EP4324597A1 - Drill hammer or chisel hammer with a vibration-reduced impact mechanism unit - Google Patents

Drill hammer or chisel hammer with a vibration-reduced impact mechanism unit Download PDF

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EP4324597A1
EP4324597A1 EP22190886.6A EP22190886A EP4324597A1 EP 4324597 A1 EP4324597 A1 EP 4324597A1 EP 22190886 A EP22190886 A EP 22190886A EP 4324597 A1 EP4324597 A1 EP 4324597A1
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EP
European Patent Office
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drill
impact mechanism
axis
drive motor
eccentric gear
Prior art date
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Pending
Application number
EP22190886.6A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Uto Plank
Josef Fünfer
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Hilti AG
Original Assignee
Hilti AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Hilti AG filed Critical Hilti AG
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Priority to PCT/EP2023/071490 priority patent/WO2024037881A1/en
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
    • B25D11/00—Portable percussive tools with electromotor or other motor drive
    • B25D11/06—Means for driving the impulse member
    • B25D11/12—Means for driving the impulse member comprising a crank mechanism
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
    • B25D2211/00—Details of portable percussive tools with electromotor or other motor drive
    • B25D2211/003—Crossed drill and motor spindles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
    • B25D2250/00—General details of portable percussive tools; Components used in portable percussive tools
    • B25D2250/245—Spatial arrangement of components of the tool relative to each other

Definitions

  • the present invention relates to a drill or chisel hammer with a percussion unit, comprising a drive motor with a motor axis arranged transversely to a percussion axis for generating a rotary drive movement, which a subsequent eccentric gear converts into a linearly alternating working movement along the percussion axis, which via a percussion connected thereto can be transferred to a coaxially adjacent tool, with the center of gravity of the drive motor being arranged at a radial distance from the impact mechanism axis and the center of gravity of the eccentric gear at an opposite radial distance from the impact mechanism axis to reduce vibration.
  • the field of application of the invention extends primarily to hand-held drilling or chiseling hammers, which are primarily equipped with an electric motor drive.
  • Such hand-held electric power tools use a mechanical percussion unit to generate a linearly alternating working movement, i.e. a back and forth movement to act on the tool, which in the case of a chisel hammer is used as a chisel and in the case of a hammer drill as an impact drill for processing preferably mineral materials - such as stone, concrete and the like - is trained.
  • an electric hand-held machine tool that drives a tool Due to the interaction with the workpiece and the operator's hand-arm system as well as the internal mass and rigidity distribution, an electric hand-held machine tool that drives a tool has a complex self-excitation, the resulting self-vibration of which, especially in the handle area, must be largely suppressed.
  • the technical effort involved in passively damping or actively controlled vibration suppression increases with the complexity of the self-excitation to be compensated.
  • the impact unit In order to ensure the most controlled and fatigue-free handling of such hand-held electric power tools, the impact unit should have as little vibration as possible.
  • the invention includes the technical teaching that the radial distance of the drive motor and the radial distance of the eccentric gear of the percussion unit to the percussion axis is dimensioned in such a way that a balanced mass distribution is achieved with respect to the percussion axis. This means that the relative distance of the respective structural components is selected according to their mass, so that the overall center of gravity of the percussion unit lies on the percussion axis.
  • the advantage of the solution according to the invention is, in particular, that a balanced mass distribution with respect to the impact mechanism axis can be achieved solely through an optimized adjustment of the said radial distances. Since there is no acceleration of the percussion unit in the transverse direction, minimal vibration is achieved.
  • the drive motor viewed along the impact mechanism axis, is arranged completely behind an eccentric unit of the eccentric gear.
  • the drive motor's own mass no longer plays a limiting role, as it can be freely positioned in the transverse direction in order to create the desired mass balance compared to the normally lighter eccentric gear.
  • the eccentric gear does not stand in the way of positioning the drive motor in the transverse direction and vibration reduction can also be achieved using this design with relatively heavier drive motors.
  • the drive motor with the exception of the motor shaft, completely radially offset next to the eccentric unit of the eccentric gear when viewed along the impact mechanism axis.
  • This design is suitable for impact units that need to be as short as possible. Since in this case there is little scope for varying the radial distance of the drive motor from the impact mechanism axis, this variant is particularly suitable for relatively light drive motors. In this case, however, a further influence on the balanced mass distribution can also be exerted via the eccentric gear.
  • the transmission gear of the eccentric gear could be designed to be rather heavy for the purpose of mass balancing.
  • this design enables a transmission gear with relatively small gears, since the center distance to be bridged is smaller than in the design described above, so that in particular the overall width of the hand-held electric power tool is reduced.
  • the optimum depends on the design goals and the influencing parameters discussed above.
  • the radial distance between the center of gravity of the motor and the axis of the percussion mechanism is smaller than the radial distance between the center of gravity of the eccentric gear and the axis of the percussion mechanism.
  • the drive motor is preferably designed as an electric motor and its mass essentially depends on the performance class.
  • the weight can be influenced by using brushless electric motors, which are usually relatively lighter in the same performance class.
  • a single-stage transmission gear is preferably used to translate into slow speed, which is completely is preferably designed as a spur gear stage.
  • the distal end of the motor shaft is designed as a toothed pinion with preferably more than ten teeth.
  • the diameter of the corresponding spur gear of the transmission gear depends on the center distance between the motor axis and the main eccentric gear axis and is essentially dependent on the stroke of the eccentric connecting rod and the motor diameter. As already mentioned, however, this only applies if the first-mentioned design of a striking mechanism unit is implemented.
  • the spur gear of the transmission gear can be made of a heavy steel material or a light plastic material. Since the spur gear is arranged on the outside in the radial direction, its own mass has a significant effect on the mass distribution in relation to the impact mechanism axis.
  • a percussion unit of a drill or chisel hammer according to the invention is designed such that in a target working position held by an operator, the drive motor has a smaller distance from the ground - i.e. the distance to the floor - than the eccentric gear. Since the drive motor protrudes further from the impact mechanism axis in the radial direction, this lower positioning is easier for the operator to handle than lateral or upper positioning.
  • a lower positioning of the drive motor causes the opposite eccentric gear to be arranged above the impact mechanism axis.
  • the entire percussion unit is surrounded by a device housing with a handle and has a tool holder for the chisel or impact drill on the distal end.
  • the percussion unit of a chisel hammer consists of a drive motor 1 with a motor axis A M arranged transversely to a percussion axis As to generate a rotary drive movement.
  • the drive motor 1 is designed as an electric motor and has a pinion toothing on the distal end of a motor shaft 2, which engages on a spur gear 3 of a single-stage transmission gear 4.
  • the single-stage transmission gear 4 is part of an eccentric gear 5 connected downstream of the drive motor 1.
  • the eccentric gear 5 has an eccentric wheel 6 connected downstream of the transmission gear 4 with a connecting rod 7 and an exciter piston 8 arranged on the impact mechanism side.
  • the exciter piston 8 is also part of a percussion mechanism 9, which transmits the working movement to a tool - not shown - which is arranged coaxially therewith.
  • the center of gravity S M of the drive motor 1 is arranged at a radial distance s M from the percussion axis As and the center of gravity S G of the eccentric gear 5 is arranged at an opposite radial distance s G from the percussion axis As.
  • the radial distance s M of the drive motor 1 and the radial distance s G of the eccentric gear 5 are dimensioned such that a balanced mass distribution is achieved with respect to the impact mechanism axis As.
  • the drive motor 1 is arranged completely behind the eccentric gear 5 as viewed along the percussion axis As.
  • the radial distance s M is smaller than the radial distance s G , so that a drive motor 1 of a relatively high mass can be positioned in a correspondingly balanced manner relative to the eccentric gear 5.
  • the drive motor 1 with the exception of the motor shaft 2, is arranged completely radially offset next to the eccentric gear 5 when viewed along the impact mechanism axis As.
  • the striking mechanism unit is more compact in comparison to the design described above, but the resulting larger radial distance s M compared to the other distance s G can be achieved on the one hand by an electric motor that is as light as possible and on the other hand by a particularly heavy spur gear 3 of the transmission gear 4 be balanced.
  • the more compact design is particularly evident in a relatively small center distance s A between the motor axle and the spur gear axle.

