DE102018121109A1

DE102018121109A1 - Schlagwerkzeug

Info

Publication number: DE102018121109A1
Application number: DE102018121109.0A
Authority: DE
Inventors: Kiyonobu Yoshikane
Original assignee: Makita Corp
Current assignee: Makita Corp
Priority date: 2017-10-20
Filing date: 2018-08-29
Publication date: 2019-04-25
Also published as: JP2019076971A; US10864622B2; CN109693211B; US20190118365A1; JP6987599B2; CN109693211A

Abstract

Schwingungen, die von einem hin- und herbewegenden Kolben resultieren, und Schwingungen, die von einer drehenden Kurbelwelle resultieren, werden effektiv reduziert. Ein Gehäuse (2) für einen Bohrhammer (1) nimmt an einer Position, bei welcher eine Kappe (50) eine Zufuhröffnung (44) schließt, ein Gegengewicht (69), das in Kooperation mit einem Kurbelmechanismus (5) zum Reduzieren von Schwingungen in einer Schlagachsenrichtung, die von einem hin- und herbewegenden Kolben (31) resultieren, bewegbar ist, und ein zweites Gegengewicht (67, 70) auf, das in Verbindung mit dem Kurbelmechanismus (5) zum Reduzieren von Schwingungen in einer Drehrichtung, die von einer Kurbelwelle (13) resultieren, drehbar ist.

Description

HINTERGRUND
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Schlagwerkzeug, wie beispielsweise einen Bohrhammer, der einen Kurbelmechanismus aufweist.
Beschreibung des Standes der Technik
Ein bekanntes Schlagwerkzeug, wie beispielsweise ein Bohrhammer, weist einen Schlagmechanismus und einen Kurbelmechanismus auf, der in einem Gehäuse aufgenommen ist. Der Schlagmechanismus weist einen Schlagkolben zum Schlagen eines Bits (Werkzeugbits, Werkzeugzubehör) und einen Kolben zum Bewegen des Schlagkolbens in einer kooperativen Weise auf. Der Kurbelmechanismus weist eine Kurbelwelle, welche durch einen Motor angetrieben und gedreht wird, und einen exzentrischen Stift auf der Kurbelwelle auf, welcher mit dem Kolben über einen Verbindungsstab zum Umwandeln der Drehung der Kurbelwelle in einer Hin- und Herbewegung des Kolbens verbunden ist. Das japanische Patent Nr. 5015697 offenbart ein Schlagwerkzeug, das einen schwingungsarmen Mechanismus zum Reduzieren von Schwingungen durch Aufheben eines versetzten Schwerpunktes, der von der Hin- und Herbewegung des Kolbens in Kooperation mit dem Kurbelmechanismus resultiert, aufweist. Das Schlagwerkzeug weist über dem Kurbelmechanismus eine Schmiermittelzufuhröffnung auf, welche durch eine Kappe (Abdeckung, Aufsatz bzw. Lagerdeckel) verschlossen wird, die den schwingungsarmen Mechanismus, wie beispielsweise ein Gegengewicht, enthält. Der schwingungsarme Mechanismus ist von dem Gehäuse entfernbar, wenn die Kappe entfernt wird.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG
Das bekannte Schlagwerkzeug weist den schwingungsarmen Mechanismus zum Reduzieren von Schwingungen auf, die von dem hin- und herbewegenden Kolben resultieren. Allerdings drehen das Gegengewicht, das in dem schwingungsarmen Mechanismus enthalten ist, und die drehende Komponente, wie beispielweise die Kurbelwelle, und dadurch wird eine Rotationsunwucht verstärkt und mehr Schwingungen werden erzeugt.
Ein oder mehrere Aspekte der vorliegenden Lehren sind auf ein Schlagwerkzeug gerichtet, das Schwingungen, die von einem hin- und herbewegenden Kolben resultieren, und Schwingungen reduziert, die von einer drehenden Komponente, wie beispielweise einer drehenden Kurbelwelle, resultieren.
Ein Schlagwerkzeug, mit
einem Gehäuse, das eine Zufuhröffnung aufweist,
einem Schlagmechanismus, der in dem Gehäuse platzierbar (montierbar, anordenbar) ist, bei dem der Schlagmechanismus
einen Schlagkolben, der nach hinten und nach vorne in einer Schlagachsenrichtung bewegbar ist, und
einen Kolben aufweist, der zum Bewegen des Schlagkolbens nach hinten und nach vorne konfiguriert ist,
einem Kurbelmechanismus, der in dem Gehäuse platzierbar (montierbar, anordenbar) ist, bei dem der Kurbelmechanismus
eine Kurbelwelle, die drehbar ist, wenn sie durch einen Motor angetrieben wird, und
einen exzentrischen Stift auf der Kurbelwelle aufweist, bei dem der exzentrische Stift exzentrisch bewegbar ist,
einer Kappe, die an der Zufuhröffnung in einer entfernbaren Weise angebracht ist,
einem ersten Gegengewicht, das in dem Gehäuse an einer Position platzierbar (anordenbar) ist, bei welcher die Kappe die Zufuhröffnung schließt, bei dem das erste Gegengewicht in Kooperation mit dem Kurbelmechanismus bewegbar ist und dazu konfiguriert, die Schwingungen in der Schlagachsenrichtung zu reduzieren, die von dem Kolben resultieren, der sich hin- und herbewegt, und
einem zweiten Gegengewicht, das in dem Gehäuse an einer Position platzierbar (anordenbar) ist, bei welcher die Kappe die Zufuhröffnung schließt, bei dem das zweite Gegengewicht in Kooperation mit dem Kurbelmechanismus drehbar ist und dazu konfiguriert ist, die Schwingungen in einer Drehrichtung zu reduzieren, die von der Kurbelwelle resultieren.
Das Schlagwerkzeug gemäß des oben beschriebenen Aspektes der vorliegenden Lehren weist das erste Gegengewicht zum Reduzieren der Schwingungen in der Schlagachsenrichtung und das zweite Gegengewicht zum Reduzieren der Schwingungen in der Drehachsenrichtung, die von der Kurbelwelle resultieren, auf und dadurch werden effektiv die Schwingungen, die von dem hin- und herbewegenden Kolben resultieren, wie auch die Schwingungen, die von der drehenden Komponente, wie beispielsweise der drehenden Kurbelwelle, resultieren, reduziert.
