DE2165066B2

DE2165066B2 - Drehschlagbohrmaschine

Info

Publication number: DE2165066B2
Application number: DE19712165066
Authority: DE
Inventors: Horst 8800 Ansbach Biersack
Original assignee: Impex-Essen Vertrieb Von Werkzeugen Gmbh, 8800 Ansbach
Priority date: 1971-12-28
Filing date: 1971-12-28
Publication date: 1976-12-02
Also published as: CH551561A; NL7214600A; DE2165066A1; ATA863972A; FR2166946A5; GB1407285A; IT972128B; US3841418A; AT327076B; SE397991B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehschlagbohrmaschine mit einer durch eine achsparallel angeordnete Getriebewelle für die Aufnahme eines Bohrwerkzeugschaftes ausgebildeten, drehantreibbaren Werkzeugspindel und einem in diese hineinragenden Schlagdöpper, welcher durch einen auf der Getriebewelle angeordneten und durch diese drehantreibbaren Kurvenkörper periodisch gegen die Kraft einer Schlagdöpperfeder zurück und frei nach vorn fliegend beweglich ist.

Bei bekannten Drehschlagbohrmaschinen obiger Art. die durch F.in- oder Abschalten des Schlagantriebes wahlweise zum Drehschlagbohren oder nur zum Bohren eingesetzt werden können, arbeitet der Schlagmechanismus auch dünn weiter, wenn die Maschine nicht gegen die Bearbeitungsstelle gedruckt, sondern davon abgehoben wird, also leerläuft. Die dabei auftretenden Schlagenergien werden dann nicht mehr über das Werkzeug nach außen nutzbringend abgeführt, sondern verbleiben im Gerät, wo sie vielfach durch aufwendige Mittel, wie z. B. durch als Schlagpuffer dienende Tellerfederpakete, in schädlicher Wärme sowie in Matenalve.formungen umgewandelt werden. In jedem Fall treten dabei starke Erschütterungen der Drehschlagbohrmaschine auf. die nicht nur deren Handhabung erschweren, sondern auch zu entsprechend starken Vibrationsbeanspruchungen aller Maschinenteile führen, wie beispielsweise auch des Motorankers, wodurch die Lebensdauer dieser Teile verkürzt wird. Außerdem ist mit dem im Leerlauf der Maschine arbeitenden Schlagmechanismus eine unangenehme Geräuschbildung verbunden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Drehschlagbohrmaschine zu schaffen, die die vorerwähnten Mangel nicht aufweist, vielmehr bei Abheben von der Bearbeitungsstelle einen sich selbsttätig stillsetzenden Schlagmechanismus aufweist. Diese Aufgabe wird bei einer Maschine der eingangs erwähnten Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kurvenkörper mit der Getriebewelle über eine Kupplung verbunden ist und daß der Schlagdöpper bei fehlendem Kontakt mit dem Schaft des Bohrwerkzeugs über seine vordere, durch das eingesetzte Bohrwerkzeug vorgegebene Endstellung hinaus beweglich ist, wobei die Drehung des Kurvenkörpers blockiert. Beim Abheben der Maschine gleitet also das Bohrwerkzeug etwas nach vorn, wodurch es dem Schlagdöpper den Weg frei gibt, über seine normale Aufprallebene am Wckzeugschaft hinaus nach vorn zu gelangen und dadurch den ihn antreibenden Kurvenkörper an seiner Weiterdrehung auf der Getriebewelle zu hindern. Es wird also beim Abheben der Maschine deren Schlagmechanismus automatisch unterbrochen, wodurch die andernfalls damit verbundenen Beanspruchungen und störenden Erscheinungen, wie Vibrieren und zusätzliche Geräuschbildung der Maschine im Leerlauf, unterbleiben.

Grundsätzlich ist es bei Bohrhämmern bekannt, deren Schlagmechanismus dann zum Stillstand zu bringen, wenn der Schaft des eingesetzten Werkzeugs sich außer Reichweite des Schlagkolbens bzw. -döppers befindet, wie das etwa bei von der Arbeitsstelle abgehobenem Bohrhammer der Fall ist. Es handelt sie» ι dabei aber um gattungsfremde preßluftbetriebene Bohrhämmer, bei denen das automatische Stillsetzen des Hammers durch entsprechend gesteuertes Abstellen der Luftzufuhr erfolgt Bei einem anderen bekannten Handhammer mit elektromotorischem Antrieb wird durch entsprechende Kontaktunterbrechung die Stromzufuhr zum Elektromotor unterbrochen. Schließlich ist auch ein Handhammer mit elektromotorischem Antrieb bekannt, der über eine zwischengeschaltete Druckluftzylinder-Kolben- i$ Einheit den Schlagdöpper pneumatisch beaufschlagt und letzterer bei von der Arbeitsstelle abgehobenen Hammer so weit nach vorn vorschnellt, daß er sich in einem entsprechend angeordneten Klemmring fängt. Dadurch werden zwar Leerschläge auf Jas eingesetzte to Hammerwerkzeug vermieden, nicht jedoch die Druckluftzylinder-Kolben-Einheit stillgesetzt, so daß dieser Teil des Schlagerzeugungsmechanismus weiter in Tätigkeit bleibt. Im übrigen sind auch die letzterwähnten Handhämmer durchweg gattungsfremd, da sie i$ weder einen Bohrantrieb des Werkzeugs ermöglichen, noch mit einem auf einer zur Werkzeugspindel ichsparallel angeordneten Getriebewelle sitzenden Kurvenkörper für den Antrieb des Schlagdöppers versehen sind.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung .st der Kurvenkörper auf der Getriebewelle drehbeweglich und axial verschieblich angeordnet und durch eine Druckfeder beaufschlagt, durch die er in drehfestem Kupplungseingriff mit einem auf der Gelriebewelle drehfest angebrachten Kupplungskorper gehalten ist. Diese Kupplung wird aber ausgerückt, sobald der Schlagdöpper bei angehobener Maschine übernormal weit nach vorn fliegt und dadurch den Kurvenkörper blockiert, der sich demzufolge gegenüber dem auf der Getriebewelle sitzenden Kupplungskorper entsprechend weit axial verschiebt und dadurch außer Dreheingriff mit dem Kupplungskorper kommt. Hierzu sind am Kupplungskorper und Kurvenkörper Kupplungsklauen mit schräg verlaufenden Klanken angebracht.

Um den Kurvenkörper in der weitest vorgelaufenen Stellung des Schlagdöppers mit Sicherheit außer Eingriff gegenüber dem Kupplungskörper zu halten, ist im Kurvenkörper ein radial verschieblich angeordneter, mit einer federnd abgestützten Rastkugel versebener Arretierbolzen vorgesehen. Dieser greift mit seinem inneren Ende in eine in der Getriebewelle eingearbeitete Ringnut ein, sofern sich der am Schlagdöpper vorgesehene, mit dem Kurvenkörper zusammemwirkende Spannbund in der äußersten Vorlaufstellung des Schlagdöppers gegen die Rastkugel des Arretierbolzens legt.

Auch der Schlagdöpper wird in seiner äußersten Vorlaufstellung vorzugsweise verrastet. Hierzu ist am Schlagdöpper eine ringsumlaufende Auskehlung vorhanden, in die in der äußersten Vorlaufstellung des Schlagdöppers ein an der Werkzeugspindel vorhandener Fangring, z. B. ein O-Ring, eingreift.

Zum Umschalten der Maschine vom Drehschlagbohren auf reinen Bohrbetrieb ist im Maschinengehäuse ein von außen drehverstellbarer Schaltbolzen vorgesehen, mittels dem der Kurvenkörper durch axiales Verschieben außer Eingriff mit dem Kupptungskörper zu bringen ist, wodurch der Schlagantrieb stillgesetzt wird.

