Beschreibung
Bohr- und/oder Meißelhammervorrichtung
Stand der Technik
Es ist eine Bohr- und Meißelhammervorrichtung mit einem Hammerschlagwerk und einer Getriebeeinheit zur Übertragung eines Antriebsmoments von einem Elektromotor auf das Hammerschlagwerk bekannt. Die Getriebeeinheit weist dabei miteinander in Eingriff stehende Stirnräder auf.
Offenbarung der Erfindung
Es wird eine Bohr- und/oder Meißelhammervorrichtung mit einem Hammerschlagwerk, das eine Antriebseinheit aufweist, und mit einer Getriebeeinheit zur Übertragung eines Antriebsmoments von einem Motor auf das Hammerschlagwerk, wobei die Getriebeeinheit wenigstens ein Planetengetriebe umfasst und ein Antriebselement der Antriebseinheit an einem Getriebeelement des Planentengetriebes angeordnet ist, vorgeschlagen. Dabei soll unter einem„Hammerschlagwerk" insbesondere ein Schlagwerk mit Schläger verstanden werden, der über eine Wegstrecke in Schlagrichtung beschleunigbar ist, bevor er auf ein Bauteil auftrifft, um einen Schlagimpuls auszulösen, wie vorzugsweise ein pneumatisches Schlagwerk, bei dem ein Schläger von einem Kolben über ein Gaspolster antreibbar ist, oder ein mechanisches Schlagwerk, bei dem ein Schläger von einer mechanischen Anordnung, wie insbesondere einem Federarm, beschleunigbar ist. Unter einem„Planetengetriebe" soll insbesondere ein Getriebe verstanden werden, das wenigstens einen mit einem Planetenträger verbundenen Planeten aufweist, der in radiale Richtung nach außen mit einem Hohlrad und/oder in radialer Richtung nach innen mit einem Sonnenrad gekoppelt ist und somit insbesondere mehrere koaxiale Wellen aufweist. Das Sonnenrad, der Planet
und/oder das Hohlrad können von runden Zahnrädern oder von aufeinander abgestimmten unrunden Zahnrädern gebildet sein. Es können mehrere Planetengetriebe hintereinander geschaltet sein und/oder es können zwischen Planetenrad und Hohlrad mehrere Stufen zwischengeschaltet sein. Die Antriebseinheit kann von verschienenden, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Einheiten gebildet sein, wie von einer Taumellagereinheit, bei der ein Taumelelement in einer Lagerebene gelagert ist, die zu einer Rotationsachse um einen Winkel größer Null verkippt ist, wie insbesondere in einer durch eine Wälzkörperlaufbahn aufgespannten Lagerebene, einer von einer Kurvenbahneinheit gebildeten Antriebs- einheit und/oder besonders vorteilhaft von einer Exzentereinheit, die insbesondere ein exzentrisch angeordnetes Antriebselement, wie insbesondere einen exzentrisch angeordneten Antriebsbolzen aufweist. Mittels einer Exzentereinheit kann eine besonders einfache und robuste Konstruktion erreicht werden. Die Antriebseinheit dient insbesondere dazu eine Rotationsbewegung in eine axiale Schlagbewegung zu wandeln. Ferner soll unter„an einem Getriebeelement angeordnet" in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass das Antriebselement, wie insbesondere ein Lagerelement mit einer verkippten Lagerbahn einer Taumellagereinheit oder besonders vorteilhaft ein Exzenterbolzen einer Exzentereinheit fest mit einem Getriebeelement des Planentengetriebes ver- bunden ist, wie insbesondere mit einem Hohlrad, einem Planententräger und/oder mit einem Planet des Planentengetriebes.
Mittels einer entsprechenden Ausgestaltung kann eine vorteilhafte Übersetzung mit einer besonders Platz sparenden Konstruktion erreicht werden, und zwar ins- besondere, wenn das Planetengetriebe ein Eingangselement, wie insbesondere ein Sonnenrad, aufweist, dessen Rotationsachse zumindest im Wesentlichen koaxial zu einer Rotationsachse eines Antriebselements des Hammerschlagwerks angeordnet ist. Unter„im Wesentlichen koaxial" soll insbesondere verstanden werden, dass die Wellen einen Winkel kleiner 30° und vorzugsweise kleiner 10° einschließen. Dabei soll unter einem„Eingangselement" insbesondere ein Element verstanden werden, über das ein Drehmoment in die Getriebeeinheit eingeleitet wird und dessen Rotationsachse insbesondere koaxial zu einer Rotationsachse des Motors angeordnet ist. Ferner kann durch die konstruktive Ausgestaltung die Getriebeeinheit vorteilhaft als vormontierbare Baugruppe ausgebildet werden und es kann eine geringe Belastung einer Motorwelle erreicht und die
Motorwelle kann mit einem kleineren Durchmesser ausgeführt werden, wodurch auch der Motor kleiner ausführbar ist.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass eine Rotationsachse des Planetengetriebes und eine Schlagachse des Hammerschlagwerks einen Winkel ungleich Null einschließen, d.h. eine von einer parallelen oder koaxialen Ausrichtung abweichende Ausrichtung aufweisen, wodurch insbesondere auch größere Motoren vorteilhaft integriert werden können, und zwar insbesondere, wenn die Rotationsachse des Planetengetriebes und die Schlagachse des Hammerschlagwerks, in welcher im Betrieb ein Schlagimpuls übertragen wird, einen Winkel größer 10° und vorzugsweise größer 20° einschließen. Besonders vorteilhaft kann eine L-Bauform erreicht werden, bei der die Rotationsachse des Planetengetriebes und die Schlagachse des Hammerschlagwerks zumindest im Wesentlichen, d.h. mit einer Abweichung kleiner 10° und vorzugsweise kleiner 5°, einen Winkel von 90° einschließen.
Ist wenigstens ein Getriebeelement des Planetengetriebes einstückig mit einem Antriebselement des Hammerschlagwerks ausgebildet, wie insbesondere mit einem Exzenterelement und/oder einem Taumellagerelement, können zusätzliche Bauteile, Bauraum, Gewicht, Montageaufwand und Kosten eingespart werden. Dabei soll unter„einstückig" insbesondere unter einem Guss hergestellt verstanden werden. Grundsätzlich ist jedoch auch eine mehrteilige Ausbildung denkbar, bei der Teile mittels einer Niet-, Schweiß- und/oder Hartlötverbindung usw. verbunden sind.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Bohr- und/oder Meißelhammervorrichtung wenigstens eine Überrastkupplung aufweist, wodurch unerwünscht hohe Drehmomente vorteilhaft vermieden werden können.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Überrastkupplung im Kraftfluss zwischen einem Planetenträger und einem Element der Getriebeeinheit und/oder zwischen einem Hohlrad und einem Element der Getriebeeinheit angeordnet ist, wodurch die Überrastkupplung vorteilhaft einfach und Platz sparend integriert werden kann.
Weist das Planetengetriebe wenigstens ein Dichtmittel auf, das zur Abdichtung eines Planetengetriebeinnenraums vorgesehen ist, kann eine vorteilhaft zentrale Schmierung erreicht werden. Dabei soll unter einem„Dichtmittel" insbesondere ein Mittel verstanden werden, das gezielt zur Abdichtung vorgesehen ist, wie ins- besondere ein Dichtring, eine Labyrinthdichtung, ein gummiartiges Dichtmittel usw.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass ein Hohlrad und ein Planetenträger des Planetengetriebes über eine Lagerverbin- dung verbunden sind, d.h. das insbesondere zumindest ein Hohlrad über einen
Planetenträger gelagert ist, so dass Lagerkräfte des Hohlrads über den Planetenträger abgestützt sind, und/oder zumindest ein Planetenträger über ein Hohlrad gelagert ist, so dass Lagerkräfte des Planetenträgers über das Hohlrad abgestützt sind. Durch eine entsprechende Ausgestaltung kann vorteilhaft Bauraum eingespart werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass das Getriebeelement des Planetengetriebes, an dem das Antriebselement angeordnet ist, in wenigstens einem Betriebsmodus mit einer überlagerten Drehbewegung angetrieben ist, so dass das Antriebsele- ment eine Linearbewegung entlang einer Schlagachse des Hammerschlagwerks durchführt. Durch eine entsprechende Ausgestaltung können Bauteile, wie insbesondere schwenkbar gelagerte Pleuelelemente, Gewicht, Bauraum und Kosten eingespart werden. Insbesondere kann das Antriebselement vorteilhaft direkt mit einem Kolben des Hammerschlagwerks verbunden werden. Dabei können verschiedene, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Getriebeelemente des
Planetengetriebes mit einer überlagerten Drehbewegung beaufschlagt sein, besonders vorteilhaft einfach ist jedoch eine entsprechende Ausgestaltung erzielbar, wenn das Getriebeelement von einem Planet gebildet ist, und das Antriebselement der Antriebseinheit an einem Planet des Planentengetriebes angeordnet ist.