Figurenliste

1 ist eine mittlere Längsquerschnittsansicht eines Bohrhammers.
2 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Teils, der eine Kappeneinheit aufweist.
3 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A in 2.
4 ist eine perspektivische Ansicht einer Kappe von oben.
5A ist eine Draufsicht auf die Kappe, 5B ist eine mittlere Längsquerschnittsansicht der Kappe, und 5C ist eine Unteransicht der Kappe.
6 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Kappeneinheit.
7A ist eine perspektivische Ansicht einer oberen Kurbel von unten, 7B ist eine Draufsicht auf die obere Kurbel, und 7C ist eine Unteransicht der oberen Kurbel.
8A ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B in 7B, und 8B ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie C-C in 7B.
9A ist eine perspektivische Ansicht eines Gegengewichtes, 9B ist eine Draufsicht auf das Gegengewicht, und 9C ist eine mittlere Längsquerschnittsansicht des Gegengewichtes.
10A ist eine perspektivische Ansicht einer unteren Kurbel von oben, 10B ist eine Draufsicht auf die untere Kurbel, und 10C ist eine Unteransicht der unteren Kurbel.
11A ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie D-D in 10B, und 11B ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie E-E in 10B.
12A ist eine von oben gesehene perspektivische Ansicht des Gegengewichts, das die obere Kurbel und die untere Kurbel aufweist, 12B ist eine Draufsicht auf das Gegengewicht, das die obere Kurbel und die untere Kurbel aufweist, 12C ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie F-F in 12B, und 12D ist eine Unteransicht des Gegengewichtes, das die obere Kurbel und die untere Kurbel aufweist.
13 ist eine Unteransicht der Kappeneinheit.
14 ist eine mittlere Längsquerschnittsansicht der Kappeneinheit, die montiert wird.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Ausführungsformen der vorliegenden Lehren werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine Längsquerschnittsansicht eines Bohrhammers als ein Beispiel eines Schlagwerkzeuges. Der Bohrhammer 1 weist ein Gehäuse 2, einen Motor 3, einen Kurbelmechanismus 5, einen Drehungsübertragungsmechanismus 6 und einen Werkzeughalter 7 auf. Der Motor 3 weist eine Ausgabewelle 4 auf, die nach oben zeigt und im Hinteren des Gehäuses 2 angeordnet ist. Der Kurbelmechanismus 5 und der Drehungsübertragungsmechanismus 6 sind oberhalb des Motors 3 angeordnet. Der Werkzeughalter 7 kann ein Bit (nicht gezeigt) an seinem vorderen Ende halten. Der Werkzeughalter 7 weist die Achse auf, die sich in einer Vorder-Rück-Richtung erstreckt, und ist drehbar.
Der Werkzeughalter 7 nimmt einen Schlagmechanismus 8, welcher das Bit in der Richtung der Schlagachse, die koaxial mit dem Werkzeughalter 7 ist, schlägt. Wenn die Ausgabewelle 4 dreht, wird die Drehung durch den Kurbelmechanismus 5 und den Drehungsübertragungsmechanismus 6 zum Schlagen des Bits oder sowohl zum Schlagen als auch zum Drehen des Bits übertragen. Das Gehäuse 2 weist einen Handgriff 9 auf, der an der Rückseite angeordnet ist. Der Handgriff 9 weist einen Schalter 10 und einen Schalthebel 11 auf. An das Gehäuse 2 ist ein Stromkabel 12 verbunden.
Das Gehäuse 2 weist ein Motorgehäuse 20, ein Getriebegehäuse 21, ein Kurbelgehäuse 22, ein vorderes Gehäuse 23 und ein hinteres Gehäuse 24 auf. Das Motorgehäuse 20 nimmt den Motor 3 auf. Das Getriebegehäuse 21 schließt an das obere Ende des Motorgehäuses 20 derart an, dass es axial die Ausgabewelle 4, das untere Ende einer Kurbelwelle 13, die in dem Kurbelmechanismus 5 enthalten ist, und das untere Ende einer Zwischenwelle 14, die in dem Drehungsübertragungsmechanismus 6 enthalten ist, lagert. Das Kurbelgehäuse 22 schließt an das obere Ende des Getriebegehäuses 21 derart an, dass es den Kurbelmechanismus 5, den Drehungsübertragungsmechanismus 6, den Werkzeughalter 7 und einen hinteren Bereich des Schlagmechanismus 8 aufnimmt. Das vordere Gehäuse 23 schließt an einen vorderen Bereich des Kurbelgehäuses 22 derart an, dass es den Werkzeughalter 7 in einer drehbaren Weise hält. Das hintere Gehäuse 24 deckt den hinteren Bereich und die rechte und linke Seite des Motorgehäuses 20 und das Kurbelgehäuse 22, wie ebenso die obere Oberfläche ab. Das hintere Gehäuse 24 weist den Handgriff 9 auf, der mit dessen hinterem Ende verbunden ist. Das hintere Gehäuse 24 weist eine Gehäuseabdeckung 25 auf, die an der Vorderseite zum Abdecken des vorderen Gehäuses 23 angeordnet ist.
Die Ausgabewelle 4 des Motors 3 erstreckt sich durch das Getriebegehäuse 21 und steht in das Kurbelgehäuse 22 vor und kämmt mit einem Zahnrad 15 auf der Kurbelwelle 13. Die Kurbelwelle 13 ist in der vertikalen Richtung durch ein oberes und ein unteres Lager 16 in einer Kurbelkammer 26 des Kurbelgehäuses 22 axial gelagert. Die Kurbelwelle 13 weist einen vorstehenden exzentrischen Stift 17 an deren oberem Ende auf.
