 102c weist ein Koppelmittel 108c auf, das in zumindest einem Betriebszustand eine drehfeste Verbindung zu einem Werkzeugfutters 24c des Hammerschlagwerks 22c bildet. Das Werkzeugfutter 24c weist einen Einsatzwerkzeugkoppelbereich 112c auf, in den das Koppelmittel 108c des Döppers 102c zumindest teilweise eingreift. Der eine Einsatzwerkzeugkoppelbereich 112c ist dazu vorgesehen, bei einem Betrieb Kräfte in Umfangsrichtung auf ein Einsatzwerkzeug zu bewirken. Das Koppelmittel 108c ist in einem betriebsbereiten Zustand zumindest teilweise innerhalb einer Verjüngung 114c des Werkzeugfutters 24c angeordnet. Das Koppelmittel 108c ist als ein Außensechskant ausgebildet. Die Maße des Außensechskants entsprechen denen, die ein Bit für einen Schraubbetrieb üblicherweise aufweist. Ein Dichtbereich 134c des Döppers 102c liegt unverzahnt an dem Werkzeugfutter 24c an und verhindert preiswert herstellbar und vorteilhaft ein Eindringen von Staub in die Schlagerzeugungseinheit 50c. Insbesondere kann ein Fettverlust minimiert werden.
Die Figuren 7 bis 10 zeigen ebenfalls als Schnitt und perspektivisch einen Teil eines Hammerschlagwerks 22d. Ein Schläger 94d einer Schlagerzeugungseinheit 50d des Hammerschlagwerks 22d ist auf einer Werkzeugfutterantriebswelle 32d des Hammerschlagwerks 22d bewegbar gelagert. Die Werkzeugfutterantriebswelle 32d ist axial verschiebbar und drehfest mit einem Döpper 102d des Hammerschlagwerks 22d verbunden. Der Döpper 102d weist ein Koppelmittel 108d auf, das in zumindest einem Betriebszustand eine drehfeste Verbindung zu einem Werkzeugfutter 24d des Hammerschlagwerks 22d bildet. Das Koppelmittel 108d ist in einem betriebsbereiten Zustand zumindest teilweise innerhalb einer Verjüngung 114d des Werkzeugfutters 24d angeordnet. Das Koppelmittel 108d ist als eine Verzahnung mit zwei im Bezug auf eine Rotationsachse gegenüberliegenden Kopplungsrippen ausgebildet. Das Koppelmittel 108d weit eine gleiche Form und gleiche Maße wie ein Koppelmittel zur Kopplung mit einem Einsatzwerkzeug auf. Die Form und die Maße entsprechen dem Standard SDS-Quick. Ein Dichtbereich 134d des Döppers 102d liegt unverzahnt an dem Werkzeugfutter 24d an.
Die Figur 11 zeigt wie Figur 5 schematisch einen Teil eines Hammerschlagwerks 22e. Ein Schläger 94e einer Schlagerzeugungseinheit 50e des Hammerschlagwerks 22e ist auf einer Werkzeugfutterantriebswelle 32e des Hammerschlagwerks 22e bewegbar gelagert. Die Werkzeugfutterantriebswelle 32e ist akial fest und drehfest mit einem Döpper 102e des Hammerschlagwerks 22e verbunden. Die Werkzeugfutterantriebswelle 32e und der Döpper 102e sind einstückig ausgebildet. Bei einem Schlag bewegt der Schläger 94e die Werkzeugfutterantriebswelle 32e und den Döpper 102e gemeinsam in Schlagrichtung 98e. Die Werkzeugfutterantriebswelle 32e ist mittels eines Koppelmittels 62e axial verschiebbar und drehfest mit einer im Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 4 beschriebenen Planetengetriebestufe verbunden.

Claims

Hammerschlagwerk mit zumindest einem Getriebe (30a), einer Schlagerzeugungseinheit (50a - e) und einer Werkzeugfutterantriebswelle (32a - e), die bei einem Bohr- und/oder Schlagbohrbetrieb eine Drehbewegung von dem Getriebe (30a) in Richtung eines Werkzeugfutters (24a) überträgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlagerzeugungseinheit (50a - e) eine Stirnradgetriebestufe (72a) aufweist, die dazu vorgesehen ist, eine Drehzahl der Werkzeugfutterantriebswelle (32a - e) in eine höhere Drehzahl zur Schlagerzeugung zu übersetzen.
Hammerschlagwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlagerzeugungseinheit (50a - e) eine Schlagwerkwelle (78a) aufweist, deren Rotationsachse in radialer Richtung neben der Werkzeugfutterantriebswelle (32a-e) angeordnet ist.
Hammerschlagwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlagerzeugungseinheit (50a - e) zumindest ein Lager (80a) aufweist, das dazu vorgesehen ist, die Schlagwerkwelle (78a) axial fixiert zu lagern.
Hammerschlagwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlagerzeugungseinheit (50a - e) einen Schläger (94a - e) aufweist, den die Werkzeugfutterantriebswelle (32a - e) in zumindest einem Betriebszustand in Schlagrichtung (98a) bewegbar lagert.
Hammerschlagwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugfutterantriebswelle (32a - e) den Schläger (94a - e) zumindest teilweise durchdringt.
Hammerschlagwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Lager (60a), das dazu vorgesehen ist, die Werkzeugfutterantriebswelle (32a) axial verschiebbar zu lagern.
Hammerschlagwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (30a) als ein Planetengetriebe (30a) ausgebildet ist, das in zumindest einem Betriebszustand die Werkzeugfutterantriebswelle (32a) antreibt.
Hammerschlagwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Werkzeugfutter (24a) und einen Döpper (102a) mit einem Koppelmittel (108a), das zur Übertragung einer Drehbewegung auf das Werkzeugfutter (24a) vorgesehen ist.
Hammerschlagwerk zumindest nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch ein Koppelmittel (52a), das drehfest mit der Werkzeugfutterantriebswelle (32a - e) verbunden ist und das dazu vorgesehen ist, die Schlagerzeugungseinheit (50a - e) anzutreiben.
Hammerschlagwerk zumindest nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Schlagerzeugungsabschalteinheit (118a) mit einem Sperrelement (120a), das zumindest bei einem Bohrbetrieb parallel zu zumindest einer Kraft der Werkzeugfutterantriebswelle (32a) auf den Döpper (102a) wirkt.
Handwerkzeug mit einem Hammerschlagwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche.