DE2229388C3

DE2229388C3 - Von Hand zu führender Bohrhammer

Info

Publication number: DE2229388C3
Application number: DE2229388A
Authority: DE
Inventors: Joerg 7445 Bempflingen Faelchle; Hubertus 7024 Bernhausen Karl; Wolfgang Dipl.-Ing. 7025 Plattenhardt Schmid; Karl Dr.-Ing. 7023 Echterdingen Wanner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1972-06-16
Filing date: 1972-06-16
Publication date: 1981-01-22
Also published as: NL7308361A; CH559853A5; JPS5543867B2; JPS4951674A; BR7304440D0; US3847229A; DE2229388B2; DE2229388A1; GB1438516A; FR2189175A1; FR2189175B3; ES415946A1; IT989220B

Description

Die Erfindung betrifft einen von Hand zu führenden Bohrhammer mit eingebautem umlaufenden Elektro-Motor mit einem Kurbeltrieb zum Antrieb eines hin- und hergehenden Teils, das einen ein in Umfangsrichtung geführtes Schlag-Bohrwerkzeug antreibenden Schläger hin- Und herbewegt, mit schrittweiser Umsetzung des Schläg-BohfwerkzeUges durch eine über ein Steilgewinde drehbare Pendelhüise, die über ein Sperrwerk mit dem Schlag-Bohrwerkzeug verbunden ist.

Es sind Bohrhämmer obiger Bauart bekannt, bei diesen wird jedoch das bei der Umsetzung des Schlag-Bohrwerkzeuges auftretende Rückdrehrnoment voll auf den Antrieb übertragen. Dies führt zu baldigem Verschleiß des Kurbelantriebs. Insbesondere vergrößern sich die Rückdreh-Momente dann, wenn während des Betriebs des Bohrhammers das Schlag-Bohrwerkzeug sich im Bearbeitungsgrund verklemmt. Hier kommt es auch zu einer Gefährdung der Bedienungsperson, wenn keine Sicherheitskupplung eingebaut ist, die bei Oberschreiten eines bestimmten Drehmomentes auskuppelt, so daß von da ab eine schrittweise Umsetzung des Bohrwerkzeugs bis zum Unterschreiten dieses Drehmoments nicht mehr erfolgt. Die Sicherheitskupplung müßte unter Berücksichtigung der Körperkräfte auch schwächerer Bedienungspersonen für ein verhältnismäßig niedriges Drehmoment ausgelegt werden, was allerdings das Arbeitsvermögen eines solchen Bohrhammers wieder herabsetzt. In solchen Fallen des Festklemmens des Schlag-Bohrwerkzeuges wird andererseits die Sicherheitskupplung im Hinblick auf den Verschleiß und auch das Antriebsaggregat hinsichtlich der aufzubringenden Leistung stark in Anspruch genommen.

Die Erfindung hat zur Aufgabe, einen Bohrhammer zu schaffen, bei de-n das Rückdrehmoment bei der schrittweisen Umsetzung des Schlag-Bohrwerkzeuges nicht mehr vom Kurbelantrieb des Bohrhammer«, aufgenommen wird, und bei dem eine Gefährdung der Bedienungsperson vermieden wird unter Gewährleistung einer maximalen Arbeitsfähigkeit des Bohrhammers in Bezug auf das auf das Schlag-Bohrwerkzeug übertragbare Drehmoment und unter Berücksichtigung der Körperkräfte der jeweiligen Bedienungsperson. Um eine Gefährdung der Bedienungsperson als auch den Verschleiß der Sicherheitskupplung bei hartnäckigem Klemmen des Werkzeuges zu verringern, soll eine Abschaltmöglichkeit der schrittweisen Umsetzung gegeben werden.