Der Schlagmechanismus 8 weist einen Zylinder 30, einen Kolben 31 und einen Schlagkolben 33 auf. Der Zylinder 30 ist durch den Werkzeughalter 7 und das Kurbelgehäuse 20 gehalten. Der Kolben 31, welcher nach hinten und nach vorne bewegbar ist, ist in dem Zylinder 30 aufgenommen. Der Schlagkolben 33, welcher an der Vorderseite des Kolbens 31 mittels einer Luftkammer 32 nach vorne und nach hinten bewegbar ist, ist in dem Zylinder 30 aufgenommen. Der Kolben 31 ist mit dem exzentrischen Stift 17 mittels eines Verbindungsstabs 34 zum Umwandeln der Drehung der Kurbelwelle 13 in eine Hin- und Herbewegung des Kolbens 31 verbunden.
Der Werkzeughalter 7 nimmt ein Zwischenbauteil 35 an der Vorderseite des Schlagkolbens 33 auf. An der Vorderseite des Zwischenbauteils 35 ist ein Spannfutter 36, welches das Bit aufnimmt, an dem vorderen Ende des Werkzeughalters 7 angeordnet.
Die Zwischenwelle 14 ist in der vertikalen Richtung an der Vorderseite der Ausgabewelle 4 axial gelagert. Die Zwischenwelle 14 weist ein Zwischenzahnrad 37 auf, das einen Drehmomentbegrenzer an seinem unteren Ende aufweist. Das Zwischenzahnrad 37 kämmt mit der Ausgabewelle 4. Die Zwischenwelle 14 weist ein erstes Kegelzahnrad 38 an deren oberem Ende auf. Das erste Kegelzahnrad 38 kämmt mit einem zweiten Kegelzahnrad 39, welches außen an dem hinteren Ende des Werkzeughalters 7 in einer drehbaren Weise montiert ist.
Der Werkzeughalter 7 weist eine zylindrische Kupplung 40 und eine Schraubenfeder 41 auf, die außen an der Vorderseite des zweiten Kegelzahnrades 39 montiert sind. Die zylindrische Kupplung 40 ist mit dem Werkzeughalter 7 mittels einer Keilverzahnung verbunden und ist nach hinten und nach vorne bewegbar. Die Schraubenfeder 41 drängt die Kupplung 40 in Richtung einer zurückgezogenen Position, bei welcher die Kupplung 40 in Eingriff mit dem zweiten Kegelzahnrad 39 steht. Die Kupplung 40 in der zurückgezogenen Position überträgt die Drehung des zweiten Kegelzahnrades 39 an den Werkzeughalter 7. Die Kupplung 40 in einer vorgerückten Position überträgt die Drehung des zweiten Kegelzahnrades 39 nicht an den Werkzeughalter 7. In diesem Zustand kann jeder Drehwinkel ausgewählt werden. Die Kupplung 40 kann entweder in einer vorgerückten oder zurückgezogenen Position durch Drehen eines Änderungshebels 42 (3), der an einer Seitenoberfläche des Gehäuses 2 angeordnet ist, angeordnet sein.
Wenn der Schalthebel 11 zum Einschalten des Schalters 10 gedrückt wird, treibt der Motor 3 die Ausgabewelle 4 zum Drehen an, und somit dreht die Kurbelwelle 13 mittels des Zahnrades 15. Der exzentrische Stift 17 bewegt sich derart exzentrisch, dass er bewirkt, dass sich der Kolben 31 mittels des Verbindungsstabs 34 hin- und herbewegt. Die Luftfeder bewegt den Schlagkolben 33 nach hinten und nach vorne in einer kooperativen Weise, und der Schlagkolben 33 schlägt das Zwischenbauteil 35 und schlägt dadurch das Bit an dem vorderen Ende des Werkzeughalters 7.
Gleichzeitig dreht die Zwischenwelle 14 mittels des Zwischenzahnrads 37, und dadurch wird das zweite Kegelzahnrad 39 gedreht. Die Kupplung 40 in der zurückgezogenen Position überträgt die Drehung des zweiten Kegelzahnrades 39 an den Werkzeughalter 7 und ermöglicht es dem Bit, zu schlagen, während es dreht (Hammerbohrmodus). Die Kupplung 40 in der vorgerückten Position überträgt die Drehung des zweiten Kegelzahnrades 39 nicht an den Werkzeughalter 7 und nur die Schlagbewegung wird dem Bit übertragen (Hammermodus). Hinter dem Motor 3 ist eine Steuerung 43 zum Steuern der Leistungszufuhrmenge an den Motor 3 in dem hinteren Gehäuse 24 angeordnet. Die Steuerung 43 weist ein Justierdrehrad auf (nicht gezeigt), das an der Seitenoberfläche des unteren Gehäuses 24 nicht abgedeckt ist. Das Justierdrehrad wird betätigt zum Justieren der Drehzahl und der Schlagzahl.
Wie in 2 und 3 gezeigt, weist das Kurbelgehäuse 22 eine Schmiermittelzufuhröffnung 44 für die Kurbelkammer 26 an seiner oberen Oberfläche im Inneren des hinteren Gehäuses 24 auf. Eine Kappe (Abdeckung, Aufsatz, Lagerdeckel) 50 ist an der Zufuhröffnung 44 angebracht. Wie in 4 bis 5C gezeigt, weist die Kappe 50 einen vorderen Bereich 51, welcher von oben gesehen rechteckig ist, und einen hinteren Bereich 53 auf. Der vordere Bereich 51 weist einen ringförmigen Vorsprung 52 auf, welcher nach oben vorsteht. Der hintere Bereich 53 ist eine Platte, die eine kleinere seitliche Breite als der vordere Bereich 51 aufweist. Der vordere Bereich 51 weist an seinem vorderen Ende ein Paar von einem rechten und einem linken Bolzenbefestigungstab 54 auf. Der hintere Bereich 53 weist an seinen zwei seitlichen Enden ein Paar von einem rechten und einem linken Bolzenbefestigungstab 55 auf, welche Bolzenbefestigungstabs nach außen vorstehen.
