DE4030027A1 - Schlagbohrmaschine - Google Patents
SchlagbohrmaschineInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25D—PERCUSSIVE TOOLS
- B25D11/00—Portable percussive tools with electromotor or other motor drive
- B25D11/06—Means for driving the impulse member
- B25D11/10—Means for driving the impulse member comprising a cam mechanism
- B25D11/108—Means for driving the impulse member comprising a cam mechanism the rotation axis of the cam member being parallel but offset to the tool axis
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- Mechanical Engineering (AREA)
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Description
Die Erfindung geht aus von einer elektrisch betriebenen Schlagbohr
maschine nach der Gattung des Anspruchs 1. Aus der DE-AS 21 65 066
ist eine solche Schlagbohrmaschine bekannt, deren Nocken zum Aufzug
des Schlägers eine Kurvenbahn mit Abschnitten konstanter Steigung
aufweist. Der Abschnitt zum Aufzug der Feder ist als eine unter
einem Winkel zur durch den Aufzugsbund verlaufenden Ebene ange
ordnete ebene Gleitfläche ausgebildet. Daran schließt sich ein unter
einem Winkel von 90° zu dieser Ebene verlaufender Abschnitt an. Dies
führt zu ruckhaften und verschleißträchtigen Relativbewegungen
zwischen Nocken und Aufzugsbund, die die erzielbare Schlagstärke des
Schlagwerks verringern.
Die erfindungsgemäße Schlagbohrmaschine mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß das
Schlagwerk einen besseren Wirkungsgrad aufweist. Dies wird sowohl
durch eine Rückgewinnung von Antriebsenergie als auch durch eine
effektivere Beschleunigung des Aufzugsbundes erreicht.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind
vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1
angegeben Schlagbohrmaschine möglich. Besonders vorteilhaft ist es,
den abfallenden Kurvenabschnitt, in dessen Verlauf der Schläger durch
die Feder zur Ausführung eines Schlages beschleunigt wird, gemäß
Anspruch 2 i.w. schräg zur Grundfläche verlaufend auszubilden, ohne
daß bei maximaler Motordrehzahl - um die volle Schlagenergie auf das
Werkzeug übertragen zu können - der Aufzugsbund den Kurvenabschnitt
berührt. Weiter vorteilhaft ist es, den Aufzugsbund bei geringerer
Drehzahl früher oder später auf den abfallenden Kurvenabschnitt
auftreffen zu lassen, wodurch der Aufzugsbund den Nocken in Dreh
richtung beschleunigt und den Motor entlastet. Auf diese Weise läßt
sich bei verminderten Drehzahlen ein Teil der in der Feder ge
speicherten Energie zurückgewinnen. Gleichzeitig wird damit die
Stärke der Einzelschläge in Abhängigkeit von der Drehzahl geregelt.
Besonders vorteilhaft ist es auch, daß der ansteigende Kurvenab
schnitt allmählich ansteigt und insbesondere parabelförmig ausge
bildet ist. Damit wird eine gleichmäßige Massenbeschleunigung er
reicht. Außerdem wird ein hartes Auftreffen des Aufzugsbundes auf den
ansteigenden Kurvenabschnitt verhindert, was sich zusätzlich ver
schleiß- sowie geräusch- und vibrationsmindernd auswirkt. Insgesamt
wird ein unnötiger Kräfteverbrauch infolge unharmonischer Bewegungs
abläufe verhindert.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung darge
stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Fig. 1
zeigt einen Schnitt durch eine Schlagbohrmaschine und Fig. 2 eine
Abwicklung der Kurvenbahn eines Nockens. Fig. 3 zeigt in einem
zweiten Ausführungsbeispiel die Abwicklung einer Kurvenbahn.
Im Gehäuse 2 einer Schlagbohrmaschine ist ein elektrischer Antriebs
motor 3 sowie ein Feder-Nocken-Schlagwerk 4 untergebracht. Die Dreh
bewegung des Motors 3 wird in bekannter Weise auf eine Zwischenwelle
5 übertragen, auf der ein sich mitdrehender Nocken 6 mit einer
Kurvenbahn 7 drehfest angeordnet ist.
An der Kurvenbahn 7 liegt ein Aufzugsbund 9 eines axial hin- und
herbeweglichen Schlägers 10 an. Der Schläger 10 ist in zwei Wälz
lagern 11 und 12 drehbar gelagert. Auf der dem Nocken 6 abgewandten
Seite des Aufzugsbundes 9 liegt eine Druckfeder 13 an dem Schläger 10
an, die mit ihrem anderen Ende gegen das Lager 11 abgestützt ist. Der
Schläger 10 arbeitet zusammen mit einem Döpper 15, auf den er seine
in Richtung auf ein Werkzeug 16 gerichtete Schlagenergie überträgt.
