DE3335553C2 - Bohrhammer mit Leerlauffangeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Bohrhammer mit einem Luft­ polsterschlagwerk, das einen kolbenartigen, mit einem einer Werkzeugaufnahme zugewandten axialen Fortsatz versehenen Schlä­ ger enthält, der in einem zylindrischen Führungsrohr über ein eingeschlossenes Luftpolster hin- und herbeweglich angetrieben ist und auf das hintere Ende des in einer drehend angetriebenen Spindel eingesetzten Werkzeugs Schläge ausübt, wobei im Innen­ raum der Spindel eine aus einem Hülsenelement bestehende Fang­ einrichtung angeordnet ist, die an ihrer Innenfläche eine Ringnut aufweist und die den Schläger in der Leerlaufstellung durch Eingriff eines Ringkörpers mit der Ringnut festhält.

Bei einem bekannten Borhammer dieser Art sitzt der Ringkörper in der an der Innenfläche des Hülsenelementes vorgesehenen Ringnut, während auf dem Fortsatz des Schlägers eine andere Ringnut aus­ gebildet ist. Wird daher der Schläger im Leerlauf nach vorn geschleudert, so bewegt sich sein Fortsatz durch die Mittelöff­ nung des Ringkörpers hindurch, bis dieser in Eingriff mit der auf dem Fortsatz ausgebildeten Ringnut kommt und so der Schläger in der gefangenen Stellung gehalten wird.

Bei dieser bekannten Anordnung wird der Schläger praktisch un­ abgebremst nach vorn in Richtung auf die Werkzeugaufnahme be­ wegt, um bei Eingriff von Ringkörper und Ringnut im wesentlichen schlagartig abgebremst zu werden. Dies führt zu einer hohen Belastung des Materials des Ringkörpers sowie der diesen Ring­ körper haltenden Bereiche.

Es ist ferner bereits ein Bohrhammer bekannt (DE-OS 31 20 326), bei dem im Hülsenelement ein geschlitzter Bremsring aus hoch­ elastischem Material, vorzugsweise Stahl angeordnet ist, während der Fortsatz des Schlägers eine glatte zylindrische Fläche auf­ weist. Tritt der Schläger im Leerlaufbetrieb mit seinem Fortsatz in die Fangeinrichtung ein, so weitet er den Bremsring elastisch auf und wird auf diese Weise abgebremst sowie im Bremsring fest­ gehalten. Bei diesem bekannten Aufbau besteht wegen der großen Festigkeit des Materials des Bremsringes die Gefahr, daß der üblicherweise aus Stahl bestehende Schläger beim ersten Auftref­ fen zurückprellt, also nicht wirksam von der Fangeinrichtung aufgenommen wird, wodurch Leerlaufschläge im Bohrhammer entste­ hen. Darüber hinaus ist die Haftung der glatten Umfangsfläche des Fortsatzes des Schlägers im Bremsring verhältnismäßig ge­ ring, und es kann daher vorkommen, daß sich der Schläger bei Erschütterungen des Bohrhammers im Leerlauf wieder aus der Fang­ einrichtung löst.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Bohrhammer derart auszuge­ stalten, daß die im Bereich der Fangeinrichtung auftretenden Belastungskräfte bei guter Wirksamkeit der Fangeinrichtung deut­ lich verringert werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Bohrhammer der eingangs er­ wähnten Art erfindungsgemäß derart ausgestaltet, daß der gummi­ elastische Ringkörper auf dem Fortsatz des Schlägers befestigt ist und daß sich der Durchmesser der Mittelöffnung des Hülsen­ elementes an dem von der Werkzeugaufnahme abgewandten, hinteren Ende in Richtung auf die Ringnut allmählich verringert, so daß er bereits in einem Abstand von der Ringnut kleiner ist als der Außendurchmesser des Ringkörpers.

Bei dem erfindungsgemäßen Bohrhammer sind also die Anordnungen von Ringkörper und mit ihm bei Bewegung des Schlägers in die Leerlaufstellung in Eingriff kommender Ringnut vertauscht, und der auf dem Fortsatz des Schlägers befestigte Ringkörper durch­ läuft vor Erreichen der Ringnut einen sich verjüngenden Bereich der Mittelöffnung des Hülsenelementes, so daß sich infolge Ein­ griffs zwischen diesem Bereich und dem Ringkörper eine Abbrem­ sung des Schlägers ergibt, der Schläger also beim Eintreten des Ringkörpers in die Ringnut eine gegenüber der Geschwindigkeit seiner ursprünglichen Vorwärtsbewegung verringerte Geschwindig­ keit hat.

Um eine weitere verhältnismäßig weiche Abbremsung des Schlägers zu erhalten, kann die Breite der Ringnut größer sein als der Durchmesser des Ringkörpers, so daß sich der Ringkörper nach Eintritt in die Ringnut zu­ nächst noch etwas weiter bewegen kann und erst dann endgültig abgebremst wird.

Um bei einem Auftreffen des Schlägers auf das hintere Ende des Hülsenelementes eine Dämpfung der auf das Hülsenelement ausgeübten Schläge zu erreichen und diese nicht auf benachbarte Bauelemente zu übertra­ gen, kann zwischen vorderem Ende des Hülsenelementes und einer Ringschulter der Spindel ein gummielastischer Dämpfungsring vorgesehen sein.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der ein Ausfüh­ rungsbeispiel zeigenden Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in einer Teildarstellung teilweise als Ansicht und teilweise im Schnitt einen Bohr­ hammer,

Fig. 2 zeigt im Schnitt einen Ausschnitt aus dem Bohrhammer aus Fig. 1 im Bereich der Fang­ richtung.

Der dargestellte Bohrhammer hat ein aus zwei Kunststoffschalen bestehendes Gehäuse 1, das am vorderen Ende eine Werkzeugaufnahme 3 zur Aufnahme des teilweise dargestellten Boh­ rers 2 aufweist. Auf der Ankerwelle des nicht gezeigten Motors ist in üblicher Weise ein Ventilator 7 be­ festigt, und die Ankerwelle ist mit dem dargestellten Endbereich in einem Lager gehalten, das in einem Metall­ teil 4, etwa aus Aluminiumguß, befestigt ist. Das dar­ gestellte Ende der Ankerwelle bildet ein nicht zu erken­ nendes Ritzel, das in Eingriff mit einem Zahnrad 13 steht, das auf einer Zwischenwelle 10 befestigt ist. Die Zwischenwelle 10 ist mit ihren Enden in Lagern 11 und 24 gehalten, wobei das Lager 11 im Metallteil 4 und das Lager 24 in einem Blech-Formteil 5 befestigt ist, das in das Gehäuse 1 eingesetzt ist und in zentrie­ rendem Eingriff mit dem Metallteil 4 steht. Zwischen dem Zahnrad 13 und dem Lager 11 befindet sich eine Tellerfeder 12. Das Zahnrad 13 ist begrenzt in Richtung auf das Lager 11 auf der Zwischenwelle 10 verschiebbar, jedoch unverdrehbar gehalten, so daß es bei einer solchen Verschiebung die Tellerfeder 12 zusammendrückt.

Auf der Zwischenwelle 10 ist drehbar eine Trommel 14, 14′ befestigt, die eine umlaufende Nut 15 aufweist. Die umlaufende Nut 15 ist so ausgebildet, daß sie die spä­ ter zu beschreibende Hin- und Herbewegung des Kolbens 26 des Schlagwerkes erzeugt, und sie kann die Form eines schräg gestellten Kreises haben. An dem dem Zahnrad 13 abgewandten Ende der Trommel 14, 14′ hat diese die angedeuteten Zähne, die in Eingriff mit entsprechend geformten Zäh­ nen einer Buchse 16 stehen, die auf der Zwischenwelle 10 unverdrehbar befestigt ist. An der Außenfläche der Buchse 16 liegt eine Feder 18 an, die sich an einer von einer Scheibe 19 gebildeten Ringschulter abstützt und die Buchse 16 in Richtung auf die Trommel 14, 14′ drückt, um so den Eingriff der Zähne sicherzustel­ len. Die Buchse 16 kann mittels einer nicht dargestell­ ten Anordnung von außen so verlagert werden, daß ihre Zähne außer Eingriff mit den Zähnen der Trommel 14, 14′ kommen, die Buchse 16 also gegen den Druck der Feder 18 nach links verlagert wird. In dieser Stellung wird dann die Drehbewegung der Zwischenwelle 10 nicht mehr von der Buchse 16 auf die drehbar auf der Zwischenwelle 10 gelagerte Trommel 14, 14′ übertragen und daher der An­ trieb für das Schlagwerk unterbrochen.

Zwischen der Scheibe 19 und einem dem Lager 24 benach­ barten Lager 23 zur Aufnahme von Axialkräften ist auf der Zwischenwelle 10 ein Zahnrad 37 vorhanden, das in Eingriff mit einem auf der Spindel 39 befestigten Zahn­ rad 38 steht und so eine Drehbewegung der Spindel 39 und damit des Bohrers 2 bewirkt. Die Spindel 39 stützt sich mit ihrem inneren Ende an einem Lager 40 ab, während das Zahnrad 38 zur Aufnahme von Stößen in axialer Rich­ tung gegen eine mittels eines eingelagerten Ringes 42 gehaltene Tellerfeder 41 begrenzt bewegbar ist.

Zur Erzeugung der Schlagbewegung des Bohrers 2 dient ein in einem Führungsrohr 25 befestigter, rohrförmiger Kol­ ben 26, in dem der Schläger 27 angeordnet ist. Zur Funktionsweise eines solchen Schlagwerkes sei auf die EP-OS 14 760 verwiesen, in der auch die Funktion und die Lage von hier nicht dargestellten, im rohrförmigen Kolben 26 und im Führungsrohr 25 vorzusehenden Belüf­ tungsöffnung erläutert wird.

Es sei erwähnt, daß in Fig. 1 zur Verdeutlichung der verschiedenen Betriebsstellungen des Schlagwerkes ober­ halb und unterhalb der Mittellinie des Führungsrohres 25 zwei unterschiedliche Betriebsstellungen gezeigt sind. In der unterhalb der Mittellinie dargestellten Betriebsstellung befindet sich der rohrförmige Kolben 26 in seiner nahezu vollständig zurückgezogenen Lage, während der Schläger 27 sich in der Stellung befindet, die sich bei Leerlauf, also bei fehlendem Bohrer 2 oder bei fehlendem Widerstand auf das vordere Ende des Boh­ rers 2 ergibt. Oberhalb der Mittellinie ist der rohrför­ mige Kolben 26 in seiner am weitesten nach vorn verla­ gerten Stellung gezeigt, während der Schläger 27 sich in einer Lage befindet, in der er mit seinem Fortsatz 33 schlagend auf das hintere Ende des Fortsatzes 29 des Zwischendöppers 29 auftrifft. Am hinteren äußeren Ende des rohrförmigen Kolbens 26 sind zwei Ansätze 28 ange­ formt, die eine Mittelbohrung zur Aufnahme eines Zap­ fens 30 aufweisen. Dieser Zapfen 30 ist um seine Längsach­ se drehbar gelagert und hat eine Mittelbohrung, in und durch die sich das ein Ende eines Hebels 31 erstreckt. Dieser Hebel 31 ist mit seinem dem sich durch die Mittel­ bohrung des Zapfens 30 erstreckenden Ende gegenüberlie­ genden Ende 33 mit Hilfe eines Stiftes schwenkbar am Gehäuse 1 bzw. an einem Teil des Metallteils 4 gela­ gert, also um den Stift schwenkbar. Zwischen den beiden Enden des Hebels 31 ist an diesem ein Zapfen befestigt, der sich in die Nut 15 der Trommel 14, 14′ erstreckt, so daß bei Bewegung der Nut 15 der Hebel 31 um den im Gehäuse 1 bzw. einem Teil des Metallteils 4 gelagerten Stift verschwenkt und dadurch sein oberes Ende in Richtung der Mittelachse des Führungsrohres 25 in der ange­ deuteten Weise hin- und herbewegt wird.