Schließlich sieht die Erfindung noch vor, daß in dem hohl ausgebildeten Schlagdöpper sowohl die Schlagdöpperfeder als auch ein Federfangbolzen hineinragend angeordnet ist, wobei die Feder mit ihrem vorderen Ende je nach Lage des Schlagdöppers an einer an letzterem vorgesehenen Innenschulter oder an einer Außenschulter des Federfangbolzens abstützbar ist Auf diese Weise wird die Schlagdöpperfeder kurz vor dem Aufprall des Schlagdöppers auf den Werkzeugschaft von dem Federfangbolzen gefangen bzw. zurückgehalten, so daß der Schlagdöpper noch einen geringen freien Flug vollführt, bevor er auf das Werkzeug schlägt. Dadurch wird erreicht daß die kinetische Energie des Schlagdöppers voll auf das Werkzeug übertragen wird und die Schlagdöpperfeder sich nicht zusätzlich über den Schlagdöpper am Werkzeug abstützt und somit unangenehme Rückstöße auf die Maschine hervorrufen würde. Weiterhin wird durch den Federfangbolzen auch das beim Andrücken der Maschine erfolgende Wiedereindrucken des Werkzeugs insofern erleichtert, als dazu nicht mehr gegen die Kraft der Schlagdöpper und des Schlagdöppers gearbeitet werden muß.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung dargestellt. Dabei zeigen

Fig.', 2 und 3 in größtenteils schematicher Darstellung den Schlagmechanismus in verschiedenen Arbeits- bzw. Einstellphasen und

Fig.4 die für die Erfindung wesentlichen Teile der neuen Drehschlagbohrmaschine in axialem Längsschnitt.

Die in Fig.4 abgebildete Drehschlagbohrmaschine besitzt ein mehrteiliges Gehäuse 1, in dessen rückwärtigem, nicht dargestellten Teil ein Elektromotor untergebracht ist. Dessen Ankerwelle 2 ist im mittleren Gehäuseteil Γ über das Wälzlager 3 gelagert und vorn mit einem Ritzel 4 versehen. Dieses steht in Eingriff mit dem auf der Getriebewelle 5 sitzenden Ritzel 6. Die Getriebewelle überträgt den Drehantrieb der Ankerwelle 2 über das in Eingriff stehende Zahnradpaar 7 auf die im vorderen Gehäuseteil drehbeweglich gelagerte Werkzeugspindel 8, deren Wälzlager mil 9 und 10 bezeichnet sind. Die Werkzeugspindel 8, die Getriebewelle 5 und die Ankerwelle 2 verlaufen achsparallel zueinander. In die Werkzeugspindel 8 wird vorn das Bohrwerkzeug 11 mit seinem Schaft 1Γ eingesetzt, der ebenso wie die Aufnahmeöffnung 8' in der Werkzeugspindel 8 ein entsprechendes Mehrkantprofil besitzt.

In die Werkzeugspindel 8 ragt von rückwärts der Schaft 12' des Schlagdöppers 12 hinein. Der Schlagdöpper 12 ist mit einer ringsum verlaufenden Auskehlung 13 versehen, in die in der äußersten Vorlaufstellung des Schlagdöppers der im rückwärtigen Teil der Werkzeugspindel 8 sitzende Fangring 14, vorteilhaft ein üblicher O-Ring, eingreift. Dadurch wird der Schlagdöpper in seiner äußersten Vorlaufsteliung kraftschlüssig gehalten.

In das Innere des Schlagdöppers 12 ragen von rückwärts die Schlagdöpperfeder 15 sowie der Federfangbolzen 16 hinein. Die Feder 15 stützt sich an ihrem rückwärtigen Ende an dem Federteller 15' im mittleren Gehäuseteil Γ ab, während der Federfangbolzen 16 an seinem rückwärtigen Ende durch den Querstift 17 im Gehäusemittelteil Γ befestigt ist. Das vordere Ende des Federfangbolzens ist trompetenartig erweitert und bildet, wie F i g. 4 zeigt, eine als Federanschlag dienende Außenschulter 16'. Die Feder 15 kann sich aber je nach

Lage des Schlagdöppers 12 ebenso gut auch an der am Schlagdöpper 12 vorhandenen Innenschulter 12" abstützen. Dadurch kann die kinetische Energie des Schlagdöppers 12 voll auf das Werkzeug übertragen werden, ohne daß es dabei über die Feder 15 zu unangenehmen Rückstößen käme.