Zeichnung Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der
Zeichnung sind 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 einen Bohr- und Meißelhammer in einer Seitenansicht mit einer
schematisiert angedeuteten Bohr- und Meißelhammervorrichtung,
Fig. 2 einen Ausschnitt der schematisiert dargestellten Bohr- und Meißelhammervorrichtung aus Figur 1 ,
Fig. 3 einen Ausschnitt einer alternativen, schematisiert dargestellten Bohr- und Meißelhammervorrichtung mit zwei in Reihe geschalteten Planetengetrieben,
Fig. 4 einen Ausschnitt einer alternativen, schematisiert dargestellten Bohr- und Meißelhammervorrichtung mit einem alternativen Ausgangselement,
Fig. 5 einen Ausschnitt einer weiteren alternativen Bohr- und Meißelhammervorrichtung in einer perspektivischen Darstellung mit Teilschnitten,
Fig. 6 eine Ansicht der Bohr- und Meißelhammervorrichtung aus Figur 5 von unten,
Fig. 7 einen Schnitt durch die Bohr- und Meißelhammervorrichtung entlang der Linie Vll-Vll in Figur 6 und
Fig. 8 eine Ansicht der Bohr- und Meißelhammervorrichtung aus Figur 5 von oben mit einem Teilschnitt.
Figur 1 zeigt einen Bohr- und Meißelhammer mit einer in einem Gehäuse 54a angeordneten Bohr- und Meißelhammervorrichtung. Am Gehäuse 54a ist an ei- ner einer Werkzeugaufnahme 56a abgewandten Seite ein von einem Bügelhandgriff gebildeter Haupthandgriff 58a und auf einer der Werkzeugaufnahme 56a zugewandten Seite ein von einem Stielhandgriff gebildeter Zusatzhandgriff 60a befestigt. Die Bohr- und Meißelhammervorrichtung weist ein Hammerschlagwerk 10a auf, das ein Hammerrohr 62a, einen im Hammerrohr 62a geführ- ten Kolben 34a und einen von dem Kolben über ein Gaspolster 36a antreibbaren
Schläger 38a, der im Betrieb über einen Döpper 66a auf ein Einsatzwerkzeug
64a wirkt, umfasst. Ferner umfasst das Hammerschlagwerk 10a eine Antriebseinheit mit einem von einem Exzenterelement gebildeten Antriebselement 28a, das dazu vorgesehen ist, eine Drehbewegung in eine axiale Hubbewegung zu übersetzen und damit den Kolben 34a in axialer Richtung des Hammerrohrs 62a anzutreiben (Figuren 1 und 2).
Die Bohr- und Meißelhammervorrichtung umfasst eine Getriebeeinheit 12a zur Übertragung eines Antriebsmoments von einem im Gehäuse 54a angeordneten Elektromotor 14a auf das Hammerschlagwerk 10a bzw. auf das Antriebselement 28a. Die Getriebeeinheit 12a weist ein Planetengetriebe 16a auf. Das Planetengetriebe 16a weist ein von einem Sonnenrad gebildetes Eingangselement 20a auf, dessen Rotationsachse 24a koaxial zu einer Rotationsachse 26a des Antriebselements 28a des Hammerschlagwerks 10a angeordnet ist. Das Sonnenrad ist einstückig mit einer Motorwelle des Elektromotors 14a ausgeführt. Die Rotati- onsachse 24a des Planetengetriebes bzw. des Sonnenrads ist koaxial zu einer
Rotationsachse des Elektromotors 14a angeordnet. Die Rotationsachse 24a und eine Schlagachse 30a des Hammerschlagwerks 10a schließen einen Winkel 32a von 90° ein. Grundsätzlich sind jedoch auch andere Winkel denkbar. Ein Hohlrad 42a des Planetengetriebes 16a bildet ein Ausgangselement der Getriebeeinheit 12a. Das Antriebselement 28a ist an dem Hohlrad 42a angeordnet, und zwar ist das Hohlrad 42a einstückig mit dem Antriebselement 28a ausgebildet (Figur 2). An einem Außenumfang des Hohlrads 42a ist ein Zahnrad 68a angeformt, das dazu vorgesehen ist, eine Drehbewegung von dem Hohlrad 42a auf das Hammerrohr 62a in einem Bohrbetrieb zu übertragen. Das Hohlrad 42a ist mittels ei- ner von einem Wälzlager 70a gebildeten Lagerverbindung 69a drehbar auf einem
Planetenträger 46a des Planetengetriebes 16a gelagert, wobei die Wälzflächen des Wälzlagers 70a einstückig an den Planetenträger 46a und an das Hohlrad 42a angeformt sind bzw. der Planetenträger 46a und das Hohlrad 42a Wälzflächen für Kugeln 72a des Wälzlagers 70a bilden. Statt Kugeln sind grundsätzlich auch andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Wälzkörper denkbar. Der
Planetenträger 46a trägt mehrere Planeten 74a, die in radialer Richtung nach innen mit dem Sonnenrad bzw. dem Eingangselement 20a des Planetengetriebes 16a kämmen und in radialer Richtung nach außen mit einer Innenverzahnung 76a des Hohlrads 42a kämmen. Der Planetenträger 46a ist über eine Überrast- kupplung 44a der Bohr- und Meißelhammervorrichtung in einem Gehäuseelement 48a der Getriebeeinheit 12a abgestützt. Die Überrastkupplung 44a weist
Überrastkugeln 78a auf, die in radialen Ausnehmungen 80a des Planetenträgers 46a gegen eine Ringfeder 82a verschiebbar gelagert sind und in radialer Richtung nach außen in eine Rastkontur 84a eingreifen, die an einen Innenumfang des Hohlrads 42a angeformt ist. Liegt im Betrieb ein von dem Hohlrad 42a zu übertragendes Drehmoment unterhalb eines bestimmten Überrastmoments, ist der Planetenträger 46a mittels der Überrastkupplung 44a drehfest in dem Gehäuseelement 48a gehalten und es kann ein Drehmoment vom Hohlrad 42a auf das Hammerschlagwerk 10a und/oder auf das Hammerrohr 62a übertragen werden. Wird das Überrastmoment erreicht, werden die Überrastkugeln 78a gegen eine Federkraft der Ringfeder 82a in radialer Richtung nach innen ausgelenkt und der Planetenträger 46a dreht sich im Gehäuseelement 48a. Alternativ könnte jedoch der Planetenträger 46a auch einstückig mit dem Gehäuseelement 48a ausgeführt sein. Um eine vorteilhafte Schmierung zu erreichen, ist ein Planetengetriebeinnenraum
52a, in dem insbesondere die Planeten 74a angeordnet sind, mit Schmiermittel befüllt. Der Planetengetriebeinnenraum 52a ist mittels eines abgedichteten Nadellagers 86a zwischen dem Eingangselement 20a und dem Planetenträger 46a sowie mittels eines von einer schleifenden Dichtung gebildeten Dichtmittels 50a abgedichtet. Das ringförmige Dichtmittel 50a ist mit seinem radial inneren Bereich am Planetenträger 46a befestigt und liegt mit seinem radial äußeren Bereich, durch eine innere Spannkraft belastet, auf einer Stirnseite des Hohlrads 42a auf. Die Figuren 3 und 4 zeigen Ausschnitte von alternativen Ausführungsbeispielen.