Der Vorsprung 52 der Oberflächen der Kappe 50 weist eine mittlere kreisförmige Ausnehmung 56 auf, welche in Richtung der Rückseite der Kappe ausgenommen ist. Die kreisförmige Ausnehmung 56 weist in ihrem vorderen Bereich in ihrer seitlichen Mitte ein Entlastungsloch 57 zum Entlasten des Innendrucks der Kurbelkammer 26 auf. Das Entlastungsloch 57 ist ein Durchgangsloch, das sich von der Innenoberfläche zu der Bodenoberfläche des vorderen Bereiches erstreckt. Wie in 2 und 3 gezeigt, ist ein Dichtungsstöpsel 58, welcher ein luftdurchlässiges Dichtmittel 59 hält und ein mittleres Durchgangsloch in seinem oberen Ende aufweist, in die kreisförmige Ausnehmung 56 gepasst und fixiert. Das Entlastungsloch 57 ist dadurch normalerweise abgedeckt.
Die Kappe 50 weist an ihrer Rückseite eine aufrechtstehende kreisförmige Rippe 60 auf, die eine Ausnehmung umgibt, die durch den Vorsprung 52 definiert ist. Die kreisförmige Rippe 60 ist koaxial mit der Ausnehmung und erstreckt sich nach unten. Die kreisförmige Rippe 60 weist an ihrem Umfang zwei vordere vorstehende Schraubenbefestigungsansätze 61 und einen hinteren vorstehenden Schraubenbefestigungsansatz 61 auf. Hinter dem hinteren Schraubenbefestigungsansatz 61 erstreckt sich eine Rippe 62 in der Vorder-Rück-Richtung nach unten.
Die Kappe 50 weist an ihrer Rückseite eine Umfangsrippe 63 auf, die kontinuierlich entlang des Umfangs des vorderen Bereiches 51 und des hinteren Bereiches 53 mit Ausnahme der Bolzenbefestigungstabs 54 und 55 ist. Die Umfangsrippe 63 wird in die Zufuhröffnung 44 gepasst.
Die Kappe 50 weist einen schwingungsarmen Mechanismus 65 auf, der integral an deren Rückseite montiert ist. Wie in 6 gezeigt, weist der schwingungsarme Mechanismus 65 eine obere Kurbel 67, eine Halterung 68, ein Gegengewicht 69, eine untere Kurbel 70 und einen Halter 71 auf. Die obere Kurbel 67 ist ein drehbares Bauteil, das mittels eines Kugellagers 66 axial gelagert ist, welches ein Lager ist, das mit der kreisförmigen Rippe 60 gepasst ist. Die Halterung 68 fixiert das Kugellager 66 an der Rückseite der Kappe 50. Das Gegengewicht 69 (erstes Gegengewicht) ist unterhalb der Halterung 68 in einer Weise gehalten, in der es nach hinten und nach vorne bewegbar ist. Die untere Kurbel 70 ist ein Verbindungsbauteil, das unter dem Gegengewicht 69 angeordnet ist, und mit der oberen Kurbel 67 quer über das Gegengewicht 69 verbunden ist. Der Halter 71 befindet sich an der Außenseite der unteren Kurbel 70 und ist an die Kappe 50 von unterhalb des Gegengewichtes 69 mit Bolzen 72 befestigt und hält das Gegengewicht 69. Die obere Kurbel 67 und die untere Kurbel 70 dienen als ein zweites Gegengewicht.
Die obere Kurbel 67 ist zylindrisch und hat ihr oberes Ende im Inneren des Vorsprunges 52 platziert (anordenbar) und ist durch das Kugellager 66 axial gelagert. Wie in 7A bis 8B gezeigt, weist die obere Kurbel 67 einen zylindrischen Teil 73 und einen oberen Gewichtsteil 74 auf. Der zylindrische Teil 73 steht nach unten an einer exzentrischen Position an dem Innenumfang der oberen Kurbel 67 vor. Der obere Gewichtsteil 74 weist eine Phase auf, die sich von der Phase des zylindrischen Teils 73 unterscheidet, und weist eine Dicke auf, die radial in Richtung der Achse zunimmt. Die obere Kurbel 67 weist einen Flansch 75 an ihrem unteren Umfangsende auf. Der Flansch 75 steht mit dem Boden (Unterseite) des Kugellagers 66 in Eingriff. Die obere Kurbel 67 weist eine Passnut 76 an ihrem oberen Umfangsende für einen Eingriffsring 77 auf. Der Eingriffsring 77 steht in Eingriff mit der oberen Oberfläche des Kugellagers 66.
Die Halterung 68 weist ein Durchgangsloch 78 und drei kleine Löcher 79 auf. Das Durchgangsloch 78 weist einen Durchmesser kleiner als der Außendurchmesser des Kugellagers 66 und größer als der Außendurchmesser der oberen Kurbel 67 auf. Die kleinen Löcher 79 sind um das Durchgangsloch 78 angeordnet und entsprechen den Schraubenbefestigungsansätzen 61. Der hintere Teil mit dem kleinen Loch 79 erstreckt sich nach hinten und weist einen Schlitz 80 an dessen hinteren Ende zum Aufnehmen der Rippe 62 der Kappe 50 auf.
Wie in 9A bis 9C gezeigt, ist das Gegengewicht 69 eine Platte mit einem mittleren Schlitz 81. Das Gegengewicht 69 erstreckt sich in Vorder-Rück-Richtung. Der zylindrische Teil 73 erstreckt sich durch den Schlitz 81. Der Schlitz 81 weist eine seitliche Länge auf, die es dem zylindrischen Teil 73 ermöglicht, sich exzentrisch zu bewegen, wenn die obere Kurbel 67 dreht. Das Gegengewicht 69 weist ein Paar von einem linken und einem rechten vorderen Arm 82 auf, das seitlich an dessen vorderen Bereich angeordnet ist. Die vorderen Arme 82 sind durch die Innenlänge beabstandet, die etwas größer als die Länge zwischen den zwei kleinen Löchern 79 an der Vorderseite der Halterung 68 und einschließlich dieser ist. Das Gegengewicht 69 weist rückseitig einen seitlichen mittleren Führungsschlitz 83 auf. Der Führungsschlitz 83 weist eine Breite größer als der Durchmesser des kleinen Loches 79 auf, das sich rückseitig in der Halterung 68 befindet. Der Führungsschlitz 83 weist eine Länge von dem hinteren Ende quer über den gesamten Hub des Gegengewichtes 69 zum Vermeiden des kleinen Loches 79 auf.