Weiterhin ist am Schlagdöpper 12 der Spannbund 12'" vorgesehen. Dieser arbeitet mit dem auf der Getriebewelle 5 drehbeweglich und axial verschieblich gelagerten Kurvenkörper 18 zusammen, der über Kupplungsklauen 18' mit dem auf der Getriebewelle 5 drehfest sitzenden Kupplungskörper 19 in drehverbindungsfesten Eingriff gebracht werden kann. Die Feder 20 ist bestrebt, den Kurvenkörper 18 in diesem Kupplungseingriff mit dem Kupplungskörper 19 zu halten. Durch den umlaufenden Kurvenkörper 18, auf dessen schräger Gleitfläche 18" der Schlagdöpper-Spannbund 12'" abzugleiten vermag, wird der Schlagdöpper 12 periodisch entgegen der Wirkung der Schlagdöpperfeder 15 gespannt und für seine vorlaufende Schlagbewegung freigegeben.

Die F i g. 1 zeigt die normale Arbeitsstellung des Schlagmechanismus. Das Werkzeug 11 reicht dabei mit seinem Schaft 11' soweit in die Werkzeugspindel 8 hinein, daß der Schlagdöpper 12 mit seinem Spannbund 12'" nur auf der Gleitfläche 18" des Kurvenkörpers 18 zum Anliegen kommt. In diesem Fall ist die Mitnahme des Kurvenkörpers 18 durch den Kupplungskörper 19 gewährleistet. Da nämlich der Kurven- bzw. Gleitwinkel α, den die Gleitfläche 18" mit der durch den Döpper-Spannbund 12'" verlaufenden Ebene einschließt, kleiner als der Flankenwinkel β der Kupplungsklauen 18' ist, so ist auch die Kraft P größer als die Kraft Q, so daß demzufolge der Kurvenkörper 18 nicht an den Schrägflanken 19' des Kupplungskörpers 19 hochsteigen kann, vielmehr kraftschlüssig eingekuppelt bleibt.

Wird dagegen die Bohrmaschine mit ihrem Werkzeug von der Bearbeitungsstelle abgehoben, so kann der Döpper 12, wie das insbesondere Fig.2 veranschaulicht, über seine normale Aufprallebene hinaus nach vorn fliegen, wo er durch den in seine Auskehlung 13 greifenden O-Ring 14 festgehalten wird. Da in dieser Stellung der vorerwähnte Gleitwinkel ä größer als der Flankenwinkel β wird, wird auch die Kraft Q größer als die Kraft P. Daher wird hier der Kurvenkörper 18 axial gegenüber dem Kupplungskörper 19 verschoben und damit von letzterem ausgekuppelt. Der Kurvenkörper 18 gelangt somit in die in Fig.3 dargestellte Leerlaufstellung. Er wird in dieser Stellung durch den in ihm radial verschieblich angeordneten Arretierbolzen 21 gehalten, der außen mit der durch die Feder 2Γ abgestützten Rastkugel 22 versehen ist. Gegen diese

ίο Rastkugel 22 drückt der Spannbund 12'' des Schlagdöppers 12 in dessen äußerster Vorlaufstellung. Dadurch wird der Arretierbolzen 21 nach innen in die in die Getriebewelle 5 eingearbeitete Ringnut 5' gedrückt, wodurch der Kurvenkörper 18 um ein entsprechendes Stück axial verschoben wird, so daß zwischen seinen Kupplungsklauen und dem Kupplungskörper 19 ein hinreichender Leerlauf-Spalt 23 verbleibt. Beim Wiederandrücken der Schlagbohrmaschine gegen die Bearbeitungsstelle wird über das Bohrwerkzeug 11 der Schlagdöpper 12 aus seiner vordersten Vorlauf stellung zurückgedrückt, wodurch der Arretierbolzen 21 seinen Halt am Spannbund 12'" des Döppers 12 verliert. Dadurch wird der Ku^venkörper 18 durch die an ihm angreifende Feder 20 in Richtung zum Kupplungskör-

»5 per 19 geschoben, so daß die Kupplungsklauen 18' wieder in die entsprechenden Kupplungsausnehmungen am Kupplungskörper 19 einspringen. Damit ist die in F i g. 1 dargestellte Arbeitsstellung wieder hergestellt.