Diese Aufgabe wird dadurch gciöst. daß das hin- und hergehende Teil eine drehbare, in axialer Richtung fixierte Zwischenhülse trägt, mit einem in das Gewinde der Pendelhülse eingreifende Steilgewinde auf dem einen Teil ihre Mantelfläche und mit einer auf einen anderen Teil ihrer Mantelfläche angeordneten Geradverzahnung, die unter Wahrung der axialen Verschiebbarkeit der Zwischenhülse in die Geradverzahnung einer Kupplungshulse eingreift, die mit einem fest mit dem Bohrhammergehäuse verbundenen Kupplungsring durch die abschaltbare Kraft einer Feder und/oder die über eine Kraftübertragungsanordnung willkürlich aufbringbare Muskelkraft einer Bedienungsperson kuppelbar ist.

Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung besieht darin, daß die Kupplungshülse und der Kupplungsring als Kupplungselemente konische Klauen besitzen, die auf der Stirnseite angeordnet sind und in axialer Richtung ineinander eingreifen, wobei die Kupplungshülse in axialer Richtung durch die sich am Gehäuse abstützende Feder beiästet ist« die miteis eines von außen von Hand bestätigbarerri exzentrisch bewegbaren Zapfens (Exzenters) zusammenpreßbar Und außer Eingriff mit der Kupplüngshülse gebracht werden kann.

Dies hat den Vorteil, daß das Vom Schlag-Bohrwerkzeug eingeleitete Drehmoment nur auf das Gehäuse des Bohrhammers übertragen wird, und daß der Kürbelan-

trieb somit völlig frei von Drehmomenten arbeiten kann. Durch die Anordnung einer Hülse auf dem hin- und hergehenden Teil des Bohrhammers und der Pendelhülse wird gerade diese Momentenfreiheit des Antriebes erreicht Eine zunächst gleiche Wirkung würde auftreten, wenn diese Hülse mit dem hin- und hergehenden Teil fest verbunden wäre bzw. wenn die auf der Hülse befindlichen Gewindeteile anstelle einer Hülse direkt auf den hin- und hergehenden Teil angeordnet wären. Diese Art würde jedoch eine hohe Fertigungsgenauigkeit bedingen, da bei zu großem Spiel in der Verzahnung letztendlich doch wieder Drehmomente auf den Kurbelantrieb übertragen werden würden. In der erfindungsgemäßen Ausführung wird die Zwischenhülse zv/ar axial fest von dem hin- und hergehenden Teil geführt, sie kann sich jedoch radial frei bewegen. Diese Hülse bietet noch den großen Vorteil, daß bei Verschleiß der Gewindeführungen und Verzahnungen nicht das gesamte hin- und hergehende Teil, sondern nur die Hülse selbst ausgewechselt werden braucht Das erleichtert und verbilligt eine Reparatur sehr.

Durch das Zwischenschalten einer Kupplung zwischen oben besprochener Hülse und dem Bohrhammergehäuse wird die Bedienungsperson vor zu hohen Drehmomenten, denen sie entgegenwirken muß. geschützt, andererseits bietet sich der Bedienungsperson die Möglichkeit, das Drehmoment bis zum Ansprechen der Sicherheitskupplung durch Anwendung eigener Körperkraft zu erhöhen. Die Bedienungsperson hat somit die Möglichkeit, ihre Körperkräfte voll auszunutzen und somit ein optimales Arbeitsergebnis zu erzielen.

Die Verwendung einer Klauenkupplung mit konischen Klauen ist deshalb günstig, weil mit dieser Anordnung ein hohes Ansprechmoment bei geringem Platzbedarf erzielt werden kann.

In erfindungsgemäßer günstiger baulicher Vereinfachung wird die willkürlich von der Bedienungsperson aufbringbare Muskelkraft über denselben Exzenter, der bei Betätigung in anderer Richtung die Kupplungsfeder außer Eir jriff bringt, auf die Kupplungshülse übertragen. Dabei ist der Exzenter durch einen um sich drehbaren, am Gehäuse des Bohrhammers angebrachten Haltegriff betätigbar, wobei für eine Drehrichtung des Haltegriffs und damit auch des Ex/enters im Sinne der Unterstützung der Federkraft, der Haltegriff in Mittelstellung einen Anschlag hai, der nur nach einer axialen Verschiebung des Haltegriffs gegen die Kralt einer Feder überschreitbar ist. Dies bringt eine Vereinfachung der Bedienung und eine Verminderung der Teile mit sich, 'nsbesondere wird durch den Anschlag erreicht, daß die Bedienungsperson, wenn sie das Drehmoment bis zu,η Ansprechen der Sicherheitskupplung erhöhen will, erst den Haltegriff herausziehen muß. Die Bedienungsperson ist sich somit in jedem Fall bewußt, daß sicn durch diese Handlung die eigene Gefährdung erhöht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. I einen Teillängsschnitt durch den erfindungswesentlichen Teil eines Bohrhammers in erfindungsgemäßer Ausführung,

Fig.2 einen Schnitt senkrecht zur Längsachse des Bohrhammers durch das Sperrwerk.

