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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schlagarbeitsgerät mit einem Vorderendwerkzeug, auf das eine Schlagkraft, eine Drehkraft oder beide ausgeübt werden.
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Allgemeiner Stand der Technik
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Es sind Schlagarbeitsgeräte bekannt, die mehrere umschaltbare Betriebsmodi aufweisen. Zu den Betriebsmodi des Schlagarbeitsgeräts des Stands der Technik zählen „Drehmodus“, „Schlagmodus“ und „Dreh-/Schlagmodus“. Der „Drehmodus“ ist ein Betriebsmodus, in dem eine Drehkraft auf das Vorderendwerkzeug ausgeübt wird, und er wird auch als „Bohrmodus“ bezeichnet. Der „Schlagmodus“ ist ein Betriebsmodus, in dem eine Schlagkraft auf das Vorderendwerkzeug ausgeübt wird, und er wird auch als „Hammermodus“ bezeichnet. Der „Dreh-/Schlagmodus“ ist ein Betriebsmodus, in dem eine Drehkraft und eine Schlagkraft auf das Vorderendwerkzeug ausgeübt werden, und er wird auch als „Bohrhammermodus“ bezeichnet.
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Um ein Umschalten zwischen diesen Betriebsmodi zu erreichen, muss eine Antriebskraft, die von einer Antriebsquelle ausgegeben wird, auf das Vorderendwerkzeug übertragen oder ihre Übertragung unterbrochen werden. Bei einem Schlagarbeitsgerät des Stands der Technik ist daher eine Drehwelle bereitgestellt, die durch die von der Antriebsquelle ausgegebene Antriebskraft drehend angetrieben wird, und es kann zwischen einem Zustand, in dem die Drehung der Drehwelle auf das Vorderendwerkzeug übertragen wird, und einem Zustand umgeschaltet werden, in dem die Drehung der Drehwelle nicht auf das Vorderendwerkzeug übertragen wird. Genauer sind an der Drehwelle ein Zahnrad und ein Verbindungselement angeordnet. Das Verbindungselement steht kontinuierlich mit der Drehwelle in Eingriff und dreht sich gemeinsam mit der Drehwelle. Das Zahnrad hingegen steht nicht mit der Drehwelle in Eingriff und ist entlang der Drehwelle bewegbar. Wenn sich das Zahnrad in einer bestimmten Richtung entlang der Drehwelle bewegt, gelangen das Zahnrad und das Verbindungselement miteinander in Eingriff, sodass die Drehung der Drehwelle über das Verbindungselement auf das Zahnrad übertragen wird und letztlich auf das Vorderendwerkzeug übertragen wird. Wenn sich das Zahnrad dagegen in die Richtung entgegengesetzt zu der bestimmten Richtung bewegt, wird der Eingriff zwischen dem Zahnrad und dem Verbindungselement aufgehoben und die Drehung der Drehwelle wird nicht mehr auf das Zahnrad übertragen.
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Dokumente des Stands der Technik
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Patentdokumente
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Patentdokument 1:
WO Nr. 2017/073236 -
Kurzdarstellung der Erfindung
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Aufgabe der Erfindung
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Im Stand der Technik sind zum Übertragen der Drehung der durch die Antriebsquelle drehend angetriebenen Drehwelle auf das Vorderendwerkzeug und zum Unterbrechen der Übertragung zahlreiche Bauteile, wie das Zahnrad, das Verbindungselement und dergleichen, erforderlich.
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Je höher aber die Anzahl der Bauteile ist, die den Kraftübertragungsstrang ausbilden, desto komplizierter ist dessen Struktur und desto mehr Montageschritte liegen vor. Der Anstieg der Anzahl der Bauteile des Kraftübertragungsmechanismus ist außerdem ein Faktor, der zu einer Größenzunahme und Kostensteigerung des Schlagarbeitsgeräts, welches den Kraftübertragungsstrang beinhaltet, einer Gewichtszunahme und einer verringerten Bedienungsfreundlichkeit des Schlagarbeitsgeräts führt.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Unterbindung einer Kostensteigerung eines Schlagarbeitsgeräts mit mehreren Betriebsmodi und eine Verbesserung seiner Bedienungsfreundlichkeit zu erzielen.
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Mittel zum Lösen der Aufgabe
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Ein Schlagarbeitsgerät der vorliegenden Erfindung weist eine Antriebsquelle, ein vor der Antriebsquelle angeordnetes Vorderendwerkzeug, auf das eine Schlagkraft oder eine Drehkraft oder beide ausgeübt werden, eine Drehwelle, die durch die Antriebsquelle um eine sich in Vorne-hinten-Richtung erstreckende Drehachse drehend angetrieben wird, und einen Drehkraftübertragungsstrang auf, der die Drehkraft der Drehwelle auf das Vorderendwerkzeug überträgt, wobei der Drehkraftübertragungsstrang eine Hülse beinhaltet, die in Vorne-hinten-Richtung bewegbar auf der Drehwelle bereitgestellt ist. Wenn sich die Hülse nach vorne bewegt, gelangen die Hülse und die Drehwelle in Eingriff und es ist Drehkraft auf das Vorderendwerkzeug übertragbar, und wenn sich die Hülse nach hinten bewegt, wird der Eingriff zwischen der Hülse und der Drehwelle aufgehoben, und es ist keine Drehkraft mehr auf das Vorderendwerkzeug übertragbar.
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Wirkung der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Erfindung werden eine Unterbindung einer Kostensteigerung des Schlagarbeitsgeräts mit mehreren Betriebsmodi und eine Verbesserung seiner Bedienungsfreundlichkeit zu erzielt.