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Abstract

Bohr- oder Meißelhammer mit einer Schlagwerkeinheit, umfassend einen Antriebsmotor (1) mit einer quer zu einer Schlagwerksachse (As) angeordneten Motorachse (A<sub>M</sub>) zur Erzeugung einer rotatorischen Antriebsbewegung, die ein nachfolgendes Exzentergetriebe (5) in eine linear alternierende Arbeitsbewegung entlang der Schlagwerksachse (As) umwandelt, welche über ein hieran angeschlossenes Schlagwerk (9) auf ein koaxial benachbartes Werkzeug übertragbar ist, wobei zur Schwingungsreduzierung der Schwerpunkt (S<sub>M</sub>) des Antriebsmotors (1) mit einem radialen Abstand (S<sub>M</sub>) zur Schlagwerksachse (As) und der Schwerpunkt (S<sub>G</sub>) des Exzentergetriebes (5) mit einem gegenüberliegenden radialen Abstand (s<sub>G</sub>) zur Schlagwerksachse (As) angeordnet ist, wobei der radiale Abstand (S<sub>M</sub>) des Antriebsmotors (1) sowie der radiale Abstand (s<sub>G</sub>) des Exzentergetriebes (5) derart bemessen ist, dass sich eine ausbalancierte Massenverteilung in Bezug auf die Schlagwerksachse (As) einstellt.Drill or chisel hammer with a percussion unit, comprising a drive motor (1) with a motor axis (A<sub>M</sub>) arranged transversely to a percussion axis (As) for generating a rotary drive movement, which drives a subsequent eccentric gear (5). a linearly alternating working movement along the impact mechanism axis (As), which can be transferred to a coaxially adjacent tool via an impact mechanism (9) connected thereto, the center of gravity (S<sub>M</sub>) of the drive motor (1) being used to reduce vibration. with a radial distance (S<sub>M</sub>) to the impact mechanism axis (As) and the center of gravity (S<sub>G</sub>) of the eccentric gear (5) with an opposite radial distance (s<sub>G </sub>) is arranged to the impact mechanism axis (As), the radial distance (S<sub>M</sub>) of the drive motor (1) and the radial distance (s<sub>G</sub>) of the eccentric gear (5) is dimensioned in such a way that a balanced mass distribution is achieved in relation to the impact mechanism axis (As).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bohr- oder Meißelhammer mit einer Schlagwerkeinheit, umfassend einen Antriebsmotor mit einer quer zu einer Schlagwerksachse angeordneten Motorachse zur Erzeugung einer rotatorischen Antriebsbewegung, die ein nachfolgendes Exzentergetriebe in eine linear alternierende Arbeitsbewegung entlang der Schlagwerksachse umwandelt, welche über ein hieran angeschlossenes Schlagwerk auf ein koaxial benachbartes Werkzeug übertragbar ist, wobei zur Schwingungsreduzierung der Schwerpunkt des Antriebsmotors mit einem radialen Abstand zur Schlagwerksachse und der Schwerpunkt des Exzentergetriebes mit einem gegenüberliegend radialen Abstand zur Schlagwerksachse angeordnet ist.The present invention relates to a drill or chisel hammer with a percussion unit, comprising a drive motor with a motor axis arranged transversely to a percussion axis for generating a rotary drive movement, which a subsequent eccentric gear converts into a linearly alternating working movement along the percussion axis, which via a percussion connected thereto can be transferred to a coaxially adjacent tool, with the center of gravity of the drive motor being arranged at a radial distance from the impact mechanism axis and the center of gravity of the eccentric gear at an opposite radial distance from the impact mechanism axis to reduce vibration.