Die untere Kurbel 70 ist eine Scheibe, die im Wesentlichen den gleichen Durchmesser wie die obere Kurbel 67 aufweist. Wie in 10A bis 11D gezeigt, weist die untere Kurbel 70 an ihrer oberen Oberfläche einen Aufnahmezylinder 84 auf, der sich nach oben erstreckt. Der Aufnahmezylinder 84 nimmt den zylindrischen Teil 73 auf, der über den Schlitz 81 pressgepasst wird. Die untere Kurbel 70 weist an ihrem Umfang einen unteren Gewichtsteil 85 auf, der eine Phase unterschiedlich von der Phase des Aufnahmezylinders 84 aufweist. Der untere Gewichtsteil 85 weist eine Dicke auf, die nach oben zunimmt. Der obere Gewichtsteil 74 überlappt den unteren Gewichtsteil 85 in der vertikalen Richtung, wenn der zylindrische Teil 73 und der Aufnahmezylinder 84 miteinander verbunden sind. Die untere Kurbel 70 weist an ihrem Umfang einen Ausschnitt 86 (eingreifbarer Bereich) auf, der eine Phase unterschiedlich von den Phasen des Aufnahmezylinders 84 und des unteren Gewichtsteils 85 aufweist (eine Phase mit einem Unterschied von 45 Grad oder mehr in der Umfangsrichtung). Der Ausschnitt 86, welcher an dem Umfang geöffnet ist, ist mit dem oberen Ende des exzentrischen Stiftes 17 eingreifbar. Die untere Kurbel 70 weist einen insgesamt flachen Boden 87 auf.
Der Halter 71 ist von oben gesehen U-förmig. Der Halter 71 öffnet sich zur Vorderseite und umgibt die untere Kurbel 70 von außen. Der Halter 71 weist Durchgangslöcher 88 für die Bolzen 72 in seinem rechten und linken vorderen Ende und in der seitlichen Mitte in seinem hinteren Ende auf. Führungsvorsprünge 89, welche nach oben vorstehen, sind an der Vorderseite und der Rückseite von den Durchgangslöchern 88 angeordnet. Die vorderen Führungsvorsprünge 89 passen in das Innere des rechten und des linken vorderen Armes 82 des Gegengewichtes 69. Die hinteren Führungsvorsprünge 89 passen in den Führungsschlitz 83.
Der schwingungsarme Mechanismus 65 ist auf die Kappe 50 in der folgenden Weise montiert.
Die obere Kurbel 67 und die untere Kurbel 70 weisen das Gegengewicht 69 auf, das von diesen von unten und von oben umgeben wird. Der zylindrische Teil 73 ist über den Schlitz 81 in den Aufnahmezylinder 84 pressgepasst. Der obere Gewichtsteil 74 und der untere Gewichtsteil 85 sind dadurch derart verbunden, dass sie die gleiche Phase aufweisen. Wie in 12A bis 12D gezeigt, sind die obere Kurbel 67 und die untere Kurbel 70 mit dem Gegengewicht 69 zwischen diesen gehalten verbunden. In diesem Zustand befinden sich der obere Gewichtsteil 74 und der untere Gewichtsteil 85, welche einander in der axialen Richtung der oberen Kurbel 67 und der unteren Kurbel 70 überlappen, in einem halbkreisförmigen Bereich mit einem Mittelpunkt, der eine Phase aufweist, die um 180 Grad unterschiedlich von der Phase des Ausschnittes 86 (Punktsymmetrieposition) ist.
Mit der Halterung 68 an der oberen Oberfläche des Gegengewichts 69 wird das Kugellager 66 außenseitig an der oberen Kurbel 67 montiert und mit dem Eingriffsring 77 befestigt. Das Kugellager 66 wird dann von oben mit der kreisförmigen Rippe 60 der Kappe 50 gepasst, welche ohne den Dichtungsstöpsel 58 darin gepasst umgedreht ist. Die Rippe 62 wird dann in den Schlitz 80 eingeführt.
Der rechte und der linke vordere Führungsvorsprung 89 des Halters 71 werden von oberhalb des Gegengewichtes 69 in das Innere der entsprechenden vorderen Arme 82 gepasst, und die hinteren Führungsvorsprünge 89 werden in den Führungsschlitz 83 gepasst. Die Durchgangslöcher 88 und die kleinen Löcher 79 werden mit den Schraubenbefestigungsansätzen 61 ausgerichtet (gefluchtet). Die Bolzen 72, die durch die Durchgangslöcher 88 und die kleinen Löcher 79 eingesetzt sind, werden dann in die Schraubenbefestigungsansätze 61 geschraubt. Dies vollendet eine Kappeneinheit 90, die in 13 gezeigt ist, und den schwingungsarmen Mechanismus 65 enthält, der an der Rückseite der Kappe 50 montiert ist.
Wie in 14 gezeigt, wird die Kappeneinheit 90 auf das Kurbelgehäuse 22, an welchem das hintere Gehäuse 24 jetzt montiert wurde, von oben mit vier Bolzen 91 montiert, die durch die vorderen und hinteren Bolzenbefestigungstabs 54 und 55 zum Schließen der Zufuhröffnung 44 angezogen werden. Die Drehpositionen der oberen Kurbel 67 und der unteren Kurbel 70 werden im Vorfeld ausgerichtet (gefluchtet), so dass es dem oberen Ende des exzentrischen Stiftes 17 ermöglicht ist, mit dem Ausschnitt 86 in Eingriff zu kommen.
Zur Verhinderung, dass sich die ausgerichtete untere Kurbel 70 unterwartet dreht, wird das Entlastungsloch 57 in der kreisförmigen Ausnehmung 56 als eine Einführungsöffnung für einen Stab 92 verwendet, welcher ein separates Bauteil ist, wie beispielsweise ein Schraubendreher. Der Stab 92 wird eingeführt und steht mit dem Innenumfang des Schlitzes 81 in Eingriff. Dies verriegelt die Drehung der unteren Kurbel 70 mit dem Gegengewicht 69 und ermöglicht es dem exzentrischen Stift 17 mit dem Ausschnitt 86 problemlos in Eingriff zu kommen. Der Boden 87 der unteren Kurbel 70 ist flach und kann den exzentrischen Stift 17 zu dem Ausschnitt 86 führen, ohne zu bewirken, dass der exzentrische Stift 17 verkeilt (einklemmt wird).