In dem Gehäuse 1 eines Bohrhammers ist zum Antrieb ein nicht weiter dargestellter Elektro-Motor mit einem nicht wtr'to" dargestellten Getriebe und

einem Kurbeltrieb 5 zum Antrieb eines hin- und hergehenden, zylindrischen hülsenförmigen Teiles (KoI-benhülsp) 6 angeordnet Diese Kolbenhülse 6 bewegt sich in einem Zylinder 8 des Gehäuses 1. Am antriebsseitigen Ende der Kolbenhülse besitzt diese den größten Außendurchmesser. Dort wird die Hülse von einem Bolzen 9 durchdrungen, an dem ein Pleuel 10 des Kurbeltriebs 5 angelenkt ist Der Innendurchmesser der Kolbenhülse ist an dieser Stelle durch ein Teil 11 abgeschlossen. In dem sich anschließenden Mittelteil 7 der Koibenhülse bewegt sich ein Schläger 12 mit einem kolbenartig ausgebildeten Kopf 13 und einem bolzenförmigen Schlagteil 14. Der bolzenförmige Schlagteil 14 des Schlägers wird von einem sich dem Mittelteil 7 anschließenden Teil 15 der Kolbenhülse mit verringertem Durchmesser geführt In dieser Hülse ist der Schläger 12 so lange axial frei beweglich, so lange er nicht mit seinem Kolbenkopf 13 Bohrungen 16 im Mittelteil 7 verschlossen hat wobei sich zwischen dem Kolbenkopf und dem abschließenden Teil 11 ein Raum mit komprimierter Luft bildet. N j;hdem die Luft in diesem Raum einen gewissen K· mpressionsgrad erreicht hat, wird der Schläger 12 im Sinne der Antriebsbewegung der Kolbenhülse 6 angetrieben und auf ein in Umfangsrichtung geführten Halter 19 eines Schlar-Bohnverkzeuges geschleudert. Dieser Halter 19 ist im Bereich seiner Anschläge in Längsrichtung frei beweglich, in Umfangsrichtung jedoch nur zusammen mit einer Führungshülse 22, die mit einer Pendelhülse 24 gekuppelt ist. beweglich. Durch den Aufprall des Schlägers 12 auf den Halter 19 wird das Schlag-Bohrwerkzeug nach vorwärts in Richtung des Bearbeitung* grundes geschleudert. Die Rückbewegung von Werkzeug und Halter erfolgt durch den elastischen Rückstoß.

Auf dem Teil 15 der Kolbenhülse 6 mit dem geringsten Außendurchmesser ist eine Zwischenhülse 26 aufgeschoben. Diese Hülse ist in axialer Richtung am abtriebsseitigen Ende des Teils 15 durch einen Ring 27 gesichert und am antriebsseitigen Ende des Hi:'',enteils 15 durch einen Anschlag 28. der durch den Übergang vom kleinen Außendurchmesser des Hülsenteils 15 zum g oßen Außendurchmesser des Mittelteils 7 der Kolbenhülse gebildet wird.

Die Zwischenhülse 26 hat an ihrem amriebsseitigen Ende eine bundartige Durchmesservergrößerung. An der Mantelfläche dieses Teils ist eine Geradverzahnung angeordnet, deren Fußkreisdurchmesser mindestens so groß ist wie der Außendurchmesser des Mittelteils 7. Am abtriebsseitigen Ende der Zwischenhülse 26 ist eine Schräg-Außenverzah.iung angeordnet, die in die Schräg-Innenverzahnung (Steilgewinde) der Pendelhülse 24 eingreift. Die Geradverzahnung der Zwischenhül· se greift in eine Gerad-Innenverzahnung einer Kuppluns^chülse 29 ein, die über stirnseitige Klauen 30 mit einem mit dem Gehäuse 1 fest verbundenem Kupplungsring 31 kuppelbar ist. Die KuppIungJv'ilse 29 wird über einen hülsenartig ausgebildeten Federteller 33 von einer Feder 34, die sich mittels eines Ringes 35 am Gehäuse abstützt, beaufschlagt. Durch Anbringen verschieden starter Zwischenringe 38 zwischen dem Ring 35 und der Feder 34 läßt sich die Vorspannung der Feder verändern.

Die Kupplungshülse 29 besitzt an dem Ende, das dem Kupplungsring 31 gegenüberliegt einen Bund 36, so daß zwischen diesem Bund 36 und dem die Kupplungshülse 29 überlappenden hülsenförmigen Federteller 33 ein Ringraum 37 gebildet wird. In diesen Ringraum ragt ein Zapfen 39 hinein, der exzentrisch auf einen Boben 40.

der in radialer Richtung des Gehäuses I des Bohrhammers durchdringt, angeordnet ist. Dieser Bolzen 40 wird in einer Hülse 41 geführt und ist an seinem untersten aus der Hülse 41 herausragenden Ende kraftschlüssig mit einem drehbaren, die Hülse 41 von außen umfassenden Handgriff 42 verbunden; Der Handgriff 42 ist in axialer Richtung gegen die Kraft einer Feder 44 verschiebbar, die sich über einen Federleller 45 an eirler Mutter 46* die auf dem untersten Ende des Bolzens 40 aufgeschraubt ist, abstützt. An dem dem Bohrhammer zugewandten stifhseiligeri Ende des Handgriffs 42 ist ein Stift 48 in axialer Richtung eingelassen, der bei Drehung des Handgriffs um seine Achse an einen Anschlag 49 des Gehäuses 1 des Bohrhammers anschlägt. Durch axiales Versetzen des Handgriffs gegen die Kraft der Feder 44 kommt dieser Stift 48 außer Eingriff mit dem Anschlag 49, wodurch sich der Handgriff dann weiter verdrehen läßt. Bei

^jjooA·· hrejinnn kaumnl cisiU Anr 7nnfiin 3O niiC Ann D.t»*«l 36 der Kupplungshülse zu und liegt dort an. Durch ein von Hand aufgebrachtes Drehmoment am Griff 42 läßt, sich somit eine Kraft über den Bolzen 40 und den Zapfen 39 auf den Bund 36 übertragen. Diese Kraft bewirkt eine Unterstützung der Feder 34, so daß ein Ausrasten der Kupplung erst bei einem höheren Drehmoment, das über die Zwischenhülse 26 übertragen wird, erfolgen kann.

Bei Drehung des Handgriffes in die andere Richtung bewegt sich der Zapfen 39 auf den hülsenförmigen Federteller 33 zu und bewegt diesen wider die Kraft der Feder von der Kupplungshülse 29 weg. so daß die kupplungshülse 29 in axialer Richtung frei beweglich wird und auskuppelt. In dieser Stellung kann der Federteller 33 bzw. die Feder 34 arretiert werden nachdem der Zapfen 39 seine äußerste Auslenkung durchlaufen hat und der Bolzen 48 gegen einen weiteren nicht dargestellten Anschlag antrifft, so daß der Handgriff in dieser Stellung an ein Verdrehen durch die rücktreibende Kraft der Feder 34 gehindert wird. Bei ausgerückter Feder 34 erfolgt keine Abstützung mehr am Gehäuse 1 des Bohrhammers, so daß sich die Pendelhülse lediglich hin- und herbewegt, jedoch keine Umsetzung des Schlag-Bohrwerkzeuges mehr bewirkt. Der Bohrhammer arbeitet in dieser Stellung nur als Schlaggerät.