Im oberen Bereich des Metallteils 4 befindet sich ein nach hinten offener Kanal 45, der zur Führung von Kühl­ luft dient.

Wie dargestellt, ist der Schläger 27 im rohrförmigen Kolben 26 hin- und herbewegbar und gegen dessen Innen­ wand mit einem O-Ring 36 abgedichtet. Am vorderen Ende des Kolbens 26 ist der Fortsatz 33 vorhanden, der aus einem im wesentlichen zylindrischen Abschnitt be­ steht, in dem eine Ringnut ausgebildet ist, in der ein als Fangring dienender und als O-Ring ausgebildeter Ringkörper 34 befestigt ist.

In der drehbar auf dem Führungsrohr 25 gelagerten Spin­ del 39 ist ein Hülsenelement 50 vorgesehen, zwischen dessen vorderem Ende und einer Ringschulter der Spin­ del 39 ein als O-Ring ausgebildeter Dämpfungsring 52 an­ geordnet ist. Wie insbesondere in der oberen Hälfte von Fig. 2 zu erkennen ist, kommt der Zwischendöpper 29 in seiner hinteren Lage in Berüh­ rung mit einer schräg verlaufenden inneren Ringschulter des Hülsenelementes 50. Um die bei dieser Berührung vom Zwischendöpper 29 auf das Hülsenelement 50 ausgeübten Rückschläge zu dämpfen, ist ein gummielastischer Dämp­ fungsring 53 vorhanden, der zwischen zwei Ringscheiben 54 und 55 angeordnet ist, wobei die Ringscheibe 55 durch einen in eine Ringnut der Spindel 39 eingreifen­ den Sprengring 56 axial nach hinten unverlagerbar gehal­ ten ist. Die Ringscheibe 54 liegt einerseits an einer äußeren Ringschulter des Hülsenelementes 50 und anderer­ seits an einer inneren Ringschulter der Spindel 39 an, so daß sie durch axiale Verlagerung des Hülsenelemen­ tes 50 infolge Rückstößen des Zwischendöppers 29 nach hinten gegen den Dämpfungsring 53 bewegt und die Stöße durch Verformung dieses Dämpfungsringe 53 gedämpft werden.

Vom hinteren Ende, also dem in den Figuren rechten Ende des Hülsenelementes 50, verjüngt sich dessen Mittelöffnung und endet in einer Ringnut 51, deren lichter Durchmesser größer ist als der lichte Durchmesser des an sie angrenzenden, sich verjüngenden Bereichs der Mittelöffnung. Dieser verjüngende Bereich ist so bemessen, daß er kurz nach seinem Beginn am hinteren Ende des Hülsenelementes 50 einen lichten Durchmesser hat, der gleich dem äußeren Durchmesser des Ringkörpers 34 ist, so daß der übrige zwischen dieser Stelle und der Ringnut 51 liegende Bereich der sich verjüngenden Fläche einen kleineren Durchmesser als der Ringkörper 34 aufweist.

Wie Fig. 2 zeigt, ist die Breite der Ringnut 51 größer als der Durchmesser des Ringkörpers 34, und der Abstand zwischen Ringkörper 34 und der Übergangsfläche zwischen Fortsatz 33 und zylindrischer Umfangsfläche des Schlägers 27 ist kleiner als der Abstand zwischen hinterem Ende des Hülsenelementes 50 und vorderem Ende der Ringnut 51, so daß, wie dem unteren Teil von Fig. 2 zu entnehmen ist, die Übergangsfläche des Schlägers 27 zur Anlage am hinteren Ende des Hülsenelementes 50 kommt, bevor der Ringkörper 34 das vordere Ende der Ringnut 51 erreicht hat.