Gleich bleibende Bauteile, Merkmale und Funktionen sind grundsätzlich mit den gleichen Bezugszeichen beziffert. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele sind den Bezugszeichen die Buchstaben a bis c hinzugefügt. Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich grundsätzlich auf Unterschiede zu dem Ausfüh- rungsbeispiel in den Figuren 1 und 2. Bezüglich gleich bleibender Merkmale und
Funktionen darf auf die Beschreibung des Ausführungsbeispiels in den Figuren 1 und 2 verwiesen werden.
In Figur 2 ist ein Ausschnitt einer alternativen, schematisiert dargestellten Bohr- und Meißelhammervorrichtung dargestellt, die eine Getriebeeinheit 12b mit zwei in Reihe geschalteter Planetengetriebe 16b, 18b aufweist. Das Planetengetriebe
16b weist ein mit einem nicht näher dargestellten Elektromotor drehfest gekoppeltes, von einem Sonnenrad gebildetes Eingangselement 20b und ein Hohlrad 88b auf. Das Hohlrad 88b des Planetengetriebes 16b ist mit einem Eingangselement 22b des zweiten Planetengetriebes 18b drehfest gekoppelt. Die Ein- gangselemente 20b, 22b weisen eine gemeinsame Rotationsachse 24b auf. Ferner weist das zweite Planetengetriebe 18b ein Hohlrad 42b auf, das ein Ausgangselement der Getriebeeinheit 12b bildet und einstückig mit einem Antriebselement 28b eines Hammerschlagwerks 10b ausgebildet ist. Figur 4 zeigt eine Bohr- und Meißelhammervorrichtung eines Bohr- und Meißelhammers mit einer Getriebeeinheit 12c, die ein Planetengetriebe 16c aufweist. Das Planetengetriebe 16c weist ein von einem Sonnenrad gebildetes Eingangselement 20c auf, dessen Rotationsachse 24c koaxial zu einer Rotationsachse 26c einer Antriebseinheit bzw. eines Antriebselements 28c der Antriebseinheit eines Hammerschlagwerks 10c angeordnet ist. Das Sonnenrad und eine mit dem
Sonnenrad einstückige Motorwelle sind mittels eines Nadellagers 86c in einem Hohlrad 42c des Planetengetriebes 16c gelagert. Alternativ könnte das Sonnenrad und/oder die Motorwelle in einem Planetenträger 40c des Planetengetriebes 16c gelagert sein. Der Planetenträger 40c des Planetengetriebes 16c bildet ein Ausgangselement der Getriebeeinheit 12c. Das Antriebselement 28c ist an dem
Planetenträger 40c angeordnet, und zwar ist der Planetenträger 40c einstückig mit dem Antriebselement 28c ausgebildet. Zum Abgriff eines Drehmoments zum drehenden Antrieb eines Hammerrohrs, könnte der Planetenträger 40c mit einem Zahnrad verbunden sein oder es könnte ein Zahnrad an den Planetenträger 40c angeformt sein. Der Planetenträger 40c ist mittels eines Lagers 70c drehbar in dem Hohlrad 42c des Planetengetriebes 16c gelagert. Der Planetenträger 40c trägt mehrere Planeten 74c, die in radialer Richtung nach innen mit dem Sonnenrad bzw. dem Eingangselement 20c des Planetengetriebes 16c kämmen und in radialer Richtung nach außen mit einer Innenverzahnung 76c des Hohlrads 42c kämmen. Die Planeten 74c sind jeweils drehfest auf Achsen gelagert, die im Planetenträger 40c jeweils über ein Lager 90c drehbar gelagert sind. Alternativ könnten die Planeten 74c auch auf den Achsen drehbar gelagert sein und die Achsen könnten drehfest im Planetenträger 40c angeordnet sein. Das Planetengetriebe 16c ist mit Schmiermittel gefüllt und die Lager 70c, 86c, 90c sind abge- dichtet. Das Hohlrad 42c ist drehfest in einem nicht näher dargestellten Gehäuse eines Bohr- und Meißelhammers angeordnet. Um eine Überrastfunktion zu ge-
währleisten, könnte das Hohlrad 42c über eine Überrastkupplung in dem Gehäuse des Bohr- und Meißelhammers gelagert sein und/oder es könnte eine Überrastkupplung zwischen dem Planetenträger 40c und dem Hammerrohr angeordnet sein.
