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Die Erfindung betrifft eine Antriebszylindereinheit für ein Elektrowerkzeug mit einem Schlagwerk, insbesondere einem pneumatischen Schlagwerk, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Elektrowerkzeug mit einem Schlagwerk, aufweisend eine erfindungsgemäße Antriebszylindereinheit.
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Anwendungsbereich der Erfindung sind vornehmlich handgehaltene Elektrowerkzeuge, insbesondere Bohr- und/oder Meißelhämmer. Diese weisen ein Schlagwerk zur Aufbringung der notwendigen Schlagenergie auf das jeweilige Werkzeug auf.
Stand der Technik
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Elektrowerkzeuge mit einem Schlagwerk sind allgemein bekannt. Bei einem pneumatischem Schlagwerk sind ein Antriebszylinder und ein Schlagkolben über eine Luftfeder wirkverbunden, so dass eine axiale Verschiebung des Antriebszylinders eine axiale Verschiebung des Schlagkolbens bewirkt. Der Antriebszylinder und der Schlagkolben sind hierzu in einem Führungsrohr axial beweglich geführt, das gemeinsam mit dem Antriebszylinder eine Antriebszylindereinheit ausbildet.
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Die axiale Verschiebung des Antriebszylinders wird über eine elektromotorisch angetriebene Welle erzielt. Um die Drehbewegung der Welle in eine translatorische Bewegung des Antriebszylinders zu wandeln, ist der Antriebszylinder über eine Kopplungseinrichtung mit der Welle verbunden.
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Eine derartige Kopplungseinrichtung geht beispielhaft aus der
DE 10 2020 207 591 A1 hervor. Sie umfasst eine Pendelstange, die einenends über ein Pendellager mit einer Antriebswelle verbunden ist. Andernends ist die Pendelstange mit einem Kolbenstift einer Kolbenbaugruppe verbunden, der in zwei zueinander beabstandeten Kolbenarmen eines Kolbenkörpers der Kolbenbaugruppe drehbar gelagert ist. Im Betrieb bewegt sich die Pendelstange relativ zu den Kolbenarmen.
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Kopplungseinrichtungen der vorstehend genannten Art unterliegen dem Verschleiß und schränken somit die Lebensdauer des Elektrowerkzeugs ein. Der Verschleiß tritt insbesondere im Kontaktbereich der beweglichen Teile der Kopplungseinrichtung und der Antriebszylindereinheit aufgrund von Reibung auf. Dabei kann es zu Fehlstellen kommen, die zu einer Spielvergrößerung führen. Durch die Spielvergrößerung wiederum treten Vibrationen auf und die Belastung in den Kontaktbereichen steigt, wodurch der Verschleiß weiter zunimmt. Verschleißverstärkend wirken dabei auch Partikel, wie beispielsweise Staubpartikel, die in den Kontaktbereich eindringen. Als Folge des fortschreitenden Verschleißes kommt es dann zu einem Ausfall des Elektrowerkzeugs.
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Ausgehend von dem vorstehend genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Antriebszylindereinheit für ein Elektrowerkzeug mit einem Schlagwerk bereitzustellen, das weniger verschleißanfällig ist, so dass die Lebensdauer des Elektrowerkzeugs steigt.
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Zur Lösung der Aufgabe wird die Antriebszylindereinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Darüber hinaus wird ein Elektrowerkzeug mit einer erfindungsgemäßen Kopplungseinrichtung angegeben.
Offenbarung der Erfindung
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Vorgeschlagen wird eine Antriebszylindereinheit für ein Elektrowerkzeug mit einem Schlagwerk, insbesondere einem pneumatischen Schlagwerk, aufweisend einen zwischen einer vorderen und einer hinteren Endposition axial beweglich in einem Führungsrohr aufgenommenen Antriebszylinder, der an einem Ende gabelförmig ausgeführt ist und zwei Arme mit jeweils einer Lagerbohrung ausbildet, in denen ein Lagerbolzen drehbar gelagert ist. Der Lagerbolzen ist senkrecht zu seiner Längsachse von einer Bohrung zur Aufnahme eines Stifts eines Taumelscheibenlagers durchsetzt. Erfindungsgemäß ist der Antriebszylinder in Richtung der hinteren Endposition mittels eines Federelements axial vorgespannt.