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Figurenliste
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Es zeigen:
- 1 eine Schnittansicht eines Gesamtaufbaus eines Bohrhammer;
- 2(a) und (b) teilweise vergrößerte Schnittansichten der Struktur in der Umgebung einer Zwischenwelle;
- 3(a) eine Teilschnittansicht der Position eines Kupplungselements und einer Hülse bei Auswahl eines Bohrmodus, 3(b) eine Teilschnittansicht der Position des Kupplungselements und der Hülse bei Auswahl eines Bohrhammermodus und 3(c) eine Teilschnittansicht der Position des Kupplungselements und der Hülse bei Auswahl eines Hammermodus;
- 4 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der Aufbauelemente eines Bedienungsmechanismus;
- 5 eine erläuternde Ansicht der Beziehung zwischen einer Drehposition eines Drehreglers und der Position in Vorne-hinten-Richtung eines Schiebers, des Kupplungselements und der Hülse bei Auswahl des Bohrhammermodus;
- 6 eine erläuternde Ansicht der Beziehung zwischen der Drehposition des Drehreglers und der Position in Vorne-hinten-Richtung des Schiebers, des Kupplungselements und der Hülse bei Auswahl des Bohrmodus;
- 7 eine erläuternde Ansicht der Beziehung zwischen der Drehposition des Drehreglers und der Position in Vorne-hinten-Richtung des Schiebers, des Kupplungselements und der Hülse bei Auswahl des Hammermodus; und
- 8(a) bis (c) Teilschnittansichten einer weiteren Ausführungsform des Bohrhammers.
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Ausführungsformen der Erfindung
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Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die Figuren ein Beispiel einer Ausführungsform eines Schlagarbeitsgeräts der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben. Bei dem Schlagarbeitsgerät der vorliegenden Ausführungsform handelt es sich um einen Bohrhammer mit mehreren Betriebsmodi, zwischen denen umgeschaltet werden kann. In der vorliegenden Ausführungsform beinhalten die Betriebsmodi des Bohrhammers wenigstens drei Betriebsmodi, nämlich einen „Drehmodus (Bohrmodus)“, einen „Schlagmodus (Hammermodus)“ und einen „Bohrhammermodus (Drehschlagmodus)“. Wenn der Bohrmodus ausgewählt wird, wird auf das Vorderendwerkzeug eine Drehkraft ausgeübt, und wenn der Hammermodus ausgewählt wird, wird auf das Vorderendwerkzeug eine Schlagkraft ausgeübt. Wenn der Bohrhammermodus ausgewählt wird, wird auf das Vorderendwerkzeug sowohl eine Drehkraft als auch eine Schlagkraft ausgeübt. Als ein Beispiel für das am Bohrhammer angebrachte Vorderendwerkzeug, auf das Schlagkraft oder Drehkraft oder beide ausgeübt werden, lässt sich ein Bohreinsatz nennen. Der Bohreinsatz wird zum Erzeugen von Löchern zum Beispiel in Beton oder Stein verwendet. Allerdings ist das am Bohrhammer angebrachte Vorderendwerkzeug nicht auf einen Bohreinsatz beschränkt, sondern wird entsprechend dem Arbeitsobjekt oder den am Arbeitsobjekt ausgeführten Arbeiten nach Bedarf ausgetauscht.
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Gesamtaufbau
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Wie in 1 gezeigt, weist ein Bohrhammer 1A der vorliegenden Ausführungsform ein Gehäuse 10, einen an einem Ende des Gehäuses 10 bereitgestellten Griff 11 und einen am anderen Ende des Gehäuses 10 bereitgestellten Untergriff 12 auf.
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Im Inneren des Gehäuses 10 sind ein Motor 20, der die Antriebsquelle eines Vorderendwerkzeugs 2 ist, ein Schlagkraftübertragungsstrang 30, der von dem Motor 20 ausgegebene Antriebskraft (Drehkraft) in Schlagkraft umwandelt und auf das Vorderendwerkzeug 2 überträgt, und ein Drehkraftübertragungsstrang 40 bereitgestellt, der die vom Motor 20 ausgegebene Antriebskraft (Drehkraft) auf das Vorderendwerkzeug 2 überträgt. In der nachfolgenden Beschreibung können der Schlagkraftübertragungsstrang 30 und der Drehkraftübertragungsstrang 40 zusammenfassend auch als „Kraftübertragungsstrang“ bezeichnet werden.
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Der Motor 20 weist einen Stator, einen Rotor und eine Ausgangswelle 21 auf. Die Ausgangswelle 21 verläuft in Längsrichtung des Gehäuses 10 durch den Rotor. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Längsrichtung des Gehäuses 10, also die Richtung der Ausgangswelle 21, als Vorne-hinten-Richtung definiert. Außerdem ist die Seite, auf der der Untergriff 12 bereitgestellt ist, als „vorne“ und die Seite, auf der der Griff 11 bereitgestellt ist, als „hinten“ definiert. Dieser Definition zufolge ist das Vorderendwerkzeug 2 vor dem als Antriebsquelle dienenden Motor 20 angeordnet.
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Die Ausgangswelle 21, die durch den Rotor verläuft und sich in Vorne-hinten-Richtung erstreckt, wird durch zwei Wellenlager 22a, 22b drehbar gelagert.
Das Wellenlager 22a lagert die Vorderseite (das Vorderende) der Ausgangswelle 21 drehbar und das Wellenlager 22b lagert die Hinterseite (das Hinterende) der Ausgangswelle 21 drehbar. Das Vorderende der Ausgangswelle 21 verläuft durch das Wellenlager 22a und springt aus dem Wellenlager 22a nach vorne vor. An dem aus dem Wellenlager 22a nach vorne vorspringenden Vorderende der Ausgangswelle 21 ist ein Zahnrad (Ritzel 23) bereitgestellt.
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Der Motor 20 wird anhand einer Bedienung eines am Griff 11 bereitgestellten Abzugs 11a betätigt. Genauer wird der Motor 20 mit elektrischer Energie versorgt, wenn ein Bediener den Abzug 11a ziehend betätigt, sodass sich die Ausgangswelle 21 dreht. Wenn der Bediener dagegen den Abzug 11a nicht mehr ziehend betätigt, wird die Versorgung des Motors 20 mit elektrischer Energie unterbrochen, sodass die Drehung der Ausgangswelle 21 anhält. An der Ausgangswelle 21 ist ferner ein Kühlgebläse 24 angebracht. Das Kühlgebläse 24 dreht sich einstückig mit der Ausgangswelle 21 und erzeugt Kühlungsluft, die hauptsächlich den Motor 20 kühlt. In der Umgebung des Motors 20 sind außerdem eine Antriebsschaltung mit Schaltelementen, eine Steuerschaltung mit Hall-Elementen und dergleichen angeordnet, und diese Schaltungen werden ebenfalls durch die vom Kühlgebläse 24 erzeugte Kühlungsluft gekühlt.
