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Stand der Technik
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Es sind bereits mechanische Schlagwerkvorrichtungen für Bohr- und/oder Meißelhämmer mit zumindest einer Wandlereinheit und zumindest einem Mitnehmer bekannt. Ein Ausgangsglied der Wandlereinheit treibt den Mitnehmer mit einer Geschwindigkeit an.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Erfindung geht aus von einer Schlagwerkvorrichtung, insbesondere einer mechanischen Schlagwerkvorrichtung für einen Bohr- und/oder Meißelhammer, mit zumindest einer Wandlereinheit und zumindest einem Mitnehmer.
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Es wird vorgeschlagen, dass Mittel zur Geschwindigkeitsübersetzung zwischen einem Ausgangsglied der Wandlereinheit und dem Mitnehmer angeordnet sind. Unter einem „Bohr- und/oder Meißelhammer”, auch Schlaghammer genannt, soll insbesondere eine Handwerkzeugmaschine verstanden werden, die insbesondere für Schlagbohrarbeiten und/oder Meißelarbeiten vorgesehen ist. Der Bohr- und/oder Meißelhammer kann von einem Motor, vorzugsweise von einem Elektromotor, angetrieben werden. Es sind auch andere Motoren, wie pneumatische Antriebe oder Verbrennungsmotoren, möglich. Unter einer „Schlagwerkvorrichtun” soll insbesondere eine Einheit des Bohr- und/oder Meißelhammers verstanden werden, die Schlagimpulse auf ein Werkzeug in einer Schlagrichtung ausübt. Durch diese Schlagimpulse kann das Werkzeug ein Werkstück bearbeiten. Zusätzlich kann das Werkzeug weitere Bewegungen ausführen. Insbesondere kann das Werkzeug zusätzlich um eine bevorzugt in Schlagrichtung liegende Achse rotierend angetrieben werden. Unter einer „mechanischen Schlagwerkvorrichtung” soll insbesondere eine Schlagwerkvorrichtung verstanden werden, bei der ein den Schlagimpuls ausübender Schläger von einer Antriebsvorrichtung durch einen direkten mechanischen Kontakt angetrieben wird. Der Schlagimpuls wird von einem Schläger ausgeübt Unter einem „Schläger” soll insbesondere ein zumindest im Wesentlichen entlang einer in Schlagrichtung liegenden Schlagachse bewegtes Mittel verstanden werden, welches durch einen Aufprall auf das Werkzeug und/oder eine Werkzeugaufnahme und/oder einen Schlagbolzen den Schlagimpuls ausübt. Unter einer „Wandlereinheit” soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, die eine kontinuierliche Bewegung des Motors des Bohr- und/oder Meißelhammers in eine zyklische Bewegung zum Antrieb des Schlägers wandelt. Unter einem „Mitnehmer” soll insbesondere ein Mittel verstanden werden, das in einem direkten mechanischen Kontakt den Schläger, insbesondere in Schlagrichtung, antreibt. Unter einem „Ausgangsglied” der Wandlereinheit soll insbesondere ein Mittel der Wandlereinheit verstanden werden, das dazu vorgesehen ist, die von der Wandlereinheit erzeugte zyklische Bewegung direkt oder indirekt an den Mitnehmer weiterzugeben. Unter einem „Mittel zur Geschwindigkeitsübersetzung” soll insbesondere ein Mittel verstanden werden, das durch das Ausgangsglied der Wandlereinheit mit einer Ausgangsgeschwindigkeit der Wandlereinheit angetrieben wird und das den Mitnehmer mit einer Mitnehmergeschwindigkeit antreibt. Ein Übersetzungsverhältnis zwischen der Ausgangsgeschwindigkeit der Wandlereinheit und der Mitnehmergeschwindigkeit kann konstant sein. Bevorzugt kann das Übersetzungsverhältnis variabel sein. Besonders bevorzugt kann das Übersetzungsverhältnis abhängig von einer Position des Mitnehmers und/oder des Ausgangsglieds der Wandlereinheit sein. Insbesondere kann das Übersetzungsverhältnis zwischen der Mitnehmergeschwindigkeit und der Ausgangsgeschwindigkeit der Wandlereinheit während einer Beschleunigungsphase des Schlägers größer werden. Eine „Geschwindigkeit” kann in diesem Zusammenhang aus beliebigen translatorischen und rotatorischen Geschwindigkeitskomponenten bestehen. Es können ein Bewegungsablauf und ein Geschwindigkeitsverlauf des Schlägers vorteilhaft weitgehend unabhängig von der Ausgangsgeschwindigkeit und einer Ausgangsbewegung des Ausgangsglieds der Wandlereinheit ausgelegt werden. Das Mittel zur Geschwindigkeitsübersetzung kann den Bewegungsablauf und/oder den Geschwindigkeitsverlauf vorteilhaft auf die gewünschte Bewegung und/oder Geschwindigkeit des Schlägers anpassen. Es kann eine vorteilhafte mechanische Schlagwerkvorrichtung erreicht werden, die insbesondere auch bei großen Bohr- und/oder Meißelhämmern eingesetzt werden kann.
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Bevorzugt enthält das Ausgangsglied der Wandlereinheit eine Zahnstange. Unter einer Zahnstange soll ein Element verstanden werden, das zumindest an einer Außenseite eine Verzahnung aufweist, die dazu vorgesehen ist, im Eingriff mit einem Zahnrad eine Kraft und/oder eine Bewegung zu übertragen. Eine Verzahnung der Zahnstange kann entlang einer geraden Kante der Zahnstange angeordnet sein. Bevorzugt kann die Verzahnung entlang einer kurvenförmigen Kante der Zahnstange angeordnet sein. Bevorzugt ist die Verzahnung entlang einer Kante in einer Ebene angeordnet Bevorzugt kann die Wandlereinheit einen Exzenterantrieb enthalten, der die Zahnstange zyklisch antreibt. Es kann ein sicherer Antrieb des Mittels zur Geschwindigkeitsübersetzung erreicht werden.
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Weiter wird zumindest ein Stufenzahnrad vorgeschlagen, welches eine Geschwindigkeit vom Ausgangsglied der Wandlereinheit auf eine Geschwindigkeit des Mitnehmers mit zumindest einem Übersetzungsverhältnis überträgt. Unter einem „Stufenzahnrad” soll ein Zahnrad verstanden werden, welches zumindest zwei Zahnradstufen mit unterschiedlichen Wälzkreisdurchmessern enthält. Bevorzugt ist das Stufenzahnrad einstückig ausgeführt. Insbesondere kann eine erste Zahnradstufe des Stufenzahnrads vom Ausgangsglied der Wandlereinheit angetrieben werden. Die erste Zahnradstufe kann bevorzugt in die Verzahnung des Ausgangsglieds der Wandlereinheit eingreifen. Eine zweite Zahnradstufe des Stufenzahnrads kann den Mitnehmer antreiben. Bevorzugt kann die zweite Zahnradstufe in eine Verzahnung des Mitnehmers eingreifen. Der Mitnehmer kann zu diesem Zweck eine Zahnstange mit der Verzahnung enthalten. Aufgrund der unterschiedlichen Wälzkreisdurchmesser der Zahnradstufen ergibt sich zwischen der Ausgangsgeschwindigkeit der Wandlereinheit und der Mitnehmergeschwindigkeit eine Übersetzung. Es kann eine vorteilhafte Anpassung der Ausgangsgeschwindigkeit der Wandlereinheit auf die Mitnehmergeschwindigkeit erreicht werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird ein Unrundzahnrad vorgeschlagen, welches eine Geschwindigkeit vom Ausgangsglied der Wandlereinheit auf den Mitnehmer mit einem positionsabhängigen Übersetzungsverhältnis überträgt. Unter einem „Unrundzahnrad” soll insbesondere ein Zahnrad verstanden werden, dessen Verzahnung nicht auf einem Wälzkreis angeordnet ist. Das Unrundzahnrad kann einen Teil eines Unrundgetriebes mit einem wechselnden Übersetzungsverhältnis bilden. Die Verzahnung des Unrundzahnrads kann auf einer beliebigen, bevorzugt um eine Rotationsachse des Unrundzahnrads geschlossenen Kurve angeordnet sein. Bevorzugt können die Zähne des Unrundzahnrads auf einer ebenen Kurve angeordnet sein. Die Kurve kann Sprünge und/oder Absätze und/oder gerade Kurvenstücke enthalten. Die Zähne des Unrundzahnrads können zum Beispiel entlang einer elliptischen Kurve angeordnet sein. Die Kurve kann insbesondere teilweise als logarithmische Spirale ausgebildet sein. Das Unrundzahnrad kann nur eine Zahnradstufe aufweisen. Diese Zahnradstufe kann in die Verzahnung des Ausgangsglieds der Wandlereinheit und in die Verzahnung des Mitnehmers eingreifen. Das Unrundzahnrad kann bevorzugt als Unrundstufenzahnrad ausgeführt sein. Unter einem „Unrundstufenzahnrad” soll ein Zahnrad verstanden werden, welches zumindest zwei Zahnradstufen mit unterschiedlicher Verzahnung enthält. Es können alle Zahnradstufen als Unrundzahnräder ausgeführt sein. Bevorzugt kann eine von zumindest zwei Zahnradstufen als Unrundzahnrad ausgeführt sein. Eine weitere Zahnradstufe kann als Zahnrad mit kreisförmiger Verzahnung ausgeführt sein. Weitere Zahnradstufen können als Unrundzahnrad und/oder kreisförmiges Zahnrad ausgeführt sein. Das Ausgangsglied der Wandlereinheit kann bevorzugt eine Zahnstange mit einer dem Unrundzahnrad angepassten Verzahnung enthalten. Der Mitnehmer kann bevorzugt eine Zahnstange mit einer dem Unrundzahnrad angepassten Verzahnung enthalten. Bevorzugt kann sich der Radius des Unrundzahnrads vergrößern, während der Schläger in einer Schlagrichtung beschleunigt. Es kann eine vorteilhafte variable Übersetzung der Bewegungs- und/oder Geschwindigkeitsverläufe zwischen dem Ausgangsglied der Wandlereinheit und dem Mitnehmer erreicht werden. Es kann ein besonders vorteilhafter Bewegungsablauf erreicht werden.