Der Döpper 15 greift in eine Werkzeugaufnahme 17, insbesondere Bohr
futter ein, in der das Werkzeug 16 gespannt ist.
In Fig. 2 ist in einem Diagramm die Nockenhöhe H in Abhängigkeit vom
Umdrehungswinkel ß des Nockens 6 dargestellt. Der Nocken 6 weist
seine größte Höhe H in dem Diagramm etwa bei dem Winkel β = 0 Grad
auf. An diesem Punkt befindet sich die Spitze 19 des Nockens 6, sie
stellt den höchsten Punkt der Kurvenbahn 7 dar. An der Spitze 19
beginnt ein abfallender Kurvenabschnitt 20, der an einer Rundung 18
in eine Grundfläche 21, die in einer Ebene senkrecht zur Achse 22 des
Nockens 6 liegt, übergeht. Der abfallende Kurvenabschnitt 20 kann
konvex oder konkav gekrümmt sein, er kann auch eine S-förmige Form
aufweisen. Es kann auch zur Erzielung einer geeigneten Einzelschlag
stärke bei gegebener Drehzahl zweckmäßig sein, den abfallenden
Kurvenabschnitt 20 zumindest teilweise geradlinig auszuführen. In
jedem Fall endet der abfallende Kurvenabschnitt 20 bei einem Um
drehungswinkel β, der kleiner ist als der Winkel, bei dem der Auf
zugsbund 9 bei maximaler Betriebsdrehzahl auf der Grundfläche 21 der
Kurvenbahn 7 auftrifft. Mit 23 ist eine Flugbahn des Aufzugsbundes 9
bezeichnet, der der Aufzugsbund bei maximaler Betriebsdrehzahl, zum
Beispiel 5000 Umdrehungen pro Minute folgt. Mit 24 ist die Flugbahn
des Aufzugsbundes 9 bei geringerer Drehzahl, zum Beispiel 4000 Um
drehungen pro Minute und mit 25 die Flugbahn bei 3000 Umdrehungen pro
Minute bezeichnet. Die Flugbahnen 24, 25 bei verminderter Drehzahl
schneiden in jedem Fall den abfallenden Kurvenabschnitt 20, so daß
der Aufzugsbund 9 im Verlauf des abfallenden Kurvenabschnitts 20 auf
die Kurvenbahn 7 auftritt und somit den Nocken 6 in seiner Dreh
richtung beschleunigt. Da sich der Schnittpunkt der Flugbahnen 24, 25
des Aufzugsbundes 9 mit zunehmender Betriebskennzahl in Richtung auf
die Grundfläche 21 der Kurvenbahn 7 verlagert, ist die auf den Döpper
15 bzw. das Werkzeug 16 übertragene Energie um so größer, je höher
die Betriebsdrehzahl ist. Andererseits steigt der Betrag der zurück
gewonnen Energie mit abnehmender Betriebsdrehzahl an.
An die Grundfläche 21 der Kurvenbahn 7 schließt sich ein ansteigender
Kurvenabschnitt 27 an, der eine in Drehrichtung des Nockens 6, also
mit zunehmenden Umdrehungswinkel β allmählich und kontinuierlich
zunehmende Steigung aufweist. Besonders vorteilhaft ist eine parabel
förmige Ausbildung des ansteigenden Kurvenabschnitts 27, wobei die
Steigung der Parabel beim Übergang zu dem Grund 21 Null beträgt und
zu einem maximalen Wert bei einem Umdrehungswinkel β von etwa 0 Grad
endet. Der Scheitelpunkt der Parabel liegt auf der Grundfläche 21.
Im Betrieb des Schlagwerks wird der Schläger 10 an seinem Aufzugsbund
9 bei vorzugsweise gleichbleibender Beschleunigung entlang dem an
steigenden Kurvenabschnitt 27 vom Döpper 15 weg nach hinten bewegt.