Bei dem Bohrhammer 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die die montierte Kappeneinheit 90 aufweist, ist der schwingungsarme Mechanismus 65 an der Rückseite der Kappe 50 in der Kurbelkammer 26 aufgenommen. In diesem Zustand ist das Gegengewicht 69 hinter dem Zylinder 30 angeordnet und überlappt teilweise den Zylinder 30 in der Schlagachsenrichtung.
Wenn der Schalthebel 11 zum Einschalten des Schalters 10 gedrückt wird, treibt der Motor 3 die Kurbelwelle 13 zum Drehen an. Dies bewirkt, dass sich der exzentrische Stift 17 exzentrisch bewegt und den Kolben 31 mittels des Verbindungsstabs 34 hin- und herbewegt, und dadurch bewirkt, dass der Schlagkolben 33 das Bit schlägt.
Wenn sich der exzentrische Stift 17 exzentrisch bewegt, ermöglicht es der schwingungsarme Mechanismus 65 der unteren Kurbel 70, welche in Eingriff mit dem exzentrischen Stift 17 steht, und der oberen Kurbel 67 sich zum gleichen Zeitpunkt zu drehen. Dies bewirkt, dass sich Aufnahmezylinder 84 exzentrisch bewegt. Diese exzentrische Bewegung im Inneren des Schlitzes 81 wird nur in der Vorder-Rück-Richtung verwendet. Somit bewegt sich das Gegengewicht 69, das den Hub entsprechend zu der Vorder-Rück-Bewegung des Aufnahmezylinders 84 aufweist, nach hinten und nach vorne in der Schlagachsenrichtung bewegt, während es durch die vorderen Führungsvorsprünge 89 des Halters 71, die in die vorderen Arme 82 gepasst sind, und durch die hinteren Führungsvorsprünge 89, die in den Führungsschlitz 83 des Gegengewichtes 69 gepasst sind, geführt wird.
Der Aufnahmezylinder 84 weist eine Phase auf, die in der Richtung der exzentrischen Bewegung leicht vor dem Ausschnitt 86, der mit dem exzentrischen Stift 17 in Eingriff steht, liegt. Wenn der exzentrische Stift 17 an der ganz vorgerückten Position (dem vorderen Totpunkt des Kolbens 31) ist, ist das Gegengewicht 69 über den hinteren Totpunkt seines Hubs hinaus vorgerückt. Das Gegengewicht 69 wird somit zum Reduzieren von Schwingungen, die aus der Schlagbewegung, wenn sich der Kolben 31 hin- und herbewegt, resultieren, verwendet, durch Aufheben (Ausgleichen) des versetzten Schwerpunktes. Das Gegengewicht 69 arbeitet (an dem Totpunkt) an einer vorgerückten Position entsprechend der Position des exzentrischen Stiftes 17, die von der Bezugsposition des exzentrischen Stiftes 17, bei welcher der Kolben 31 den Totpunkt erreicht, vorgerückt ist. Dies bewirkt eine Zeitverzögerung zwischen der Hin- und Herbewegung des Kolbens 31 und der nachfolgenden Bewegung des Schlagkolbens 33 (oder der Schlagkolben 33 erreicht durch die Luftkammer 32 den Totpunkt vor dem Kolben 31), und dies ermöglicht, den Schwerpunkt vor der Hin- und Herbewegung des Kolbens 31 zu versetzen (verschieben).
Der exzentrische Stift 17 bewegt sich zum Drehen der oberen Kurbel 67 und der unteren Kurbel 70 exzentrisch. Dies bewirkt, dass sich der obere Gewichtsteil 74 und der untere Gewichtsteil 85 exzentrisch mit einer Phase entgegengesetzt zu der Phase des exzentrischen Stiftes 17 bewegen. Dies hebt die Rotationsunwucht, die von der Drehung der Kurbelwelle 13 oder des hinteren Endes des Verbindungsstabes 34 resultiert, unter Verwendung des oberen Gewichtsteiles 74 und des unteren Gewichtsteiles 85 auf.
Der Bohrhammer 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist im Innern des Gehäuses 2 das Gegengewicht 69 und das zweite Gegengewicht (die obere Kurbel 67 und die untere Kurbel 70) in einem Bereich auf, bei welchem die Kappe 50 die Zufuhröffnung 44 schließt. Das Gegengewicht 69 bewegt sich in Kooperation mit dem Kurbelmechanismus 5 zum Reduzieren der Schwingungen in der Schlagachsenrichtung, wenn sich der Kolben 31 hin- und herbewegt. Das zweite Gegengewicht (die obere Kurbel 67 und die untere Kurbel 70) dreht in Kooperation mit dem Kurbelmechanismus 5 zum Reduzieren der Schwingungen in der Drehrichtung, die von den drehbaren Komponenten, die die Kurbelwelle 13 enthalten, resultieren. Diese Struktur reduziert Schwingungen, die von dem hin- und herbewegenden Kolben 31 resultieren, und Schwingungen, die von den drehenden Komponenten, wie beispielsweise der Kurbelwelle 13, resultieren.
Im Speziellen ist die Betriebsposition des Gegengewichts 69 gemäß der Position des exzentrischen Stiftes 17 bestimmt, die in der Richtung der exzentrischen Bewegung von dessen Referenzposition vorgerückt ist, bei welcher der Kolben 31 den Totpunkt erreicht. Dies ermöglicht es dem Gegengewicht 69 zu dem Zeitpunkt entsprechend der aktuellen Verschiebung (Versatzes) des Schwerpunktes, die durch den Schlagkolben 33 verursacht wird, zu arbeiten, so dass es dadurch effektiv die Schwingungen in der Schlagachsenrichtung reduziert.
Das Gegengewicht 69 ist nach hinten und nach vorne bewegbar und überlagert teilweise den Zylinder 30 in der Schlagachsenrichtung. Dies verkürzt den Abstand zwischen dem Kolben 31 und dem Gegengewicht 69 und reduziert effektiv Schwingungen, die von dem hin- und herbewegenden Kolben 31 resultieren. Ebenso ist der schwingungsarme Mechanismus 65 kompakt und ist in einem Raum hinter dem Zylinder 30 aufgenommen.
Die obere Kurbel 67 und die untere Kurbel 70 und das Kugellager 66 zum axialen Lagern der oberen Kurbel 67 sind integral an der Kappe 50 montiert. Diese Struktur ermöglicht es dem Kugellager 66, der oberen Kurbel 67 und der unteren Kurbel 70, dass sie entfernt oder ausgetauscht werden können, wenn die Kappe 50 entfernt wird. Dies verbessert die Ausführbarkeit von Reparatur- oder Wartungsarbeiten des schwingungsarmen Mechanismus 65.
Die obere Kurbel 67 und die untere Kurbel 70, welche in Kooperation mit dem exzentrischen Stift 17 drehen, kommen mit dem eingreifbaren Bereich (Ausschnitt 86) des exzentrischen Stiftes 17 in Eingriff und sind integral an der Kappe 50 montiert. Dies ermöglicht es den gesamten schwingungsarmen Mechanismus 65 zu entfernen oder zu ersetzen, wenn die Kappe 50 entfernt wird.
Das zweite Gegengewicht weist die obere Kurbel 67 und die untere Kurbel 70 auf. Die obere Kurbel 67 wird durch das Kugellager 66 axial gelagert und ist einer drehbaren Weise relativ zu der Kappe 50 gehalten. Die untere Kurbel 70 steht in Eingriff mit dem exzentrischen Stift 17 zum Übertragen der Drehung. Die obere Kurbel 67 weist den oberen Gewichtsteil 74 auf, und die untere Kurbel 70 weist den unteren Gewichtsteil 85 auf. Diese Struktur legt auf einfache Weise die Positionen und Gewichte des oberen und des unteren Gewichtsteils 74 und 85 zum effektiven Reduzieren der Schwingungen in der Drehrichtung fest.
Das Gegengewicht 69 ist zwischen der oberen Kurbel 67 und der unteren Kurbel 70 in einer Weise angeordnet, dass es in der Schlagachsenrichtung nach hinten und nach vorne bewegbar ist. Das reduziert die Größe des schwingungsarmen Mechanismus 65 in der vertikalen Richtung.
Die Kappe 50 weist eine Einführungsöffnung (Entlastungsloch 57) auf, durch welches ein externes separates Bauteil zum direkten oder indirekten Verriegeln der Drehung der unteren Kurbel 70 einführbar ist. Dies ermöglicht es der unteren Kurbel 70 mit dem exzentrischen Stift 17 leichtgängig in Eingriff zu kommen, und dadurch wird die Ausführbarkeit der Montage der Kappeneinheit 90 verbessert. Die Position der unteren Kurbel 70 kann ebenso unter Verwendung des separaten Bauteils auf einfache Weise justiert werden.
Im Speziellen dient das Entlastungsloch 57 in der Kappe 50, welches zum Entlasten des Innendruckes in der Kurbelkammer 26, die den Kurbelmechanismus 5 aufnimmt, verwendet wird, ebenso als die Einführungsöffnung. Dies eliminiert eine zusätzliche Bearbeitung der Kappe 50. Das existierende Entlastungsloch 57 kann auf einfache Weise zum Verriegeln der Drehung der unteren Kurbel 70 verwendet werden.
Obwohl die obere Kurbel und die untere Kurbel jede einen Gewichtsteil in der vorliegenden Ausführungsform aufweisen, kann der Gewichtsteil nur in einer der Kurbeln enthalten sein. Das integrierte Gewicht kann durch ein separates Gewicht ersetzt werden, das den Gewichtsteil ausbildet.
Der zylindrische Teil und der Aufnahmezylinder können zum Erzielen der Verbindung zwischen der oberen Kurbel und der unteren Kurbel vertauscht sein, oder ein separater Verbindungsstift kann zum Erzielen der Verbindung quer über die untere Kurbel und die obere Kurbel verwendet werden.
Das zweite Gegengewicht kann keine Kombination der oberen Kurbel und der unteren Kurbel sein. Bei einigen Ausführungsformen kann das erste Gegengewicht zum Vermeiden des zweiten Gegengewichtes angeordnet sein oder kann derart ausgeformt sein, dass es nicht mit dem zweiten Gegengewicht interferiert. Somit kann sich das erste Gegengewicht nicht in der Schlagachsenrichtung hin- und herbewegen, sondern kann rotieren.
Obwohl der schwingungsarme Mechanismus über (oberhalb) der Kurbelwelle, welcher den eingreifbaren Bereich für den exzentrischen Stift aufweist, an der Kappe in der vorliegenden Ausführungsform montiert ist, können abhängig von der Form des ersten und des zweiten Gegengewichtes das zweite Gegengewicht und das Lager an der Kappe montiert sein und die anderen Komponenten können im Inneren eines Gehäuses montiert sein. Der Schwingungsarmer Mechanismus kann separat von der Kappe sein und kann in einem Gehäuse inkorporiert sein.
Das Schlagwerkzeug muss nicht ein Bohrhammer sein und kann ein Werkzeug, bei welchem ein Bohrmodus wählbar ist, ein Werkzeug mit einem bürstenlosen Motor, ein Werkzeug, das ein Batteriepack als eine Leistungsquelle verwendet, ein elektrischer Hammer, oder ein Schlagwerkzeug sein, das einen Schlagmechanismus, einen Kurbelmechanismus, eine Schmiermittelzufuhröffnung und eine Kappe aufweist.
Es wird explizit betont, dass alle in der Beschreibung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale als getrennt und unabhängig voneinander zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung ebenso wie zum Zweck des Einschränkens der beanspruchten Erfindung unabhängig von den Merkmalskombinationen in den Ausführungsformen und/oder den Ansprüchen angesehen werden sollen. Es wird explizit festgehalten, dass alle Bereichsangaben oder Angaben von Gruppen von Einheiten jeden möglichen Zwischenwert oder Untergruppe von Einheiten zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung ebenso wie zum Zweck des Einschränkens der beanspruchten Erfindung offenbaren, insbesondere auch als Grenze einer Bereichsangabe.