Das Einsatzgebiet der Erfindung erstreckt sich vornehmlich auf handgehaltene Bohroder Meißelhämmer, welche vornehmlich mit einem elektromotorischen Antrieb ausgestattet sind. Derartige Elektrohandwerkzeugmaschinen erzeugen über eine mechanische Schlagwerkeinheit eine linear alternierende Arbeitsbewegung, also eine Hin- und Herbewegung zur Beaufschlagung des Werkzeugs, welches im Falle eines Meißelhammers als Stemmmeißel und im Falle eines Bohrhammers als Schlagbohrer zur Bearbeitung von vorzugsweise mineralischen Werkstoffen - wie Stein, Beton und dergleichen - ausgebildet ist. Eine ein Werkzeug schlagend antreibende Elektrohandwerkzeugmaschine weist durch die Wechselwirkung mit dem Werkstück und dem Hand-Arm-System des Bedieners sowie der internen Massen- und Steifigkeitsverteilung eine komplexe Eigenerregung auf, deren resultierende Eigenvibration, insbesondere im Handgriffbereich, weitestgehend zu unterdrücken ist. Der technische Aufwand diesbezüglicher passiv dämpfenden oder aktiv geregelten Vibrationsunterdrückungen steigt mit der Komplexität der zu kompensierenden Eigenerregung.The field of application of the invention extends primarily to hand-held drilling or chiseling hammers, which are primarily equipped with an electric motor drive. Such hand-held electric power tools use a mechanical percussion unit to generate a linearly alternating working movement, i.e. a back and forth movement to act on the tool, which in the case of a chisel hammer is used as a chisel and in the case of a hammer drill as an impact drill for processing preferably mineral materials - such as stone, concrete and the like - is trained. Due to the interaction with the workpiece and the operator's hand-arm system as well as the internal mass and rigidity distribution, an electric hand-held machine tool that drives a tool has a complex self-excitation, the resulting self-vibration of which, especially in the handle area, must be largely suppressed. The technical effort involved in passively damping or actively controlled vibration suppression increases with the complexity of the self-excitation to be compensated.

Um eine möglichst kontrollierte und ermüdungsarme Handhabung derartiger Elektrohandwerkzeugmaschinen zu gewährleisten, sollte die Schlagwerkeinheit also möglichst vibrationsarm sein.In order to ensure the most controlled and fatigue-free handling of such hand-held electric power tools, the impact unit should have as little vibration as possible.

Stand der TechnikState of the art

Aus der EP 1 431 005 A2 geht eine gattungsgemäße Elektrohandwerkzeugmaschine hervor, welche mit einem Elektromotor mit einer quer zur Schlagachse angeordneten Rotorwelle sowie mit einem Rotorblechpaket und einem Motorritzel ausgestattet ist, welches mittels Exzentergetriebe über eine Stirnradgetriebestufe kämmend ein Schlagwerk antreibt, wobei das Rotorblechpaket bezüglich der Schlagachse vollständig diametral zum Schlagwerkgetriebe angeordnet ist. Hierdurch wird der Kernbereich der Schlagachse nur von der Rotorwelle durchsetzt, wodurch neben einer radial zur Schlagwerksachse gegenüberliegend wirkenden Masseverteilung der Elektromotor nahe am Exzenter angeordnet ist und somit weniger vibrationsverursachende Biegemomente erregt werden. Durch die bezüglich der Schlagwerksachse gegenüberliegende Anordnung von Exzentergetriebe mit Stirnradstufe einerseits und Antriebsmotor andererseits findet eine gewisse Schwingungsreduzierung statt.From the EP 1 431 005 A2 shows a generic hand-held electric power tool, which is equipped with an electric motor with a rotor shaft arranged transversely to the impact axis and with a rotor laminated core and a motor pinion, which drives a percussion mechanism by means of an eccentric gear meshing via a spur gear stage, the rotor laminated core being arranged completely diametrically to the percussion mechanism with respect to the impact axis . As a result, the core area of the impact axis is only penetrated by the rotor shaft, which means that, in addition to a mass distribution acting radially opposite the impact mechanism axis, the electric motor is arranged close to the eccentric and thus fewer bending moments that cause vibrations are excited. Due to the arrangement of the eccentric gear with spur gear stage on the one hand and the drive motor on the other hand, which are opposite to the impact mechanism axis, a certain vibration reduction takes place.