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Im Inneren des Gehäuses 10 sind eine Drehwelle 25 und ein Zylinder 31 parallel zur Ausgangswelle 21 angeordnet. Das Vorderende der Drehwelle 25 wird durch ein Wellenlager 25a drehbar gelagert und das Hinterende der Drehwelle 25 wird durch ein Wellenlager 25b drehbar gelagert. Am Hinterende der Drehwelle 25, das durch das Wellenlager 25b verläuft und aus dem Wellenlager 25b nach hinten vorspringt, ist ein Abtriebszahnrad 26 bereitgestellt, das mit dem am Vorderende der Ausgangswelle 21 bereitgestellten Ritzel 23 in Eingriff steht. Wenn der Bohrmodus oder der Bohrhammermodus ausgewählt wird, wird die Drehung der Ausgangswelle 21 über die Drehwelle 25 auf den Zylinder 31 übertragen. Bei der Drehwelle 25 handelt es sich somit um ein Kraftübertragungselement, das zwischen der Ausgangswelle 21 und dem Zylinder 31 angeordnet ist. Daher wird die Drehwelle 25 nachstehend auch als „Zwischenwelle 25“ bezeichnet.
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Schlagkraftübertragungsstrang
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Wie in 1 gezeigt, ist über der Zwischenwelle 25 und vor dem Wellenlager 25b ein Umwandlungsmechanismus 32 bereitgestellt, der die Drehbewegung der Zwischenwelle 25 in eine Hin- und Herbewegung umwandelt. Der Umwandlungsmechanismus 32 ist durch einen Innenring, einen Außenring, einen Rollkörper und eine Kopplungsstange ausgebildet und wird auch als „Pendellager“ bezeichnet. Der Innenring ist in Bezug auf die Zwischenwelle 25 drehbar gelagert, der Außenring ist um den Innenring angeordnet und der Rollkörper ist zwischen dem Innenring und dem Außenring angeordnet. Außerdem erstreckt sich eine Kopplungsstange von der Außenumfangsfläche des Außenrings in Radialrichtung des Außenrings nach außen. An der Außenumfangsfläche des Innenrings und der Innenumfangsfläche des Außenrings ist jeweils eine im Profil kreisbogenförmige Nut gebildet. Ein Abschnitt des Rollkörpers ist in die am Innenring gebildet Nut eingesetzt, und ein anderer Abschnitt ist in die am Außenring gebildete Nut eingesetzt, sodass der Rollkörper zwischen dem Innenring und dem Außenring angeordnet ist. Anders ausgedrückt sind der Innenring und der Außenring über den Rollkörper relativ zueinander drehbar gekoppelt.
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Auf der Zwischenwelle 25 und vor dem Umwandlungsmechanismus 32 ist ein in Vorne-hinten-Richtung an der Zwischenwelle 25 entlang bewegbares Kupplungselement 33 bereitgestellt. Das Kupplungselement 33 steht kontinuierlich mit der Zwischenwelle 25 in Eingriff und ist in eine Eingriffsposition, in der die Drehung der Zwischenwelle 25 auf den Umwandlungsmechanismus 32 übertragen wird, und eine Nichteingriffsposition bewegbar, in der die Drehung der Zwischenwelle 25 nicht auf den Umwandlungsmechanismus 32 übertragen wird.
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Wenn das Kupplungselement 33 an der Zwischenwelle 25 in die Eingriffsposition zurückfährt, werden die Zwischenwelle 25 und der Umwandlungsmechanismus 32 mittels des Kupplungselements 33 verbunden, und die Kraft wird von der Zwischenwelle 25 auf den Umwandlungsmechanismus 32 übertragen. Genauer gelangt eine Klaue, die am Hinterende des sich einstückig mit der Zwischenwelle 25 drehenden Kupplungselements 33 bereitgestellt ist, mit einer Klaue in Eingriff, die am Vorderende des Innenrings des Umwandlungsmechanismus 32 bereitgestellt ist, wodurch die Drehung der Zwischenwelle 25 mittels des Kupplungselements 33 auf den Innenring übertragen wird.
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Wenn das Kupplungselement 33 hingegen an der Zwischenwelle 25 in die Nichteingriffsposition vorfährt, wird die Verbindung der Zwischenwelle 25 und des Umwandlungsmechanismus 32 aufgehoben, und die Kraftübertragung von der Zwischenwelle 25 auf den Umwandlungsmechanismus 32 wird unterbrochen. Genauer löst sich das mit dem Innenring in Eingriff stehende Kupplungselement 33 vom Innenring, wodurch die Kraftübertragung von der Zwischenwelle 25 auf den Innenring unterbrochen wird.
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Die oben beschriebene Bewegung des Kupplungselements 33 wird entsprechend einer Umschaltung des Betriebsmodus durch den Bediener erzielt. Wenn sich das Kupplungselement 33 in der Eingriffsposition befindet und sich die Zwischenwelle 25 dreht, dreht sich der Innenring. Daraufhin rollt das Außenrad an der Oberfläche des Innenrads, und zusammen damit bewegt sich die Kopplungsstange vor und zurück.
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Die Kopplungsstange, die sich wie oben beschrieben hin- und herbewegt, ist drehbar an die Rückseitenfläche eines im Zylinder 31 aufgenommenen becherförmigen Kolbens 34 gekoppelt. In dem Zylinder 31 sind außer dem Kolben 34 auch ein Schläger 35 und ein Zwischenstück 36 aufgenommen. Der Kolben 34, der Schläger 35 und das Zwischenstück 36 sind von hinten nach vorne in dieser Reihenfolge aufgereiht, wobei zwischen dem Kolben 34 und dem Schläger 35 eine Luftkammer 37 bereitgestellt ist. Vorne am Zylinder 31 ist außerdem als Halteabschnitt eine Halterungshülse 38 bereitgestellt. Die Halterungshülse 38 ist einstückig am Vorderende des Zylinders 31 gebildet und der Zylinder 31 und die Halterungshülse 38 sind derart aneinander gekoppelt, dass sie nicht relativ zueinander drehbar sind. Ein Fußabschnitt des Vorderendwerkzeugs 2 ist in die Halterungshülse 38 eingeführt, und die Halterungshülse 38 hält den eingeführten Fußabschnitt des Vorderendwerkzeugs 2 so, dass er innerhalb eines bestimmten Bereichs geradlinig bewegbar ist.
