DE102005001339A1

DE102005001339A1 - Kraftgetriebenes Schlagwerkzeug

Info

Publication number: DE102005001339A1
Application number: DE200510001339
Authority: DE
Inventors: Valery Neganov
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-01-11
Filing date: 2005-01-11
Publication date: 2006-07-20

Abstract

Die Erfindung betrifft einen kraftgetriebenen Schlaghammer, bei dem die Werkzeugspitze in seiner Längsachse in Vibration versetzt wird, wobei die Drehbewegung des Antriebes in eine hin- und hergehende lineare Bewegung umgewandelt wird, die auf das Werkzeug übertragen wird.
Das Schlagwerkzeug ist mit einem Kegelradgetriebe ausgestattet, bei dem ein Antriebskegelrad mit einem Paar von gegenüberliegenden Abtriebskegelrädern in Wirkverbindung steht. Sowohl das Antriebskegelrad und die Abtriebskegelräder als auch das Werkzeug werden von einem kreuzförmigen Element aufgenommen. Die Abtriebskegelräder sind mit Schwungmassen gleicher Dimensionierung ausgestattet, die das kreuzförmige Element und damit das Werkzeug in eine axiale Schwingbewegung versetzen.

Description

Die Erfindung betrifft ein kraftgetriebenes Schlagwerkzeug. Insbesondere betrifft die Erfindung einen kraftgetriebenen Schlaghammer, bei dem die Werkzeugspitze in seiner Längsachse in Vibration versetzt wird.
Gemäß dem Stand der Technik sind eine Vielzahl kraftgetriebener Werkzeuge bekannt, die zum Hämmern, Meißeln oder Schlagbohren eingesetzt werden. Bei diesen Werkzeugen wird die elektromotorisch erzeugte Antriebskraft von einer Drehbewegung über mechanische Mittel in eine linear hin- und hergehende Bewegung des Werkzeuges umgewandelt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein kraftgetriebenes Schlagwerkzeug zur Verfügung zu stellen, bei dem die Drehbewegung des Antriebes in eine hin- und hergehende lineare Bewegung umgewandelt wird, die auf das Werkzeug übertragen wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen in
1 einen Querschnitt durch das Getriebe des kraftgetriebenen Werkzeuges;
2 eine prinzipielle Darstellung der Bewegungsabläufe der einzelnen Getriebeelemente;
3 eine prinzipielle Darstellung der Wirkungsrichtung des Werkzeuges in einer Endposition der Schwungmassen;
4 eine prinzipielle Darstellung der Wirkungsrichtung des Werkzeuges in der auf 3 bezogenen entgegengesetzten Endposition der Schwungmassen.
Das kraftgetriebene Schlagwerkzeug besteht aus einem elektromotorischen Antrieb 1, wie er zum Beispiel bei herkömmlichen elektrischen Handbohrmaschinen zum Einsatz kommt.
Der Antrieb 1 weist eine Antriebswelle 2 auf, die durch den Antrieb 1 in eine Drehbewegung mit einer definierten Drehzahl versetzt wird. Die Antriebswelle 2 ist mit einer axialen Führungsbohrung 3 ausgestattet, die der Aufnahme eines Antriebskegelrades 4 dient. Dazu weist das Antriebskegelrad 4 an seiner der Verzahnung gegenüberliegenden, zur Antriebswelle 2 gerichteten Seite eine Achse 5 auf, die in die Führungsbohrung 3 der Antriebswelle 2 gesteckt wird.
Die Übertragung der Drehbewegung der Antriebswelle 2 auf das Antriebskegelrad 4 erfolgt über eine an sich bekannte Nut-Feder-Verbindung zwischen der Antriebswelle 2 einerseits und der Achse 5 andererseits, die eine begrenzte axiale Verschiebung der beiden Elemente gegeneinander gewährleistet.
Das Antriebskegelrad 4 steht mit einem Paar von Abtriebskegelrädern 6 in Beziehung. Dabei erfolgt die Drehung der Abtriebskegelräder 6 gegenläufig auf einer gemeinsamen Achse, die zu der Achse des Antriebskegelrades 4 rechtwinklig verläuft.
Getragen werden die Abtriebskegelräder 6 von den seitlichen Achsschenkeln 7 eines kreuzförmigen Elements 8. Dabei werden die Abtriebskegelräder 6 auf den Achsschenkeln 7 mittels Wälzlager 22 drehbar gelagert und gegen axiale Verschiebung mittels bekannter Maschinenelemente gesichert. Der zum Antriebskegelrad 4 gerichtete Schenkel 9 des Elements 8 wird in einer mit einem Wälzlager 10 ausgestatteten Lagerbohrung 11 im Antriebskegelrad 4 aufgenommen.
Der verbleibende vierte Schenkel 12 des kreuzförmigen Elements 8 weist in die Wirkungsrichtung des Schlagwerkzeuges und dient der auswechselbaren Aufnahme der Arbeitsspitze 13.
Umgeben ist das Kegelradgetriebe von einem Gehäuse 14, das von dem Montagebund 16 des Antriebes 1 aufgenommen wird. Die Aufnahme des Gehäuses 14 erfolgt derart, dass das Gehäuse 14 eine Hülse 15 aufweist, die den Montagebund 16 des Antriebes 1 koaxial umgibt. Dabei wird die Hülse 15 des Gehäuses 14 am Montagebund 16 des Antriebes 1 festgesetzt und damit der Antrieb 1 und das Gehäuse 14 als starre Einheit ausbildet.
Die Aufnahme wird mit dem Fachmann bekannten Maschinenelementen realisiert, so das es einer näheren Erläuterung nicht bedarf.
Die hin- und hergehende Bewegung des Kegelradgetriebes wird in den seitlichen Bohrungen 23 geführt, die für diesen Anwendungsfall als Langlöcher ausgebildet sind, die in Bewegungsrichtung des Schlagwerkzeuges verlaufen.
In den sich gegenüberliegenden Seitenwänden des Gehäuses 14 befinden sich Bohrungen 23, in denen die Enden der Schenkel 9 des kreuzförmigen Elementes 8 aufgenommen werden. Dadurch wird verhindert, dass sich das Kegelradgetriebe innerhalb des Gehäuses 14 um die Arbeitsachse dreht.
Die seitlichen Bohrungen 23 sind als Langlöcher ausgebildet, die in Bewegungsrichtung des Schlagwerkzeuges verlaufen. In diesen Langlöchern werden die Enden der Schenkel 9 des kreuzförmigen Elements 8 in der genannten Bewegungsrichtung geführt. Die Länge der Langlöcher bestimmt den Hub des Schlagwerkzeuges. Bei einem vorgegebenen Hub des Schlagwerkzeuges von ca. 8 mm wird die Bewegung der Schenkel 9 in dem oberen und dem unteren Totpunkt in den Langlöchern begrenzt.
An der Unterseite des Gehäuses 14 befindet sich eine Führungsbuchse 17, in der der Schenkel 12 des kreuzförmigen Elementes 8 axial geführt wird.
Zur Ausführung der hin und hergehenden Bewegung des Schlagwerkzeuges sind die Abtriebskegelräder 6 mit zusätzlichen Schwungmassen 19 ausgestattet, die beim Drehen der Abtriebsräder 6 eine Unwucht erzeugen.
Dazu weisen die Abtriebsräder 6 an ihrer Rückseite einen Flansch 18 auf, der eine von der Drehachse des Abtriebskegelrades 6 radial beanstandete, einseitig angeordnete Schwungmasse 19 aufnimmt. Dabei ist festzulegen, dass die Schwungmasse 19 des einen Abtriebskegelrades 6 in der Dimensionierung der Masse und in dem Abstand zur Drehachse der Schwungmasse 19 des gegenüberliegenden Abtriebskegelrades 6 identisch ist.
Darüber hinaus sind die Schwungmassen 19 so anzuordnen, dass, wie es in 3 und 4 ersichtlich ist, sie sich bei ihrer Bewegung auf identischen Umlaufbahnen gleichzeitig in der oberen und in der unteren Position befinden.
Nachfolgend wird das kraftgetriebene Schlagwerkzeug in seiner Funktionsweise beschrieben:
Die Inbetriebnahme des Schlagwerkzeuges erfolgt über das Einschalten des elektromotorischen Antriebes 1. Über die Antriebswelle 2 wird die Drehbewegung des Antriebes 1 auf das Antriebskegelrad 4 übertragen, das die Abtriebskegelräder 6 antreibt, wobei die Drehrichtung der Abtriebskegelräder 6 gegenläufig ist.
Mit der Drehung der Abtriebskegelräder 6 werden die Schwungmassen 19 in entgegengesetzten Richtungen auf gleichförmigen symmetrischen Umlaufbahnen bewegt. Dabei wird das Kegelradgetriebe durch die zyklische Unwucht in Vibrationen versetzt, die durch die erfindungsgemäße Aufnahme der Schenkel 9 in den Langlöchern, die in den Seitenwänden des Gehäuses 14 einerseits und durch die Aufnahme der Achse 5 des Antriebskegelrades 4 in der Führungsbohrung 3 der Antriebswelle 2 andererseits in eine hin- und hergehende Bewegung gezwungen wird.
Wie in 3 und 4 ersichtlich ist, erreicht die Unwucht der Schwungmassen 19 auf Grund der erfindungsgemäßen Anordnung in der oberen und der unteren Position ein Maximum, das in der unteren Position der Schwungmassen 19 für die Arbeitswirkung des Schlagwerkzeuges genutzt wird.
Durch die zwischen dem Antriebskegelrad 4 und dem Antrieb 1 angeordneten Druckfedern 20, 21 wird die hin- und hergehende Bewegung insbesondere in Richtung der Werkzeugspitze unterstützt, während sie in der entgegengesetzten Richtung gedämpft wird.
Die Höhe der Schlagkraft, die von der erfindungsgemäßen Einrichtung erzeugt wird, hängt im Wesentlichen von der Auslegung des Kegelradgetriebes, des Gewichtes der Schwungmassen, deren Abstand von der Drehachse der Abtriebskegelräder 6, von der Federkraft der Druckfedern 20, 21 und von der Drehzahl des Antriebes 1 ab.
Die vorangegangene Beschreibung der Schlagwerkzeuges stellt nur eine der Möglichkeiten der Umsetzung der erfindungsgemäßen Lösung dar. Änderungen und weitere optimale Ausgestaltungen der beschriebenen Komponenten und Elemente sind für den Fachmann leicht nachvollziehbar, ohne den in den Patentansprüchen definierten Schutzumfang zu verlassen.
So ist es z.B. möglich, die Hülse 15 des Gehäuses 14 am Montagebund 16 des Antriebes 1 so anzuordnen, dass eine Sicherung gegen Verdrehung, aber eine begrenzte axiale Verschiebung zwischen Antrieb 1 und Gehäuse 14 gegeben ist. In diesem Anwendungsfall übt das Kegelradgetriebe gemeinsam mit dem Gehäuse 14 die hin- und hergehende Bewegung aus.
Die in den gegenüberliegenden Seitenwänden des Gehäuses 14 befindlichen Bohrungen 23 sind nicht als Langlöcher ausgebildet. Die Enden der Schenkel 90 des kreuzförmigen Elements 8 werden in den normal ausgeführten Bohrungen aufgenommen um zu verhindern, dass sich das Kegelradgetriebe innerhalb des Gehäuses 14 um die Arbeitsachse dreht.
wird in den seitlichen Bohrungen 23 geführt, die für diesen Anwendungsfall als Langlöcher ausgebildet sind, die in Bewegungsrichtung des Schlagwerkzeuges verlaufen. In diesen Langlöchern werden die Enden der Schenkel 9 des kreuzförmigen Elements 8 geführt.

1: Antrieb
2: Antriebswelle
3: Führungsbohrung
4: Antriebskegelrad
5: Achse
6: Abtriebskegelrad
7: Achsschenkel
8: Kreuzförmiges Element
9: Schenkel
10: Wälzlager
11: Lagerbohrung
12: Schenkel
13: Werkzeugspitze
14: Gehäuse
15: Hülse
16: Montagebund
17: Führungsbuchse
18: Flansch
19: Schwungmasse
20: Druckfeder
21: Druckfeder
22: Wälzlager
23: Bohrung

Claims

Kraftgetriebenes Schlagwerkzeug, das aus einem elektomotorischen Antrieb besteht, welcher ein Getriebe bewegt, das die Drehbewegung des Antriebes in eine lineare, hin- und hergehende Bewegung für das Schlagwerkzeug umwandelt, dadurch gekennzeichnet, dass ein in einem Gehäuse (14) angeordnetes Getriebe als Kegelradgetriebe ausgebildet ist, das ein von dem Antrieb (1) antreibbares Antriebskegelrad (4) mit zur Drehachse des Antriebes (1) koaxialer Drehachse vorgesehen ist, das mit einem Paar von gegenüberliegenden Abtriebskegelrädern (6) in Wirkverbindung steht, wobei die Drehachse der Abtriebskegelräder (6) rechtwinklig zur Drehachse des Antriebskegelrades (4) ausgerichtet ist, und das Antriebskegelrad (4) und die Abtriebskegelräder (6) von einem kreuzförmigen Element (8) derart aufgenommen werden, dass das Antriebskegelrad (4) auf dem zum Antrieb (1) gerichteten Schenkel (9) drehbar gelagert ist und die Abtriebskegelräder (6) auf den seitlichen Achsschenkeln (7) drehbar gelagert sind und der entgegengesetzt zum Antrieb (1) gerichtete Schenkel (12) zur Aufnahme der aus dem Gehäuse (14) durch eine Führungsbuchse (17) heraustretenden Werkzeugspitze (13) ausgebildet ist, und die Abtriebskegelräder (6) mit Schwungmassen (19) gleicher Dimensionierung ausgestattet sind, die auf identischen, gegenläufigen Umlaufbahnen bewegbar sind, wobei die Schwungmassen (19) so angeordnet sind, dass sie sich bei ihrer Bewegung auf den Umlaufbahnen gleichzeitig in der oberen oder in der unteren Position befinden, und das Gehäuse (14) gegenüber dem Antrieb (1) fixiert angeordnet ist und die Antriebswelle (2) zu dem Antriebskegelrad (4) begrenzt axial verschiebbar ist und die Schenkel (9) mit ihren Enden in Bohrungen (23), die sich in den Seitenwänden des Gehäuses (14) befinden, angeordnet sind, wobei die Bohrungen (23) als Langlöcher ausgebildet sind, die in Bewegungsrichtung des Schlagwerkzeuges verlaufen, in denen die Enden der Schenkel (9) begrenzt führbar sind.
Kraftgetriebenes Schlagwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebsräder (6) an Ihrer Rückseite einen Flansch (18) aufweisen, der eine von der Drehachse des Abtriebskegelrades (6) radial beanstandete, einseitig angeordnete Schwungmasse (19) aufnimmt, wobei die Schwungmasse (19) des einen Abtriebskegelrades (6) in der Dimensionierung der Masse und in dem Abstand zur Drehachse der Schwungmasse (19) des gegenüberliegenden Abtriebskegelrades 6 identisch ist.
Kraftgetriebenes Schlagwerkzeug nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwungmassen (19) so angeordnet sind, dass sie sich bei ihrer Bewegung auf identischen Umlaufbahnen gleichzeitig in der oberen oder in der unteren Position befinden.
Kraftgetriebenes Schlagwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Antriebskegelrad (4) und dem Antrieb (1) Druckfedern (20, 21) angeordnet sind, die die Kraftwirkung in Richtung der Werkzeugspitze unterstützen und in der entgegengesetzten Richtung dämpfen.
Kraftgetriebenes Schlagwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (14) gegenüber dem Antrieb (1) verdrehsicher aber begrenzt axial verschiebbar angeordnet ist und die Antriebswelle (2) zu dem Antriebskegelrad (4) begrenzt axial verschiebbar ist und die Enden der seitlichen Achsschenkel (7) in Bezug auf das Gehäuse (14) fixiert sind.