Da mit steigender Leistungsklasse eines Bohr- oder Meißelhammers die Masse des Antriebsmotors überproportional zunimmt, schwächt sich der vorstehend erläuterte Schwingungsreduzierungs-Effekt entsprechend ab, was insbesondere bei schweren Elektrohandwerkzeugmaschinen der hier interessierenden Art die Handhabbarkeit beeinträchtigt.Since the mass of the drive motor increases disproportionately as the performance class of a hammer drill or chisel hammer increases, the vibration reduction effect explained above weakens accordingly, which affects the handling, particularly in heavy hand-held electric power tools of the type of interest here.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen gattungsgemäßen Bohroder Meißelhammer dahingehend weiter zu verbessern, dass mit einfachen technischen Mitteln eine wirksame Schwingungsreduzierung über alle Leistungsklassen hinweg erzielt wird.It is therefore the object of the present invention to further improve a generic drill or chisel hammer in such a way that effective vibration reduction is achieved across all performance classes using simple technical means.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Aufgabe wird ausgehend von einem Bohr- oder Meißelhammer gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die nachfolgenden abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.The task is solved based on a drill or chisel hammer according to the preamble of claim 1 in conjunction with its characterizing features. The following dependent claims reflect advantageous developments of the invention.

Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass der radiale Abstand des Antriebsmotors sowie der radiale Abstand des Exzentergetriebes der Schlagwerkeinheit zur Schlagwerksachse derart bemessen ist, dass sich eine ausbalancierte Massenverteilung in Bezug auf die Schlagwerksachse einstellt. Dies bedeutet, dass der relative Abstands der jeweiligen Baukomponente gewählt wird nach deren Masse, damit der Gesamtschwerpunkt der Schlagwerkeinheit auf der Schlagwerksachse liegt.The invention includes the technical teaching that the radial distance of the drive motor and the radial distance of the eccentric gear of the percussion unit to the percussion axis is dimensioned in such a way that a balanced mass distribution is achieved with respect to the percussion axis. This means that the relative distance of the respective structural components is selected according to their mass, so that the overall center of gravity of the percussion unit lies on the percussion axis.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt insbesondere darin, dass allein durch eine optimierte Einstellung der besagten radialen Abstände eine ausbalancierte Massenverteilung bezüglich der Schlagwerksachse erzielt werden kann. Da infolgedessen eine Beschleunigung der Schlagwerkeinheit in Querrichtung nicht stattfindet, wird eine minimale Vibration erzielt.The advantage of the solution according to the invention is, in particular, that a balanced mass distribution with respect to the impact mechanism axis can be achieved solely through an optimized adjustment of the said radial distances. Since there is no acceleration of the percussion unit in the transverse direction, minimal vibration is achieved.

Gemäß einer ersten bevorzugten Bauform wird vorgeschlagen, dass der Antriebsmotor entlang der Schlagwerksachse gesehen vollständig hinter einer Exzentereinheit des Exzentergetriebes angeordnet ist. Hierdurch spielt die Eigenmasse des Antriebsmotors keine limitierende Rolle mehr, da dieser in Querrichtung frei positioniert werden kann, um den gewünschten Massenausgleich gegenüber dem normalerweise leichteren Exzentergetriebe zu erschaffen. Denn das Exzentergetriebe steht bei dieser Bauform einer Positionierung des Antriebsmotors in Querrichtung nicht im Wege und eine Vibrationsreduzierung kann in Anwendung dieser Bauform auch mit relativ schwereren Antriebsmotoren erzielt werden.According to a first preferred design, it is proposed that the drive motor, viewed along the impact mechanism axis, is arranged completely behind an eccentric unit of the eccentric gear. As a result, the drive motor's own mass no longer plays a limiting role, as it can be freely positioned in the transverse direction in order to create the desired mass balance compared to the normally lighter eccentric gear. In this design, the eccentric gear does not stand in the way of positioning the drive motor in the transverse direction and vibration reduction can also be achieved using this design with relatively heavier drive motors.