Dabei wird die Druckfeder 13 komprimiert. Am Ende des ansteigenden
Kurvenabschnitts 27 springt der Aufzugsbund 9 quasi über die
Spitze 19 der Kurvenbahn 7 hinweg und tritt je nach Höhe der Be
triebsdrehzahl entweder auf den abfallenden Kurvenabschnitt 20 oder
auf der Grundfläche 21 der Kurvenbahn 7 wieder auf. In diesem Ab
schnitt bewegt sich der Schläger 10 nach vorne in Richtung auf den
Döpper 15 hin und treibt diesen nach vorn in Richtung auf das Werk
zeug 16. Wenn der Aufzugsbund 9 nach dem Schlag an der Grundfläche 21
anliegt, ist die Druckfeder 13 zumindest weitgehend entspannt. Die
Stärke des Einzelschlags, der auf den Döpper 15 ausgeübt wird, ist um
so größer, je größer die Betriebsdrehzahl ist.
Eine weitere Möglichkeit, die Einzelschlagenergie mit der Drehzahl zu
koppeln, besteht darin, die Kurve (20) so zu gestalten, daß der Auf
zugsbund (9) nur bei maximaler Drehzahl frei über die Kurve (20)
wegfliegt; bei geringer Drehzahl aber aufliegt. Das heißt, der
Kurvenabschnitt 20′ ist gemäß Fig. 3 so gekrümmt, daß sein Verlauf
der Flugbahn des Aufzugsbundes (9) bei um 2-5% verminderter
Höchstdrehzahl des Motors 3 entspricht. Je stärker die Drehzahl
vermindert wird, desto höher wird die Auflage- und damit die Reib
kraft zwischen Aufzugsbund (9) und Kurvenabschnitt (20′). Die
Erhöhung der Reibkraft bewirkt eine Herabsenkung der Einzelschlag
energie.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die gezeigten Ausführungsbei
spiele. Insbesondere kann die Kurvenbahn auch direkt an dem Schläger
angeordnet sein, der sich gegenüber einer feststehenden Scheibe ab
rollt. Zur weiteren Dämpfung des Aufschlags des Aufzugsbundes 9 gegen
die Kurvenbahn 7 kann der Nocken 6 gegenüber der Zwischenwelle 5 ab
gefedert sein.
Claims (9)
1. Schlagbohrmaschine mit einem Feder-Nocken-Schlagwerk (4), dessen
Schläger (10) gegen eine Druckfeder (13) an einen sich gegenüber
einem Aufzugsbund (9) drehenden Nocken (6) mit einer Kurvenbahn (7),
die einen ansteigenden (27) und einen abfallenden Kurvenabschnitt
(20) aufweist, gespannt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurven
bahn (7) einen im Zusammenspiel mit dem Aufzugsbund (9) energie
sparenden Verlauf hat und vorzugsweise mindestens einer der Kurvenab
schnitte (20, 27) gekrümmt ausgebildet ist.
2. Schlagbohrmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der abfallende Kurvenabschnitt (20) im wesentlichen unter einem
stumpfen Winkel zur Grundfläche (21) der Kurvenbahn (7) erstreckt,
wobei sich der Kurvenabschnitt (20) nicht mit dem Verlauf der Flug
bahn (23) des Aufzugsbundes (9) bei maximaler Betriebsdrehzahl der
Maschine schneidet.
3. Schlagbohrmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der abfallende Kurvenabschnitt (20) bei mittlerer Betriebsdreh
zahl der Maschine die Flugbahn (24, 25) des Aufzugsbundes (9)
schneidet.
4. Schlagbohrmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der abfallende Kurvenabschnitt (20)
konvex oder konkav gekrümmt ausgebildet ist.
5. Schlagbohrmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenbahn (7) so geformt ist, daß
sich der Schnittpunkt des abfallenden Kurvenabschnitts (20) mit der
Flugbahn (24, 25) des Aufzugsbundes (9) mit zunehmender Betriebsdreh
zahl in Richtung auf die Grundfläche (21) der Kurvenbahn (7) ver
lagert.
6. Schlagbohrmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kurvenabschnitt (20) so gekrümmt ist, daß sein Verlauf der
Flugbahn des Aufzugsbundes (9) bei leicht verminderter Höchstdrehzahl
des Motors (3) entspricht.
7. Schlagbohrmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der ansteigende Kurvenabschnitt (27) in Drehrichtung eine allmählich
zunehmende Steigung aufweist.
8. Schlagbohrmaschine nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der ansteigende Kurvenabschnitt (27) etwa parabelförmig ausge
bildet ist.
9. Schlagbohrmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
der Scheitelpunkt der den Kurvenabschnitt (27) bildenden Parabel auf
der Grundfläche (21) liegt.
Priority Applications (2)
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DE (1) | DE4030027A1 (de) |
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Also Published As
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Legal Events
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---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |