WO2015169515A1

WO2015169515A1 - Handwerkzeugmaschine

Info

Publication number: WO2015169515A1
Application number: PCT/EP2015/057150
Authority: WO
Inventors: Axel Fischer
Original assignee: Hilti Aktiengesellschaft
Priority date: 2014-05-09
Filing date: 2015-04-01
Publication date: 2015-11-12
Also published as: EP3140081B1; EP3140081A1; US20170144287A1; EP2942158A1; US10654158B2; CN106457542A

Abstract

Die erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine (1) hat einen Werkzeughalter (2) zum Haltern eines Werkzeugs (4) auf einer Arbeitsachse (11) und ein Schlagwerk (6), das einen auf der Arbeitsachse (11) periodisch vor- und zurückbewegten Schläger (14) aufweist. Das Schlagwerk (6) ist in einem Maschinengehäuse (20) befestigt. Ein Handgriff (9) ist mittels eines Dämpfers (21) an dem Maschinengehäuse (20) befestigt. Der Dämpfer (21) weist eine mit dem Maschinengehäuse (20) verbundene maschinenseitige Fläche (25) und eine mit dem Handgriff (9) verbundene handgriffseitige Fläche (24) auf. Anliegend an der maschinenseitigen Fläche (25) und an der handgriffseitigen Fläche (24) ist ein Block (27) aus einem porigen Elastomer angeordnet. Ein luftgefüllter Hohlraum (30) ist innerhalb des Blocks (27) zwischen der maschinenseitigen Fläche (25) und der handgriffseitigen Fläche (24) vorgesehen.

Description

Handwerkzeugmaschine

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Handwerkzeugmaschine wie beispielsweise aus der DE 102010040094 A1 bekannt.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Die erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine hat einen Werkzeughalter zum Haltern eines Werkzeugs auf einer Arbeitsachse und ein Schlagwerk, das einen auf der Arbeitsachse periodisch vor- und zurückbewegten Schläger aufweist. Das Schlagwerk ist in einem Maschinengehäuse befestigt. Ein Handgriff ist mittels eines Dämpfers an dem Maschinengehäuse befestigt. Der Dämpfer weist eine mit dem Maschinengehäuse verbundene maschinenseitige Fläche und eine mit dem Handgriff verbundene handgriffseitige Fläche auf. Anliegend an der maschinenseitigen Fläche und an der handgriffseitigen Fläche ist ein Block aus einem porigen Elastomer angeordnet. Ein luftgefüllter Hohlraum ist innerhalb des Blocks zwischen der maschinenseitigen Fläche und der handgriffseitigen Fläche vorgesehen.

Die Hohlräume innerhalb des porigen Elastomers bewirken eine mit zunehmender Anpresskraft des Anwenders zunehmende Steifigkeit des Dämpfers. Die Steifigkeit kann in einfacher Weise an eine gewünschte Charakteristik angepasst werden. Die in dem Block liegenden Hohlräume erweisen sich als ausreichend robust unter Dauerbelastung, insbesondere gegenüber Abrieb.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN Die nachfolgende Beschreibung erläutert die Erfindung anhand von exemplarischen Ausführungsformen und Figuren. In den Figuren zeigen:

Fig. 1 einen Bohrhammer Fig. 2 Schnitt durch eine Handgriffentkopplung des Bohrhammers in Ebene II Fig. 3 Schnitt durch eine Handgriffentkopplung eines Bohrhammers in Ebene II

Gleiche oder funktionsgleiche Elemente werden durch gleiche Bezugszeichen in den Figuren indiziert, soweit nicht anders angegeben.

AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG

Fig. 1 zeigt als Beispiel einer meißelnden Handwerkzeugmaschine schematisch einen Bohrhammer 1. Der Bohrhammer 1 hat einen Werkzeughalter 2, in welchen ein Schaftende 3 eines Werkzeug, z.B. eines des Bohrers 4, eingesetzt werden kann. Einen primären Antrieb des Bohrhammers 1 bildet ein Motor 5, welcher ein Schlagwerk 6 und eine Abtriebswelle 7 antreibt. Ein Batteriepaket 8 oder eine Netzleitung versorgt den Motor 5 mit Strom. Ein Anwender kann den Bohrhammer 1 mittels eines Handgriffs 9 führen und mittels eines Systemschalters 10 den Bohrhammer 1 in Betrieb nehmen. Im Betrieb dreht der Bohrhammer 1 den Bohrer 4 kontinuierlich um eine Arbeitsachse 11 und kann dabei den Bohrer 4 in Schlagrichtung 12 längs der Arbeitsachse 11 in einen Untergrund schlagen.

