DE3504650C2 - Bohrhammer mit Verstärkung der Betätigungskraft für die Kupplung des Schlagantriebes - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Bohrhammer nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon ein derartiger Bohrhammer bekannt (DE 33 11 265 A1), bei dem die Wirksamkeit der lösbaren Kupplung zwischen Elektromotor und Antriebsglied des Schlagwerks von der Andrückkraft abhängig ist, die von dem den Hammer Bedienenden aufgebracht wird. Abgesehen davon, daß dadurch die Bedienung des Hammers erschwert wird, ist eine zuverlässige Mitnahme des Antriebsglieds des Schlagwerks von individuellen Gegebenheiten abhängig, da nicht jeder Benutzer des Hammers die gleiche Andrückkraft aufzubringen vermag.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Bohrhammer mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 6 hat demgegenüber den Vorteil, daß die erforderliche Andrückkraft für den den Hammer Bedienenden beim Schlagbohren äußerst gering ist, daß aber die auf die Kupplung tatsächlich einwirkende Schließkraft größer ist als dies bei herkömmlichen, dem Stand der Technik entsprechenden Hämmern bei Anwendung gleich großer Andrückkraft der Fall ist.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 bzw. im Anspruch 6 angegebenen Bohrhammers möglich.

Zeichung

Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel in einem in Seitenansicht, teilweise im Schnitt, dargestellten Bohrhammer,

Fig. 2 einen Ausschnitt aus Fig. 1 in Seitenansicht und die

Fig. 3 und 4 weitere Ausführungsbeispiele, die in Form eines Ausschnitts aus einem Bohrhammer in Seitenansicht dargestellt sind.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Der in Fig. 1 der Zeichnung dargestellte Bohrhammer hat ein Gehäuse 1, in dem ein Elektromotor 2, ein Getriebe 3 und ein Schlagwerk 4 angeordnet sind. Die Achse 4′ des Schlagwerks 4 liegt parallel zur Achse des Elektromotors 2. An seinem hinteren Ende geht das Gehäuse 1 in einen Handgriff 5 über. In diesem ist ein mit einem Drücker 6 versehener Schalter eingebaut, über den der Elektromotor 2 in Betrieb gesetzt werden kann. Am unteren Ende des Handgriffs 5 ist durch eine elastische Tülle ein Stromzuleitungskabel eingeführt. Am vorderen, dem Handgriff 5 abgewandten Ende ist am Gehäuse 1 ein Werzeughalter 8 angeordnet, der zur Aufnahme von Werkzeugen, wie beispielsweise dem Bohrer dient.

Der Elektromotor 2 hat eine Antriebswelle 10, die beidseitig in im Gehäuse 1 befestigten Kugellagern gelagert ist. Das in dem Kugellager 11 gelagerte Ende der Antriebswelle 10 trägt ein Motorritzel 12, das in ein Zahnrad 13 eingreift. Dieses ist auf eine Zwischenwelle 14 aufgepreßt, die eine Axialbohrung 15 einer Trommel 16 durchgreift. In der Axialbohrung 15 sind Nadelkäfige 17 angeordnet, in denen die Zwischenwelle 14 gelagert ist. Das dem Elektromotor 2 abgewandte Ende 14′ der Zwischenwelle 14 ist in einem gehäusefesten Lager 18 gelagert.

Die Trommel 16 ist über ein Kugellager 19 in dem Gehäuse 1 gelagert. Der Außenring 20 des Kugellagers 19 sitzt als Festlager in dem Gehäuseteil 21. Die Innenlaufbahn für die Kugeln 22 des Kugellagers 19 wird durch die Trommel 16 selbst gebildet. Außerdem weist die Trommel 16 eine Laufrille 23 mit zur Achse der Zwischenwelle 14 schiefer Achse auf. Die Laufrille 23 bildet die Innenlaufbahn für Kugeln 24, die Teile eines Kugellagers 25 sind, dessen Außenring als Taumelscheibe 26 ausgebildet ist. Ein an die Taumelscheibe 26 angeformter Finger 27 treibt das Schlagwerk 4 an.