Bei eingerasteter Kupplungshülse 29 bewirkt die hin- und hergehende Bewegung der Koibenhülse 6 zusammen mit der von ihr geführten, in axialer Richtung durch die Kupplungshülse gegen Verdrehen gesicherte Zwischenhülse 26 und ihrem abtriebsseitigen Steilgewinde eine Verdrehung der Pendelhülse 24. Diese Pendelhülse kann sich entsprechend ihres Steilgewindes nur jeweils um einen bestimmten Winkel verdrehen. Sie ist über ein Sperrwerk 52 mit der Führungshülse 22 verbunden. Das Sperrwerk 52 besteht aus einer Rastenkupplung, die nur in einer Drehrichtung Kräfte übertragen kann. F i g. 2 zeigt einen Schnitt durch dieses Sperrwerk. In dem bundartigen antriebsseitigen Teil 53 der Führungshülse 22 befinden sich tangentiale Bohrungen 54, in denen Stifte 55 geführt werden, die durch Federn 56 in Kerben 57, die in regelmäßigen Abständen auf der inneren Mantelfläche der diesen bundförmigen Teil 35 überlappenden Pendelhülse angeordnet sind. Diese Kerben haben in der einen Umfangsrichtung eine flachverlaufende Flanke und in der entgegengesetzten Umfangsnchtung eine steüverlaufende Flanke. Bei Verdrehen werden die Stifte 55 durch die flachverlaufende Flanke gegen die Kraft der Feder zurückgedfückt, ein Verdrehen in der anderen Richtung ist nicht möglich, ds die Stifte 55 an der steilverlaufenden Flanke dann zu Anlage kommen; Die Pendelhülse wird in dieserf •5 Bereich durch das Gehäuse 1 sowohl in radialer als aucl axialer Richtung geführt, so daß nur ein Verdrehen de Pendelhülse möglich ist.

Der Halter 19 besitzt antfiebsseitig einen zapfenför migen Teil 60, auf dem bei seiner Vorwärtsbewegung

ι« der Schläger 12 auftrifft; Abtriebsseitig ist der Halter Ii fnüfferiförmig ausgebildet Und wird in einer Bohrung 6 des Ciehäuses 1 geführt. Dieser muffenförmige Teil 6; dient zur Aufnahme eines Werkzeugs. Zwischer muffenförmigem Teil 62 und zapfenförmigem Teil 6C

Γι befindet sich die Führung des Halters 19. die zwar eine Axialbewegung des Halters zuläßt nicht jedoch eine Verdrehung gegenüber der Führungshülse 22. Zwischer Muffe 62 und Führungsleil des Halters 19 befindet sich sine Ringnut S3 in die sin 5J2^o''^e°k<»i* λη^ι,ΐοη &ι hereinragt. Die Längenausdehnung der Nut bestimm somit die axiale Verschiebbarkeit des Halters 19.

Durch die vorbeschriebene Anordnung wird erreicht daß insbesondere bei Festklemmen des Schlag-Bohr Werkzeuges das durch die Umsetzung auftretende

2> Drehmoment nur auf die Zwischenhülse 26. die Kupplungshülse 29 und von dort über die Kupplung* klauen 30 auf den Kupplungsring 31 und das Gehäuse 1 übertrafen wird. Die hin- und hergehende Kolbenhülse 6 wird nur durch Druck in axialer Richtung belastet. Ir dieser Richtung ist auch die Belastung des Kurbelantrie bes optimal. Ein Verschleiß diese·; Antriebs wird dami erheblich herabgesetzt.

Überschreitet das Drehmoment den durch die Fedei 34 und den Zapfen 39 eingestellten Wert, so rasten die

r> Klauen 30 aus, wodurch bis zum Wiedereinrasten de Klauen die Umsetzung des Schlag-Bohrwerkzeug' unterbrochen wird. Das minimale Ausrastdrehmomen läßt sich durch die Kraft der Feder einstellen. Es kann erhöht werden durch eine von der Bedienungsperson zusätzlich auf die Kupplungshülse aufgebrachte Kraf über einen exzentrisch bewegbaren Zapfen 39. Anderer seits kann durch denselben Zapfen der ganze Umsetzen trieb abgeschaltet werden, so dab der Bohrhammer nur noch als Schlagwerkzeug dient. Durch diese Anordnung und besonders durch diese Kupplung wird eine Gefährdung der Bedienungsperson verhindert. Da minimale Ausrastdrehmoment kann verhältnismäßig niedrig eingestellt werden, um auch den geringeren Körperkräften einer schwächeren Bedienungsperson