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Wenn sich die an den Kolben 34 gekoppelte Kopplungsstange hin- und herbewegt, bewegt sich der Kolben 34 im Zylinder 31 vor und zurück. Wenn sich das Kupplungselement 33 in der Eingriffsposition befindet und sich die Zwischenwelle 25 dreht, bewegt sich dabei die Kopplungsstange wie oben erörtert vor und zurück. Das heißt, der Umwandlungsmechanismus 32 wandelt die Drehbewegung der Zwischenwelle 25 in eine Vor- und Zurückbewegung des Kolbens 34 um.
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Wenn sich der Kolben 34 im Zylinder 31 hin und her bewegt, verändert sich der Druck in der Luftkammer 37. Wenn sich der Druck in der Luftkammer 37 verändert, wird im Zuge dieser Druckänderung der Schläger 35 angetrieben, der Schläger 35 schlägt auf das Zwischenstück 36 und das Zwischenstück 36 schlägt auf das Vorderendwerkzeug 2. Dadurch wirkt eine Schlagkraft auf das durch die Halterungshülse 38 gehaltene Vorderendwerkzeug 2 ein.
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Auf diese Weise wird die Zwischenwelle 25 durch den Motor 20 drehend um die sich in Vorne-hinten-Richtung erstreckende Mittelachse angetrieben. Die Drehkraft der Zwischenwelle 25 wird durch den Schlagkraftübertragungsstrang 30, der unter anderem durch den Zylinder 31, den Umwandlungsmechanismus 32, das Kupplungselement 33, den Kolben 34, den Schläger 35, das Zwischenstück 36, die Luftkammer 37 und die Halterungshülse 38 ausgebildet ist, in Schlagkraft umgewandelt und auf das Vorderendwerkzeug 2 übertragen.
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Drehkraftübertragungsstrang
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Wie in 1 gezeigt, ist über der Zwischenwelle 25 und vor dem Kupplungselement 33 eine in Vorne-hinten-Richtung an der Zwischenwelle 25 entlang bewegbare Hülse 41 bereitgestellt. Genauer ist die Hülse 41 zwischen dem Kupplungselement 33 und dem Wellenlager 25a angeordnet. Wie bereits erörtert, ist der Umwandlungsmechanismus 32 vor dem Wellenlager 25b angeordnet, und das Kupplungselement 33 ist vor dem Umwandlungsmechanismus 32 angeordnet. Der Umwandlungsmechanismus 32, das Kupplungselement 33 und die Hülse 41 sind also von hinten nach vorne in dieser Reihenfolge aufgereiht und zwischen den beiden Wellenlagern 25b, 25a angeordnet. Mit anderen Worten verläuft die Zwischenwelle 25 der Reihe nach durch den Umwandlungsmechanismus 32, das Kupplungselement 33 und die Hülse 41.
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Wie in 2(a) und (b) gezeigt, ist an der Innenumfangsfläche der Hülse 41 eine Innenverzahnung 42 gebildet, und an der Außenumfangsfläche der Hülse 41 ist eine Außenverzahnung 43 gebildet. An der Außenumfangsfläche der durch die Hülse 41 verlaufenden Zwischenwelle 25 wiederum ist eine Zwischenverzahnung 27 einstückig mit der Zwischenwelle 25 gebildet, die mit der Innenverzahnung 42 in Eingriff treten kann.
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Das Kupplungselement 33, das sowohl in der Eingriffsposition als auch in der Nichteingriffsposition kraftübertragungsfähig mit der Zwischenwelle 25 in Eingriff steht, steht kontinuierlich mit einer ebenso wie die Zwischenverzahnung 27 an der Außenumfangsfläche der Zwischenwelle 25 gebildeten Verzahnung 28 in Eingriff. Die Verzahnung 28 wird gleichzeitig mit der Zwischenverzahnung 27 an der Außenumfangsfläche der Zwischenwelle 25 gebildet. Genauer wird nach dem Bilden einer Reihe von Zähnen an der Außenumfangsfläche der Zwischenwelle 25 die betreffende Verzahnung in Vorne-hinten-Richtung geteilt und ein Teil davon zur Zwischenverzahnung 27 und der andere Teil zu der kontinuierlich mit dem Kupplungselement 33 in Eingriff stehenden Verzahnung 28. Indem auf diese Weise auf der Zwischenwelle 25 gleichzeitig die mit der Hülse 41 in Eingriff stehende Zwischenverzahnung 27 und die mit dem Kupplungselement 33 in Eingriff stehende Verzahnung 28 gebildet werden, können die Herstellungskosten der Zwischenwelle 25 reduziert werden.
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Wenn sich die in 2(a) gezeigte Hülse 41 in einer Richtung weg vom Kupplungselement 33 (nach vorne/auf dem Papier nach rechts) bewegt, so gelangt, wie in 2(b) gezeigt, die an der Hülse 41 gebildete Innenverzahnung 42 mit der an der Zwischenwelle 25 gebildeten Zwischenverzahnung 27 in Eingriff, und die Innenverzahnung 42 gelangt mit der Zwischenverzahnung 27 in Eingriff. Wenn sich die in 2(b) gezeigte Hülse 41 dagegen in einer Richtung hin zum Kupplungselement 33 (nach hinten/auf dem Papier nach links) bewegt, so wird, wie in 2(a) gezeigt, der Eingriff der an der Hülse 41 gebildeten Innenverzahnung 42 mit der an der Zwischenwelle 25 gebildeten Zwischenverzahnung 27 aufgehoben, und der Eingriff der Innenverzahnung 42 mit der Zwischenverzahnung 27 wird aufgehoben. Das heißt, wenn sich die Hülse 41 nach vorne bewegt, gelangen die Hülse 41 und die Zwischenwelle 25 miteinander in Eingriff, und wenn sich die Hülse 41 nach hinten bewegt, wird der Eingriff zwischen der Hülse 41 und der Zwischenwelle 25 aufgehoben.