Das Schlagwerk 6 ist ein pneumatisches Schlagwerk 6. Ein Erregerkolben 13 und ein Schläger 14 sind in einem Führungsrohr 15 in dem Schlagwerk 6 längs der Arbeitsachse 11 beweglich geführt. Der Erregerkolben 13 ist über einen Exzenter 16 an den Motor 5 angekoppelt und zu einer periodischen, linearen Bewegung gezwungen. Ein Pleuel 17 verbindet den Exzenter 16 mit dem Erregerkolben 13. Eine Luftfeder gebildet durch eine pneumatische Kammer 18 zwischen dem Erregerkolben 13 und dem Schläger 14 koppelt eine Bewegung des Schlägers 14 an die Bewegung des Erregerkolbens 13 an. Der Schläger 14 kann direkt auf ein hinteres Ende des Bohrers 4 aufschlagen oder mittelbar über einen im Wesentlichen ruhenden Zwischenschläger 19 einen Teil seines Impuls auf den Bohrer 4 übertragen. Das Schlagwerk 6 und vorzugsweise die weiteren Antriebskomponenten sind innerhalb eines Maschinengehäuses 20 angeordnet.

Ein Rückstoß des pneumatischen Schlagwerks 6 wird über das Maschinengehäuse 20 auf den Handgriff 9 übertragen. Der Handgriff 9 ist über einen Dämpfer 21 an dem Maschinengehäuse 20 aufgehängt, um die Spitzenbelastung des Rückstoßes zu verringern. Der Dämpfer 21 ist in einem Schnitt in Fig. 2 dargestellt. Der Dämpfer 21 hat einen Stempel 22, der starr an dem Handgriff 9 befestigt ist. Der Stempel 22 ist in einem Käfig 23 angeordnet, welcher an dem Maschinengehäuse 20 starr befestigt ist. Der Stempel 22 ist in dem Käfig 23 längs der Arbeitsachse 11 beweglich. Der Stempel 22 hat eine in Schlagrichtung 12 weisende Stempelfläche 24, die einer entgegen der Schlagrichtung 12 weisenden Anschlagfläche 25 des Käfigs 23 gegenüberliegt. Die beiden Flächen 24, 25 sind vorzugsweise eben oder weisen falls gebogen die gleiche Krümmung auf. Die Stempelfläche 24 ist über ihre gesamte Fläche im wesentlichen uniform zu der Anschlagfläche 25 in einem Abstand 26.