Wird im Betrieb des Bohrhammers kein Druck auf das vordere Ende des in der Werkzeugaufnahme 3 befindlichen Bohrers 2 ausgeübt oder befindet sich kein Werkzeug in der Werkzeugaufnahme 3, so treibt der Schläger 27 den Zwischendöpper 29 bei Berührung des hinteren Endes seines Fortsatzes 29′ aus der in der oberen Hälfte von Fig. 2 gezeigten Lage nach vorn, und der Schläger 27 bewegt sich ebenfalls weiter nach vorn. Infolgedessen kommt der Ringkörper 34 in Berührung mit der Innenfläche des sich verjüngenden Bereichs der Mittelbohrung des Hülsenelementes 50, und die Vorwärtsbewegung des Schlä­ gers 27 wird dadurch abgebremst. Tritt dann der Ringkörper 34 in die Ringnut 51 ein, so ist der Schläger 27 bereits erheblich abgebremst worden. Die noch vorhandene kinetische Energie wird durch den Aufprall der Übergangsfläche zwischen Fortsatz 33 und zylindrischer Umfangsfläche des Schlägers 27 auf das hintere Ende des Hülsenelementes 50 von diesem auf den Dämpfungsring 52 übertragen und dort als Verformungsarbeit vernichtet. Dabei verhindert der Eingriff von Ringkörper 34 und Ringnut 51 ein Zurückrollen des Schlägers 27.

Wird auf das vordere Ende des in die Werkzeugaufnahme 3 eingesetzten Bohrers 2 wieder Druck ausgeübt, so wird der Zwischendöpper 29 nach hinten verlagert und der Ringkörper 34 aus der Ringnut 51 herausgedrückt, also der Schläger 27 wieder in die oben in Fig. 2 gezeigte Lage verschoben.

Claims (4)

1. Bohrhammer mit einem Luftpolsterschlagwerk, das einen kol­ benartigen, mit einem einer Werkzeugaufnahme zugewandten axialen Fortsatz versehenen Schläger enthält, der in einem zylindrischen Führungsrohr über ein eingeschlossenes Luft­ polster hin- und herbeweglich angetrieben ist und auf das hintere Ende des in einer drehend angetriebenen Spindel eingesetzten Werkzeugs Schläge ausübt, wobei im Innenraum der Spindel eine aus einem Hülsenelement bestehende Fangein­ richtung angeordnet ist, die an ihrer Innenfläche eine Ring­ nut aufweist und die den Schläger in der Leerlaufstellung durch Eingriff eines Ringkörpers mit der Ringnut festhält, dadurch gekennzeichnet, daß der gummielastische Ringkörper (34) auf dem Fortsatz (33) des Schlägers (27) befestigt ist und daß sich der Durchmesser der Mittelöffnung des Hülsen­ elementes (50) an dem von der Werkzeugaufnahme (3) abgewand­ ten, hinteren Ende in Richtung auf die Ringnut (51) allmäh­ lich verringert, so daß er bereits in einem Abstand von der Ringnut (51) kleiner ist als der Außendurchmesser des Ring­ körpers (34).

2. Bohrhammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Mittelöffnung im vom hinteren Ende des Hül­ senelementes (50) ausgehenden Drittel des Bereiches zwischen hinterem Ende und Ringnut (51) gleich dem Außendurchmesser des Ringkörpers (34) ist.

3. Bohrhammer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Ringnut (51) größer ist als der Durch­ messer des Ringkörpers (34).

4. Bohrhammer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen vorderem Ende des Hülsenelementes (50) und einer Ringschulter der Spindel (39) ein gummiela­ stischer Dämpfungsring (52) vorgesehen ist.