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Die axiale Vorspannung des Antriebszylinders in Richtung der hinteren Endposition eliminiert das Spiel zwischen den beweglichen Teilen der Antriebszylindereinheit. In der Folge nehmen Schwingungen sowie durch die Schwingungen in den Kontaktbereichen verursachten hohe Belastungen ab. Im Ergebnis kann so der Verschleiß gemindert und die Lebensdauer des die Antriebszylindereinheit aufweisenden Elektrowerkzeugs verlängert werden.
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Das zum axialen Vorspannen des Antriebszylinders eingesetzte Federelement kann grundsätzlich beliebig ausgestaltet sein. Das heißt, dass grundsätzlich jedes elastische Bauteil als Federelement einsetzbar ist. Beispielsweise kann das Federelement eine Schrauben- oder Blattfeder sein.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Federelement als Zugfeder, insbesondere als Schraubenzugfeder, ausgeführt. Derartige Federelemente sind einfach und kostengünstig herstellbar, so dass sich die Erfindung kostengünstig realisieren lässt. Zudem kann über die Auslegung der Schraubenzugfeder sehr einfach die axiale Vorspannkraft eingestellt werden.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Federelement über ein Blechteil mit dem Antriebszylinder verbunden ist. Das Blechteil erleichtert die Verbindung des Federelements mit dem Antriebszylinder. Vorzugsweise ist das Blechteil zwischen den beiden Armen des Antriebszylinders angeordnet und über den Lagerbolzen im Antriebszylinder gehalten. Weitere Verbindungs- oder Befestigungsmittel zur Fixierung des Blechteils am Antriebszylinder sind damit entbehrlich. Dadurch erleichtert sich die Montage des Blechteils. In dieser Anordnung vermag das Blechteil zudem zwei Unterlegscheiben zu ersetzen, die üblicherweise zwischen dem Antriebszylinder und dem im Lagerbolzen aufgenommenen Stift zur Minderung des Verschleißes im Kontaktbereich angeordnet sind.
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Bevorzugt ist das Blechteil im Wesentlichen U-förmig ausgeführt und weist im Bereich zweier parallel angeordneter Seitenwände jeweils eine Öffnung zur Aufnahme des Lagerbolzens auf. Das im Wesentlichen U-förmige Blechteil kann in der Weise zwischen die beiden Arme des Antriebszylinders eingesetzt werden, dass die beiden parallel angeordneten Seitenwände des Blechteils zur Anlage an den Armen des Antriebszylinders gelangen und die in den Seitenwänden ausgebildeten Öffnungen die in den Armen ausgebildeten Lagerbohrungen überdecken. Durch anschließendes Einsetzen des Lagerbolzens in die Lagerbohrungen der Arme sowie in die Öffnungen der Seitenwände des Blechteils kann dann das Blechteil im Antriebszylinder fixiert werden. Die beiden parallel angeordneten Seitenwände ermöglichen in dieser Anordnung zudem den Wegfall der üblicherweise vorgesehenen zwei Unterlegscheiben.
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Ferner bevorzugt weisen die parallel angeordneten Seitenwände des Blechteils an ihrem dem Federelement zugewandten Ende weitere Öffnungen zum Einsetzen, insbesondere zum Einschrauben, eines Federendes des Federelements auf. Vorteilhafterweise sind die weiteren Öffnungen in Abschnitte der beiden Seitenwände ausgebildet, die gegenüber der Außenseite der beiden parallel angeordneten Seitenwände zurückspringen. Dadurch ist sichergestellt, dass das Federende des Federelements das Blechteil nicht seitlich überragt und in Kontakt mit den Armen des Antriebszylinders gelangt.
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Des Weiteren bevorzugt sind die beiden parallel angeordneten Seitenwände des Blechteils über eine Rückwand verbunden, die auf Höhe des Federelements eine Aussparung zum Einführen eines Werkzeugs durch das Blechteil hindurch bis an oder in das Federelement aufweist. Das Einführen des Werkzeugs erleichtert die gehäuseseitige Befestigung des Federelements. Beispielsweise kann die gehäuseseitige Befestigung mit Hilfe einer Schraube als Befestigungsmittel hergestellt werden. Über die rückseitige Aussparung des Blechteils kann dann ein Schraubendreher bis in das Federelement eingeführt werden, um die Schraube in eine gehäuseseitige Aufnahme einzudrehen.