Der Dämpfer 21 hat einen porigen Elastomerkörper 27, der zwischen dem Stempel 22 und dem Käfig 23 angeordnet ist. Der porigen Elastomerkörper 27 übermittelt in Schlagrichtung 12 eine Kraft von dem Handgriff 9 auf das Maschinengehäuse 20. Der porigen Elastomerkörper 27 hat einen Pufferabschnitt 28, der an der Stempelfläche 24 und an der gegenüberliegenden Anschlagfläche 25 anliegt. Die Abmessungen des Pufferabschnitts 28 senkrecht zu der Arbeitsachse 11 sind gleich den entsprechenden Abmessungen Stempelfläche 24, welche hier beispielsweise an dem Handgriff 9 angebunden ist. Die in Schlagrichtung 12 weisende Außenfläche des porigen Elastomerkörpers 27 liegt wenigstens in dem Pufferabschnitt 28 bündig und vollständig an der Anschlagfläche 25 an. Gleichermaßen liegt die entgegen der Schlagrichtung 12 weisende Außenfläche des Pufferabschnitts 28 bündig und vollständig an der Stempelfläche 24 an. Der porigen Elastomerkörper 27, insbesondere der Pufferabschnitt 28, wird zusammengedrückt, wenn der Anwender den Handgriff 9 in Schlagrichtung 12 andrückt. Zusätzlich zu der Anpresskraft wirken die Vibrationen des Bohrhammers 1 auf den porigen Elastomerkörper 27 in dynamischer Weise ein. Die durchgehend an der Stempelfläche 24 und an der Anschlagfläche 25 anliegende Bauweise des Pufferabschnitts 28 verhindert effektiv, dass der Pufferabschnitt 28 sich bei den dynamischen Lastwechseln parallel zu der Stempelfläche 24 und der Anschlagfläche 25 bewegt. Insbesondere bei der staubigen Arbeitsumgebung des Bohrhammers 1 führt dies zu einem starken Verschleiß der porigen Elastomerkörpers 27, insbesondere eines für die Dämpfung bevorzugten kautschukfreien, offenporigen Elastomerkörpers 27. Der porigen Elastomerkörper 27 ist vorzugsweise an seinen senkrecht zu der Arbeitsachse 11 weisenden Außenflächen von einem Luftspalt 29 umgeben. Der Luftspalt 29 ist ausreichend dimensioniert, so dass der porigen Elastomerkörper 27 bei einer Kompression aufgrund der Anpresskraft des Anwenders den Käfig 23 oder ein anderes Gehäuse nicht seitlich berührt. Der porige Elastomerkörper 27 hat vorzugsweise einen prismatischen Aufbau. Längs einer Achse, hier beispielhaft längs der Griffachse, hat der porigen Elastomerkörper 27 einen gleichbleibenden Querschnitt (Fig. 2). Der porigen Elastomerkörper 27 kann somit mittels einer Wasserstrahlsäge aus einem Quader ausgeschnitten werden. Der dargestellte porigen Elastomerkörper 27 hat, beispielhaft zwei, luftgefüllte Hohlräume 30. Die Hohlräume 30 sind innerhalb des Pufferabschnitts 28, d.h. zwischen der Stempelfläche 24 und der Anschlagfläche 25 angeordnet. Die Hohlräume 30 liegen in dem Sinne innerhalb des Pufferabschnitts 28, als dass sie nicht zu der Stempelfläche 24 oder der Anschlagfläche 25 hin geöffnet sind. Der Hohlraum 30 ist längs der Arbeitsachse 11 geschlossen. Der Hohlraum 30 kann in einer Richtung senkrecht zu der Arbeitsachse 11 geöffnet sein. Die beispielhaft dargestellten Hohlräume 30 haben eine zylindrische Form mit einem elliptischen Querschnitt, der sich durch den gesamten porigen Elastomerkörper 27 erstreckt. Die Achsen der Hohlräume 30 sind hierbei exemplarisch parallel zu der Griffachse. Die größte Abmessung 31 des Hohlraums 30 längs der Arbeitsachse 11 , hier die kleinere Halbachse der Ellipse, liegt zwischen 20 % und 50 % des Abstandes 26 der Stempelfläche 24 von der Anschlagfläche 25, also der axialen Außenabmessung des Pufferabschnitts 28. Die axialen Abmessungen des porigen Elastomerkörpers 27 sind ohne externe Krafteinwirkung auf den Dämpfer 21 zu bestimmen, insbesondere ohne Anpresspresskraft des Anwenders auf den Handgriff 9. Beim Andrücken des Handgriffs 9 in Schlagrichtung 12 werden die Hohlräume 30 zunehmend zusammengedrückt, bis die gegenüberliegenden Innenflächen 32, 33 des Hohlraums 30 vollständig aneinander zum Anliegen kommen. Die Steifigkeit des Pufferabschnitts 28 erhöht sich hierdurch mit zunehmender Anpresskraft bis der Hohlraum 30 geschlossen ist. Der bei geringer Haltekraft weiche Dämpfer 21 überträgt nur wenige Vibrationen, wenn der Anwender den Handgriff 9 lose hält. Bei zunehmender Anpresskraft werden im Prinzip mehr Vibrationen übertragen, allerdings bewirkt auch der Arm des Anwenders eine natürliche Dämpfung. Letzter Effekt erfährt eine Sättigung, weshalb ab einer mittleren Haltekraft eine weitere Zunahme der Steifigkeit nachteilig für die Ergonomie ist. Der Hohlraum 30 hat vorzugsweise einen längs einer Achse gleichbleibenden Querschnitt. Die Achse ist senkrecht oder geneigt gegenüber der Arbeitsachse 11. Der Hohlraum 30 ist in dem Querschnitt ringförmig geschlossen. Der Querschnitt hat eine Abmessung 31 längs der Arbeitsachse 11 und eine Abmessung 34 senkrecht zu der Arbeitsachse 11. Die Abmessung 34 senkrecht zur Arbeitsachse 11 ist vorzugsweise wenigstens doppelt so groß, wie die Abmessung 31 längs der Arbeitsachse 11. Die gegenüberliegenden Innenflächen 32, 33 können sich berühren, insbesondere die ursprünglich längs der Arbeitsachse 11 am weitest entfernten Punkte, ohne dass es zu einer Rissbildung während den dynamischen Belastungen in dem porigen Elastomerkörper 27 kommt. Fig. 3 illustriert den Elastomerkörper 27 mit anders gestalteten Hohlräumen 130. Der Hohlraum 35 hat einen tropfenförmigen Querschnitt. Eine dem Käfig 23 zugewandte Innenfläche 36 und dieser gegenüberliegende, dem Stempel 22 zugewandte Innenfläche 37 sind im Wesentlichen eben und laufen zu einer Spitze zusammen. Die beiden Innenflächen 36, 37 sind entsprechend zueinander in einem Winkel zwischen 30 Grad und 90 Grad geneigt. Der Spitze gegenüberliegend sind die beiden ebenen Innenflächen 36, 37 durch eine halbzylindrische Innenfläche verbunden. Eine Achse der Tropfenform, d.h. von der Spitze zu dem Halbzylinder, verläuft senkrecht zu der Arbeitsachse 11. Eine Breite 38 des Tropfens, d.h. seine Abmessung 34 längs der Arbeitsachse 11 , liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 20 % und 50 % des Abstandes 26 der Stempelfläche 24 von der Anschlagfläche 25. Die Länge 39 des Tropfens, also längs seiner Achse durch die Spitze, ist größer als die Breite 38, vorzugsweise wenigstens doppelt so groß.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