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In der nachfolgenden Beschreibung wird die in 2(b) gezeigte Position der Hülse 41 (Position des Eingriffs zwischen Hülse 41 und Zwischenwelle 25, in der Drehkraft auf das Vorderendwerkzeug 2 (1) übertragen werden kann) auch als „Kopplungsposition“ bezeichnet. Die in 2(a) gezeigte Position der Hülse 41 wiederum (Position der Aufhebung des Eingriffs zwischen Hülse 41 und Zwischenwelle 25, in der keine Drehkraft auf das Vorderendwerkzeug 2 (1) übertragen werden kann) wird auch als „Nichtkopplungsposition“ bezeichnet.
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Wie in 2(a) gezeigt, ist auf der Innenseite der Hülse 41 eine ringförmige Nut 44 gebildet, in der bei der Bewegung der Hülse 41 in die Nichtkopplungsposition die Zwischenverzahnung 27 aufgenommen wird. Mit anderen Worten, indem die Hülse 41 in die Nichtkopplungsposition zurückgefahren und die Zwischenverzahnung 27 in die ringförmige Nut 44 aufgenommen (ausweichen gelassen) wird, wird der Eingriff zwischen der Hülse 41 und der Zwischenwelle 25 aufgehoben. Wenn der Eingriff zwischen der Hülse 41 und der Zwischenwelle 25 aufgehoben wird, dreht sich die Zwischenwelle 25 in Bezug auf die Hülse 41 leer. Das heißt, die ringförmige Nut 44 nimmt die Zwischenverzahnung 27 auf, ohne mit der Zwischenverzahnung 27 in Eingriff zu stehen.
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Es wird erneut auf 1 Bezug genommen. Um den Zylinder 31 ist eine Zylinderverzahnung 45 gebildet, die mit der an der Hülse 41 gebildeten Außenverzahnung 43 in Eingriff steht. Die Zylinderverzahnung 45 ist eine um den gesamten Umfang des Zylinders 31 gebildete ringförmige Verzahnung, die in Keilverzahnung mit der Außenverzahnung 43 steht. Wenn sich die Hülse 41 in die Kopplungsposition bewegt und die Hülse 41 und die Zwischenwelle 25 kraftübertragungsfähig miteinander in Eingriff treten, wird somit die Drehkraft der Zwischenwelle 25 mittels der Außenverzahnung 43 und der Zylinderverzahnung 45 auf den Zylinder 31 übertragen, sodass sich der Zylinder 31 dreht. Mittels der Halterungshülse 38 wird dadurch Drehkraft auf das an den Zylinder 31 gekoppelte Vorderendwerkzeug 2 übertragen. Wenn sich die Hülse 41 hingegen in die Nichtkopplungsposition bewegt und der Eingriff zwischen der Hülse 41 und der Zwischenwelle 25 aufgehoben wird, wird die Übertragung von Drehkraft auf den Zylinder 31 unterbrochen, und auch die Übertragung von Drehkraft auf das Vorderendwerkzeug 2 wird unterbrochen.
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Auf diese Weise wird die Zwischenwelle 25 durch den Motor 20 drehend um die sich in Vorne-hinten-Richtung erstreckende Mittelachse angetrieben. Die Drehkraft der Zwischenwelle 25 wird durch den Drehkraftübertragungsstrang 40, der unter anderem durch die Hülse 41 (Innenverzahnung 42 und Außenverzahnung 43), den Zylinder 31 (Zylinderverzahnung 45) und die Halterungshülse 38 ausgebildet ist, auf das Vorderendwerkzeug 2 übertragen.
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Position von Kupplungselement und Hülse in den einzelnen Betriebsmodi
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Aus der bisherigen Beschreibung dürfte ersichtlich sein, dass durch Bewegen des Kupplungselements 33 und der Hülse 41 an der Zwischenwelle 25 in eine bestimmte Position zwischen den Betriebsmodi umgeschaltet wird. 3 veranschaulicht die Position des Kupplungselements 33 und der Hülse 41 in den einzelnen Betriebsmodi. 3(a) zeigt die Position des Kupplungselements 33 und der Hülse 41 bei Auswahl des Bohrmodus. 3(b) zeigt die Position des Kupplungselements 33 und der Hülse 41 bei Auswahl des Bohrhammermodus. 3(c) zeigt die Position des Kupplungselements 33 und der Hülse 41 bei Auswahl des Hammermodus.
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Der Einfachheit halber wird zunächst die Position des Kupplungselements 33 und der Hülse 41 bei Auswahl des Bohrhammermodus (3(b)) beschrieben. Wie in 3(b) gezeigt, ist um die Zwischenwelle 25 zwischen dem Kupplungselement 33 und der Hülse 41 ein elastischer Körper 70 bereitgestellt, der die beiden in einer Richtung weg voneinander vorspannt. Der elastische Körper 70 ist in der vorliegenden Ausführungsform eine um die Zwischenwelle 25 gewickelte Spiralfeder. Die Spiralfeder 70 ist im komprimierten Zustand zwischen dem Kupplungselement 33 und der Hülse 41 angeordnet. Daher spannt die Spiralfeder 70 das Kupplungselement 33 kontinuierlich nach hinten und die Hülse 41 kontinuierlich nach vorne vor.
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Wie in 3(b) gezeigt, wird bei Auswahl des Bohrhammermodus durch die Vorspannung der Spiralfeder 70 das Kupplungselement 33 in der Eingriffsposition und die Hülse 41 in der Kopplungsposition gehalten. Daher wird sowohl die Drehkraft der Zwischenwelle 25 in Schlagkraft umgewandelt und auf das Vorderendwerkzeug 2 ( 1) übertragen als auch die Drehkraft Zwischenwelle 25 auf das Vorderendwerkzeug 2 (1) übertragen. Das heißt, auf das in 1 gezeigte Vorderendwerkzeug 2 werden Schlagkraft und Drehkraft ausgeübt.
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Wenn, wie in 3(a) gezeigt, der Betriebsmodus aus dem Bohrhammermodus in den Bohrmodus umgeschaltet wird, fährt das Kupplungselement 33 entgegen der Vorspannung der Spiralfeder 70 in die Nichteingriffsposition vor, während sich die Position der Hülse 41 nicht verändert. Das heißt, während sich das Kupplungselement 33 in die Nichteingriffsposition bewegt, bleibt die Hülse 41 in der Kopplungsposition. Daher wird auf das in 1 gezeigte Vorderendwerkzeug 2 keine Schlagkraft, sondern nur Drehkraft ausgeübt.
