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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Bohrhammer und insbesondere
auf einen Bohrhammer mit einer Überlastkupplungsanordnung.
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Solche
Hämmer
weisen normalerweise ein Gehäuse
und eine hohle zylindrische Spindel auf, die in dem Gehäuse befestigt
ist. Die Spindel ermöglicht das
Einsetzen des Schafts eines Werkzeug oder eines Werkzeugelements,
zum Beispiel eines Bohrer- oder eines Meiseleinsatzes, in ihr vorderes
Ende, so dass es im vorderen Ende der Spindel mit einem Bewegungsgrad
in axialer Richtung gehalten wird. Die Spindel kann ein zylindrisches
Einzelteil sein, oder sie kann aus zwei oder mehr koaxialen zylindrischen Teilen
hergestellt sein, die zusammen die Hammerspindel bilden. So kann
zum Beispiel ein vorderer Teil der Spindel als ein getrennter Werkzeugaufnahmekörper zum
Halten des Werkzeugs oder des Werkzeugelements ausgebildet sein.
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Solche
Hämmer
sind mit einem Schlagmechanismus versehen, der den drehenden Antrieb
von einem Elektromotor in einen sich hin- und herbewegenden Antrieb
für das
Antreiben eines Kolbens umwandelt, der ein Hohlkolben sein kann,
damit sich dieser in der Spindel hin- und herbewegt. Der sich hin-
und herbewegende Kolben treibt mittels eines geschlossenen, sich
zwischen dem Kolben und dem Schlagkörper befindenden Luftpolsters
einen Schlagkörper
an. Die Schläge
werden vom Schlagkörper
auf das Werkzeug oder das Werkzeugelement des Hammers, wahlweise über einen
Döpper, übertragen.
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Bohrhämmer können in
kombiniertem Schlag- und Bohrbetrieb und in einigen Fällen auch
in reinem Bohrbetrieb verwendet werden, in dem die Spindel oder
ein am weitesten vorn liegendes Teil der Spindel und somit das darin
eingesetzte Werkzeugelement in Drehung versetzt wird. Im kombinierten Schlag-
und Bohrbetrieb wird das Werkzeugelement in Drehung versetzt, während es
gleichzeitig wiederholte Schläge
aufnimmt. Ein Drehantriebsmechanismus überträgt den Drehantrieb vom Elektromotor
auf die Spindel, um zu bewirken, dass sich die Spindel oder ein
am weitesten vorn liegendes Teil davon dreht.
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Es
ist bekannt, dass Bohrhämmer
im Antriebszug Überlastkupplungen
aufweisen, die den Drehantrieb vom Motor zur Spindel oder zum am
weitesten vorn liegenden Teil der Spindel übertragen. Solche Überlastkupplungen
sind dazu ausgestaltet, Drehantrieb zu übertragen, wenn das übertragene Antriebsdrehmoment
unterhalb eines vorgegebenen Schwellenwerts liegt, und zu rutschen,
wenn das übertragene
Antriebsdrehmoment den Schwellenwert überschreitet. Während des
Hammerbohrens oder des Bohrens von Materialien mit ungleichmäßiger Härte, zum
Beispiel an Zuschlagstoffbeton oder Stahlbeton, kann das Werkzeugelement
verklemmen, wodurch das über
den Drehantriebszug übertragene
Drehmoment ansteigt und das Hammergehäuse dazu neigt, entgegen dem
Haltegriff des Benutzers zu drehen. Das Drehmoment kann schnell ansteigen,
und in einigen Fällen
kann der Benutzer die Kontrolle über
den Hammer verlieren. Die Verwendung einer Überlastkupplung kann die Gefahr dieser
Erscheinung verringern, indem sichergestellt wird, dass die Kupplung
rutscht und der Drehantrieb zum Werkzeugelement bei einem Schwellenwert
des Drehmoments unterbrochen wird, der tiefer liegt als der Wert,
bei dem der Benutzer aller Wahrscheinlichkeit nach die Kontrolle über den
Hammer verliert. Daher muss die Kupplung über die Lebensdauer des Hammers
bei einem vorgegebenen Drehmoment zuverlässig rutschen, selbst nach
einem Dauerbetrieb.
