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Stand der Technik
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Die
Erfindung betrifft eine Handwerkzeugmaschine nach der Gattung der
unabhängigen Ansprüche.
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Aus
DE 198 51 888 ist schon
eine Handwerkzeugmaschine für schlagend angetriebene Einsatzwerkzeuge,
insbesondere ein Bohr- und/oder Meißelhammer, bekannt,
welcher ein Luftpolsterschlagwerk mit einer Schlagachse und einer
dazu parallelen Zwischenwelle aufweist, wobei die Erregerhülse
des Luftpolsterschlagwerks mittels einer als Taumelantrieb ausgeführten
Huberzeugervorrichtung angetrieben. Der Taumelantrieb umfasst dabei
eine Taumelscheibe mit einem angeformten Taumelfinger, welche auf
einer Antriebshülse mittels eines Taumelslagers derart
gelagert ist, dass der Taumelfinger mittels einer auf der Antriebshülse
vorgesehenen, zu der Zwischenwelle gegen einen Winkel verkippten
Laufbahn der Lagerelemente durch Rotation der Zwischenwelle in eine
axiale Auslenkbewegung versetzt wird. Durch Rückwirkungen
des Luftpolsterschlagwerks, welche unter anderem durch an der Erregerhülse
angreifende Massenkräfte verursacht werden, werden in der
Handwerkzeugmaschine Schwingungen erzeugt. Diese Schwingungen werden
als Vibrationen auf das Gehäuse der Handwerkzeugmaschine
und von dort über den Handgriff der Handwerkzeugmaschine
auf einen Bediener übertragen. Um die auftretenden Massenkräfte
zu reduzieren, weist die Handwerkzeugmaschine der
DE 198 51 888 ein als Gegenschwinger
ausgeführtes Gegengewicht auf, welches mittels eines zweiten,
diametral gegenüber dem ersten Taumelfinger an der Taumelscheibe
angeformten Taumelfinger angetrieben wird. Durch die diametral gegenüberliegende
Anordnung der Taumelfinger stellt sich zwischen den axialen Auslenkbewegungen
der Taumelfinger eine Phasenverschiebung Δ von 180° ein.
Die Massenkräfte, welche sich durch die oszillierende Auslenkbewegung
der Erregerhülse einstellen, sind in den Umkehrpunkten,
also im Bereich der maximal auftretenden Geschwindigkeitsänderungen
besonders hoch, so dass deren Kompensation bei einer Phasenverschiebung Δ des
Gegenschwingers von 180° zur Auslenkbewegung der Erregerhülse
besonders effektiv ist.
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Neben
den Massenkräften treten in Luftpolsterschlagwerken unter
anderem durch sich zyklisch ändernde Druckverhältnisse
im Luftpolster des Luftpolsterschlagwerks sogenannte Luftkräfte
auf, welche ebenfalls Schwingungen anregen. Insbesondere bei sehr
leicht konstruierten Erregerhülsen können die
Luftkräfte die Massenkräfte sogar überwiegen. Das
Maximum der Luftkräfte wird durch die Verdichtung der Luftpolsters
typischerweise zwischen 260° und 300° nach dem
vorderen Totpunkt der Axialbewegung der Erregerhülse erreicht.
Aus der
DE 10 2007
061 716 A1 ist ein Bohrhammer bekannt, bei dem an der Taumelscheibe
ein zweiter Taumelfinger angeformt, der jedoch einen Winkel ungleich
180° zum ersten Taumelfinger für den Antrieb Erregerhülse
einschließt. Durch diese Anordnung wird zwischen einer
Auslenkung der Erregerhülse durch den ersten Taumelfinger
und einer Auslenkung eines Gegenschwingers mittels des zweiten Taumelfingers eine
Phasendifferenz Δ ungleich 180° erreicht. Durch geeignete
Wahl der Winkelorientierung kann eine Optimierung der Wirkung des
Gegenschwingers auf beide schwingungserzeugende Kräfte – Massen-
und Luftkräfte – erzielt werden. Die Anordnung
der
DE 10 2007
061 716 A1 zeichnet sich allerdings durch eine starke Einschränkung
bezüglich des Bauraums aus, da der Gegenschwinger im Bereich
der optimalen Winkelposition des zweiten Taumelfingers angeordnet
werden muss, wobei der Bauraum durch das Luftpolsterschlagwerk sowie
notwendige Lagerelemente beschränkt ist. Darüber
hinaus führt der zweite Taumelfinger eine nicht lineare,
komplexe Bewegung aus, so dass die Aufnahme des Taumelfingers am Gegenschwinger
aufwendige Lagerungen aufweisen muss.
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Neben
den unter anderem aus der
DE
198 51 888 und der
DE
10 2007 061 716 bekannten Taumelantrieben der Luftpolsterschlagwerke
sind ferner Luftpolsterschlagwerke bekannt, bei denen der Kolben
des Schlagwerks durch einen Kurbelantrieb erfolgt. Insbesondere
sind hier Kurbelantriebe bekannt, bei welchen der Kolben mittels
eines Pleuels mit einer Kurbelscheibe verbunden und angetrieben
wird.
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Offenbarung der Erfindung
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Vorteile der Erfindung
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Die
erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine mit den
Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, dass die Bewegung
des Gegenschwingers in ihrer Phasenlage auf die aus den Massen- und
Luftkräften resultierenden, schwingungsanregenden Effektivkräfte
besonders effektiv abgestimmt werden kann.
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Durch
den separaten Antrieb des Gegenschwingers ergibt sich weiters der
Vorteil, dass der Gegenschwinger bauraumgünstig im Maschinengehäuse
angeordnet werden kann, ohne dass besonders aufwendige Lagerungen
notwendig sind.
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Durch
die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen
ergeben sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der
im Hauptanspruch angegebenen Merkmale.
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Eine
kompakte Bauform einer erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine
wird durch einen Antrieb der mindestens einen zusätzlichen
zweiten Huberzeugungsvorrichtung durch die Zwischenwelle erreicht.
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Ein
besonders wirksamer Antrieb des Gegenschwingers wird durch eine
Phasenverschiebung Δ ungleich 90° erreicht. Vorzugsweise
liegt die Phasenverschiebung Δ zwischen der Bewegung der
ersten Hubelements und der Bewegung des zweiten Hubelements zwischen
190° und 260°. In einer besonders bevorzugten
Ausführung liegt die Phasenverschiebung Δ zwischen
200° und 240°.
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Eine
besonders wirksame Ausführung des Gegenschwingers weist
mindestens eine Gegenschwingermasse auf. Diese wird entlang einer
linearen oder nicht-linearen Bewegungsbahn, insbesondere entlang
einer Geraden oder eines Kreisbogens, geführt.
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Eine
kompakte und zugleich effektive Ausführung des Gegenschwingers
weist eine nahe der Schlagachse liegende Schwerpunktsbahn auf. In
besonders bevorzugter Weise liegt die Schwerpunktsbahn parallel,
vorzugsweise koaxial zur Schlagachse.
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In
einer bevorzugten Weiterentwicklung der erfindungsgemäßen
Handwerkzeugmaschine weist die zweite Huberzeugungsvorrichtung eine
Kupplungsvorrichtung auf. Dabei kann die zweite Huberzeugungsvorrichtung
drehfest mit ersten der Huberzeugungsvorrichtung gekoppelt werden.
Insbesondere ist es so möglich, dass die zweite Huberzeugungsvorrichtung
nur in ausgewählten Betriebszuständen der Handwerkzeugsmaschine
aktiviert wird. Beispielsweise kann eine Deaktivierung der zweiten Huberzeugungsvorrichtung
in einem Leerlaufzustand der Handwerkzeugmaschine vorteilhaft sein.
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In
einer bevorzugten Ausführung ist die Kupplungsvorrichtung
als Einrückkupplung ausgeführt. In einer besonders
bevorzugten Form ist ein axialer Verschiebeweg zwischen einem eingerückten Zustand
und einem geöffneten Zustand vorgesehen.
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Besonders
günstig wirkt sich eine Ausgestaltung aus, bei der ein
Hub des Hubelements der zweiten Huberzeugungsvorrichtung sich linear
mit dem Verschiebeweg ändert. Dadurch kann die eine Amplitude
der Bewegung des Gegenschwingers auf besonders einfache Weise einstellbar
ausgeführt werden.
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In
einer anderen Weiterentwicklung der erfindungsgemäßen
Handwerkzeugmaschine weist die zweite Huberzeugungsvorrichtung ein
zusätzliches Auslenkelement auf. Vorzugsweise kann durch
das zusätzliche Auslenkelement ein zweiter Gegenschwinger
angetrieben werden. Abhängig von der relativen Positionierung
des zusätzlichen Auslenkelements zum Hubelement des zweiten
Huberzeugungsvorrichtung weist die Bewegung des zusätzlichen
Auslenkelement eine zweite, insbesondere von der Phasenverschiebung Δ abweichende
Phasenverschiebung ΔA auf.
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Bei
einer besonders leistungsfähigen Ausführung einer
erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine ist die
erste Huberzeugungsvorrichtung als ein erster Kurbelantrieb ausgeführt.
Der Kurbelantrieb umfasst dabei eine zumindest eine Pleuel und eine
Kurbelscheibe. Auf der Kurbelscheibe ist ein Exzenterpin vorgesehen.
Das Pleuel greift an dem Exzenterpin an. Dadurch wirkt das Pleuel
als ein erstes Hubelement.
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Ein
effektiver und kompakter Antrieb des Kurbelantriebs ist durch ein
erstes Kegelrad möglich, welches auf der Zwischenwelle
angeordnet ist. Das erste Kegelrad ist dabei durch die Zwischenwelle
drehend antreibbar.
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Vorteilhafterweise
ist ein zweites Kegelrad vorgesehen, welches auf einer Kegelradwelle
angeordnet ist. Die Kegelradwelle erstreckt sich vorteilhafterweise
senkrecht zur Zwischenwelle. Das zweite Kegelrad ist drehfest mit
der Kegelradwelle verbunden und ist durch das erste Kegelrad drehend
antreibbar.
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In
einer besonders kompakten Ausführung ist die, den Exzenterpin
tragende Kurbelscheibe auf der Kegelradwelle angeordnet. Durch eine
drehfeste, vorzugsweise lösbar drehfeste Verbindung zur
Kegelradwelle, ist die Kurbelscheibe antreibbar.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Handwerkzeugmaschine ist die zweite Huberzeugungsvorrichtung als
ein zweiter Taumelantrieb ausgeführt. Dieser zweite Taumelantrieb
umfasst zumindest eine, eine zweite Laufbahn tragende, zweite Antriebshülse,
ein zweites Taumellager und eine zweite Taumelscheibe mit einem
daran angeordneten Taumelfinger.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Handwerkzeugmaschine ist die zweite Huberzeugungsvorrichtung als Kurvenantrieb
ausgebildet. Insbesondere ist der Kurvenantrieb als ein Zylinderkurvenantrieb
mit einer auf einer Mantelfläche angeordneten, das mindestens eine
zusätzliche Hubelement auslenkenden Bahnkurve ausgebildet.
Der Gegenschwinger wird durch das zusätzliche Hubelement
längs der Bahnkurve ausgelenkt.
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In
einer bevorzugten Weiterentwicklung ist der Kurvenantrieb als Stirnkurvenantrieb
oder als Nockenantrieb ausgeführt, welcher ein Flächenprofil aufweist.
Auf den Gegenschwinger wirkt Andruckelement wirkt, so dass der Gegenschwinger
an das Flächenprofil andrückbar ist, und dem Flächenprofil
folgend auslenkbar ist.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Handwerkzeugmaschine ist die zweite Huberzeugungsvorrichtung als Schubstangenantrieb
ausgeführt, wobei der Gegenschwinger über eine
Schubstange mit der Zwischenwelle wirkverbunden ist.
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Eine
bevorzugte Weiterentwicklung der erfindungsgemäßen
Handwerkzeugmaschine weist ein Bewegungsablauf des zweiten Hubelements
ein von einer Sinusform abweichendes Zeitverhalten auf. Durch ein
von der Sinusform abweichendes Zeitverhalten kann in vorteilhafter
Weise der Bewegungsablauf des Gegenschwingers an ein Zeitverhalten
der schwingungsanregenden Effektivkräfte angepasst werden.
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Bei
einer weitere bevorzugte Weiterentwicklung der erfindungsgemäßen
Handwerkzeugmaschine weist eine Auslenkung des ersten Hubelements eine
erste Frequenz auf. Eine Auslenkung des zweiten Hubelements der
zweiten Huberzeugungsvorrichtung weist eine, insbesondere von der
ersten Frequenz abweichende, zweite Frequenz aufweist. In einer
besonders bevorzugten Ausführung ist die zweite Frequenz
insbesondere etwa halb so groß wie die erste Frequenz.
Dadurch wird in vorteilhafter Weise ein zusätzlicher Freiheitsgrad
zur Anpassung der Bewegung des Gegenschwingers an das Zeitverhalten der
schwingungsanregenden Effektivkräfte erreicht.
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Beschreibung der Zeichnungen
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der folgenden Beschreibung
näher erläutert. Es zeigen:
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1a eine
Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels
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1b eine
Schnittansicht durch das Ausführungsbeispiel nach 1a (Linie
T-T)
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1c eine
Schnittansicht durch das Ausführungsbeispiel I nach 1c (Linie
U-U)
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2a bis 2d je
eine Darstellung der Huberzeugungsvorrichtungen aus 1a in
unterschiedlichen Phasen der Bewegung
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3a und 3b je
eine perspektivische Darstellung eines alternativen Gegenschwingers
als zweites Ausführungsbeispiel
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4a eine
perspektivische Schemaansicht eines dritten Ausführungsbeispiels
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4b eine
perspektivische Schemaansicht eines vierten Ausführungsbeispiels
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4c eine
perspektivische Schemaansicht eines fünften Ausführungsbeispiels
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4d eine
perspektivische Schemaansicht eines sechsten Ausführungsbeispiels
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5a eine
schematische Seitenansicht einer Weiterentwicklung des Ausführungsbeispiels
aus 1a als siebtes Ausführungsbeispiel
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5b eine
schematische Seitenansicht einer anderen Weiterentwicklung des Ausführungsbeispiels
aus 1a als achtes Ausführungsbeispiel
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6 eine
schematische Seitenansicht eines neunten Ausführungsbeispiels
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7 eine
schematische Seitenansicht eines zehnten Ausführungsbeispiels
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8a eine
schematische Seitenansicht einer Weiterentwicklung des Ausführungsbeispiels
aus 8 als elftes Ausführungsbeispiel
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8b eine
Schnittansicht durch das Ausführungsbeispiel aus 8a (Linie
A-A)
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8c eine
schematische Darstellung der Phasenbeziehung der Bewegungen der
Hubelemente gemäß dem Ausführungsbeispiel
aus 8a
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9 eine
schematische Seitenansicht eines zwölften Ausführungsbeispiels
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10 eine
schematische Seitenansicht eines dreizehnten Ausführungsbeispiels
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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1a zeigt
eine Seitenansicht eines Teilbereichs eines Bohrhammers 1 als
Beispiel einer erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine.
Der Bohrhammer 1 umfasst ein hier nicht dargestelltes Maschinengehäuse 2,
welches einen hier nicht gezeigten Antriebsmotor sowie einen Getriebebereich 3 umgibt.
Der Getriebebereich 3 wird durch einen Zwischenflansch 21 aufgenommen, über
welchen er mit einem, den Antriebsmotor tragenden Teilbereich des Maschinengehäuses 2 verbunden
ist. Der Getriebebereich 3 weist eine Getriebevorrichtung 4 auf,
durch welche ein Hammerrohr 5 mit dem Antriebsmotor gekoppelt
werden kann, so dass dieses drehend antreibbar ist. Das Hammerrohr 5 ist
im Getriebebereich 3 angeordnet und ist drehbar im Zwischenflansch 21 gelagert.
Dabei erstreckt sich das Hammerrohr 5 längs einer
Maschinenachse 6 vom Zwischenflansch 21 weg. Durch
die Getriebevorrichtung 4 wird ein durch den Antriebsmotor
bereitgestelltes Drehmoment über die Getriebevorrichtung 4 auf
das Hammerrohr 5 übertragen. Bezüglich
der Getriebevorrichtung 4 kann hier auch von einem Drehantrieb
des Hammerrohrs 5 gesprochen werden.
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Zum
Drehantrieb des Hammerrohrs 5 weist die Getriebevorrichtung 4 eine
Zwischenwelle 7 auf, welche parallel zur Maschinenachse 6 im
Getriebebereich 3 des Maschinengehäuses 2 unterhalb
des Hammerrohrs 5 angeordnet ist. Die Zwischenwelle 6 ist
durch mehrere Lagervorrichtungen 8 vom Maschinengehäuse 2 drehentkoppelt.
In einem vom Antriebsmotor abgewandten Teilbereich 9 der
Zwischenwelle 7 ist ein als Abtriebsstirnrad 10a ausgeführtes
Abtriebsrad 10 angeordnet und drehfest mit der Zwischenwelle 7 verbunden.
Am Hammerrohr 5 ist ein Antriebsstirnrad 11 angeordnet,
welches mit dem Abtriebsstirnrad 10a kämmt. Das
Antriebsstirnrad 11 ist über eine Überlast-Sicherheitskupplung 12 mit
dem Hammerrohr 5 wirkverbunden. Liegt das am Antriebsrad 11 anliegende
Drehmoment unter einem Grenzmoment der Überlast-Sicherheitskupplung 12, so
ist das Antriebsrad 11 drehfest mit dem Hammerrohr 5 verbunden.
Dadurch wird das am Antriebsrad 11 anliegende Drehmoment
auf das Hammerrohr 5 übertragen.
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An
einem Ende des Hammerrohrs 5 ist ein Werkzeughalter 5a vorgesehen,
in welchen hier nicht gezeigte Einsatzwerkzeuge eingesetzt werden
können. Dabei ist der Werkzeughalter 5a drehfest
mit dem Hammerrohr 5 verbunden. Der Werkzeughalter 5a überträgt
so das auf das Hammerrohr wirkende Drehmoment auf das Einsatzwerkzeug.
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In
typischen Bohrhämmern, wie sie z. B. aus der
DE 198 51 888 C1 oder der
DE 10 2007 061 716 A1 bekannt
sind, stellt der Werkzeughalter
5a darüber hinaus
eine begrenzte axiale Beweglichkeit des Einsatzwerkzeugs längs
einer, durch eine Längserstreckung des Einsatzwerkzeugs
definierten Werkzeug- oder Schlagachse bereit. Typischerweise sind die
Werkzeug- oder Schlagachse und die Maschinenachse
6 koaxial
zu einander ausgerichtet, so dass im Weiteren der Begriff Schlagachse
6 synonym zur
Maschinenachse
6 verwendet wird.
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Neben
dem Drehantrieb des Hammerrohr kann mittels der Getriebevorrichtung
4 ein
hier nicht näher gezeigtes Luftpolsterschlagwerk angetrieben werden,
wie es z. B. aus der
DE
198 51 888 C1 oder der
DE 10 2007 061 716 A1 bekannt ist. Bei derartigen
Luftpolsterschlagwerken wird ein im Hammerrohr
5 axial
verschieblich angeordneter Kolben in oszillierende Axialbewegung
versetzt, so dass Druckmodulationen in einer zwischen der einem
Inneren des Hammerrohrs
5 zugewandten Stirnfläche
des Kolbens und einer dieser Stirnfläche zugewandten Stirnfläche
eines ebenfalls im Hammerrohr
5 axial verschieblich angeordneten
Schlagelements vorgesehenen Luftfeder erzeugt werden. Dadurch wird
das Schlagelement längs der Schlagachse
6 beschleunigt.
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Bewegt
sich der Kolben in Richtung auf den Werkzeughalter zu wird das Schlagelement
solange beschleunigt bis es auf einen Endbereich des Einsatzwerkzeugs
trifft. Dabei wird der Impuls des Schlagelements als Schlagimpuls
auf das Einsatzwerkzeug übertragen.
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Die
erfindungsgemäße Getriebevorrichtung 4 aus 1a umfasst
eine als Taumelantrieb 13a ausgeführte erste Huberzeugungsvorrichtung 13. Der
Taumelantrieb 13a ist dabei mit einer ersten Antriebshülse 14 in
einem dem Antriebsmotor zugewandten Bereich 15 der Zwischenwelle 7 auf
dieser angeordnet. Die Antriebshülse ist dabei verzugsweise
drehfest mit der Zwischenwelle 6 verbunden. Auf der Antriebshülse 14 ist
eine hier nicht dargestellte erste Laufbahn 16 vorgesehen.
Die Laufbahn 16 ist dabei kreisförmig ausgebildet
und in einer die Schlagachse 6 und die Zwischenwelle 7 beinhaltenden
Schlagebene um einen Winkel W1 verkippt, der größer
als null und kleiner als 180° ist und insbesondere vorzugsweise
zwischen 45° und 135° liegt. Auf dieser ersten
Laufbahn 16 ist ein hier nicht dargestelltes Taumellager 17 angeordnet,
welches vorzugsweise als Kugellager ausgebildet ist. Das Taumellager 17 umfasst
mindestens ein, vorzugsweise jedoch zwei oder mehrere Lagerelemente 18,
welche verzugsweise als Kugeln ausgeführt sind. Am besten sind
die Laufbahn 16 sowie das Taumellager 17 in 1c zu
erkennen. Um das Taumellager 17 ist eine Taumelscheibe 19 angeordnet,
welche die Lagerelemente 18 des Taumellagers 17 umfasst.
An der Taumelscheibe 19 ist ein hier nicht dargestellter
Taumelfinger 20 angeordnet, vorzugsweise angeformt. Der Taumelfinger 20 erstreckt
sich von der Zwischenwelle 7 weg in Richtung der Schlagachse 6.
Sein hier nicht dargestelltes vorderes Ende ist in einem Drehlager
aufgenommen, welches am hinteren Ende des Kolbens des Luftpolsterschlagwerkes
vorgesehen ist.
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Durch
eine Drehbewegung der Zwischenwelle 6 wird die Antriebshülse 14 mit
der darauf vorgesehenen Laufbahn 16 in Drehung versetzt.
Das Taumellager 17 wird mit seinen Lagerelementen 18 auf
der Laufbahn 16 zwangsgeführt, so dass die Taumelscheibe 19 zwar
von der Zwischenwelle 7 drehentkoppelt ist, jedoch durch
die Zwangsführung in eine Taumelbewegung versetzt wird.
Die Taumelbewegung hat zur Folge das Taumelfinger 20 eine
oszillierende Axialbewegung in Richtung der Schlagachse 6 vollführt.
Der Taumelfinger 20 wirkt dabei als erstes Hubelement 20a der
ersten Huberzeugungsvorrichtung 13. Über das Drehlager
wird die oszillierende Axialbewegung des Taumelfingers 20 auf
den Kolben des Luftpolsterschlagwerks übertragen.
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Die
erfindungsgemäße Getriebevorrichtung 4 aus 1a weist
weiters eine zweite Huberzeugungsvorrichtung 23 auf, welche
im vorliegenden Ausführungsbeispiels als zweiter Taumelantrieb 23a ausgeführt
ist. Am besten ist der zweite Taumelantrieb 23a in 1c zu
sehen. Der zweite Taumelantrieb 23a ist dabei auf einer
dem Antriebsmotor abgewandten Stirnseite des ersten Taumelantriebs 13a auf
der Zwischenwelle 7 angeordnet. In Aufbau und prinzipieller
Funktion gleicht der zweite Taumelantrieb 23a dem bereits
beschriebenen ersten Taumelantrieb 13a. Insbesondere weist
der zweite Taumelantrieb 23a eine zweite Antriebshülse 24 mit
einer zweiten Laufbahn 26, wobei die zweite Antriebshülse 24 vorzugsweise
drehfest mit der Zwischenwelle 7 gekoppelt ist. Darüber
hinaus ist ein zweites Taumellager 27 mit Lagerelementen 28 vorgesehen,
welche längs der zweiten Laufbahn 26 geführt
sind und durch eine zweite Taumelscheibe 29 umfasst werden.
Die Taumelscheibe 29 trägt dabei einen zweiten Taumelfinger 30.
Die zweite Laufbahn 26 ist dabei in der die Schlagachse 6 und
die Zwischenwelle 7 beinhaltenden Schlagebene um einen
Winkel W2 verkippt, welcher größer als null und
kleiner als 180° ist und insbesondere vorzugsweise zwischen
45° und 135° liegt. Der zweite Taumelfinger 30 ist
gegenüber dem ersten Taumelfinger 20 um einen
Verdrehwinkel WV in Umfangsrichtung der Zwischenwelle 7 aus
der Schlagebenen herausgedreht, wie es in 1b dargestellt
ist. Durch Wahl des Verdrehwinkels WV erfolgt eine Anpassung des
zweiten Taumelantriebs 23a an bauliche Randbedingungen
im Maschinengehäuse 2. Darüber hinaus
wird durch den Verdrehwinkel WV eine mögliche Kollision
des ersten Taumelfingers 20 mit dem zweiten Taumelfinger 30 im
Betrieb der Getriebevorrichtung 4 auch bei großen
Hüben der Taumelfinger 20, 30 vermieden.
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Das
von der zweiten Taumelscheibe 29 weg weisende Ende des
Taumelfingers ist in einem Gegenschwinger 31 aufgenommen.
Der Gegenschwinger 31 kann zur reibungsarmen Aufnahme des
Taumelfingers 30 ein Aufnahmedrehlager 32 aufweisen, welches
in 1c dargestellt ist. In der hier gezeigten Ausführungsform
ist der Gegenschwinger 31 im Wesentlichen als Gegenschwingermasse 33 ausgeführt.
Die Gegenschwingermasse 33 ist dabei als zylinderförmiger
Massenkörper ausgebildet. Der Gegenschwinger 31 ist
im ersten Ausführungsbeispiel seitlich an einem hülsenförmigen
Abschnitt 22 des Zwischenflansches 21 axial verschieblich
angeordnet. Der hülsenförmige Abschnitt 22 ist
dazu mit einer Aufnahmenut 36 versehen, in welcher die
zylinderförmige Gegenschwingermasse 33 aufgenommen
wird. Der Gegenschwinger 31 wird durch ein Führungselement 34 umfasst, wie
es in 1b dargestellt ist. Das Führungselement 34 ist
im vorliegenden Beispiel mittels Schraubverbindungen lösbar
am hülsenförmigen Abschnitt 22 befestigt.
Dem Fachmann sind darüber hinaus weitere Befestigungsmöglichkeiten
wie z. B. Klemm-, Rast-, Niet-, Löt- oder Schweißverbindungen
bekannt, welche hier vorteilhaft werden können. Darüber
hinaus kann das Führungselement auch zum Beispiel im umgebenden
Maschinengehäuse 2 angeordnet sein. Der Gegenschwinger 31 wird
durch das Führungselement 34 und Aufnahmenut 25 auf
einer linearen Bahn, insbesondere einem zur Schlagachse 6 parallelen
Geradenstück, geführt. Es kann jedoch vorteilhaft
sein, den Gegenschwinger 31 auf andere Bahnformen, insbesondere
längs eines Kreisbogens oder anderen nicht-linearen Bahnformen
wie z. B. parabolischen, elliptischen oder hyperbolischen Bahnen
zu führen. Dem Fachmann wird im jeweiligen Anwendungsfall
die Auswahl der geeignesten Bahnform nicht schwer fallen.
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Die
erste Antriebshülse 14 und die zweite Antriebshülse 24 sind
im vorliegenden Ausführungsbeispiel drehfest miteinander
verbunden. Dabei wird zwischen der ersten Laufbahn 16 und
der zweiten Laufbahn 26 durch Wahl eines Orientierungswinkels WO
in Umfangsrichtung der Zwischenwelle 7 eine relative Drehlage
der Laufbahnen zueinander eingestellt. In der vorliegenden bevorzugten
Ausführung einer erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine ist
der Orientierungswinkel WO gleich dem Verdrehwinkel WV des zweiten
Taumelfingers 20. Dies ist unter anderem in 1b zu
erkennen. Aus der relativen Drehlage und den Winkeln W1 und W2 des
ersten bzw. zweiten Taumelfingers 20, 30 ergibt
sich eine Phasenverschiebung Δ zwischen den oszillierenden Axialbewegungen
der beiden Taumelfinger 20, 30.
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Zur
Herstellung einer drehfesten Verbindung kommen unterschiedliche
Verbindungstechniken in Frage.
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Für
eine formschlüssige Verbindung kann die erste Antriebshülse 14 an
ihrem der zweiten Antriebshülse 24 zugewandten
Ende mit Rastelementen wie z. B. einer Stirnverzahnung, einer Verzahnung
auf der äußeren Mantelfläche oder ähnlichen Ausformungen
versehen sein. Die zweite Antriebshülse 24 ist
demgegenüber mit korrespondierenden Aufnahmeelementen versehen,
in welche, insbesondere bei der Montage der Getriebevorrichtung 4,
die Rastelemente eingreifen, um eine formschlüssige Verbindung
herzustellen.
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Eine
kraftschlüssige Verbindung kann zum Beispiel durch eine
Presspassung zwischen der ersten Antriebshülse 14 und
der zweiten Antriebshülse 24 herbeigeführt
werden. Neben dieser einfachen kraftschlüssigen Verbindung
können unter Umständen auch komplexere Verbindungen,
welche zum Beispiel ein zusätzliches Verbindungsglied,
beispielsweise eine Verbindungshülse, umfassen.
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Neben
den form- und/oder kraftschlüssigen Verbindungen kennt
der Fachmann weitere Verbindungstechniken wie zum Beispiel Kleben,
Löten oder Schweißen die unter Umständen
vorteilhaft eingesetzt werden können.
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In
einer bevorzugten, besonders kostengünstigen Form kann
die erste Antriebshülse und die zweite Antriebshülse
auch einteilig hergestellt sein. Dafür kommen insbesondere
die Sintertechnik oder der Metallspritzguss (MIM) in Frage.
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Darüber
hinaus kann es aber auch vorteilhaft sein, wenn die drehfeste Verbindung
lösbar, insbesondere axial lösbar ausgeführt
ist. Mögliche Ausführungen sind in den 10a und 10b dargestellt
und beschrieben, auf die an dieser Stelle verwiesen wird.
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Im
Betrieb des Bohrhammers 1 entstehen durch die oszillierenden
Axialbewegungen des Kolbens und/oder des Schlagelements und/oder
des Einsatzwerkzeugs bei Änderung des jeweilige Bewegungszustands
des Kolbens und/oder des Schlagelements und/oder des Einsatzwerkzeugs
auf Grund deren Masse Trägheitskräfte. Diese Trägheitskräfte werden
im Weiteren als Massenkräfte bezeichnet. Insbesondere eine Änderung
des Bewegungszustandes des Kolbens erzeugt teilweise sehr hohe Massenkräfte.
Neben den kinematischen Größen des Bewegungsablaufs,
wie z. B. den momentanen Beschleunigungen, hängen die Massenkräfte
insbesondere von der Masse des Kolbens und damit von seiner Geometrie
und dem verwendeten Material ab.
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Die
Massenkräfte wirken direkt auf den Kolben, das Schlagelement
und das Hammerrohr und regen diese zu Schwingungen an. Insbesondere
bei einem sinusförmigen Bewegungsablauf des Kolbens sind
die Beschleunigungen an den Umkehrpunkten der Axialbewegung des
Kolbens relativ hoch, so dass die Massenkräfte ein impulsartiges
Zeitverhalten zeigen und besonders starken Schwingungsanregungen
auftreten. Auf Grund ihrer direkten Verbindung zum Bewegungsablauf
des Kolbens ist das Zeitverhalten synchron zum Bewegungszustand
des Kolbens.
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Zur
Reduktion der Massenkräfte des oben beschriebenen Luftpolsterschlagwerks
wird der Gegenschwinger 31 vorzugsweise gegenphasig zur
oszillierenden Axialbewegung des Kolbes ausgelenkt. Zwischen der
oszillierenden Axialbewegung des Kolbens und der oszillierenden
Axialbewegung des Gegenschwingers 31 herrscht im Falle
reiner Massenkräfte günstigerweise eine Phasenverschiebung Δ von
180°. Neben einer Masse der Gegenschwingermasse 33 stellt
der Hub der oszillierenden Axialbewegung des Gegenschwingers 31 einen
Parameter zur Abstimmung einer Reduktionswirkung des Gegenschwingers 31 auf
das jeweilige Luftpolsterschlagwerk dar.
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Wie
eingangs bereits beschrieben wirken in Luftpolsterschlagwerken jedoch
nicht ausschließlich Massenkräfte schwingungsanregend.
Vielmehr können die sogenannten Luftkräfte eine
erheblichen Einfluss auf eine Schwingungsanregung haben. Insbesondere
bei steigender Schlagleistung der Bohrhämmer bei gleichzeitiger
Massereduktion der bewegten Komponenten wie z. B. des Kolbens übernehmen
die Luftkräfte eine dominante Bedeutung bei der Schwingungsanregung.
Wie bereits geschildert unterliegen die Luftkräfte auf
Grund fluidmechanischer Effekte einer Phasenverschiebung zur oszillierenden
Axialbewegung des Kolbens, welche typischerweise im Bereich zwischen
260° und 300° nach einem vorderen Totpunkt VT
der oszillierenden Axialbewegung des Kolbens liegt. Mit dem erfindungsgemäßen
Gegenschwinger 31 kann auf einfache Weise eine optimale Wahl
der Phasenverschiebung Δ zwischen der oszillierenden Axialbewegung
des Kolbens und der oszillierenden Axialbewegung des Gegenschwingers 31 getroffen
und eingestellt werden. In realen Luftpolsterschlagwerken wird der
Abgleich der Phasenverschiebung Δ ein zeitliches Verhalten
der schwingungsanregenden Effektivkräfte, welche sich aus den
Massenkräften und den Luftkräften zusammensetzen,
berücksichtigen. Vorzugsweise wird die Phasenverschiebung Δ zwischen
190° und 260° liegen. In einer besonders bevorzugten
Ausführung liegt die Phasenverschiebung Δ zwischen
200° und 240°.
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In
den 2a bis 2b ist
der Ablauf der oszillierenden Axialbewegungen eines Kolbens 38 und
des Gegenschwingers 31 und damit des ersten Taumelfingers 20 und
des zweiten Taumelfingers 30 für einen Fall beispielhaft
gezeigt. Die Figuren zeigen dabei unterschiedliche Bewegungsphasen.
In 2a ist der Kolben 38 in seinem vordern
Totpunkt, was durch die Markierung „Schlagantrieb VT 0°” markiert
ist. Der Gegenschwinger 31 befindet sich zu diesem Zeitpunkt
in einer Stellung vor seinem hinteren Totpunkt, welcher durch die
Markierung „Gegengewicht HT” bezeichnet ist. In 2b ist
der Kolben 38 auf seinem Weg zu seinem hinteren Totpunkt
(Markierung „Schlagantrieb HT 180°”),
während der Gegenschwinger 31 gerade seinen hinteren
Totpunkt erreicht hat. In 2c hat
der Kolben 38 seinen hinteren Totpunkt erreicht, während
der Gegenschwinger 31 noch seinem vorderen Totpunkt (Markierung „Gegengewicht
VT”) entgegen strebt. Erst wenn, wie in 2d dargestellt,
der Kolben 38 bereits seinen Weg in Richtung vorderem Totpunkt
fortgesetzt hat, erreicht der Gegenschwinger 31 seinen
vorderen Totpunkt und kehrt seine Bewegungsrichtung um.
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Die
Parameter Gegenschwingermasse, Hub des Gegenschwingers 31 und
die Phasenverschiebung Δ stellen dabei vom jeweiligen Luftpolsterschlagwerk
abhängige Optimierungsparameter dar, welche rechnerisch
und/oder experimentell bestimmt werden können.
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Eine
bevorzugte Weiterentwicklung sieht an der zweiten Taumelscheibe 29 des
zweiten Taumelantriebs 23a ein zusätzliches, hier
nicht gezeigtes, Anlenkelement vor. Das zusätzliche Anlenkelement ist
dabei vorzugsweise unter einem Umfangswinkel WA zum zweiten Taumelfinger 30 an
der Taumelscheibe 29 angeordnet, vorzugsweise angeformt.
Mit diesem Anlenkelement wird vorzugsweise insbesondere ein zweiter
Gegenschwinger angetrieben.
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Die 3a und 3b zeigen
in perspektivischer Ansicht eine Weiterentwicklung der oben beschriebenen
Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Handwerkzeugmaschine als zweites Ausführungsbeispiel dar.
Die Bezugszeichen gleicher oder gleichwirkender Merkmale werden
in der Darstellung um 100 erhöht.
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3a zeigt
einen Gegenschwinger 131, welcher drei, durch ein bügelförmiges
Verbindungselement 135 verbundene Gegenschwingermassen 133a, 133b, 133c umfasst.
In der hier gezeigten Ausführung ist der Gegenschwinger 131 aus
zwei vorwiegend spiegelsymmetrischen Halbelementen aufgebaut, um
eine leichtere Montierbarkeit zu ermöglichen. Die Halbelemente
werden im Zuge der Montage miteinander verschraubt. Analog zum ersten
Ausführungsbeispiel ist in Gegenschwingermasse 133a ein
Aufnahmedrehlager 132 vorgesehen, in welchem der zweite
Taumelfinger 130 des zweite Taumelantriebs 123 aufgenommen
wird. Der Gegenschwinger 131 ist um den hülsenförmigen
Abschnitt 122 des Zwischenflansches 121 angeordnet
und auf diesem axial verschieblich gelagert. Dazu weist der hülsenförmige
Abschnitt 122 Aufnahmenuten 136a, 136b, 136c auf,
in welchen die zylinderförmigen Gegenschwingermassen 133a, 133b, 133c aufgenommen werden.
Analog zum ersten Ausführungsbeispiel ist die Gegenschwinger 133a durch
ein Führungselement 134 am hülsenförmigen
Abschnitt 122 gehalten und geführt. Die Gegenschwingermassen 133a, 133b, 133c des
zweiten Ausführungsbeispiels sind in ihren Massen und ihrer
Positionierung so ausgelegt, dass der Gegenschwinger 131 einen
zentral liegenden Schwerpunkt M aufweist.
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Dieser
Schwerpunkt M ist so angeordnet, dass er im Wesentlichen auf der
Schlagachse 106 zu liegen kommt. Bei einer oszillierenden
Axialbewegung des Gegenschwingers 131 beschreibt der Schwerpunkt
M eine Schwerpunktsbahn, welche im Wesentlichen parallel, vorzugsweise
koaxial zur Schlagachse 106 verläuft.
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Durch
die Schwerpunktsbahn des Gegenschwingers 131 kann der Gegenschwinger 131 den schwingungsanregenden
Effektivkräfte besonders effektiv entgegenwirken, da diese
Effektivkräfte direkt an Komponenten des Bohrhammers 101,
wie z. B. dem Kolben des Luftpolsterschlagwerks, angreifen, die
in bekannter Weise vorwiegend zylindersymmetrisch um die Schlagachse 6 angeordnet
sind, so dass deren Schwerpunktsbahnen ebenfalls parallel, vorwiegend
sogar koaxial zur Schlagachse 6 verlaufen.
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Neben
der hier beschriebenen dreigliedrigen Ausführung eines
Gegenschwingers 131 sind dem Fachmann weitere Ausführungen
von Gegenschwingern bekannt, welche eine zur Schlagachse 6 vorwiegend
koaxiale Schwerpunktsbahn des Gegenschwingers ermöglich.
Insbesondere kann die Form und Anzahl der mit einander verbundenen
Gegenschwingermassen 133a, 133b, 133c von
der hier gezeigten Ausführung abweichen. Auch eine Ausführung
des Gegenschwingers 131 als hülsenförmiges
Bauteil kann eine vorteilhafte Abwandlung darstellen. Darüber
hinaus können sich Abwandlungen des hier gezeigten Gegenschwingers 131 durch
abweichende Aufteilungen in abweichende Halbelemente oder anderen
Teilelementen und/oder deren gegenseitige Verbindung ergeben.
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4a zeigt
eine perspektivische Schemaansicht eines dritten Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung 204.
Die Bezugszeichen gleicher oder gleichwirkender Merkmale werden
in der Darstellung um 100 erhöht. Von der Getriebevorrichtung 204 sind
in 4a nur die auf dem, dem Antriebsmotor zugewandten
Bereich 215 der Zwischenwelle 207 angeordneten
erste und zweite Huberzeugungsvorrichtungen 213, 223 dargestellt,
wobei anstelle der Zwischenwelle 207 nur eine Zwischenwellenachse 207a gezeigt
ist. Die Huberzeugungsvorrichtungen sind in diesem Ausführungsbeispiel
als erster Taumelantrieb 213a und als zweiter Taumelantrieb 223a ausgeführt.
Dabei ist erste Taumelantrieb 213a in zu den vorangegangenen
Ausführungsbeispielen bekannter Weise aufgebaut, so dass
auf dessen Beschreibung verzichtet werden.
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Das
dritte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von den vorangegangenen
Ausführungsbeispielen durch eine Modifikation des zweiten
Taumelantriebs 223a. An der zweiten Taumelscheibe 229 sind zwei
Abtriebsfinger 237a, 237b vorgesehen. Diese Abtriebsfinger 237a, 237b sind
in seitlich Umfangsrichtung der Taumelscheibe 229 mit dieser
verbunden, vorzugsweise an dieser angeformt. Die Abtriebsfinger 237a, 237b erstrecken
sich bogenförmig um einen, mit dem ersten Taumelfinger 220 verbunden
Kolben 238 des Luftpolsterschlagwerks. In der gezeigten
Ausführung sind Abtriebsfinger 237a, 237b spiegelsymmetrisch
zur Schlagebene gestaltet, welche die Schlagachse 206 und
die Zwischenwellenachse 207a beinhaltet. Es kann jedoch
vorteilhaft sein, wenn von dieser Symmetrie abgewichen wird. An
ihrem der Taumelscheibe 229 abgewandten Ende sind die Abtriebsfinger 237a, 237b mit
einem ein Abtriebselement 239 tragenden Fingerkopf 240 verbunden,
vorzugsweise einteilig mit diesem ausgeführt. Das Abtriebselement 239 steht
mit dem Gegenschwinger 231 in Wirkverbindung. Insbesondere kann
das Abtriebselement 239 ähnlich dem schon bekannten
zweiten Taumelfinger 30, 130 in einem, an der
Gegenschwingermasse 233 vorgesehenen Aufnahmedrehlager 232 aufgenommen
sein. Durch diese Anordnung liegt die oszillierende Axialbewegung des
Gegenschwingers 231 in der Schlagebene. Durch diese Anordnung
ist keine Verdrehung eines Hubes des zweiten Taumelantriebs 223 gegenüber der
Schlagebene notwendig. Dies vereinfacht die Abstimmung und kann
bezüglich des Bauraums vorteilhaft sein. Entgegen den ersten
beiden Ausführungsbeispielen ist die Phasenverschiebung Δ zwischen der
durch den ersten Taumelfinger 220 ausgelösten oszillierenden
Axialbewegung des Kolbens 238 und der oszillierenden Axialbewegung
des Gegenschwingers 231 des dritten Ausführungsbeispiels
allein durch eine Winkeldifferenz der Winkel W1 und W2 bestimmt.
In seiner Wirkungsweise entspricht das dritte Ausführungsbeispiel
dem ersten Ausführungsbeispiel, so dass auf dessen Beschreibung
verwiesen wird.
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In 4b ist
eine abgewandelte Ausführung des dritten Ausführungsbeispiels
aus 4a als viertes Ausführungsbeispiels dargestellt.
Die Darstellung ist dabei analog zu der Darstellung in 4a.
Es wird an dieser Stelle nur auf Abwandlung eingegangen, da der
grundlegende Aufbau und die Funktionsweise dem des dritten Ausführungsbeispiels
entspricht.
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Entgegen
der Ausführung des dritten Ausführungsbeispiels
weist die zweite Taumelscheibe 229 des zweiten Taumelantriebs 223a nur
an einer Seite einen Abtriebsfinger 237a auf. Der Abtriebsfinger 237a ist
dabei bogenförmig ausgebildet. An seinem der Taumelscheibe 229 abgewandten
Ende ist der Fingerkopf 240 angebracht, welcher das Abtriebselement 239 trägt.
Auch in dieser Ausführung ist der Gegenschwinger 231 in
der Schlagebene oberhalb des Kolbens 238 angeordnet. In
seiner Wirkungsweise entspricht das vierte Ausführungsbeispiel
dem ersten Ausführungsbeispiel, so dass auf dessen Beschreibung
verwiesen wird.
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In 4c ist
eine Kombination des zweiten Ausführungsbeispiels aus 3a und
des dritten Ausführungsbeispiels aus 4a als
fünftes Ausführungsbeispiels dargestellt. Die
Darstellung ist dabei analog zu der Darstellung in 4a.
Es wird an dieser Stelle nur auf Abwandlung eingegangen, da der grundlegende
Aufbau und die Funktionsweise dem des dritten Ausführungsbeispiels
entspricht.
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Entgegen
der Ausführung des dritten Ausführungsbeispiels ähnelt
der Gegenschwinger 231 des fünftens Ausführungsbeispiels
in seinem Aufbau dem aus dem zweiten Ausführungsbeispiel
bekannten Gegenschwinger 131. Das Aufnahmedrehlager 232 ist
beim Gegenschwinger 231 in der mittleren Gegenschwingermasse 233b vorgesehen,
da dieses analog der Gegenschwinger 231 der Ausführungsbeispiele
drei und vier in der Schlagebene unterhalb des Fingerkopfes 240 angeordnet
ist. Durch seine dreigliedrige Ausführung ist der Schwerpunkt
M des Gegenschwingers zentral zwischen den Gegenschwingermassen 233a, 233b, 233c lokalisiert. Durch
geeignete Wahl der Gegenschwingermassen wird bei einer oszillierenden
Axialbewegung des Gegenschwingers eine zur Schlagachse vorwiegend
koaxiale Ausformung der Schwerpunktsbahn erzielt.
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Ähnlich
wie schon zum zweiten Ausführungsbeispiel ausgeführt,
kann der Fachmann von der hier gezeigten Ausführung abweichende
Formen des Gegenschwingers 231 wählen.
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In 4d ist
eine abgewandelte Ausführung des dritten Ausführungsbeispiels
aus 4a als sechstes Ausführungsbeispiels
dargestellt. Die Darstellung ist dabei analog zu der Darstellung
in 4a. Es wird an dieser Stelle nur auf Abwandlung eingegangen,
da der grundlegende Aufbau und die Funktionsweise dem des dritten
Ausführungsbeispiels entspricht.
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Im
sechsten Ausführungsbeispiel ist der Fingerkopf 240 der
beiden Abtriebsfinger 237a, 237b selbst als Gegenschwingermasse 233 ausgeführt. Der
Fingerkopf 240 wirkt so als Gegenschwinger 231.
Auf Grund einer durch die Taumelscheibe 229 ausgelösten
Schwenkbewegung der Abtriebsfinger 237a, 237b vollführt
der Gegenschwinger im vorliegenden Fall eine Schwenkbewegung in
der Schlagebene. Der Gegenschwinger wird als insbesondere auf einer
kreisbogenförmigen Bahn geführt.
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In
einer weiteren Abwandlung kann am Fingerkopf 240 alternativ
zum Gegenschwinger 231 des sechsten Ausführungsbeispiels
oder in Ergänzung dazu ein Führungszapfen 241 angeordnet,
insbesondere angeformt sein. Dieser Führungszapfen 241 ist vorzugsweise
von der Taumelscheibe 229 weg orientiert. An dem Führungszapfen 241 kann
weiters ein hier nicht dargestellter Gegenschwinger 231 angeordnet
sein, welcher eine Kulisse 242 umfasst. Der Führungszapfen 241 ragt
in diese Kulisse 242 hinein und überträgt
die oszillierende Axialbewegung des Fingerkopfes 240 auf
den die Kulisse 242 tragenden Gegenschwinger 231.
Eine beispielhafte Ausgestaltung einer Kulisse 242 ist
in 8b dargestellt.
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Weitere
vorteilhafte Ausführungen einer erfindungsgemäßen
zweiten Huberzeugungsvorrichtung 23 in Form eines zweiten
Taumelantriebs 23a, 123a, 223a können
sich unter anderem aus Kombinationen der einzelnen Merkmale der
im vorhergehenden beschriebenen Ausführungsbeispiels untereinander
sowie mit dem Fachmann bekannten Merkmalen von Taumelantrieben ergeben.
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5a zeigt
eine schematische Seitenansicht einer Weiterentwicklung des Ausführungsbeispiels
aus 1a als siebtes Ausführungsbeispiel. Die
Bezugszeichen gleicher oder gleichwirkender Merkmale werden in dieser
Darstellung durch eine vorangestellte 8 gekennzeichnet.
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Aufbauend
auf dem aus 1a bekannten Ausführungsbeispiel
sind die als erstes und zweiter Taumelantrieb 813a, 823a ausgeführten
Huberzeugungsvorrichtungen 813, 823 in einer Weiterentwicklung
gezeigt. In dieser Ausführung ist nur die erste Antriebshülse 814 drehfest
mit der Zwischenwelle 807 verbunden. Die zweite Antriebshülse 824 ist
axial verschieblich, lose drehbar auf der Zwischenwelle 807 angeordnet.
Zwischen der ersten Antriebshülse 814 und der
zweiten Antriebshülse ist dabei eine als Einrückkupplung 872 ausgeführte
Kupplungsvorrichtung 873 vorgesehen. Durch eine axiale
Verlagerung längs eines Verschiebewegs V wird die Kupplungsvorrichtung 872, 873 in
einen aktivierten oder eingerückten Zustand gebracht, so
das die zweite Antriebshülse 824 jetzt drehfest
mit der ersten Antriebshülse 814 verbunden ist.
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In
der hier gezeigten Ausführung sind an der der zweiten Antriebshülse 824 zugewandten
Seite der ersten Antriebshülse mindestens ein, vorzugsweise
jedoch zwei oder mehrere Kupplungselemente 874 vorgesehen.
An der zu dieser Seite korrespondierenden Seite der zweiten Antriebshülse 824 sind mindestens
ein, vorzugsweise jedoch zwei oder mehrere Gegenkupplungselemente 875 vorgesehen, mit
welchen die Kupplungselemente 874 zur Herstellung einer
Drehverbindung zwischen der ersten Antriebshülse 814 und
der zweiten Antriebshülse 824 gekoppelt werden
können. Dazu werden die Gegenkupplungselemente 875 durch
eine axiale Verlagerung der zweiten Antriebhülse 824 mit
den Kupplungselementen 874 in Eingriff gebracht. Dem Fachmann
sind zur konkreten Ausführung der Kupplungselemente 874 und
den zu diesen korrespondierenden Gegenkupplungselementen 875 verschiedenste Ausführungsformen
bekannt. So können zum Beispiel stirnseitige oder umfangsseitige
Verzahnungen und Gegenverzahnungen zum Einsatz kommen. Auch sind
Kupplungsvorrichtungen 873 mit Kupplungselementen wie z.
B. Kugeln und Kugelaufnahmen denkbar, um nur zwei bekannte Ausführungen zu
nennen.
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Durch
die Integration einer Kupplungsvorrichtung 872, 873 kann
der Antrieb des Gegenschwingers 831 über den zweiten
Taumelantrieb 823a schaltbar ausgeführt werden.
Insbesondere ist es denkbar, dass in einem Leerlaufzustand des Bohrhammers 801 der Antrieb
des Gegenschwingers 831 deaktiviert ist. Erst bei Aufnahme
einer Arbeitstätigkeit, insbesondere mit Schlagantrieb
des Einsatzwerkzeugs, wird der Antrieb des Gegenschwingers 831 manuell
oder automatisiert in Betrieb genommen.
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5b zeigt
eine schematische Seitenansicht einer Weiterentwicklung des Ausführungsbeispiels
aus
5a als sechzehntes Ausführungsbeispiel.
Die hier gezeigte Ausführung einer Einrückkupplung
872 ist
insbesondere bereits aus
DE 10 2004 007 046 A1 bekannt, auf deren
Beschreibung an dieser Stelle explizit verwiesen wird. Auf der dem Antriebsmotor
abgewandten Seite der Zwischenwelle
807 ist hierbei eine
axial verschiebliche Verlagerungshülse
876 angeordnet,
welche an ihrer der zweiten Antriebshülse
824 zugewandten
Seite eine sich kegelförmig verjüngenden Verlagerungskeil
877 trägt.
Die zweite Antriebshülse
824 ist in dieser Ausführung
frei drehbar auf der Zwischenwelle
807 angeordnet. Sie
weist dazu eine Durchgangsbohrung
878 auf, welche in beiden
Richtungen entlang der Zwischenwelle
807 einen sich kegelig öffnenden
Aufnahmedurchmesser mit jeweils unterschiedlichen Kegelwinkeln aufweist.
Die der Verlagerungshülse
876 zugewandte Seite
der Durchgangsbohrung weist dabei einen zum Verlagerungskeil
877 korrespondierenden Kegelwinkel
auf.
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Die
Verlagerungshülse 876 ist in einem Leerlaufzustand
des Bohrhammers 801 mittels eines Rückstellelements 879,
welches hier als Federelement 880 ausgeführt ist,
in einer ausgerückten Position gehalten. Der Leerlaufzustand
ist dabei so definiert, dass in diesem Zustand das im Werkzeughalter 805a aufgenommene
Einsatzwerkzeug nicht gegen ein Werkstück gedrückt
wird. Durch die Positionierung im ausgerückten Zustand,
ist der Verlagerungskeil 877 nicht im Eingriff mit der
zum ihm korrespondierenden kegeligen Aufnahmedurchmesser. Dadurch
ist die zweite Antriebshülse 724 nicht mit der Zwischenwelle
drehverbunden. Darüber hinaus befindet sich die auf der
zweiten Antriebshülse 824 vorgesehene Laufbahn 826 in
einem 90° zur Zwischenwelle 807 verkippten Ruhezustand,
so dass der Gegenschwinger 731 auch deswegen keine Auslenkung erfährt.
Wird nun das Einsatzwerkzeug gegen ein Werkstück gedrückt,
so wird die Verlagerungshülse 876 axial in Richtung
der zweiten Antriebshülse 824 verschoben und der
Verlagerungskeil 877 kommt in Eingriff zum korrespondierenden
Aufnahmedurchmesser. Dadurch wird zum einen eine Drehverbindung
zwischen der zweiten Antriebshülse 824 und der
Zwischenwelle 807 hergestellt. Zum anderen wird mit fortschreitender
Verschiebung der Verlagerungskeils der Winkel W2 der Laufbahn 826 im
stärker auf die Zwischenwelle 807 zu geneigt,
wodurch ein Hub des zweiten Taumelfinger 830 ansteigt.
Der Kegelwinkel der anderen Aufnahmedurchmessers begrenzt dabei
den maximal möglichen Winkel W2max.
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Die
folgenden Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen
Handwerkzeugmaschine zeigen Beispiele mit alternativen, zweiten
Huberzeugungsvorrichtungen, wie sie vorteilhaft im Sinne der Erfindung
eingesetzt werden können:
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6 zeigt
eine schematische Seitenansicht eines Bohrhammers 601 mit
einer erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung 604.
Die Bezugszeichen gleicher oder gleichwirkender Merkmale werden
in dieser Darstellung durch eine vorangestellte 6 gekennzeichnet.
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Die
Getriebevorrichtung 604 umfasst als erste Huberzeugungsvorrichtung 613 einen
Kurbelantrieb 613b.
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Auf
der, dem Antriebsmotor zugewandten Seite der Zwischenwelle 607 ist
ein erstes Kegelrad 685 angeordnet und durch die Zwischenwelle 607 drehend
antreibbar. Dazu ist das erste Kegelrad 685 drehfest, vorzugsweise
lösbar drehfest mit der Zwischenwelle 607 verbunden.
In Richtung der Schlagachse 606 ist oberhalb der Zwischenwelle 607 ein zweites
Kegelrad 686 angeordnet. Dabei ist das zweite Kegelrad 686 auf
einer Kegelradwelle 687 angeordnet und vorzugsweise drehfest
mit dieser verbunden. In einer bevorzugten Ausführung erstreckt sich
die Kegelradwelle 387 senkrecht zur Zwischenwelle 607 in
Richtung der Schlagachse 606. Das zweite Kegelrad 686 ist
durch das erste Kegelrad 685 drehend antreibbar. Auf diese
Weise wird eine Drehbewegung der Zwischenwelle 607 über
das erste und zweite Kegelrad 685, 686 auf die
Kegelradwelle 687 übertragen.
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An
einem der Schlagachse 606 zugewandten Ende der Kegelradwelle 687 ist
eine Kurbelscheibe 688 vorgesehen. Diese Kurbelscheibe 688 ist drehfest,
vorzugsweise lösbar drehfest mit der Kegelradwelle 687 verbunden,
so dass eine Drehbewegung der Kegelradwelle 687 auf die
Kurbelscheibe 688 übertragbar ist. Auf der Kurbelscheibe 688 ist
in einem radial äußeren Bereich ein Exzenterpin 689 angeordnet,
vorzugsweise angeformt. An dem Exzenterpin 689 greift ein
Pleuel 690, vorzugsweise mit seinem einen Ende an. An einem
anderen Ende des Pleuels 690 ist dieses mit dem Kolben 638 des
Luftpolsterschlagwerks wirkverbunden. Vorzugsweise ist dazu im Kolben 638 ein
Aufnahmedrehlager vorgesehen, in welchem das Pleuel 690 eingreift.
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Im
Betrieb wird die Kurbelscheibe 688 und damit der darauf
angeordnete Exzenterpin 689 in eine Drehbewegung versetzt.
In einer Axialerstreckung entlang der Schlagachse 606 vollführt
der Exzenterpin 689 sowie der daran angreifende Pleuel 690 eine
oszillierende Axialbewegung, welche auf den Kolben 638 übertragen
wird.
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Dem
Fachmann sind viele Abwandlungen des hier schematisch skizzierten
Kurbelantriebs 613b bekannt, welche im Zusammenhang der
vorliegenden Erfindung vorteilhafte Ausbildungen einer erfindungsgemäßen
Handwerkzeugmaschine ergeben können. Insbesondere kann
der Kurbelantrieb 613b durch eine zwischen Kegelradwelle 687 und
zweitem Kegelrad 686 oder zwischen Kegelradwelle 687 und Kurbelscheibe 388 wirkende
Kupplungsvorrichtung vorteilhaft ergänzt werden. Auch können
das zweite Kegelrad 386 und die Kurbelscheibe 688 einteilig ausgeführt
sein. Insbesondere kann der Exzenterpin 689 direkt auf
dem zweiten Kegelrad 686 angeordnet sein.
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Die
Getriebevorrichtung 604 umfasst als zweite Huberzeugungsvorrichtung 623 einen
bereits aus dem Vorhergehenden bekannten Taumelantrieb 623a.
Auf diesen wird daher an dieser Stelle nicht näher eingegangen.
Auch können die bereits beschriebenen Abwandlungen des
Taumelantriebs 623b auf die Ausführung des vorliegenden
Ausführungsbeispiels übertragen werden.
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Der
Gegenschwinger 631 verhält sich daher analog zu
der aus 1a bekannten Ausführung. Die
Einstellung einer Phasenverschiebung Δ erfolgt in diesem
Ausführungsbeispiel durch Wahl des Winkels W2 der Laufbahn 626 des
Taumelantriebs 623a unter Berücksichtung des Umfangswinkel
WE des Exzenterpins 689 auf der Kurbelscheibe 688.
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7 zeigt
eine schematische Seitenansicht eines Bohrhammers 301 mit
einer erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung 304 als
neuntes Ausführungsbeispiel. Die Bezugszeichen gleicher
oder gleichwirkender Merkmale werden in dieser Darstellung durch
eine vorangestellte 3 gekennzeichnet.
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Die
Getriebevorrichtung 304 umfasst als erste Huberzeugungsvorrichtung 313 einen
Kurbelantrieb 313b, die aus dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel
bereits bekannt ist. Auf deren Beschreibung wird an dieser Stelle
verwiesen.
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Die
zweite Huberzeugungsvorrichtung 323 zum Antrieb eines Gegenschwingers 331 ist
als ein Kurvenantrieb 323b ausgeführt. Dabei weist
die zweite Huberzeugungsvorrichtung 323, 323b einen Kurvenzylinder 343 auf,
der im Antriebsmotor abgewandten Bereich 309 der Zwischenwelle 307 auf
dieser angeordnet und vorzugsweise drehfest mit dieser verbunden
ist. Auf einer äußeren Mantelfläche des Kurvenzylinders 343 ist
eine Bahnkurve 344 vorgesehen. Die Bahnkurve weist ein
in Umfangsrichtung des Kurvenzylinders 343 variierenden
Axialverlauf 345 auf. Insbesondere kann der Axialverlauf 345 dabei
durch eine, um einen Winkel W3 zur Zwischenwelle verkippte Kreisbahn
gegeben sein. Es können jedoch auch andere, insbesondere
nicht-lineare Bahnformen, wie z. B. Spiralbahnen, sinusförmige Bahnen
und ähnliche Bahnverläufe, unter Umständen
vorteilhaft sein.
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In
der hier gezeigten Ausführung ist die Bahnkurve 344 nutförmig
in die äußere Mantelfläche des Kurvenzylinders 343 eingelassen.
Es ist jedoch auch möglich durch geeignete Ausformungen
oder Anformungen eine Bahnkurve 344 herzustellen. Weiters
ist es denkbar, dass zur Herstellung der Bahnkurve 344 der
Kurvenzylinder mit einem eben hergestellten, ein Kurvenprofil tragendes
Hülsenelement überzogen oder umwickelt wird. Dabei
kann zum Beispiel das Hülsenelemente stanztechnisch hergestellt und
dann zu einer Hülse gewickelt werden. Dem Fachmann sind
dazu weitere Verfahren bekannt.
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Der
Gegenschwinger 331 weist ein Führungselement 346,
beispielsweise eine Führungskugel 346a oder einen
Führungszapfen 346b auf, welches an der dem Kurvenzylinder
zugewandten Seite des Gegenschwingers angeordnet ist. Dabei steht das
Führungselement 346 in einer vorwiegend festen radial
Position zum Kurvenzylinder 343. Das Führungselement 346 greift
in die Bahnkurve 344 ein und wird durch diese geführt.
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Im
Betrieb wird der Kurvenzylinder 343 durch die Zwischenwelle 307 drehend
angetrieben. Dadurch wird das Führungselement 346 längs
dem Axialverlauf 345 der Bahnkurve 344 ausgelenkt,
so dass von einer oszillierenden Axialbewegung gesprochen werden
kann. Die Einstellung einer Phasenverschiebung Δ erfolgt
in diesem Ausführungsbeispiel durch Wahl des einer Drehlage
der Bahnkurve 344 unter Berücksichtung des Umfangswinkel
WE des Exzenterpins 389 auf der Kurbelscheibe 388 der
ersten Huberzeugungsvorrichtung 313, 313b.
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Typischerweise
wiederholt sich die Axialbewegung des Führungselements 346 nach
einer vollen Umdrehung des Kurvenzylinders 343. Der Gegenschwinger 331 verhält
sich daher analog zu der aus 1a bekannten
Ausführung. Es sind jedoch auch Bahnkurven 344 möglich
die von diesem Zusammenhang abweichen. Insbesondere kann Wiederholung
der Axialbewegung ein ganzzahliges Mehrfaches oder ein ganzzahliger
Anteil einer Umdrehung des Kurvenzylinders 343 sein. Dazu
ist in den 8a bis 8c ein
Beispiel ausgeführt, auf das an dieser Stelle verwiesen
wird.
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Durch
die oszillierende Axialbewegung des Führungselements 346 wird
der Gegenschwinger 331 in oszillierende Axialbewegungen
versetzt. Durch eine geeignete Wahl des Winkels W3 und/oder des
Axialverlaufs 345 der Bahnkurve 344 kann eine gewünschte
Phasenverschiebung Δ zwischen dem ersten Taumelfinger 320 und
dem Führungselement 346 als Hubelement 330a der
zweiten Huberzeugungsvorrichtung 323, 323b eingestellt werden.
Dadurch wirkt der Gegenschwinger 331 analog zu den vorhergehenden
Ausführungsbeispielen. Durch die Wählbarkeit des
Axialverlaufs 345 der Bahnkurve 344 steht bei
diesem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Getriebevorrichtung 304 ein zusätzlicher Freiheitsgrad
für die optimale Anpassung der oszillierenden Axialbewegung
des Gegenschwingers an den zeitlichen Ablauf der schwingungsanregenden
Effektivkräfte bereit, der vorteilhaft zur weiteren Schwingungsreduktion
genutzt werden kann. Insbesondere kann durch Wahl der Bahnkurve 344 bzw. des
Axialverlaufs 345 von einer für pendelnde Bewegungen
typischen Sinusform abweichendes Bewegungsprofil des Gegenschwingers 331 erzeugt
werden.
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8a zeigt
eine schematische Seitenansicht einer Weiterentwicklung des Ausführungsbeispiels
aus 7 als zehntes Ausführungsbeispiel. Die
Bezugszeichen gleicher oder gleichwirkender Merkmale werden in dieser
Darstellung durch eine vorangestellte 9 gekennzeichnet.
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Die
Getriebevorrichtung 904 umfasst als erste Huberzeugungsvorrichtung 913 einen
Kurbelantrieb 913b, die aus dem Vorhergehenden bereits
bekannt ist. Auf deren Beschreibung wird an dieser Stelle verwiesen.
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Dabei
weist die zweite Huberzeugungsvorrichtung 923, 923b einen
Kurvenzylinder 943 auf, der im Antriebsmotor abgewandten
Bereich 909 der Zwischenwelle 907 auf dieser angeordnet
und vorzugsweise drehfest mit dieser verbunden ist. Auf einer äußeren
Mantelfläche des Kurvenzylinders 943 ist eine Bahnkurve 944 vorgesehen.
Die Bahnkurve 944 ist in der hier gezeigten Ausführung
als gegenläufige, sich kreuzende Spiralbahn 981 ausgeführt.
Insbesondere weist die Spiralbahn 981 jeweils zwei Umdrehungen in
jeder Richtung auf. Das an der Gegenschwingermasse 933 vorgesehene
Führungselement 946 ist hierbei als Schienengleiter 982 ausgeführt,
was am besten in 8b zu erkennen ist. Der Schienengleiter 982 weist
in der hier gezeigten Form mindestens zwei Führungselemente 983 auf,
welche vorzugsweise als Kugeln ausgeführt sind. Die Führungselemente 983 sind
in einem, sich in Umfangsrichtung des Kurvenzylinders 943 erstreckenden
Abstand zu einander an einem Trägerelement 984 frei
drehbar angeordnet. Im Betrieb rotiert sich der Kurvenzylinder 943 mit
einer gleichen Geschwindigkeit wie die Zwischenwelle 907.
Durch die Spiralbahn 981 erfolgt die axiale Auslenkung
des Gegenschwinger 931 über den Schienengleiter 982 mit
einer reduzierten Geschwindigkeit. Mit anderen Worten ausgedrückt
erfolgt die oszillierende Axialbewegung des den Gegenschwinger antreibenden
zweiten Hubelements 30a mit einer zweiten, hier geringeren
Frequenz F2 gegenüber einer ersten Frequenz F1 der oszillierenden
Axialbewegung des ersten Taumelfingers 920. 8c zeigt dazu
eine schematisches Hub-Zeit-Diagramm für die Auslenkungen
von Kolben und Gegenschwinger, wie es diesem Ausführungsbeispiel
entspricht.
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Wie
bei der Beschreibung einiger vorhergehender Ausführungsbeispiels
bereits angedeutet, können sich weitere Möglichkeit
zur Beeinflussung einer zweiten Frequenz F2 der zweiten Huberzeugungsvorrichtung 923 ergeben.
Dem Fachmann sind darüber hinaus weitere Möglichkeiten
zur Abwandlung der hier gezeigten Ausführungsbeispiele
bekannt.
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9 zeigt
eine schematische Seitenansicht eines Bohrhammers 401 mit
einer erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung 404 als
elftes Ausführungsbeispiel. Die Bezugszeichen gleicher
oder gleichwirkender Merkmale werden in dieser Darstellung durch eine
vorangestellte 4 gekennzeichnet.
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Die
Getriebevorrichtung 404 umfasst als erste Huberzeugungsvorrichtung 413 einen
Kurbelantrieb 413b, die aus dem Vorhergehenden bereits
bekannt ist. Auf deren Beschreibung wird an dieser Stelle verwiesen.
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Die
zweite Huberzeugungsvorrichtung 423 zum Antrieb eines Gegenschwingers 431 ist
als ein Stirnkurvenantrieb 423c. Der Stirnkurvenantrieb 423c weist
eine, auf einer zur Zwischenwelle 307 senkrecht stehenden,
vom Antriebsmotor weg orientierten Stirnseite ein Flächenprofil 449 tragende
Nockenscheibe 450 auf. Man kann daher auch von einem Nockenantrieb 423c sprechen.
Das Flächenprofil 449 weist insbesondere einen
in Umfangsrichtung der Nockenscheibe 450 variierenden Axialverlauf 451 auf.
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Der
Gegenschwinger 431 ist vom Antriebsmotor wegweisend axial
vor der Zwischenwelle 307, insbesondere vor der Nockenscheibe 450 im
Maschinengehäuse 402 angeordnet. Dabei weist der
Gegenschwinger 431 ein Andruckelement 452 auf, durch
welchen die Gegenschwingermasse 433 des Gegenschwingers 431 axial
in Richtung auf die Nockenscheibe 450 vorgespannt ist.
Das Andruckelement 452 ist im vorliegenden Fall als vorgespannte Schraubenfeder 452a ausgeführt.
Die Schraubenfeder 452a stützt sich dabei an ihrem
der Getriebevorrichtung fernen Ende an einem gehäusefesten
Anlageelement 454 im Maschinengehäuse 302 ab.
Ihr gegenüberliegendes Ende stützt sich an einem,
an der Gegenschwingermasse 433 vorgesehenen Anlagering 455 ab.
Dem Fachmann sind hierbei weitere Andruckelemente 452 wie
z. B. Elastomere oder andere Federelemente bekannt, welche vorteilhaft
im Sinne der Erfindung eingesetzt werden können. Auch können
bei der Montage des Andruckelemente 452 von der hier gezeigten
Form abweichende Anlage- und/oder Montageelemente vorteilhaft sein.
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Im
Betrieb wird durch diese Vorspannung die Gegenschwingermasse 433 an
das Flächenprofil 449 angedrückt. Dabei
weist die Gegenschwingermasse 433 an ihrer der Nockenscheibe
zugewandten Seite ein Kontaktelement 453 auf, welches in
einem äußeren Radiusbereich der Nockenscheibe 450 gegen
das Flächenprofil gedrückt wird. Wird die Nockenscheibe 450 durch
die Zwischenwelle 407 drehend angetrieben, wird die Gegenschwingermasse 433 über
das Kontaktelement 453 als Hubelement 430a der
zweiten Huberzeugungsvorrichtung 423, 423c axial
ausgelenkt. Auf Grund des mit einer Umdrehung der Nockenscheibe 450 wiederkehrenden Axialverlaufs 451 führt
der Gegenschwinger 431 eine oszillierende Axialbewegung
aus. Die Einstellung einer Phasenverschiebung Δ erfolgt
in diesem Ausführungsbeispiel durch Wahl des einer Drehlage
des Nockenprofils 449 unter Berücksichtung des
Umfangswinkel WE des Exzenterpins 489 der ersten Huberzeugungsvorrichtung 413, 413b.
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Dabei
kann über das Nockenprofil 449, insbesondere den
Axialverlauf 451 der zeitliche Verlauf der Axialbewegung
gezielt beeinflusst werden. Insbesondere können von einer
für pendelnde Bewegungen typischen Sinusform abweichende
Bewegungsprofile erzeugt werden. Auch ist abhängig vom Nockenprofil 450 eine
mehrfache Auslenkung pro Umdrehung der Nockenscheibe 450 möglich.
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10 zeigt
eine schematische Seitenansicht eines Bohrhammers 501 mit
einer erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung 504 als
zwölftes Ausführungsbeispiel. Die Bezugszeichen
gleicher oder gleichwirkender Merkmale werden in dieser Darstellung
durch eine vorangestellte 5 gekennzeichnet.
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Die
Getriebevorrichtung 504 umfasst als erste Huberzeugungsvorrichtung 513 einen
Kurbelantrieb 513b, die aus dem Vorhergehenden bereits
bekannt ist. Auf deren Beschreibung wird an dieser Stelle verwiesen.
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Die
zweite Huberzeugungsvorrichtung 523 zum Antrieb eines Gegenschwingers 531 ist
als ein Schubstangenantrieb 523d ausgeführt. Auf
dem vom Antriebsmotor abgewandten Teil 509 der Zwischenwelle 507 ist
eine Antriebsscheibe 556 angeordnet und durch die Zwischenwelle 507 drehend
antreibbar. Im vorliegenden Beispiel ist das erste Kegelrad 585 als
Antriebsscheibe 556 ausgebildet. In einem radial äußeren
Bereich ist an einer Stirnseite der Antriebsscheibe 556 ein
Drehgelenk 557 vorgesehen. Über dieses Drehgelenk 557 ist
eine Schubstange 558 mit ihrem einen Ende mit der Antriebsscheibe 556 wirkverbunden.
An ihrem anderen Ende ist an der Schubstange 558 ein zweites
Drehgelenk 559 vorgesehen, welches die Schubstange 558 mit
der Gegenschwingermasse 533 des Gegenschwingers 531 wirkverbindet.
Der Gegenschwinger 531, insbesondere das zweite Drehgelenkt 559 ist dabei
in einem Radialabstand von der Zwischenwellenachse 507a entfernt
platziert. Vorzugsweise ist die Gegenschwingermasse 533 axial
verschieblich längs einer Bahn geführt. In besonders
bevorzugter Weise ist diese Bahn eine gerade parallel zur Schlagachse 506.
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Im
Betrieb wird die Antriebsscheibe 556 durch die Zwischenwelle 507 drehend
angetrieben, wodurch die Schubstange 558 über
das erste Drehgelenk 557 der Drehbewegung folgt. Auf Grund
der axialen Führungen der Gegenschwingermasse 533 wird
die Bewegung der Schubstange 558 am zweiten Drehgelenk 559 in
Form einer oszillierenden Axialbewegung auf die Gegenschwingermasse 533 übertragen.
Der Gegenschwinger 531 verhält sich daher analog
zu den bereits bekannten Ausführungen.
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Die
Einstellung einer Phasenverschiebung Δ erfolgt in diesem
Ausführungsbeispiel durch einen Umfangswinkel WU unter
dem das erste Drehgelenk 557 auf der Antriebsscheibe 556 angeordnet
ist, sowie über die relative Position des zweiten Drehgelenks 559 zum
ersten Drehgelenk 557. Dabei ist der Umfangswinkel WE des
Exzenterpins 589 auf der Kurbelscheibe 588 der
ersten Huberzeugungsvorrichtung 513, 513b zu berücksichtigen.
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Abwandlungen
dieser Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Getriebevorrichtung ergeben sich unter anderem in der Ausführung
der Drehgelenke 557, 559 und/oder der Schubstange 558. Weiters
kann die Ausgestaltung der Gegenschwingermasse 533 vielfältig
sein. Insbesondere können sich aus den bereits Ausführungsbeispielen
vorteilhafte Kombinationen ergeben, die Fachmann leicht erkennt.
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In
einer besonders bevorzugten Weiterentwicklung ist eine auf die Laufbahn 26 der
zweiten Antriebshülse 24 wirkende Verstellvorrichtung
vorgesehen, welche über die aus dem sechzehnten Ausführungsbeispiel
bekannte Hubeinstellung für das Hubelement 30a der
zweiten Huberzeugungsvorrichtung 23 hinausgeht. So kann
es vorteilhaft sein mit der Verstellvorrichtung die Drehlage der
Laufbahn der zweiten Antriebshülse 24 und damit
die Phasenverschiebung Δ zur oszillierenden Bewegung des
Hubelements 20a der ersten Huberzeugungsvorrichtung 13 ermöglicht.
Dazu könnte der Verlagerungskeil asymmetrisch ausgeführt
und entweder manuell oder durch einen Aktor in seiner Drehlage relativ
zum Maschinengehäuse 2, insbesondere Schlagebene,
veränderbar sein. Dem Fachmann sind hierzu weitere Wege
bekannt, um eine derartige Verstellvorrichtung zu realisieren. Insbesondere
kann eine derartige Verstellvorrichtung auch vorteilhaft bei zweiten
Huberzeugungsvorrichtungen 23 eingesetzt werden, welche
als Kurven-, Stirnkurven, Schubstangen-, Kurbel- oder Kipphebelantrieb
ausgeführt sind. Dabei wird eine Drehlage des Kurvenzylinders 343,
der Nockenscheibe 450, der Antriebsscheibe 556 oder
des Exzenterpins 663 mittels der Verstellvorrichtung variierbar
ausgeführt.
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In
einer weiteren bevorzugten Abwandlung einer erfindungsgemäßen
Getriebevorrichtung ist zwischen der ersten Huberzeugungsvorrichtung 13 und
der zweiten Huberzeugungsvorrichtung 23 eine Lagervorrichtung 8 vorgesehen.
Die Lagervorrichtung 8 ist dabei gehäusefest im
Maschinengehäuse 2 angeordnet. Durch diese Lagervorrichtung 8 dient
einer Drehlagerung der Zwischenwelle 7 im Maschinengehäuse 2.
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Weitere
vorteilhafte Ausführungen können sich unter anderem
aus Kombinationen von Merkmalen der im Vorhergehenden beschriebenen
Ausführungsbeispiels ergeben.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 19851888 [0002, 0002, 0004]
- - DE 102007061716 A1 [0003, 0003, 0048, 0049]
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- - DE 102004007046 A1 [0089]