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Wenn, wie in 3(c) gezeigt, der Betriebsmodus aus dem Bohrhammermodus in den Hammermodus umgeschaltet wird, fährt die Hülse 41 entgegen der Vorspannung der Spiralfeder 70 in die Nichtkopplungsposition zurück, während sich die Position des Kupplungselements 33 nicht verändert. Das heißt, während die Hülse 41 sich in die Nichtkopplungsposition bewegt, bleibt das Kupplungselement 33 in der Eingriffsposition. Daher wird auf das in 1 gezeigte Vorderendwerkzeug 2 keine Drehkraft, sondern nur Schlagkraft ausgeübt.
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Bedienungsmechanismus zum Umschalten des Betriebsmodus
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Als Nächstes wird der Mechanismus zum Umschalten des Betriebsmodus durch Bewegen des Kupplungselements 33 und der Hülse 41 konkret beschrieben.
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An dem in 1 gezeigten Bohrhammer 1A ist ein Bedienungsmechanismus zum Bewegen des Kupplungselements 33 und der Hülse 41 und Umschalten des Betriebsmodus bereitgestellt. Der Bedienungsmechanismus ist unter anderem durch einen Bedienungsabschnitt 50 und einen Schieber 60 ausgebildet, die in 4 gezeigt sind. Der Bedienungsabschnitt 50 ist an der Seitenfläche des Gehäuses 10 (1) bereitgestellt und wird durch den Bediener bedient. Der Schieber 60 ist im Inneren des Gehäuses 10 (1) bereitgestellt und bewegt sich zusammen mit der Bedienung des Bedienungsabschnitts 50 und bewegt dadurch das Kupplungselement 33 und die Hülse 41 vor und zurück. Genauer wird der Bedienungsabschnitt 50 durch den Bediener drehend bedient, und der Schieber 60 gleitet zusammen mit der Drehung des Bedienungsabschnitts 50 auf der Zwischenwelle 25 vor und zurück. Daher wird der Bedienungsabschnitt 50 in der nachfolgenden Beschreibung auch als „Drehregler 50“ bezeichnet.
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Der in 4 gezeigte Drehregler 50 wird durch eine nicht dargestellte Lagerungswelle in Bezug auf das Gehäuse 10 (1) drehbar gelagert. An der Vorderseitenfläche des Drehreglers 50 ist ein Drehknopf 51 gebildet, und an der Rückseitenfläche des Drehreglers 50 ist ein bewegliches Element 52 vorspringend bereitgestellt. Das bewegliche Element 52 ist an einer in Radialrichtung vom Drehmittelpunkt des Drehreglers 50 nach außen versetzten Position bereitgestellt. Das heißt, das bewegliche Element 52 ist in Bezug auf den Drehmittelpunkt des Drehreglers 50 exzentrisch und bewegt sich zusammen mit der Drehung des Drehreglers 50 in Vorne-hinten-Richtung. Das bewegliche Element 52 ist somit in der vorliegenden Ausführungsform ein von der Rückseitenfläche des Drehreglers 50 vorspringender Exzenterzapfen.
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Der Schieber 60 weist eine Basisplatte 61, eine vordere Platte 62 und eine hintere Platte 63 auf. Die Basisplatte 61 ist ungefähr rechteckig mit der Vorne-hinten-Richtung als langer Seite gebildet. Die vordere Platte 62 und die hintere Platte 63 schließen jeweils an die beiden Enden der Basisplatte 61 in Längsrichtung an und sind einander in Vorne-hinten-Richtung zugewandt. Am vorderen Ende der vorderen Platte 62 ist eine zur Basisplatte 61 parallele bandförmige Führungsplatte 64 bereitgestellt. Die Führungsplatte 64 ist in eine im Inneren des Gehäuses 10 bereitgestellte Führungsnut eingeführt und führt die Vor- und Zurückbewegung des Schiebers 60. Außerdem ist der Schieber 60 durch einen elastischen Körper 71 nach hinten vorgespannt. Der elastische Körper 71 ist in der vorliegenden Ausführungsform eine zwischen den Schieber 60 und das Gehäuse 10 geklemmte Spiralfeder.
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An der Basisplatte 61 ist ein Fenster 61a gebildet, in das der von der Rückseitenfläche des Drehreglers 50 vorspringende Zapfen 52 eingesetzt ist. In der vorderen Platte 62 ist ein ungefähr runder Öffnungsabschnitt 62a gebildet, durch den die Hülse 41 geführt ist, und in der hinteren Platte 63 ist eine an der Außenform des Kupplungselements 33 ausgesparte Ausnehmung 63a gebildet. In 4 ist die an der Außenumfangsfläche der Hülse 41 gebildete Außenverzahnung 43 nicht dargestellt.
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Wie in 2(b) gezeigt, ist der Schieber 60 um das Kupplungselement 33 und die Hülse 41 sich über diese erstreckend angeordnet. Genauer ist der Schieber 60 derart um das Kupplungselement 33 und die Hülse 41 herum angeordnet, dass die vordere Platte 62 vor einem an der Hülse 41 gebildeten Flansch 41a liegt und die hintere Platte 63 hinter einem am Kupplungselement 33 gebildeten Flansch 33a liegt. Das heißt, die Flansche 33a, 41a des Kupplungselements 33 und der Hülse 41 sind zwischen der hinteren Platte 63 und der vorderen Platte 62 des Schiebers 60 eingeklemmt. Daher ist die Rückseitenfläche der vorderen Platte 62 der Vorderseitenfläche des Flansches 41a der Hülse 41 zugewandt und die Vorderseitenfläche der hinteren Platte 63 der Rückseitenfläche des Flansches 33a des Kupplungselements 33 zugewandt.
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Es wird erneut auf 4 Bezug genommen. Wie bereits erörtert, bewegt sich der Schieber 60 zusammen mit der Drehbedienung des Drehreglers 50 auf der Zwischenwelle 25 vor und zurück. Genauer verlagert sich bei einer drehenden Bedienung des Drehreglers 50 der in das Fenster 61a der Basisplatte 61 eingesetzte Zapfen 52, und zusammen damit bewegt sich der Schieber 60 vor und zurück. Noch genauer gelangt der Zapfen 52 bei einer Drehung des Drehreglers 50 nach vorne in Anlage an eine vordere Innenfläche des Fensters 61a und drückt den Schieber 60 nach vorne. Bei einer Drehung des Drehreglers 50 nach hinten dagegen bewegt sich der Schieber 60 zusammen mit dem Zurückfahren des Zapfens 52 aufgrund der Vorspannkraft der Spiralfeder 71 nach hinten.