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Es
ist bei einigen Hammerausführungen
bekannt, die Überlastkupplung
um die Spindel des Hammers herum als Teil der Spindelantriebszahnradanordnung
anzuordnen. Das führt
zu einer relativ kompakten Ausgestaltung der Überlastkupplung. Die Kompaktheit
des Bohrhammers ist ein kritisches Entwurfsmerkmal, insbesondere
für Bohrhämmer mit geringeren
Abmessungen. Das Spindelantriebszahnrad wird drehend durch das Motorritzel
oder eine durch das Motorritzel angetriebene Zwischenwelle angetrieben,
und der Drehantrieb wird über
die Überlastkupplung
vom Spindelantriebszahnrad zur Spindel oder zu einem am weitesten
vorn liegenden Teil der Spindel übertragen.
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Bei
einer solchen bekannten Ausbildung der Überlastkupplung ist das Spindelantriebszahnrad drehbar
an der Spindel befestigt, und ein Satz von Zähnen an der Seitenfläche des
Spindelantriebszahnrads kann mit einem Satz von Zähnen an
der gegenüberliegenden
Fläche
eines Kupplungsrings in Eingriff stehen. Der Kupplungsring ist unverdrehbar, jedoch
in axialer Richtung verschiebbar auf der Spindel befestigt und ist
in axialer Richtung der Spindel durch eine Feder in Eingriff mit
dem Spindelantriebszahnrad vorgespannt, so dass die Sätze von
Zähnen in
Eingriff kommen. Die Feder ist allgemein eine kräftige Schraubenfeder, die sich über eine
axiale Strecke zwischen dem Kupplungsring an einem Ende der Feder
und einem Endanschlag am entgegengesetztem Ende der Feder, gegen
den die Feder gelagert ist, um die Spindel erstreckt. Unterhalb
eines vorgegebenen Schwellenwerts sind die Zähne durch die Feder in Eingriff
vorgespannt, und das Drehmoment wird vom Spindelantriebszahnrad über den
Kupplungsring auf die Spindel übertragen.
Oberhalb des vorgegebenen Drehmoments kann der Kupplungsring sich
entgegen der Kraft der Feder bewegen, und die Sätze von Zähnen überlaufen einander, und daher
wird das Drehmo ment vom Spindelantriebszahnrad nicht zur Spindel übertragen.
Wegen der axialen Bewegung des Kupplungsrings und der sich axial
erstreckenden Feder und der Forderung nach einem Endanschlag für die Feder
ist diese bekannte Überlastungskupplungsanordnung
nicht sehr kompakt und erstreckt sich über einen relativ langen axialen Abschnitt
der Spindel. Dieses Problem der Kompaktheit wird noch größer, wenn
eine Spindelantriebszahnradanordnung, die eine solche Überlastkupplung
aufweist, als eine Unterbaugruppe angeordnet ist, die sich in axialer
Richtung entlang der Spindel bewegen kann, um das Spindelantriebszahnrad
zwischen verschiedenen Betriebsartenstellungen zu bewegen. In einer
Betriebsartenstellung für
nur Bohren und/oder Hammerbohren kämmt das Spindelantriebszahnrad
mit der Welle oder mit dem Ritzel, das sie antreibt, und die Spindel
wird gedreht. In einer zweiten Betriebsartenstellung nur für Hämmern wird das
Spindelantriebszahnrad in axialer Richtung entlang der Spindel und
außer
Eingriff mit der Welle oder dem Ritzel bewegt, und der Antrieb zur
Spindel wird unterbrochen.
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Die
DE 38 07 308 offenbart eine
Sicherheitsrutschkupplung für
einen Bohrhammer gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1.