Bezugszeichenliste

1: Bohrhammer
2: Gehäuse
3: Motor
4: Ausgabewelle
5: Kurbelmechanismus
6: Drehungsübertragungsmechanismus
7: Werkzeughalter
8: Schlagmechanismus
13: Kurbelwelle
14: Zwischenwelle
17: exzentrischer Stift
22: Kurbelgehäuse
26: Kurbelkammer
30: Zylinder
31: Kolben
33: Schlagkolben
34: Verbindungsstab
44: Zufuhröffnung
50: Kappe
56: kreisförmige Ausnehmung
57: Entlastungsloch
58: Dichtungsstöpsel
65: schwingungsarmer Mechanismus
66: Kugellager
67: obere Kurbel
68: Halterung
69: Gegengewicht
70: untere Kurbel
71: Halter
72, 91: Bolzen
73: zylindrischer Teil
74: oberer Gewichtsteil
81: Schlitz
84: Aufnahmezylinder
85: unterer Gewichtsteil
86: Ausschnitt
90: Kappeneinheit
92: Stab

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 5015697 [0002]

Claims

Schlagwerkzeug, mit einem Gehäuse (2), das eine Zufuhröffnung (44) aufweist, einem Schlagmechanismus (8), der in dem Gehäuse (2) platzierbar ist, bei dem der Schlagmechanismus (8) einen Schlagkolben (33), der nach hinten und nach vorne in einer Schlagachsenrichtung bewegbar ist, und einen Kolben (31) aufweist, der zum Bewegen des Schlagkolbens (33) nach hinten und nach vorne konfiguriert ist, einem Kurbelmechanismus (5), der in dem Gehäuse (2) platzierbar ist, bei dem der Kurbelmechanismus (5) eine Kurbelwelle (13), die drehbar ist, wenn sie durch einen Motor angetrieben wird, und einen exzentrischen Stift (17) an der Kurbelwelle (13) aufweist, bei dem der exzentrische Stift (17) exzentrisch bewegbar ist, einer Kappe (50), die an der Zufuhröffnung (44) in einer entfernbaren Weise angebracht ist, einem ersten Gegengewicht (69), das in dem Gehäuse (2) an einer Position platzierbar ist, bei welcher die Kappe (50) die Zufuhröffnung (44) schließt, bei dem das erste Gegengewicht (69) in Kooperation mit dem Kurbelmechanismus (5) bewegbar ist und dazu konfiguriert ist, Schwingungen in der Schlagachsenrichtung zu reduzieren, die von dem Kolben (31) resultieren, der hin- und herbewegt wird, und einem zweiten Gegengewicht (67, 70), das in dem Gehäuse (2) an einer Position platzierbar ist, bei welcher die Kappe (50) die Zufuhröffnung (44) schließt, bei dem das zweite Gegengewicht (67, 70) in Kooperation mit dem Kurbelmechanismus (5) drehbar ist und dazu konfiguriert ist, Schwingungen in einer Drehrichtung zu reduzieren, die von der Kurbelwelle (13) resultieren.
Schlagwerkzeug nach Anspruch 1, bei dem der Kurbelmechanismus (5) die Drehung der Kurbelwelle (13) in die Hin- und Herbewegung des Kolbens (31) umwandelt.
Schlagwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, das ferner einen Verbindungsstab (34) aufweist, der den exzentrischen Stift (17) und den Kolben (31) verbindet.
Schlagwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das erste Gegengewicht (69) an einer Position arbeitet, die einer Position des exzentrischen Stiftes (17) entspricht, die in einer Richtung einer exzentrischen Bewegung von einer Referenzposition des exzentrischen Stiftes (17), bei welcher der Kolben (31) seinen Totpunkt erreicht, vorgerückt ist.
Schlagwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der Schlagmechanismus (8) einen Zylinder (30) aufweist, der den Kolben (31) aufnimmt, und das erste Gegengewicht (69) nach hinten und nach vorne in der Schlagachsenrichtung bewegbar ist und zumindest teilweise den Zylinder (30) in der Schlagachsenrichtung überlappt.
Schlagwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, das weiter ein Lager (66) aufweist, das das zweite Gegengewicht (67, 70) axial lagert, bei dem das zweite Gegengewicht (67, 70) und das Lager (66) an der Kappe (50) integral montiert sind.
Schlagwerkzeug nach Anspruch 6, bei dem das zweite Gegengewicht (67, 70) einen eingreifbaren Bereich (86) aufweist, der mit dem exzentrischen Stift (17) eingreifbar ist, in Kooperation mit dem exzentrischen Stift (17) dreht, und an der Kappe (50) integral montiert ist.
Schlagwerkzeug nach Anspruch 6 oder 7, bei dem das zweite Gegengewicht (67, 70) ein drehbares Bauteil (67), das durch das Lager (66) axial gelagert ist und in der Kappe (50) in einer drehbaren Weise gehalten ist, und ein Verbindungsbauteil (70) aufweist, das mit dem exzentrischen Stift (17) zum Aufnehmen der Drehung in Eingriff stehen kann, und zumindest eines von dem drehbaren Bauteil (67) oder dem Verbindungsbauteil (70) einen Gewichtsteil aufweist.
Schlagwerkzeug nach Anspruch 8, bei dem das erste Gegengewicht (69) zwischen dem drehbaren Bauteil (67) und dem Verbindungsbauteil (70) in einer Weise angeordnet, dass es nach vorne und nach hinten in der Schlagachsenrichtung bewegbar ist.
Schlagwerkzeug nach Anspruch 8 oder 9, bei dem die Kappe (50) eine Einführungsöffnung (57) aufweist, durch welche ein externes separates Bauteil zum direkten oder indirekten Verriegeln der Drehung des Verbindungsbauteils (70) einführbar ist.
Schlagwerkzeug nach Anspruch 10, bei dem die Einführungsöffnung (57) einen Druck im Inneren einer Kurbelkammer (26), die den Kurbelmechanismus (5) aufnimmt, entlastet.