Um die Maschine vom Schlagbohrbetrieb auf reinen Bohrbetrieb umstellen zu können, ist im vorderen Gehäuseteil noch ein in verschiedenen Einstellagen zu verrastender Schaltbolzen 26 drehbeweglich gelagert, der an seinem inneren Ende mit einer schrägen Stirnfläche 26' versehen ist. Diese kann je nach der Dreheinstellage des Schaltbolzens 26 den Kurvenkörper 18 aus seiner drehverbindungsfesten Kupplungsstellung mit dem Kupplungskörper 19 durch entsprechend axiales Verschieben lösen, wodurch die Drehbewegung des Kurvenkörpers 18 und damit der gesamte Schlagmechanismus auch bei auf die Arbeitsstelle angedrückter Maschine ausgeschaltet bleiben, somi also in reinem Bohrbetrieb gearbeitet wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Drehschlagbohrmaschine mit einer durch eine achsparallel angeordnete Getriebewelle drehantreibbaren, für die Aufnahme eines Bohrwerkzeugschaftes ausgebildeten Werkzeugspindel und einem in diese hineinragenden Schlagdöpper, welcher durch einen auf der Getriebewelle angeordneten und durch diese drehantreibbaren Kurvenkörper periodisch gegen die Kraft einer Schlagdöpperfeder zurück und frei nach vorn fliegend beweglich ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurvenkörper (18) mit der Getriebewelle (5) über eine Kupplung verbunden ist und daß der Schlagdöpper (12) bei fehlendem Kontakt mit dem Schaft (11*) des Bohrwerkzeuges (11) über seine vordere, durch das eingesetzte Bohrwerkzeug (11) vorgegebene Endstetlung hinaus beweglich ist, wobei die Drehung des Kurvenkörpers (18) blockiert ist. w>

2. Bohrmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurvenkörper (18) auf der Getriebewelle (5) drehbeweglich und axial verschieblich angeordnet und durch eine Druckfeder (20) beaufschlagt ist, durch die er in drehfestem Kupplungseingriff mit einem auf der Getriebewelle

(5) drehfest angebrachten Kupplungskörper (19) gehalten ist.

3. Bohrmaschine nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß am Kupplungskörper (19) und Kurvenkörper (18) Kupplungsklauen (18') mit schräg verlaufenden Flanken (19') angebracht sind, deren Winkel (ß) größer als der am Kurvenkörper (18) vorhandene Gleitwinkel (λ) ist, den die Gleitfläche (18") des Karvenkörpers mit der durch einen darauf abgleitenden Schlagdöpp^r-Spannbund (12'") verlaufenden Radialebene bildet.

4. Bohrmaschine nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Kurvenkörper (18) ein radial verschieblich angeordneter, mit einer federnd abgestützten Rastkugel (22) versehener Arretierbolzen (21) vorgesehen ist, durch den in der äußersten Vorlaufstellung des Schlagdöppers (12) der Kurvenkörper (18) in axial entkuppeltem Abstand von dem Kupplungskörper (19) gehalten ist.

5. Bohrmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Arretierbolzen (21) in der äußersten Vorlaufstellung des Schlagdöppers (12) bei gegen die Rastkugel (22) des Arretierbolzens (21) gelegtem Spannbund (12'") mit seinem einen Ende in eine in der Getriebewelle (5) ausgebildete Ringnut (5') einlegbar ist.

6. Bohrmaschine nach den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Maschinengehäuse (1) ein von außen drehverstellbarer Schaltbolzen (26) vorgesehen ist, mittels dem, zum Umschalten in die Drehbohrstellung, der Kurvenkörper (18) durch axiales Verschieben außer Eingriff mit dem Kupplungskörper (19) zu bringen ist.

7. Bohrmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlagdöpper (12) mit einer ringsumlaufenden Auskehlung (13) versehen ist, in die in der äußersten Vorlaufstellung des Schlagdöppers ein an der Werkzeugspindel (8) vorhandener Fangring (14) einlegbar ist.

8. Bohrmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem hohl ausgebildeten Schlagdöpper (12) sowohl die Schlagdöpperfeder (15) als auch ein Federfangbolzen (16) hineinragend angeordnet ist, wobei die Feder (15) mit ihrem vorderen fcnde je nach Lage des Schlagdöppers (12) an einer an letzterem vorgesehenen Innenschulter (12") oder an einer Außenschulter (16') des Federfangbolzens (16) abstützbar ist.