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Bevorzugt weist ein Bohr- und/oder Meißelhammer die Schlagwerkvorrichtung auf.
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Zeichnung
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Meißelhammers mit einer mechanischen Schlagwerkvorrichtung, die ein Stufenzahnrad als Mittel zur Geschwindigkeitsübersetzung enthält,
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2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Meißelhammers in einem zweiten Ausführungsbeispiel mit einer mechanischen Schlagwerkvorrichtung, die ein Unrundstufenzahnrad als Mittel zur Geschwindigkeitsübersetzung enthält und
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3 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Meißelhammers in einem dritten Ausführungsbeispiel mit einer mechanischen Schlagwerkvorrichtung, die ein Unrundzahnrad als Mittel zur Geschwindigkeitsübersetzung enthält.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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Die 1 zeigt einen Meißelhammer 10a mit einer mechanischen Schlagwerkvorrichtung mit einer Wandlereinheit 12a und einem Mitnehmer 14a. Ein nicht dargestellter Motor treibt einen Exzenter 26a der Wandlereinheit 12a an, der über einen Pleuel 28a ein Ausgangsglied 18a antreibt. Zwischen dem Ausgangsglied 18a der Wandlereinheit 12a und dem Mitnehmer 14a sind Mittel zur Geschwindigkeitsübersetzung 16a angeordnet. Das Ausgangsglied 18a der Wandlereinheit 12a enthält eine Zahnstange 20a. Ein Stufenzahnrad 22a überträgt eine Geschwindigkeit vom Ausgangsglied 18a der Wandlereinheit 12a auf den Mitnehmer 14a mit einem Übersetzungsverhältnis. Das Stufenzahnrad 22a verfügt über zwei Zahnradstufen 30a, 32a. Eine erste Zahnradstufe 30a hat einen ersten Wälzkreisdurchmesser und wird von der Zahnstange 20a des Ausgangsglieds 18a mit einer Ausgangsgeschwindigkeit der Wandlereinheit 12a angetrieben. Eine zweite Zahnradstufe 32a weist einen gegenüber der ersten Zahnradstufe 30a größeren Wälzkreisdurchmesser auf und treibt den Mitnehmer 14a mit einer Mitnehmergeschwindigkeit an. Der Mitnehmer 14a weist eine Zahnstange 34a auf, in die die zweite Zahnradstufe 32a eingreift. Die Mitnehmergeschwindigkeit ist somit größer als die Ausgangsgeschwindigkeit der Wandlereinheit 12a. Ein Übersetzungsverhältnis wird durch das Verhältnis der Wälzkreisdurchmesser der zweiten Zahnradstufe 32a zur ersten Zahnradstufe 30a bestimmt. Der Mitnehmer 14a ist als Antriebsvorrichtung eines Schlägers 36a ausgebildet. Der Mitnehmer 14a umgreift mit zwei gabelförmig angeordneten Fingern 38a den Schläger 36a im Bereich einer Ausnehmung 40a des Schlägers 36a und treibt den Schläger 36a durch einen direkten mechanischen Kontakt an. Insbesondere bringt der Mitnehmer 14a den Schläger 36a auf eine vorgegebene Anstoßgeschwindigkeit. Die Ausnehmung 40a ist in Schlagrichtung 42a länger als die Finger 38a des Mitnehmers 14a, so dass zwischen dem Schläger 36a und den Fingern 38a ein Spiel in Schlagrichtung 42a besteht. Der Mitnehmer 14a wird durch das Ausgangsglied 18a der Wandlereinheit 12a zyklisch bewegt. Der Mitnehmer 14a beschleunigt den Schläger 36a in einem Betriebszustand in einer Schlagrichtung 42a. Nach Erreichen der Anstoßgeschwindigkeit kehrt der Mitnehmer 14a seine Bewegungsrichtung um und bewegt sich entgegen der Schlagrichtung 42a. Durch das Spiel der Ausnehmung 40a zu den Fingern 38a bewegt sich der Schläger 36a ohne Kontakt zu den Fingern 38a weiter in Schlagrichtung 42a, bis er einen Schlagimpuls auf ein Werkzeug 44a ausübt. Das Werkzeug 44a kann mittels einer nicht dargestellten Werkzeugaufnahme befestigt sein. Der Schlagimpuls kann indirekt auf das Werkzeug 44a übertragen werden, indem der Schläger 36a auf Mittel der Werkzeugaufnahme und/oder einen Schlagbolzen schlägt. Nachdem sich der Mitnehmer 14a gegenüber dem Schläger 36a um mehr als das Spiel der Ausnehmung 40a zu den Fingern 38a zurückbewegt hat, beginnt er den Schläger 36a entgegen der Schlagrichtung 42a anzutreiben und vom Werkzeug 44a zurückzuziehen. Nun folgt ein nächster Betriebszyklus, in dem der Mitnehmer 14a den Schläger 36a wieder in Schlagrichtung 42a beschleunigt, so dass der Schläger 36a den nächsten Schlag ausübt.