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Darüber hinaus wird ein Elektrowerkzeug mit einem Schlagwerk, insbesondere einem pneumatischen Schlagwerk vorgeschlagen, wobei das Schlagwerk eine erfindungsgemäße Antriebszylindereinheit aufweist. Die erfindungsgemäße Antriebszylindereinheit reduziert Vibrationen und damit den Verschleiß in den Kontaktbereichen der zueinander beweglichen Teile. Entsprechend erhöht sich die Lebensdauer des Elektrowerkzeugs. Vorzugsweise ist das Federelement an seinem dem Antriebszylinder abgewandten Federende mittels einer Schraube an einem Gehäuse befestigt, wobei weiterhin vorzugsweise zwischen der Schraube und dem Gehäuse eine Unterlegscheibe angeordnet ist. Die Unterlegscheibe ermöglicht ein Einklemmen des Federendes zwischen der Schraube und dem Gehäuse, so dass dieses sicher am Gehäuse gehalten ist. Andernends kann das Federelement über ein Blechteil mit dem Antriebszylinder verbunden sein. Das Blechteil kann insbesondere U-förmig ausgeführt sein und zwei parallel angeordnete Seitenwände aufweisen, in denen jeweils eine Öffnung zur Aufnahme eines Lagerbolzens der Antriebszylindereinheit ausgebildet ist. Über den Lagerbolzen kann dann das Blechteil im Antriebszylinder fixiert werden.
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Bevorzugt ist in der Bohrung des Lagerbolzens ein Stift eines Taumelscheibenlagers aufgenommen, über das der Antriebszylinder mit einer parallel zum Antriebszylinder angeordneten Welle wirkverbunden ist. Die Drehbewegung der Welle kann auf diese Weise in eine translatorische Bewegung des Antriebszylinders umgewandelt werden.
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Ferner bevorzugt weist hierzu das Taumelscheibenlager einen auf der Welle angeordneten inneren Ring und einen auf dem inneren Ring über Lagerkugeln gelagerten äußeren Ring auf, an dem außenumfangseitig der Stift angeordnet ist. Die Lagerung des äußeren Rings über Lagerkugeln auf dem inneren Ring ermöglicht eine Taumelbewegung des äußeren Rings gegenüber dem inneren Ring, so dass der mit dem äußeren Ring verbundene Stift eine Art Pendelbewegung ausführt. Über diese Pendelbewegung wird der Antriebszylinder hin und her bewegt.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Diese zeigen:
- Fig. 1
- einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Elektrowerkzeug mit einer erfindungsgemäßen Antriebszylindereinheit,
- Fig. 2
- eine Explosionsdarstellung des Federelements zur axialen Vorspannung des Antriebszylinders der Antriebszylindereinheit einschließlich Blechteil und Befestigungsmittel,
- Fig. 3
- eine Seitenansicht auf das Blechteil der Figur 2 mit montiertem Federelement,
- Fig. 4
- eine perspektivische Darstellung des Blechteils einschließlich Federelement während der Verbindung mit dem Antriebszylinder der Antriebszylindereinheit und
- Fig. 5
- eine perspektivische Darstellung des Antriebszylinders nach der Verbindung mit dem Blechteil einschließlich Federelement.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
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Der Figur 1 ist ausschnittsweise ein erfindungsgemäßes Elektrowerkzeug 2 mit einem pneumatischen Schlagwerk 3 zu entnehmen. Das pneumatische Schlagwerk 3 weist eine erfindungsgemäße Antriebszylindereinheit 1 auf, umfassend ein Führungsroh 27, in dem ein Antriebszylinder 4 zwischen einer vorderen und einer hinteren Endposition axial beweglich aufgenommen ist. Der Antriebszylinder 4 ist über eine Luftfeder 23 mit einem Schlagkolben 24 wirkverbunden, so dass eine axiale Verschiebung des Antriebszylinders 4 eine axiale Verschiebung des Schlagkolbens 24 bewirkt. Der Schlagkolben 24 wiederum wirkt auf einen Döpper 25 und dieser auf ein in der Figur 1 nicht dargestelltes Werkzeug ein.