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Die
vorliegende Erfindung bezweckt, eine kompakte und zuverlässige Ausführung der Überlastkupplung
für einen
Bohrhammer zur Verfügung
zu stellen, die zumindest einige der vorher angeführten Probleme überwindet.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein elektrisch angetriebener Bohrhammer zur Verfügung gestellt,
mit einer drehbar in einem Gehäuse
des Hammers befestigten hohlen zylindrischen Spindel mit einer an
einem vorderen Ende der Spindel vorgesehenen Werkzeugaufnahmeanordnung
zur lösbaren
Halterung eines Werkzeugs oder Werkzeugelements, so dass eine begrenzte
Hin- und Herbewegung des Werkzeugs oder Werkzeugelements möglich ist,
einem in der Spindel vorgesehenen Luftpolsterhammermechanismus zur
Erzeugung wiederholter Schläge
auf das Werkzeug oder Werkzeugelement, einem Drehantriebsmechanismus
mit einem um die Spindel drehbar befestigten Spindelantriebszahnrad
für den
drehenden Antrieb der Spindel oder eines Teils der Spindel und einer Überlastkupplung, wobei
das Spindelantriebszahnrad zum drehenden Antrieb der Spindel oder
eines Teils der Spindel durch die Überlastkupplung angepasst ist,
dadurch gekennzeichnet, dass die Überlastkupplung aufweist:
einen
drehbar um die Spindel befestigten Kupplungsring zur begrenzten
Drehbewegung bezüglich
dem Spindelantriebszahnrad und zum drehenden Antrieb durch das Spindelantriebszahnrad über mindestens ein
Federelement und
mindestens ein vom Kupplungsring getragenes
Verriegelungselement, um bezüglich
dem Kupplungsring aus einer ersten Stellung, in der das Verriegelungselement
Drehantrieb vom Kupplungsring auf die Spindel überträgt, verschiebbar zu sein,
wobei
diese so angeordnet sind, dass das Federelement oder die Federelemente
das Spindelantriebszahnrad und den Kupplungsring unterhalb eines
vorgegebenen Schwellendrehmoments in einer relativen Drehstellung
hält bzw.
halten, in der das Spindelantriebszahnrad das Verriegelungselement
oder die Verriegelungselemente in der ersten Stellung verriegelt,
und dass das Federelement oder die Federelemente sich oberhalb des
Schwellendrehmoments verformt bzw. verformen und sich die relative
Drehstellung von Spindelantriebszahnrad und Kupplungsring ändert, so
dass sich das Verriegelungselement oder die Verriegelungselemente
aus der ersten Stellung bewegt bzw. bewegen.
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In
einer insbesondere in axialer Richtung kompakten Ausführung ist
der Kupplungsring vorzugsweise radial zwischen dem Spindelantriebszahnrad
und der Spindel angeordnet. Auch können das Verriegelungselement
oder die Verriegelungselemente vom Kupplungsring getragen werden,
so dass es bzw. sie zwischen einer radial inneren ersten Stellung
und einer radial äußeren zweiten
Stellung verschiebbar ist bzw. sind.
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Um
Kompaktheit zu erreichen und um das Schwellendrehmoment genau zu
bestimmen, erstreckt sich das oder jedes Federelement vorzugsweise
in Umfangsrichtung zwischen einem Anschlag am Spindelantriebszahnrad
und einem ersten Anschlag am Kupplungsring. Die relative Drehstellung von
Spindelantriebszahnrad und Kupplungsring kann durch das oder jedes
Federelement aufrecht erhalten werden, das einen zugehörigen Anschlag
am Spindelantriebszahnrad in anliegenden Eingriff mit einem entsprechenden
zweiten Anschlag am Kupplungsring drückt. Der Anschlag am Spindelantriebszahnrad
kann sich über
eine radial nach innen gerichtete Fläche des Spindelantriebszahnrads
radial nach innen und die ersten und zweiten Anschläge auf dem Kupplungsring
von einer Umfangsfläche
des Kupplungsring radial nach außen erstrecken.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung ist für jedes Verriegelungselement
im Spindelantriebszahnrad eine Vertiefung ausgebildet, und das oder
jedes Verriegelungselement bewegt sich in die zugehörige Aussparung,
wenn die Bewegung aus der ersten Stellung erfolgt. Die oder jede
Aussparung kann in einer radial nach innen gerichteten Fläche des
Spindelantriebszahnrads ausgebildet sein.
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Um
eine gute Führung
der Verriegelungselemente zu erreichen, kann der Kupplungsring für jedes
Verriegelungselement eine Tasche aufweisen. Jede Tasche kann mit
einem Rand mit vergrößerter radialer
Breite versehen sein, wobei der Rand den ersten Anschlag und zusätzlich oder
alternativ den zweiten Anschlag des Kupplungsrings bildet.
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Die
Spindel kann mit einer Aussparung für das oder jedes Verriegelungselement
ausgebildet sein, und das oder jedes Verriegelungselement steht in
der ersten Stellung des Verriegelungselements bzw. der Verriegelungselemente
mit einer entsprechenden Aussparung in Eingriff, um das Drehmoment
zwischen dem Kupplungsring und der Spindel einfach und zuverlässig zu übertragen.
Wenn das Spindelantriebszahnrad und die Überlastkupplung in axialer
Richtung auf der Spindel verschiebbar sind, um den Drehantrieb zur
Spindel in Eingriff oder außer Eingriff
zu bringen, kann alternativ eine in axialer Richtung verschiebbare
Buchse vorgesehen, auf der das Spindelantriebszahnrad und die Überlastkupplung
befestigt sind, wobei die Buchse zum drehenden Antrieb der Spindel
mit einer Aussparung für
das oder jedes Verriegelungselement ausgebildet ist und das oder
jedes Verriegelungselement in der ersten Stellung des Verriegelungselements
bzw. der Verriegelungselemente mit einer entsprechenden Aussparung
in Eingriff steht. Die oder jede Aussparung kann in einer radial
nach außen
gerichteten Fläche
der Spindel oder der Buchse ausgebildet sein.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung hält bzw. halten das elastische
Element oder die elastischen Elemente das Spindelantriebszahnrad
und den Kupplungsring in einer relativen Drehstellung, in der die
oder jede Aussparung im Spindelantriebszahnrad mit der oder einer
entsprechenden der Aussparungen in der Spindel oder Buchse radial
fehlausgerichtet ist.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführung
der vorliegenden Erfindung, die in radialer Richtung relativ kompakt
ist, sind die Zähne
des Spindelantriebszahnrads axial vor oder axial hinter dem Kupplungsring
ausgebildet.
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Eine
Form des Bohrhammers gemäß der vorliegenden
Erfindung wird nun als ein Beispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben,
die zeigen in
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1 einen
Längsschnitt
durch den vorderen Teil eines Bohrhammers, wenn sich der Bohrhammer
in der Betriebsart nur Bohren befindet;
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2 einen
Querschnitt durch einen Teil der Überlastspindelkupplung des
Hammers aus 1, wenn die Kupplung ein Drehmoment
zur Spindel überträgt;
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3 einen
Querschnitt durch einen Teil der Überlastspindelkupplung des
Hammers aus 1, wenn die Kupplung rutscht;
und
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4 einen
Längsschnitt, äquivalent
der Fläche
A aus 1, der eine zweite Ausführung der vorliegenden Erfindung
darstellt.
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Der
Bohrhammer hat einen in 1 dargestellten vorderen Teil
und einen hinteren Teil, der in herkömmlicher Weise einen Motor
und einen hinteren Griff aufweist. Der Griff kann ein Pistolengriff
oder ein D-Griff sein. Der Griffbereich weist einen Kippschalter
für das
Betätigen
des Elektromotors auf, wobei der Motor am vorderen Ende seiner Ankerwelle mit
einem Ritzel (nicht dargestellt) versehen ist. In der Anordnung
aus 1 verläuft
die Längsachse des
Motors parallel zur Längsachse
der hohlen zylindrischen Spindel 18 des Hammers. Alternativ
könnte der
Motor mit seiner Achse senkrecht zur Spindel 18 ausgerichtet
sein, wobei in diesem Fall am Ende der Ankerwelle des Motors ausgebildet
ein Kegelritzel wäre,
um mit einem Kegelrad zu kämmen,
das im Presssitz auf die Zwischenwelle aufgesetzt ist und das Zahnrad 32 ersetzt.
Der Bohrhammer aus 1 hat einen vorderen Gehäuseteil 2 und
einen mittleren Gehäuseteil 4,
die aneinander durch Schraubelemente (nicht dargestellt) befestigt
sind, um ein Gehäu se
für die
Hammerspindel 18, die Spindelantriebsanordnung, die Hammerantriebsanordnung
und den Betriebsartenänderungsmechanismus
zu bilden.