Figur 5 zeigt eine Bohr- und Meißelhammervorrichtung eines Bohr- und Meißelhammers mit einer Getriebeeinheit 12d, die ein Planetengetriebe 16d aufweist. Das Planetengetriebe 16d weist ein von einem Sonnenrad gebildetes Eingangselement 20d auf, dessen Rotationsachse 24d koaxial zu einer Rotationsachse 26d einer Antriebseinheit bzw. eines Antriebselements 28d der Antriebseinheit eines Hammerschlagwerks 10d angeordnet ist. Das Planetengetriebe 16d weist einen drehbar gelagerten Planetenträger 40d auf, auf dem auf einer dem Sonnenrad zugewandten Seite drei Planeten 74d drehbar gelagert sind. Die Planeten 74d kämmen in radialer Richtung nach innen mit dem Sonnenrad und in radialer Richtung nach außen mit einem drehfest in einem nicht näher dargestellten Gehäuse befestigten Hohlrad 42d des Planetengetriebes 16d.
Der Planetenträger 40d des Planetengetriebes 16d weist auf einer dem Sonnenrad abgewandten Seite ein Abtriebselement 92d auf. Das Abtriebselement 92d ist zur Rotationsachse 24d exzentrisch angeordnet. Das Abtriebselement 92d ist von einem einstückig mit dem Planetenträger 40d ausgebildeten Bolzen gebildet. Auf dem Abtriebselement 92d ist ein Planet 75d des Planetengetriebes 16d drehbar gelagert, der in radialer Richtung nach außen mit dem Hohlrad 42d kämmt. Das Antriebselement 28d ist an dem Planet 75d auf einer dem Planeten- träger 40d abgewandten Seite angeordnet. Das Antriebselement 28d ist exzentrisch zu einer Rotationsachse 94d des Planeten 75d angeordnet, um die der Planet 75d drehbar auf dem Abtriebselement 92d gelagert ist. Der Planet 75d, an dem das Antriebselement 28d angeordnet ist, ist im Betrieb mit einer überlagerten Drehbewegung angetrieben, so dass das Antriebselement 28d eine Linear- bewegung entlang einer Schlagachse 30d durchführt. Das Antriebselement 28d weist eine Längsachse 96d auf, die durch einen Teilkreis 98d des Planeten 74d und parallel zu der Rotationsachse 94d des Planeten 75d verläuft. Der Teilkreis 98d weist einen Durchmesser auf, der halb so groß ist wie ein Teilkreisdurchmesser eines Teilkreises 100d des Hohlrads 42d, in dem der Planet 75d abrollen kann. Mittels des einzelnen Hohlrads 42d, in dem sowohl die Planeten 74d als auch der Planet 75d kämmen, kann eine besonders Platz sparende Konstruktion
erreicht werden. Grundsätzlich könnten jedoch auch zwei getrennte Hohlräder vorgesehen sein.
Zum Abgriff eines Drehmoments zum drehenden Antrieb eines Hammerrohrs, könnte der Planetenträger 40d mit einem Zahnrad verbunden sein oder es könn- te ein Zahnrad an den Planetenträger 40d angeformt sein. Der Planetenträger
40d ist mittels einer von einem Wälzlager 70d gebildeten Lagerverbindung 69d drehbar in dem Hohlrad 42d des Planetengetriebes 16d gelagert. Um eine Über- rastfunktion zu gewährleisten, könnte das Hohlrad 42d über eine Überrastkupp- lung in dem Gehäuse des Bohr- und Meißelhammers gelagert sein und/oder es könnte eine Überrastkupplung zwischen dem Planetenträger 40d und dem
Hammerrohr angeordnet sein.