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Die axiale Verschiebung des Antriebszylinders 4 wird mit Hilfe einer elektromotorisch angetriebenen Welle 19 bewirkt, wobei es sich bei der Welle 19 um eine Zwischenwelle handelt, die mit einer Motorwelle 26 verbunden ist. Um die Drehbewegung der Welle 19 in eine translatorische Bewegung des Antriebszylinders 4 zu wandeln, ist auf der Welle 19 ein Taumelscheibenlager 10 mit einem Stift 9 angeordnet. Der Stift 9 ist an seinem dem Taumelscheibenlager 10 abgewandten Ende in einer Bohrung 8 eines Lagerbolzens 7 aufgenommen, der über Lagerbohrungen 6 im Antriebszylinder 4 drehbar gelagert ist. Der Antriebszylinder 4 weist hierzu ein gabelförmig ausgeführtes Ende auf, so dass zwei Arme 5 ausgebildet werden, in denen die Lagerbohrungen 6 angeordnet sind. Das Taumelscheibenlager 10 weist einen inneren Ring 20 auf, der auf der Welle 19 angeordnet und drehfest mit der Welle 19 verbunden ist. Auf dem inneren Ring 20 ist über Lagerkugeln 21 ein äußerer Ring 22 gelagert, an dem der Stift 9 befestigt ist, so dass der Stift 9 radial in Bezug auf den äußeren Ring 22 angeordnet ist. Über das Taumelscheibenlager 10 wird der Stift 9 bei einer Drehbewegung der Welle 19 in eine Pendelbewegung versetzt, die wiederum den Antriebszylinder 4 zwischen der vorderen und der hinteren Endposition in axialer Richtung hin und her bewegt.
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Bei der dargestellten erfindungsgemäßen Antriebszylindereinheit 1 ist der Antriebszylinder 4 in Richtung der hinteren Endposition mittels eines Federelements 11 axial vorgespannt. Die Vorspannung eliminiert das Spiel zwischen den zueinander beweglichen Teilen, so dass Schwingungen und damit der Verschleiß in den Kontaktbereichen reduziert werden. Zur axialen Vorspannung des Antriebszylinders 4 in Richtung der hinteren Endlage ist das Federelement 11 vorliegend als Schraubenzugfeder ausgeführt. Die Schraubenzugfeder ist einerseits über ein Blechteil 12 mit dem Antriebszylinder 4 und andererseits über eine Schraube 16 und eine Unterlegscheibe 18 mit einem Gehäuse 17 verbunden.
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Wie insbesondere der Figur 2 zu entnehmen ist, ist das Blechteil 12 im Wesentlichen U-förmig ausgeführt. Das Blechteil 12 weist somit zwei parallel angeordnete Seitenwände 13 sowie eine diese verbindende Rückwand 28 auf. In der Rückwand 28 ist eine Aussparung 29 vorgesehen, durch die hindurch ein Werkzeug (nicht dargestellt) in das Federelement 11 einführbar ist. Mit Hilfe des Werkzeugs kann die Schraube 16 in eine entsprechende Aufnahme des Gehäuses 17 eingedreht werden. Das dem Gehäuse 17 zugewandte Federende des Federelements 11 wird dabei über die Unterlegscheibe 18 zwischen der Schraube 16 und dem Gehäuse 17 eingeklemmt (siehe auch Figur 3). Das andere Federende des Federelements 11 ist in Öffnungen 15 des Blechteils 12 eingesetzt bzw. eingeschraubt. Darüber hinaus weist das Blechteil 12 im Bereich der beiden parallel angeordneten Seitenwände 13 Öffnungen 14 auf, die bei der Montage des Blechteils 12 in Überdeckung mit den Lagerbohrungen 6 der beiden Arme 5 des Antriebszylinders 4 bringbar sind (siehe Figur 4). Durch anschließendes Einsetzen des Lagerbolzens 7 in die Lagerbohrungen 6 der Arme 5 sowie in die Öffnungen 14 der beiden Seitenwände 13 des Blechteils 12, kann dann das Blechteil 12 im Antriebszylinder 4 fixiert werden. Figur 5 zeigt den Antriebszylinder 4 mit eingesetztem und fixiertem Blechteil 12.
Bezugszeichenliste
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- 1
- Antriebszylindereinheit
- 2
- Elektrowerkzeug
- 3
- Schlagwerk
- 4
- Antriebszylinder
- 5
- Arm
- 6
- Lagerbohrung
- 7
- Lagerbolzen
- 8
- Bohrung
- 9
- Stift
- 10
- Taumelscheibenlager
- 11
- Federelement
- 12
- Blechteil
- 13
- Seitenwand
- 14
- Öffnung
- 15
- Öffnung
- 16
- Schraube
- 17
- Gehäuse
- 18
- Unterlegscheibe
- 19
- Welle
- 20
- innerer Ring
- 21
- Lagerkugel
- 22
- äußerer Ring
- 23
- Luftfeder
- 24
- Schlagkolben
- 25
- Döpper
- 26
- Motorwelle
- 27
- Führungsrohr
- 28
- Rückwand
- 29
- Aussparung