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Die nachfolgende Beschreibung und die Zeichnungen weiterer Ausführungsbeispiele beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele sind anstelle des Buchstabens a des ersten Ausführungsbeispiels die Buchstaben b und c den Bezugszeichen der weiteren Ausführungsbeispiele nachgestellt.
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In 2 ist eine weitere Ausgestaltung der Erfindung dargestellt. Ein Unrundzahnrad 24b überträgt eine Geschwindigkeit von einem Ausgangsglied 18b einer Wandlereinheit 12b auf einen Mitnehmer 14b mit einem positionsabhängigen Übersetzungsverhältnis. Das Unrundzahnrad 24b weist eine erste Zahnradstufe 30b auf, die einen runden Wälzkreis aufweist. Bei einer zweiten Zahnradstufe 32b verändert sich ein Wälzkreisdurchmesser um eine Rotationsachse des Unrundzahnrads 24b. Insbesondere vergrößert sich der Wälzkreisdurchmesser der zweiten Zahnradstufe 32b kontinuierlich, wenn das Ausgangsglied 18b der Wandlereinheit 12b den Mitnehmer 14b in eine Schlagrichtung 42b bewegt. Der Mitnehmer 14b weist eine Zahnstange 34b auf, in die die zweite Zahnradstufe 32b des Unrundzahnrads 24b eingreift. Die Zahnstange 34b weist eine dem sich verändernden Wälzkreisdurchmesser der zweiten Zahnradstufe 32b angepasste Verzahnung auf. Der Mitnehmer 14b treibt einen Schläger 36b an. Ein Übersetzungsverhältnis zwischen einer Mitnehmergeschwindigkeit und einer Ausgangsgeschwindigkeit der Wandlereinheit 12b wird umso größer, je weiter in Schlagrichtung 42b der Mitnehmer 14b den Schläger 36b bewegt. Der Schläger 36b erreicht eine besonders hohe Geschwindigkeit und kann einen besonders großen Schlagimpuls ausüben.
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In 3 ist eine dritte Ausgestaltung der Erfindung dargestellt. Ein Unrundzahnrad 24c weist nur eine Zahnradstufe 30c auf, die sowohl in eine Zahnstange 20c eines Ausgangsglieds 18c einer Wandlereinheit 12c als auch in eine Zahnstange 34c eines Mitnehmers 14c eingreift. Eine Verzahnung der Zahnstange 20c ist entlang einer Geraden angeordnet, während eine Verzahnung der Zahnstange 34c entlang einer dem sich ändernden Wälzkreisdurchmesser des Unrundzahnrads 24c angepassten Bahn angeordnet ist. Das Unrundzahnrad 24c wälzt sich zwischen den beiden Zahnstangen 20c, 34c ab, so dass es sich ständig im Eingriff mit den beiden Zahnstangen 20c, 34c befindet. Dabei verlagert das Unrundzahnrad 24c seine Rotationsachse. Ein Übersetzungsverhältnis zwischen einer Mitnehmergeschwindigkeit und einer Ausgangsgeschwindigkeit der Wandlereinheit 12c wird umso größer, je weiter in einer Schlagrichtung 42c der Mitnehmer 14c einen Schläger 36c bewegt. Auch bei dieser Ausgestaltung der Erfindung kann der Schläger 36c eine besonders hohe Geschwindigkeit erreichen und einen besonders grollen Schlagimpuls ausüben.