Gemäß einer alternativen Bauform wird vorgeschlagen, den Antriebsmotor mit Ausnahme der Motorwelle entlang der Schlagwerksachse gesehen vollständig radial versetzt neben der Exzentereinheit des Exzentergetriebes anzuordnen. Diese Bauform eignet sich für solche Schlagwerkeinheiten, die möglichst kurzbauend sein sollen. Da es in diesem Fall wenig Spielraum zur Variierung des radialen Abstands des Antriebsmotors von der Schlagwerksachse gibt, eignet sich diese Variante insbesondere für relativ leichte Antriebsmotoren. Einen weiteren Einfluss auf die ausbalancierte Massenverteilung kann in diesem Fall allerdings auch über das Exzentergetriebe genommen werden. Insbesondere könnte das Übersetzungsgetriebe des Exzentergetriebes zwecks Massenausgleich eher schwerbauend ausgeführt werden. Andererseits ermöglicht diese Bauform ein Übersetzungsgetriebe mit relativ kleinen Zahnrädern, da der zu überbrückende Achsabstand geringer als bei der vorstehend beschriebenen Bauform ausfällt, so dass sich insbesondere auch die Gesamtbreite der Elektrohandwerkzeugmaschine verringert. Das Optimum richtet sich hierbei nach den Konstruktionszielen und ist von den vorstehend diskutierten Einflussparametern abhängig.According to an alternative design, it is proposed to arrange the drive motor, with the exception of the motor shaft, completely radially offset next to the eccentric unit of the eccentric gear when viewed along the impact mechanism axis. This design is suitable for impact units that need to be as short as possible. Since in this case there is little scope for varying the radial distance of the drive motor from the impact mechanism axis, this variant is particularly suitable for relatively light drive motors. In this case, however, a further influence on the balanced mass distribution can also be exerted via the eccentric gear. In particular, the transmission gear of the eccentric gear could be designed to be rather heavy for the purpose of mass balancing. On the other hand, this design enables a transmission gear with relatively small gears, since the center distance to be bridged is smaller than in the design described above, so that in particular the overall width of the hand-held electric power tool is reduced. The optimum depends on the design goals and the influencing parameters discussed above.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist in Anwendung der vorstehend erstgenannten Bauform der radiale Abstand zwischen Motorschwerpunkt und Schlagwerksachse kleiner als der radiale Abstand zwischen dem Exzentergetriebeschwerpunkt und der Schlagwerksachse. Hierdurch kann ein Antriebsmotor verwendet werden, der normalerweise eine höhere Masse als ein normales Exzentergetriebe besitzt. Es muss insoweit kein konstruktiver Einfluss auf den Antriebsmotor oder das Exzentergetriebe selbst genommen werden, indem bestimmte Bauteile besonders leicht oder besonders schwer ausgeführt werden, um die gewünschte ausbalancierte Massenverteilung im Gesamtrahmen der Schlagwerkeinheit zu erzielen.According to a preferred embodiment of the invention, when using the first-mentioned design, the radial distance between the center of gravity of the motor and the axis of the percussion mechanism is smaller than the radial distance between the center of gravity of the eccentric gear and the axis of the percussion mechanism. This allows the use of a drive motor that normally has a higher mass than a normal eccentric gear. There is no need to have any constructive influence on the drive motor or the eccentric gear itself by making certain components particularly light or particularly heavy in order to achieve the desired balanced mass distribution in the overall frame of the impact unit.

Davon bleibt es unbenommen, dass diese Komponenten zusätzlich entsprechend gewichtsoptimiert ausgebildet werden, um nicht allein nur über die Abstandsregulierung eine ausbalancierte Massenverteilung zu erzielen. Der Antriebsmotor ist vorzugsweise als ein Elektromotor ausgeführt und dessen Masse richtet sich im Wesentlichen nach der Leistungsklasse. Ein Einfluss auf die Eigenmasse kann jedoch dadurch genommen werden, dass auf bürstenlose Elektromotoren zurückgegriffen wird, welche in derselben Leistungsklasse normalerweise relativ leichter ausfallen.This does not affect the fact that these components are also designed to be weight-optimized in order to achieve a balanced mass distribution not only through distance regulation. The drive motor is preferably designed as an electric motor and its mass essentially depends on the performance class. However, the weight can be influenced by using brushless electric motors, which are usually relatively lighter in the same performance class.

Hinsichtlich des Exzentergetriebes kommt vorzugsweise ein einstufiges Übersetzungsgetriebe zur Übersetzung ins Langsame zum Einsatz, welches ganz vorzugsweise als eine Stirnradstufe ausgebildet ist. Zur Erzielung eines möglichst hohen Übersetzungsverhältnisses ist es hinreichend, wenn die Motorwelle seitens des distalen Endes als ein verzahntes Ritzel mit vorzugsweise mehr als zehn Zähnen ausgebildet ist. Der Durchmesser des hiermit korrespondierenden Stirnrads des Übersetzungsgetriebes richtet sich nach dem Achsabstand zwischen Motorachse und Exzentergetriebehauptachse und ist im Wesentlichen vom Hub des Exzenterpleuels sowie dem Motordurchmesser abhängig. Wie bereits erwähnt, gilt dies allerdings nur bei einer Verwirklichung der vorstehend erstgenannten Bauform einer Schlagwerkeinheit. Zur Variation der Masse des Exzentergetriebes kann das Stirnrad des Übersetzungsgetriebes aus einem schweren Stahlmaterial oder einem leichten Kunststoffmaterial hergestellt werden. Da das Stirnrad in Radialrichtung außen liegend angeordnet ist, wirkt sich dessen Eigenmasse signifikant auf die Massenverteilung in Bezug auf die Schlagwerksachse aus.With regard to the eccentric gear, a single-stage transmission gear is preferably used to translate into slow speed, which is completely is preferably designed as a spur gear stage. To achieve the highest possible transmission ratio, it is sufficient if the distal end of the motor shaft is designed as a toothed pinion with preferably more than ten teeth. The diameter of the corresponding spur gear of the transmission gear depends on the center distance between the motor axis and the main eccentric gear axis and is essentially dependent on the stroke of the eccentric connecting rod and the motor diameter. As already mentioned, however, this only applies if the first-mentioned design of a striking mechanism unit is implemented. To vary the mass of the eccentric gear, the spur gear of the transmission gear can be made of a heavy steel material or a light plastic material. Since the spur gear is arranged on the outside in the radial direction, its own mass has a significant effect on the mass distribution in relation to the impact mechanism axis.