in gerecht zu werden. Eine Verstärkung des Ausrastdreh moments kann nicht durch versehentliches Drehf > am Handgriff 42 eintreten. Um dies zu erreichen, muß die Bedienungsperson durch eine bewußte Handlung den Handgriff 42 erst herausziehen, um diesen im Sinne einer Verstärkung des Drehmoments weiterbewegen zu können. Hiermit wird ebenfalls in großem Maße die Gefährdung der Bedienungsperson durch Bedienungsfehler verhindert. Durch die Verstärkungsmöglichkeit des Ausrastmoments kann eine maximale Arbeitsfähig-

W) keil des Bohrhammers erzielt werden.

Sämtliche Teile, die dem Verschleiß stark ausgesetzt sind, sind in dieser Anordnung als leicht auswechselbare Teile ausgebildet. Es bieten sich somit leichte und preiswerte Instandsetzungsmöglichkeiten, insbesondere auch dadurch, daß keine wesentliche Justierungsarbeiten bei der Montage des Bohrhammers vorgenommei werden müssen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Von Hand zu führender Bohrhammer mit eingebautem umlaufenden Elektro-Motor mit einem Kurbeltrieb zum Antrieb eines hin- und hergehenden Teils, das einen ein in Umfangsrichtung geführtes Schlag-Bohrwerkzeug antreibenden Schläger hin- und herbewegt, mit schrittweiser Umsetzung des Schlag-Bohrwerkzeuges durch eine über ein Steilgewinde drehbare Pendelhülse, die über ein Sperrwerk mit dem Schlag-Bohrwerkzeug verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das hin- und hergehende Teil (6) eine drehbare, in axialer Richtung auf ihn fixierte Zwischenhülse (26) trägt, mit einem in das Gewinde der Pendelhülse (24) eingreifenden Steilgewinde auf dem einen Teil ihrer Mantelfläche und mit einer auf einen anderen Teil ihrer Mantelfläche angeordneten Geradverzahnung, die unter Wahrung der axialen Verschiebbarkeit der Zwischenhülse (26) in die Geradverzahnung einer KL-iplungshüIse (29) eingreift, die mit einem fest mit Jem Bohrhammergehäuse (1) verbundenen Kupplungsring (31) durch die abschaltbare Kraft einer Feder (34) und/oder die über eine Kraftübertragungsanordnung willkürlich aufbringbare Muskelkraft einer Bedienungsperson kuppelbar is·.

2. Bohrhammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungshülse (29) und der Kupplungsring (31) als Kupplungselemente konische Klauen (30) besitzen, die auf der Stirnseite angeordnet sind und in axialer Richtung ineinander eingreifen

3. Bohrhammer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, da3 die -..upplungshülse (29) in axialer Richtung dur-jh die sich am Gehäuse (1) abstützende Feder (34) belas :t ist, die mittels eines von außen von Hand betätigbaren exzentrisch bewegbaren Zapfens (Exzenters) (39) zusammenpreßbar und außer Eingriff mit der Kupplungshülse (29) gebracht werden kann.

4. Bohrhammer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die willkürlich von der Bedienungsperson aufbringbare Muskelkraft über denselben Exzenter (39) auf die Kupplungshülse (29) übertragbar ist.

5. Bohrhammer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzenter (39) durch einen um sich drehbaren, am Gehäuse (1) des Bohrhammers angebrachten Haltegriff (42) betätigbar ist.

6. Bohrhammer nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß für eine Drehrichtung des Haltegriffs (42) und des Exzeniers (39) im Sinne der Unterstützung der Federkraft der Haltegriff in Mittelstellung einen Anschlag (49) hat, der nur nach einer axialen Verschiebung des Haltegriffs (42) gegen die Kraft einer Feder (44) überschreitbar ist.