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Drehposition des Drehreglers und Position des Schiebers, des Kupplungselements und der Hülse in Vorne-hinten-Richtung
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In 5 bis 7 ist die Beziehung zwischen der Drehposition des Drehreglers 50 und der Position des Schiebers 60, des Kupplungselements 33 und der Hülse 41 in Vorne-hinten-Richtung gezeigt. 5 zeigt die Positionsbeziehung der einzelnen Elemente bei Auswahl des Bohrhammermodus. 6 zeigt die Positionsbeziehung der einzelnen Elemente bei Auswahl des Bohrmodus. 7 zeigt die Positionsbeziehung der einzelnen Elemente bei Auswahl des Hammermodus.
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Wie in 5 gezeigt, wird beim Umschalten des Betriebsmodus in den Bohrhammermodus der Drehregler 50 so gedreht, dass der Drehknopf 51 vertikal oder ungefähr vertikal zur Zwischenwelle 25 ist. Mit anderen Worten, wenn der Drehregler 50 so gedreht wird, dass der Drehknopf 51 vertikal oder ungefähr vertikal zur Zwischenwelle 25 ist, wird der Betriebsmodus aus einem anderen Modus in den Bohrhammermodus umgeschaltet. Dabei drückt der am Drehregler 50 bereitgestellte Zapfen 52 den Schieber 60 entgegen der Vorspannkraft der Spiralfeder 71 nach vorne. Dadurch wird der Schieber 60 in die gezeigte neutrale Position gebracht. Wenn sich der Schieber 60 in der neutralen Position befindet, liegt die vordere Platte 62 des Schiebers 60 nicht am Flansch 41a der Hülse 41 an, und die hintere Platte 63 des Schiebers 60 liegt nicht am Flansch 33a des Kupplungselements 33 an. Dadurch unterliegen das Kupplungselement 33 und die Hülse 41 nur der Vorspannung durch die Spiralfeder 70, weshalb das Kupplungselement 33 in der Eingriffsposition und die Hülse 41 in der Kopplungsposition gehalten wird.
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Wie in 6 gezeigt, wird beim Umschalten des Betriebsmodus in den Bohrmodus der Drehregler 50 nach vorne gedreht, bis der Drehknopf 51 in Bezug auf die Zwischenwelle 25 parallel oder ungefähr parallel ist. Mit anderen Worten, wenn der Drehregler 50 so gedreht wird, dass der Drehknopf 51 parallel oder ungefähr parallel zur Zwischenwelle 25 ist, wird der Betriebsmodus aus einem anderen Modus in den Bohrmodus umgeschaltet. Der am Drehregler 50 bereitgestellte Zapfen 52 gelangt dabei in Anlage an die vordere Innenfläche des Fensters 61a und drückt den Schieber 60 nach vorne. Dadurch bewegt sich der Schieber 60 in die dargestellte Vorfahrposition. Wenn sich der Schieber 60 aus der neutralen Position (5) in die Vorfahrposition (6) bewegt, gelangt die hinter dem Flansch 33a des Kupplungselements 33 gelegene hintere Platte 63 in Anlage an den Flansch 33a und drückt das Kupplungselement 33 entgegen der Vorspannung der Spiralfeder 70 nach vorne. Die vor dem Flansch 41a der Hülse 41 gelegene vordere Platte dagegen entfernt sich vom Flansch 41a. Während sich also das Kupplungselement 33 nach vorne bewegt, bewegt sich die Hülse 41 nicht. Daher bewegt sich das Kupplungselement 33 aus der Eingriffsposition in die Nichteingriffsposition, während die Hülse 41 in der Kopplungsposition gehalten wird.
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Wie in 7 gezeigt, wird beim Umschalten des Betriebsmodus in den Hammermodus der Drehregler 50 nach hinten gedreht, bis der Drehknopf 51 in Bezug auf die Zwischenwelle 25 parallel oder ungefähr parallel ist. Mit anderen Worten, wenn der Drehregler 50 so gedreht wird, dass der Drehknopf 51 parallel oder ungefähr parallel zur Zwischenwelle 25 ist, wird der Betriebsmodus aus einem anderen Modus in den Hammermodus umgeschaltet. Dabei fährt der am Drehregler 50 bereitgestellte Zapfen 52 zurück, und zusammen damit bewegt sich der Schieber 60 durch die Vorspannung der Spiralfeder 71 nach hinten. Dadurch bewegt sich der Schieber 60 in die dargestellte Rückfahrposition. Wenn sich der Schieber 60 aus der neutralen Position (5) in die Rückfahrposition (7) bewegt, gelangt der Zapfen 52 in Anlage an den Flansch 41a und drückt die Hülse 41 entgegen der Vorspannung der Spiralfeder 70 nach hinten. Die hintere Platte 63, die hinter dem Flansch 33a des Kupplungselements 33 gelegen ist, entfernt sich dagegen vom Flansch 33a. Während sich also die Hülse 41 nach hinten bewegt, bewegt sich das Kupplungselement 33 nicht. Daher bewegt sich die Hülse 41 aus der Kopplungsposition in die Nichtkopplungsposition, während das Kupplungselement 33 in der Eingriffsposition gehalten wird.
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Wie in 4 gezeigt, ist an der Innenumfangsfläche des Öffnungsabschnitts 62a der vorderen Platte 62 ein konkaver Abschnitt 62b gebildet, in den ein an der Vorderseitenfläche des Flansches 41a gebildeter konvexer Abschnitt 41b einsetzbar ist. Wenn die vordere Platte 62 in Anlage an den Flansch 41a gelangt, wird daher der konvexe Abschnitt 41b in den konkaven Abschnitt 62b eingesetzt, wodurch eine unnötige Drehung der Hülse 41 eingeschränkt wird.
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Wie oben beschrieben, erfolgt bei dem Drehkraftübertragungsstrang 40 des Bohrhammers 1A der vorliegenden Ausführungsform die Übertragung der Drehkraft von der Zwischenwelle 25 auf den Zylinder 31 ausschließlich durch die Hülse 41 in unmittelbarem Eingriff mit der Zwischenwelle 25. Durch Aufheben des Eingriffs zwischen der Zwischenwelle 25 und der Hülse 41 wird die Übertragung von Drehkraft von der Zwischenwelle 25 auf den Zylinder 31 unterbrochen. Als Kraftübertragungselement zwischen der Zwischenwelle 25 und dem Zylinder 31 liegt also lediglich die sich geradlinig an der Zwischenwelle 25 bewegende Hülse 41 vor, wodurch die Anzahl der Bauteile des Drehkraftübertragungsstrangs 40 extrem reduziert wird.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt und kann innerhalb des Umfangs ihrer wesentlichen Merkmale in unterschiedlicher Weise abgewandelt werden. So ist beispielsweise in der obenstehenden Ausführungsform am hinteren Endabschnitt der Hülse 41 die Innenverzahnung 42 gebildet. Allerdings kann die Innenverzahnung 42 auch am vorderen Endabschnitt der Hülse 41 gebildet sein.
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8(a) bis (c) zeigen für einen Bohrhammer 1B mit einer Hülse 41, bei der die Innenverzahnung 42 am vorderen Endabschnitt gebildet ist, die Position des Kupplungselements 33 und der Hülse 41 in den einzelnen Betriebsmodi. 8(a) zeigt die Position des Kupplungselements 33 und der Hülse 41 bei Auswahl des Bohrmodus. 8(b) zeigt die Position des Kupplungselements 33 und der Hülse 41 bei Auswahl des Bohrhammermodus. 8(c) zeigt die Position des Kupplungselements 33 und der Hülse 41 bei Auswahl des Hammermodus.
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Wie am besten in 8(c) zu erkennen ist, ist die Innenverzahnung 42 an der Innenumfangsfläche des vorderen Endabschnitts der Hülse 41 gebildet. Die in 8(c) gezeigte Zwischenverzahnung 27 ist ebenso wie in 3(c) einstückig mit der Zwischenwelle 25 gebildet, ist jedoch im Vergleich zu der in 3(c) gezeigten Zwischenverzahnung 27 weiter zum Vorderende der Zwischenwelle 25 hin bereitgestellt. Außerdem ist an der in 8(c) gezeigten Hülse 41 die an der in 2(a) und(b) gezeigten Hülse 41 bereitgestellte ringförmige Nut 44 nicht bereitgestellt.
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Wenn der Betriebsmodus aus dem Hammermodus (8(c)) in den Bohrmodus (8(a)) oder den Bohrhammermodus (8(b)) umgeschaltet wird, bewegt sich wie bei der obenstehenden Ausführungsform die Hülse 41 nach vorne und die Hülse 41 und die Zwischenwelle 25 gelangen in Eingriff. Wenn der Betriebsmodus aus dem Bohrmodus (8(a)) oder dem Bohrhammermodus (8(b)) in den Hammermodus (8(c)) umgeschaltet wird, bewegt sich die Hülse 41 wie bei der obenstehenden Ausführungsform nach hinten, und der Eingriff zwischen der Hülse 41 und der Zwischenwelle 25 wird aufgehoben.
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Mit anderen Worten entspricht das Positionieren der Hülse 41 gegenüber der Auswahl des Hammermodus vorne, wenn der Bohrhammermodus und der Bohrmodus ausgewählt werden, der obenstehenden Ausführungsform. Auch entspricht das Positionieren der Hülse 41 gegenüber der Auswahl des Bohrmodus und des Bohrhammermodus hinten, wenn der Hammermodus ausgewählt wird, der obenstehenden Ausführungsform.
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Das erfindungsgemäße Schlagarbeitsgerät ist nicht auf das Schlagarbeitsgerät mit den genannten drei Betriebsmodi (Bohrmodus, Hammermodus, Bohrhammermodus) beschränkt. Beispielsweise beinhaltet das erfindungsgemäße Schlagarbeitsgerät auch ein Schlagarbeitsgerät, das nur die zwei Betriebsmodi Hammermodus und Bohrhammermodus aufweist. Bei dem Schlagarbeitsgerät, das nur die zwei Betriebsmodi Hammermodus und Bohrhammermodus aufweist, fällt das Kupplungselement 33 der obenstehenden Ausführungsform weg.
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Das erfindungsgemäße Schlagarbeitsgerät ist nicht auf einen Bohrhammer beschränkt. Auch wenn die vorliegende Erfindung auf ein anderes Schlagarbeitsgerät als einen Bohrhammer angewandt wird, kann es die gleichen oder im Wesentlichen die gleichen Wirkungen erzielen.
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Bezugszeichenliste
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- 1A, 1B:
- Bohrhammer
- 2:
- Vorderendwerkzeug
- 10:
- Gehäuse
- 11:
- Griff
- 11a:
- Abzug
- 12:
- Untergriff
- 20:
- Motor
- 21:
- Ausgangswelle
- 22a, 22b, 25a, 25b:
- Wellenlager
- 23:
- Ritzel
- 24:
- Kühlgebläse
- 25:
- Drehwelle (Zwischenwelle)
- 26:
- Abtriebszahnrad
- 27:
- Zwischenverzahnung
- 30:
- Schlagkraftübertragungsstrang
- 31:
- Zylinder
- 32:
- Umwandlungsmechanismus
- 33:
- Kupplungselement
- 33a, 41a:
- Flansch
- 34:
- Kolben
- 35:
- Schläger
- 36:
- Zwischenstück
- 37:
- Luftkammer
- 38:
- Halterungshülse
- 40:
- Drehkraftübertragungsstrang
- 41:
- Hülse
- 41b:
- konvexer Abschnitt
- 42:
- Innenverzahnung
- 43:
- Außenverzahnung
- 44:
- ringförmige Nut
- 45:
- Zylinderverzahnung
- 50:
- Bedienungsabschnitt (Drehregler)
- 52:
- bewegliches Element (Zapfen)
- 60:
- Schieber
- 61:
- Basisplatte
- 61a:
- Fenster
- 62:
- vordere Platte
- 62a:
- Öffnungsabschnitt
- 62b:
- konkaver Abschnitt
- 63:
- hintere Platte
- 64:
- Führungsplatte
- 70, 71:
- elastischer Körper (Spiralfeder)
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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