Vorzugsweise ist eine Schlagwerkeinheit eines erfindungsgemäßen Bohr- oder Meißelhammers derart ausgebildet, dass in einer durch einen Bediener gehaltenen Soll-Arbeitsposition der Antriebsmotor einen geringeren Bodenabstand - also den Abstand zum Fußboden - als das Exzentergetriebe aufweist. Da nämlich der Antriebsmotor in Radialrichtung weiter von der Schlagwerksachse hervorsteht, ist diese untere Positionierung für den Bediener handlicher als eine seitliche oder obere Positionierung. Eine untere Positionierung des Antriebsmotors bewirkt im Rahmen der erfindungsgemäßen Anordnung, dass das gegenüberliegende Exzentergetriebe oberhalb der Schlagwerksachse angeordnet ist. Die gesamte Schlagwerkeinheit ist von einem Gerätegehäuse mit Griffstück umgeben und weist seitens des distalen Endes eine Werkzeugaufnahme für den Meißel beziehungsweise Schlagbohrer auf.Preferably, a percussion unit of a drill or chisel hammer according to the invention is designed such that in a target working position held by an operator, the drive motor has a smaller distance from the ground - i.e. the distance to the floor - than the eccentric gear. Since the drive motor protrudes further from the impact mechanism axis in the radial direction, this lower positioning is easier for the operator to handle than lateral or upper positioning. As part of the arrangement according to the invention, a lower positioning of the drive motor causes the opposite eccentric gear to be arranged above the impact mechanism axis. The entire percussion unit is surrounded by a device housing with a handle and has a tool holder for the chisel or impact drill on the distal end.

Detailbeschreibung anhand ZeichnungDetailed description based on drawing

Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:

  • Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Schlagwerkeinheit gemäß der ersten Bauform, und
  • Fig. 2 eine schematische Seitenansicht einer Schlagwerkeinheit gemäß der zweiten Bauform.
Further measures improving the invention are shown in more detail below together with the description of preferred exemplary embodiments of the invention with reference to the figures. It shows:
  • Fig. 1 a schematic side view of a percussion unit according to the first design, and
  • Fig. 2 a schematic side view of a percussion unit according to the second design.

Gemäß Fig. 1 besteht die Schlagwerkeinheit eines Meißelhammers gemäß der ersten, bevorzugten Bauform aus einem Antriebsmotor 1 mit einer quer zu einer Schlagwerksachse As angeordneten Motorachse AM zur Erzeugung einer rotatorischen Antriebsbewegung. Der Antriebsmotor 1 ist als ein Elektromotor ausgebildet und weist seitens des distalen Endes einer Motorwelle 2 eine Ritzelverzahnung auf, welche an einem Stirnrad 3 eines einstufigen Übersetzungsgetriebes 4 zum Eingriff kommt.According to Fig. 1 The percussion unit of a chisel hammer according to the first, preferred design consists of a drive motor 1 with a motor axis A M arranged transversely to a percussion axis As to generate a rotary drive movement. The drive motor 1 is designed as an electric motor and has a pinion toothing on the distal end of a motor shaft 2, which engages on a spur gear 3 of a single-stage transmission gear 4.

Das einstufige Übersetzungsgetriebe 4 ist Bestandteil eines dem Antriebsmotor 1 nachgeschalteten Exzentergetriebes 5. Das Exzentergetriebe 5 weist zur Erzeugung einer linear alternierenden Arbeitsbewegung ein dem Übersetzungsgetriebe 4 nachgeschaltetes Exzenterrad 6 mit Pleuel 7 sowie einem schlagwerkseitig angeordneten Erregerkolben 8 auf. Der Erregerkolben 8 ist dabei auch mit Bestandteil eines Schlagwerks 9, welches die Arbeitsbewegung auf ein koaxial hierzu angeordnetes - nicht weiter dargestelltes - Werkzeug überträgt.The single-stage transmission gear 4 is part of an eccentric gear 5 connected downstream of the drive motor 1. To generate a linearly alternating working movement, the eccentric gear 5 has an eccentric wheel 6 connected downstream of the transmission gear 4 with a connecting rod 7 and an exciter piston 8 arranged on the impact mechanism side. The exciter piston 8 is also part of a percussion mechanism 9, which transmits the working movement to a tool - not shown - which is arranged coaxially therewith.