Das Schlagwerk 4 ist im Inneren eines im Gehäuse 1 drehbar gelagerten Führungsrohrs 28 angeordnet, das im gezeigten Ausführungsbeispiel einstückig mit dem Werkzeughalter 8 ausgebildet ist. Im Führungsrohr 28 ist ein als Antriebsglied dienender Kolben 29 dicht und gleitend geführt. Das hintere, dem Werkzeughalter 8 abgewandte Ende 30 des Kolbens 29 ist gabelartig ausgebildet und trägt einen Drehbolzen 31. Dieser weist eine Querbohrung 32 auf, in die der Finger 27 mit Spiel eingreift. Dadurch kann sich der Finger 27 leicht in axialer Richtung in der Querbohrung 32 bewegen. In dem hohl ausgebildeten Kolben 29 ist ein Schläger 33 dicht und gleitend geführt, der über einen Döpper 34 auf das hintere Schaftende des Werkzeugs 9 einwirkt.

Die Zwischenwelle 14 weist über einen Teil ihrer Gesamtlänge eine ritzelartige Verzahnung 35 auf, die in ein Zahnrad 36 eingreift. Dieses ist auf dem Führungsrohr 28 verschiebbar und frei drehbar gelagert. Es steht unter dem Einfluß einer Druckfeder 46, die bestrebt ist, das Zahnrad 36 stets gegen einen Bund 50 des Führungsrohrs 28 zu drücken. Die einander zugekehrten Stirnseiten des Zahnrads 36 einerseits und des Bundes 50 haben Vorsprünge 37, 38, die so ausgebildet sind, daß sie im Zusammenwirken als Mitnahmekupplung und - unter dem Einfluß der Druckfeder 46 - als Überlastkupplung dienen. Auf dem mit der Verzahnung 35 versehenen Teil der Zwischenwelle 14 sitzt eine Hülse 39, die eine mit der Verzahnung 35 korrespondierende Innenverzahnung 40 hat und auf der Zwischenwelle 14 verschiebbar ist. Der Rand 39′ der topfförmig ausgebildeten Hülse 39 ist an seiner Innenwand konisch ausgebildet und für die Zusammenarbeit mit einem an der Trommel 16 angeordneten Außenkonus 41 bestimmt. Die Hülse 39 und der Außenkonus 41 bilden somit eine Kegelkupplung 39/41, durch die die Trommel 16 drehfest mit der Zwischenwelle 14 verbunden werden kann. Das Einrücken der Kegelkupplung 39/41 erfolgt unter dem Einfluß des Führungsrohrs 28, das durch Andrücken des Bohrers gegen das zu bearbeitende Werkstück axial verschoben wird.

Dabei drückt das hintere Schaftende des Bohrers 9 gegen den Döpper 34, der mit verhältnismäßig geringem axialem Bewegungsspiel in einer Hülse 42 gehalten ist, die ihrerseits - gesichert durch einen Ring 43 - im Führungsrohr 28 gelagert ist. Der Druck des Schaftendes des Bohrers 9 auf den Döpper 34 bewirkt über die Hülse 42 und den Ring 43 ein axiales Verschieben des Werkzeughalters 8 mit seinem Führungsrohr 28. Der Bund 50 des Führungsrohrs 28 drückt dabei über ein Axiallager 48 und eine Scheibe 49 gegen das das Führungsrohr 28 umgreifende, gabelartige Ende 51 eines Hebels 52. An dem gabelartigen Ende 51 des Hebels 52 sind jeweils zwei Lappen 51′ und 51′′ ausgebildet, von denen der Lappen 51′ gegen die Scheibe 49 und der Lappen 51′′ gegen eine Tellerfeder 53 geneigt ist. Das dem gabelartigen Ende 51 des Hebels 52 entgegengesetzte Ende 54 ist ebenfalls gabelartig ausgebildet und umgreift die Zwischenwelle 14 und die auf ihr gelagerte Hülse 39. Auf der Höhe der Achse der Zwischenwelle 14 weist der Hebel 52 an seinem gabelartigen Ende 54 jeweils einen Vorsprung 55 auf, der sich über eine Scheibe 56 und ein Axiallager 57 gegen die Hülse 39 abstützt. In der Nähe einer Ausnehmung 58 im Gehäuse 1 ist ein Exzenterstift 59 angeordnet, der um seine Lagerachse verdrehbar und damit einstellbar ist. Der Exzenterstift 59 kann - wie in Fig. 2 dargestellt - in seinem im Gehäuse 1 gelagerten Bereich eine rändelartige Verzahnung 60 aufweisen, die ihn im Zusammenwirken mit seinen Lagerbohrungen im Gehäuse 1 gegen ungewolltes Verdrehen sichert.

Der Hebel 52 ist bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 lose in das Gehäuse 1 eingelegt, und zwar derart, daß sein unteres Ende 54 in die Gehäuseausnehmung 58 hineinragt und sich dort gegen das Gehäuse 1 abstützt. Während der Vorsprung 55 an der Stirnseite der Scheibe 56 anliegt, stützt sich die dem Vorsprung 55 abgewandte Fläche 61 des unteren Endes 54 des Hebels 52 gegen den Umfang des Exzenterstiftes 59 ab.

Werden nun durch Andrücken des in den Bohrhammer eingesetzten Werkzeugs 9 gegen das zu bearbeitende Werkstück das Führungsrohr 28 und damit das Axiallager 48 und die Scheibe 49 verschoben, so drückt die Stirnseite der Scheibe 49 gegen den Lappen 51′ des oberen Endes 51 des Hebels 52, wodurch dieser, da sein unteres Ende 54 infolge Anlage seiner Fläche 61 am Umfang des Exzenterstifts 59 nicht ausweichen kann, in Richtung auf die Kegelkupplung 39/41 zu verschwenkt wird. Dabei drückt der Vorsprung 55 gegen die Stirnseite der Scheibe 56, wodurch die Hülse 39 über das Axiallager 57 mit dem an der Trommel 16 ausgebildeten Außenkonus 41 in Kupplungsverbindung gebracht wird. Der Hebel 52 ist aus federnd nachgiebigem Material hergestellt, so daß bei eventuellem weiterem Verstärken der Andrückkraft durch den den Bohrhammer Bedienenden zwar ein weiteres Verschieben des Führungsrohrs 28 erfolgen kann, die effektiv auf die Kegelkupplung 39, 41 einwirkende Kraft aber einen vorbestimmten Wert nicht übersteigt. Die Tellerfeder 53 ist hinsichtlich ihrer Federkraft so bemessen, daß sie die vorstehend beschriebenen Schwenkbewegungen des Hebels 52 ungehindert zuläßt. Sie dient lediglich dem Zweck, beim Nachlassen des Anpreßdrucks den Hebel 52 wieder in die Lage zu verschwenken, in der die Kegelkupplung 39/41 gelöst ist und beim Gebrauch des Bohrhammers mit senkrecht nach oben gerichtetem Werkzeug zu verhindern, daß die Kegelkupplung 39/41 schon durch das Eigengewicht der auf den Hebel 52 einwirkenden Teile geschlossen wird und damit das Schlagwerk 4 schon im Leerlaufbetrieb zu arbeiten beginnt.

Die auf das Werkzeug 9 ausgeübte Andrückkraft wird in ihrer Wirkung auf die Hülse 39 verstärkt, wobei einleuchtend ist, daß die effektive Verstärkungswirkung von dem Verhältnis des Abstands des Vorsprungs 55 zum Abstand des die Scheibe 49 berührenden Lappens 51′ des Hebels 52 von dessen Schwenkpunkt abhängig ist.

Durch Verstellen des Exzenterstifts 59 ist es möglich, auf einfache Weise eventuelle Fertigungstoleranzen auszugleichen. Selbstverständlich kann der Hebel 52 unter Verzicht auf diese Justiermöglichkeit auf einer im Gehäuse 1 angeordneten Schwenkachse gelagert sein.

In Fig. 3 ist in schematischer Form ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei dem der Antrieb des Schlagwerks 4 über einen Kurbeltrieb erfolgt. Mit 65 ist ein Antriebsritzel bezeichnet, das auf der Welle des nicht dargestellten Antriebsmotors sitzt oder mit dieser in Getriebeverbindung steht. Das Ritzel 65 greift in ein Zahnrad 66 ein, das über ein Kugellager 67 im Gehäuse 68 gelagert ist. Eine Kurbelscheibe 69 sitzt an einem einstückig mit ihr verbundenen Wellenzapfen 70, der in einem Nadellager 71 im Gehäuse 68 verschiebbar gelagert ist. Die Kurbelscheibe 69 trägt einen exzentrisch zu ihrer Achse angeordneten Kurbelzapfen 72. Dieser ragt in eine Bohrung in einem Pleuel 73 hinein. An seinem anderen Ende nimmt der Pleuel 73 einen Kolbenbolzen 74 auf, der in dem gabelartigen Ende eines Kolbens 29′ angeordnet ist. Der Kolben 29′ entspricht dem Kolben 29 beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und erfüllt genau die gleiche Aufgabe innerhalb des Schlagwerks 4 wie dieser.

Die Kurbelscheibe 69 weist an ihrem Umfang einen Konus 75 auf, der mit einem Innenkonus 76 in einem Einschnitt 77 des Zahnrads 66 zusammen eine ein- und ausrückbare Mitnahmekupplung 75/76 bildet. Eine in den Einschnitt 77 eingelegte Tellerfeder 78 ist bestrebt, die Kurbelscheibe 69 stets von dem Zahnrad 66 wegzudrücken und damit die Mitnahmekupplung 75/76 stets in gelöster Stellung zu halten.

Um einen im Gehäuse 68 befestigten Stift 79 ist ein zweiarmiger Winkelhebel ausgebildeter Hebel 80 schwenkbar gelagert. Seine beiden Hebelarme 81, 82 sind gabelartig ausgebildet. Der Hebelarm 81 ist für die Zusammenarbeit mit einer Scheibe 49′ und der Hebelarm 82 mit einer Scheibe 83 bestimmt. Die Scheibe 49′ entspricht der Scheibe 49 beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1. Die weiteren, mit der Scheibe 49′ zusammenwirkenden Teile sind ebenfalls gleich wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und sind deshalb im Interesse besserer Übersichtlichkeit in Fig. 3 weggelassen. Auch hier wird die Scheibe 49′ entgegen der Vorschubrichtung des Werkzeugs 9 bewegt, wenn dieses gegen das zu bearbeitende Werkstück gedrückt wird. Dabei schwenkt die gegen den Hebelarm 81 drückende Scheibe 49′ den Winkelhelbe um den Stift 79, wodurch der Hebelarm 82 gegen die Scheibe 83 drückt. Da diese durch den Ring 84 auf dem Wellenzapfen 70 gesichert ist, nimmt sie diesen und damit die Kurbelscheibe 69 mit und bewegt sie gegen die Kraft der Tellerfeder 78. Die Mitnahmekupplung 75/76 wird eingerückt, so daß die Kurbelscheibe 69 vom laufenden Zahnrad 66 angetrieben wird. Die Drehbewegung wird in bekannter Weise über den Kurbelzapfen 72, den Pleuel 73 und den Kolbenbolzen 74 in ein hin- und hergehende Bewegung des Kolbens 29′ umgewandelt.

Auch bei diesem Ausführungsbeispiel wird die auf das Werkzeug ausgeübte und letzten Endes auf den beweglichen Kupplungsteil einwirkende Andrückkraft durch entsprechende Ausbildung eines Übertragungsgliedes - in diesem Fall des Winkelhebels - verstärkt, dies um so mehr, je länger der Hebelarm 81 im Vergleich zur Länge des Hebelarms 82 ist. Auch hier kann mindestens einer der Hebelarme 81, 82 so ausgebildet oder beschaffen sein, daß nach Erreichen einer vorbestimmten Andrückkraft im Bereich der Mitnahmekupplung 75/76 selbst ein weiteres Verstärken der auf das Werkzeug ausgeübten Andrückkraft keine oder nur eine unbedeutende Andruckerhöhung im Kupplungsbereich zur Folge hat.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 findet anstelle eines Schwenkhebelgetriebes ein Keilgetriebe Anwendung. Der aus der Zeichnung nicht ersichtliche Aufbau der Antriebs- und Bewegungswandlungsvorrichtung entspricht im wesentlichen dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3. Ein Antriebsritzel 65′ greift in ein Zahnrad 66′ ein, das auf dem Wellenzapfen 70′ einer Kurbelscheibe 69′ drehbar gelagert ist. Das Zahnrad 66′ hat einen Ansatz 85, an dem ein Außenkonus 86 ausgebildet ist. Eine Hülse 87 mit Innenkonus 88 ist auf dem Wellenzapfen 70′ der Kurbelscheibe 69′ verschiebbar gelagert. Ineinandergreifende Verzahnungen 89, 90 sorgen für eine ständige Drehmitnahmeverbindung zwischen dem Wellenzapfen 70′ und der auf ihm verschiebbaren Hülse 87.

Ein Schieber 91 ist in einer im Gehäuse 68′ ausgebildeten Führungsnut 92 geführt. Diese verläuft schräg zur Achse des Wellenzapfens 70′. Der Schieber 91 hat einen abgewinkelten, gabelartigen Arm 93, der sich unter der Einwirkung einer Feder 94 gegen die Scheibe 49′′ abstützt. Das dem Wellenzapfen70′ zugekehrte Ende des Schiebers 91 ist ebenfalls gabelartig ausgebildet. Es umgreift den Wellenzapfen 70′ und legt sich mit einer abgeschrägten Keilfläche 95 gegen eine Scheibe 96, die unter Zwischenschaltung von Gleitrollen 97 auf der Hülse 87 sitzt.

Das Andrücken des Werkzeugs gegen das zu bearbeitende Werkstück hat auch bei diesem Ausführungsbeispiel zur Folge, daß die Scheibe 49′′ nach rechts verschoben wird. Wegen der Anlage des Armes 93 an der Scheibe 49′′ nimmt an dieser Bewegung auch der Schieber 91 teil. Infolge der schräg verlaufenden Führungsnut 92 ist diese Verschiebebewegung mit einer gewissen Keilwirkung auf die Scheibe 96 und damit auf die Hülse 87 verbunden. Die Hülse 87 wird dabei gegen das Zahnrad 66′ bewegt, bis der der Innenkonus 88 gegen den Außenkonus 86 preßt. Die Drehmitnahme zwischen Zahnrad 66′ und Wellenzapfen 70′ und damit Kurbelscheibe 69 ist somit sichergestellt. Sobald der Anspreßdruck auf das Werkzeug nachläßt, geht die Scheibe 49′′ wieder in ihre Ausgangslage zurück. Unter dem Einfluß der Feder 94 folgt ihr der Arm 93 und damit der Schieber 91. Eine zwischen dem Zahnrad 66′ und der Hülse 87 angeordnete Tellerfeder 98 sorgt für das Lösen der Kupplungsverbindung 86/88. Der Antrieb zum Schlagwerk ist wieder abgeschaltet. Der Arm 93 kann so ausgebildet oder beschaffen sein, daß er nach Erreichen eines vorbestimmten Anspreßdruckes im Bereich der Kupplungsverbindung 86/88 fedend nachgibt, wenn die auf das Werkzeug ausgeübte Andrückkraft weiter verstärkt wird.

Claims (8)

1. Bohrhammer mit einem motorisch angetriebenen Schlagwerk, in dem ein hin- und herbewegtes Antriebsglied über ein Luftpolster auf einen axial beweglichen Schläger einwirkt, der seine Energie an ein in dem Bohrhammer geführten Werkzeug abgibt, wobei das Antriebsglied des Schlagwerks von einem Elektromotor über ein Getriebe bewegt ist, das zur Umsetzung der Drehbewegung des Elektromotors in die hin- und hergehende Bewegung des Antriebsglieds des Schlagwerks einen Bewegungswandler enthält und wobei in der Getriebekette zwischen Elektromotor und Antriebsglied des Schlagwerks eine lösbare Kupplung angeordnet ist, die in Abhängigkeit vom Andruck des Werkzeugs an das zu bearbeitende Werkstück über ein Betätigungselement in Wirkstellung gebracht und gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement durch einen im Gehäuse (1) des Bohrhammers schwenkbar gelagerten Hebel (52, 80) mit ungleich langen Hebelarmen (81, 82) gebildet wird, auf dessen längeren Hebelarm (81) das axial verschiebliche Werkzeug (9) einwirkt, während der kürzere Hebelarm (82) auf das bewegliche Kupplungsteil (39, 69) einwirkt.

2. Bohrhammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (52) einarmig ausgebildet ist.

3. Bohrhammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement als Winkelhebel ausgebildet ist.

4. Bohrhammer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Hebel (52) um einen um seine Lagerachse verdrehbaren Exzenterstift (59) schwenkbar abstützt.

5. Bohrhammer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzenterstift (59) in seinem im Gehäuse (1) gelagerten Bereich eine rändelartige Verzahnung (60) aufweist, die ihn im Zusammenwirken mit seinen Lagerbohrungen im Gehäuse (1) gegen ungewolltes Verdrehen sichert.

6. Bohrhammer mit einem motorisch angetriebenen Schlagwerk, in dem ein hin- und herbewegtes Antriebsglied über ein Luftpolster auf einen axial beweglichen Schläger einwirkt, der seine Energie an ein in dem Bohrhammer geführtes Werkzeug abgibt, wobei das Antriebsglied des Schlagwerks von einem Elektromotor über ein Getriebe bewegt ist, das zur Umsetzung der Drehbewegung des Elektromotors in die hin- und hergehende Bewegung des Antriebsglieds des Schlagwerks einen Bewegungswandler enthält und wobei in der Getriebekette zwischen Elektromotor und Antriebsglied des Schlagwerks eine lösbare Kupplung angeordnet ist, die in Abhängigkeit vom Andruck des Werkzeugs an das zu bearbeitende Werkstück über ein Betätigungselement in Wirkstellung gebracht und gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement durch ein Keilgetriebe mit einem in einer im Gehäuse (68′) ausgebildeten Führungsnut (92) verschiebbar angeordneten Schieber (91) gebildet wird, daß die Führungsnut (92) schräg zur Achse eines die Kupplung aufnehmenden Wellenzapfens (70′) verläuft und daß der Schieber (91) eine abgeschrägte, auf die Kupplung oder ein mit der Kupplung zusammenwirkendes Bauteil (Scheibe 96) einwirkende Keilfläche (95) aufweist, so daß der Schieber (91) zwischen der schräg verlaufenden Führungsnut (92) und der Kupplung eine die Betätigungskraft der Kupplung verstärkende Keilwirkung ausübt, wenn das Werkzeug an das zu bearbeitende Werkstück angedrückt wird.

7. Bohrhammer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement als federnd nachgiebiger Hebel (52, 80) mit vorbestimmter Eigensteifigkeit ausgebildet ist.

8. Bohrhammer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement gabelartig ausgebildet ist.