Handwerkzeugmaschine (1 ) mit:

einem Werkzeughalter (2) zum Haltern eines Werkzeugs (4) auf einer Arbeitsachse (1 1 ), einem Schlagwerk (6), das einen auf der Arbeitsachse (1 1 ) periodisch vor- und zurückbewegten Schläger (14) aufweist,

einem Maschinengehäuse (20), in welchem das Schlagwerk (6) befestigt ist,

einem Handgriff (9), der mittels eines Dämpfers (21 ) an dem Maschinengehäuse (20) befestigt ist,

wobei der Dämpfer (21 ), eine mit dem Maschinengehäuse (20) verbundene maschinenseitige Fläche (25), eine mit dem Handgriff (9) verbundene handgriffseitige Fläche (24) aufweist, und anliegend an der maschinenseitigen Fläche (25) und an der handgriffseitigen Fläche (24) ein Block (27) aus einem porigen Elastomer angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass

ein luftgefüllter Hohlraum (30) innerhalb des Blocks (27) zwischen der maschinenseitigen Fläche (25) und der handgriffseitigen Fläche (24) vorgesehen ist.

Handwerkzeugmaschine (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Abmessung (31 , 38) des Hohlraums (30) längs der Arbeitsachse (1 1 ) zwischen 20 % und 50 % des Abstandes (26) der maschinenseitigen Fläche (25) zu der handgriffseitigen Fläche (24) längs der Arbeitsachse (11 ) liegt.

Handwerkzeugmaschine (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abmessung (31 des Hohlraums (30) längs der Arbeitsachse (11 ) geringer als die Abmessung (34 des Hohlraums (30) in Richtungen senkrecht zu der Arbeitsachse (11 ) ist.

Handwerkzeugmaschine (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (30) längs der Arbeitsachse (11 ) geschlossen ist.

Handwerkzeugmaschine (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (30) einen tropfenförmigen Querschnitt aufweist.

6. Handwerkzeugmaschine (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum längs einer Achse senkrecht zu der Arbeitsachse (1 1 ) geöffnet ist.