Zur Schwingungsreduzierung der Schlagwerkeinheit ist der Schwerpunkt SM des Antriebsmotors 1 mit einem radialen Abstand sM zur Schlagwerksachse As und der Schwerpunkt SG des Exzentergetriebes 5 mit einem gegenüberliegend radialen Abstand sG zur Schlagwerksachse As angeordnet. Dabei ist der radiale Abstand sM des Antriebsmotors 1 sowie der radiale Abstand sG des Exzentergetriebes 5 derart bemessen, dass sich eine ausbalancierte Massenverteilung in Bezug auf die Schlagwerksachse As einstellt.To reduce vibration of the percussion unit, the center of gravity S M of the drive motor 1 is arranged at a radial distance s M from the percussion axis As and the center of gravity S G of the eccentric gear 5 is arranged at an opposite radial distance s G from the percussion axis As. The radial distance s M of the drive motor 1 and the radial distance s G of the eccentric gear 5 are dimensioned such that a balanced mass distribution is achieved with respect to the impact mechanism axis As.

In der dargestellten Bauform der Schlagwerkeinheit ist der Antriebsmotor 1 entlang der Schlagwerksachse As gesehen vollständig hinter dem Exzentergetriebe 5 angeordnet. Zwar fällt hierdurch die Elektrohandwerkzeugmaschine dieser Ausführungsform entsprechend langbauend aus, allerdings ergibt sich eine hohe Variationsbreite hinsichtlich der Radialabstände. Bei dieser Ausführungsform ist der radiale Abstand sM kleiner als der radiale Abstand sG, so dass ein Antriebsmotor 1 einer relativ hohen Masse gegenüber dem Exzentergetriebe 5 entsprechend ausbalanciert positioniert werden kann.In the design of the percussion unit shown, the drive motor 1 is arranged completely behind the eccentric gear 5 as viewed along the percussion axis As. Although this means that the hand-held electric power tool of this embodiment is correspondingly long, there is a wide range of variations regarding the radial distances. In this embodiment, the radial distance s M is smaller than the radial distance s G , so that a drive motor 1 of a relatively high mass can be positioned in a correspondingly balanced manner relative to the eccentric gear 5.

Gemäß der in Fig. 2 illustrierten alternativen Bauform ist der Antriebsmotor 1 mit Ausnahme der Motorwelle 2 entlang der Schlagwerksachse As gesehen vollständig radial versetzt neben dem Exzentergetriebe 5 angeordnet. Infolgedessen fällt die Schlagwerkeinheit zwar kompaktbauender im Vergleich zu der vorstehend beschriebenen Bauform aus, allerdings kann der hierdurch bewirkte größere radiale Abstand sM gegenüber dem anderen Abstand sG zum einen durch einen möglichst leichtbauenden Elektromotor und zum anderen durch ein besonders schwerbauendes Stirnrad 3 des Übersetzungsgetriebes 4 ausgeglichen werden. Die kompaktere Bauform äußert sich insbesondere in einem relativ geringen Achsabstand sA zwischen der Motorachse und der Stirnradachse.According to the in Fig. 2 Illustrated alternative design, the drive motor 1, with the exception of the motor shaft 2, is arranged completely radially offset next to the eccentric gear 5 when viewed along the impact mechanism axis As. As a result, the striking mechanism unit is more compact in comparison to the design described above, but the resulting larger radial distance s M compared to the other distance s G can be achieved on the one hand by an electric motor that is as light as possible and on the other hand by a particularly heavy spur gear 3 of the transmission gear 4 be balanced. The more compact design is particularly evident in a relatively small center distance s A between the motor axle and the spur gear axle.

Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die beiden vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Es sind vielmehr auch Abwandlungen hiervon denkbar, welche vom Schutzbereich der nachfolgenden Ansprüche mit umfasst sind. So ist es beispielsweise auch denkbar, das Schlagwerk mit einem Drehantrieb um die Schlagwerksachse zu kombinieren, um mit der erfindungsgemäßen Lösung einen Bohrhammer auszustatten.The invention is not limited to the two preferred exemplary embodiments described above. Rather, modifications of this are also conceivable, which are included within the scope of protection of the following claims. For example, it is also conceivable to combine the impact mechanism with a rotary drive around the impact mechanism axis in order to equip a hammer drill with the solution according to the invention.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11
Antriebsmotordrive motor
22
MotorwelleMotor shaft
33
Stirnradspur gear
44
Übersetzungsgetriebetransmission gear
55
ExzentergetriebeEccentric gear
66
ExzenterradEccentric wheel
77
Pleuelconnecting rod
88th
Erregerkolbenexciter flask
99
SchlagwerkPercussion
AsAs
Schlagwerksachsepercussion axis
AMAT THE
MotorachseMotor axis
SMSM
Schwerpunkt MotorFocus on the engine
SGSG
Schwerpunkt ExzentergetriebeFocus on eccentric gear
sMsM
radialer Abstand Motorradial distance motor
sGsG
radialer Abstand ExzentergetriebeRadial distance eccentric gear
sAsA
AchsabstandAxle distance

Claims (10)

Bohr- oder Meißelhammer mit einer Schlagwerkeinheit, umfassend einen Antriebsmotor (1) mit einer quer zu einer Schlagwerksachse (As) angeordneten Motorachse (AM) zur Erzeugung einer rotatorischen Antriebsbewegung, die ein nachfolgendes Exzentergetriebe (5) in eine linear alternierende Arbeitsbewegung entlang der Schlagwerksachse (As) umwandelt, welche über ein hieran angeschlossenes Schlagwerk (9) auf ein koaxial benachbartes Werkzeug übertragbar ist, wobei zur Schwingungsreduzierung der Schwerpunkt (SM) des Antriebsmotors (1) mit einem radialen Abstand (SM) zur Schlagwerksachse (As) und der Schwerpunkt (SG) des Exzentergetriebes (5) mit einem gegenüberliegenden radialen Abstand (sG) zur Schlagwerksachse (As) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass der radiale Abstand (SM) des Antriebsmotors (1) sowie der radiale Abstand (sG) des Exzentergetriebes (5) derart bemessen ist, dass sich eine ausbalancierte Massenverteilung in Bezug auf die Schlagwerksachse (As) einstellt.Drill or chisel hammer with a percussion unit, comprising a drive motor (1) with a motor axis (A M ) arranged transversely to a percussion axis (As) for generating a rotary drive movement, which converts a subsequent eccentric gear (5) into a linearly alternating working movement along the percussion axis (As), which can be transferred to a coaxially adjacent tool via an impact mechanism (9) connected thereto, the center of gravity (S M ) of the drive motor (1) being at a radial distance (S M ) from the impact mechanism axis (As) and to reduce vibration the center of gravity (S G ) of the eccentric gear (5) is arranged at an opposite radial distance (s G ) from the impact mechanism axis (As),
characterized in that the radial distance (S M ) of the drive motor (1) and the radial distance (s G ) of the eccentric gear (5) are dimensioned such that a balanced mass distribution is achieved in relation to the impact mechanism axis (As). Bohr- oder Meißelhammer nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (1) entlang der Schlagwerksachse (As) gesehen vollständig hinter dem Exzentergetriebe (5) angeordnet ist.Drill or chisel hammer according to claim 1,
characterized in that the drive motor (1) is arranged completely behind the eccentric gear (5) as viewed along the impact mechanism axis (As). Bohr- oder Meißelhammer nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (1) mit Ausnahme einer Motorwelle (2) entlang der Schlagwerksachse (As) gesehen vollständig radial versetzt neben der dem Exzentergetriebe (5) angeordnet ist.Drill or chisel hammer according to claim 1 or 2,
characterized in that the drive motor (1), with the exception of a motor shaft (2), is arranged completely radially offset next to the eccentric gear (5) when viewed along the impact mechanism axis (As). Bohr- oder Meißelhammer nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (1) eine höhere Masse als das Exzentergetriebe (5) aufweist, so dass der radiale Abstand (SM) kleiner ist als der radiale Abstand (sG).Drill or chisel hammer according to one of the previous claims,
characterized in that the drive motor (1) has a higher mass than the eccentric gear (5), so that the radial distance (S M ) is smaller than the radial distance (s G ). Bohr- oder Meißelhammer nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Exzentergetriebe (5) ein einstufiges Übersetzungsgetriebe (4) zur Übersetzung ins Langsame umfasst, welches als eine Stirnradstufe ausgebildet ist.Drill or chisel hammer according to one of the previous claims,
characterized in that the eccentric gear (5) comprises a single-stage transmission gear (4) for slow translation, which is designed as a spur gear stage. Bohr- oder Meißelhammer nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass für eine Variation der Eigenmasse des Exzentergetriebes (5) das Stirnrad (3) der Stirnradstufe aus einem Stahl- oder Kunststoffmaterial besteht.Drill or chisel hammer according to one of the previous claims,
characterized in that for a variation of the own mass of the eccentric gear (5), the spur gear (3) of the spur gear stage consists of a steel or plastic material. Bohr- oder Meißelhammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Exzentergetriebe (5) zur Erzeugung der linear alternierenden Arbeitsbewegung ein dem Übersetzungsgetriebe (4) nachgeschaltetes Exzenterrad (6) mit Pleuel (7) sowie einem schlagwerkseitig angeordneten Erregerkolben (8) umfasst.Drill or chisel hammer according to one of the preceding claims, characterized in that the eccentric gear (5) for generating the linearly alternating working movement comprises an eccentric wheel (6) connected downstream of the transmission gear (4) with a connecting rod (7) and an exciter piston (8) arranged on the impact mechanism side . Bohr- oder Meißelhammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (1) als ein Elektromotor ausgeführt ist.Drill or chisel hammer according to one of the preceding claims, characterized in that the drive motor (1) is designed as an electric motor. Bohr- oder Meißelhammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Motorwelle (2) seitens des distalen Endes als ein verzahntes Ritzel mit mehr als zehn Zähnen ausgebildet ist.Drill or chisel hammer according to one of the preceding claims, characterized in that a motor shaft (2) on the distal end is designed as a toothed pinion with more than ten teeth. Bohr- oder Meißelhammer nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Schlagwerkeinheit derart ausgebildet ist, dass in einer durch einen Bediener gehaltenen Soll-Arbeitsposition der Antriebsmotor (1) einen geringeren Bodenabstand als das Exzentergetriebe (5) aufweist.Drill or chisel hammer according to one of the preceding claims,
characterized in that the percussion unit is designed such that in a target working position held by an operator, the drive motor (1) has a smaller ground clearance than the eccentric gear (5).
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EP1238759A1 (en) * 2001-03-07 2002-09-11 Black & Decker Inc. Hammer
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