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Der
Hammer hat eine Spindel 18, die zur Drehung im Hammergehäuse 2, 4 in
herkömmlicher Weise
angebracht ist. Im hinteren Teil der Spindel ist ein Hohlkolben 20 in
herkömmlicher
Weise verschiebbar angeordnet. Der Hohlkolben 20 wird durch eine
Hammerantriebsanordnung, die nachfolgend ausführlicher beschrieben wird,
in der Spindel 18 hin- und herbewegt. Ein Schlagkörper 21 folgt
der Hin- und Herbewegung
des Kolbens 20 in üblicher
Weise durch aufeinanderfolgende Unter- und Überdrücke in einem Luftpolster zwischen
dem Kolben 20 und dem Schlagkörper 21. Die Hin-
und Herbewegung des Schlagkörpers
bewirkt, dass dieser wiederholt gegen einen Döpper 22 stößt, das
wiederholt auf ein Werkzeug oder ein Werkzeugelement (nicht dargestellt) stößt. Das
Werkzeug oder Werkzeugelement ist durch eine Werkzeugaufnahme herkömmlicher
Ausgestaltung, beispielsweise eine Werkzeugaufnahme 16 vom
Typ SDS-Plus, lösbar am
Hammer befestigt. Die Werkzeugaufnahme ermöglicht es dem Werkzeug oder
dem Werkzeugelement, sich in ihr hin- und herzubewegen, um den Vorwärtsstoß des Döppers auf
eine zu bearbeitende Oberfläche
(beispielsweise einen Betonblock) zu übertragen. Die Werkzeugaufnahme 16 überträgt auch
den Drehantrieb von der Spindel 18 zu dem in ihr befestigen
Werkzeug oder Werkzeugelement.
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Der
Hammer wird durch einen nicht dargestellten Motor angetrieben, der
ein Ritzel (nicht dargestellt) aufweist, das über ein Antriebszahnrad 32 drehend
eine Zwischenwelle 24 antreibt. Die Zwischenwelle ist zur
Drehung im Hammergehäuse 2, 4 parallel
zur Hammerspindel 18 durch das hintere Lager 26 und
das vordere Lager 28 befestigt. Die Zwischenwelle weist
ein Antriebszahnrad 50 auf, das entweder einstückig auf
ihr gebildet oder im Presssitz auf ihr angeordnet ist, so dass das
Antriebszahnrad sich mit der Zwischenwelle 24 dreht. Somit
dreht sich das Antriebszahnrad 50 zusammen mit der Zwischenwelle 24,
wenn dem Motor Strom zugeführt wird.
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Die
Hammerantriebsanordnung weist eine Taumelscheibenbuchse 34 auf,
die drehbar auf der Zwischenwelle 24 befestigt ist und
die einen Taumelscheibenlaufring 36 besitzt, der um sie
herum unter einem schrägen
Winkel zur Achse der Zwischenwelle 24 ausgebildet ist.
Ein Taumelscheibenring 38, von dem sich ein Taumelscheibenzapfen 40 erstreckt,
ist zur Drehung um den Taumelscheibenlaufring 36 über Kugellager 39 in
herkömmlicher
Weise angeordnet. Das vom Taumelscheibenring 38 entfernte
Ende des Taumelscheibenzapfens 40 ist durch eine Öffnung in einem
Drehzapfen 42 befestigt, wobei der Drehzapfen mittels zweier
mit Öffnungen
versehener Arme 44 schwenkbar am hinteren Ende des Hohlkolbens 20 befestigt
ist. Somit treibt der Taumelscheibenantrieb 36, 38, 39, 40, 42, 44 hin-
und hergehend den Hohlkolben in herkömmlicher Weise an, wenn die
Hammerantriebsbuchse um die Zwischenwelle angetrieben wird. Die
Taumelscheibenbuchse 34 weist einen Satz von angetriebenen
Keilen 48 auf, die am vorderen Ende der Buchse 34 vorgesehen
sind und wahlweise mit dem Antriebszahnrad 50 der Zwischenwelle über eine
Betriebsartenänderungsbuchse 52 in Eingriff
kommen können.
Wenn die Zwischenwelle drehend durch das Motorritzel angetrieben
wird und die Betriebsartenänderungsbuchse 52 mit
den antreibenden Keilen 48 der Hammerantriebsbuchse 34 in Eingriff
kommt, treibt das Antriebszahnrad 50 die Hammerantriebsbuchse 34 drehend
an, der Kolben 20 wird durch den Taumelscheibenantrieb
hin- und hergehend angetrieben, und ein in der Werkzeugaufnahme 16 angebrachtes
Werkzeug oder Werkzeugelement wird wiederholt durch die Wirkung
des Schlagkörpers 21 durch
den Döpper 22 gestoßen.
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Die
Spindelantriebsanordnung weist eine Spindelantriebsbuchse 56 auf,
die zur Drehung in Bezug auf die Zwischenwelle 24 angebracht
ist. Die Spindelantriebsbuchse weist an ihrem vorderen Ende einen Satz
von Antriebszähnen 60 auf,
die sich dauerhaft in Eingriff mit den Zähnen 62a des Spindelantriebszahnrads 62 befinden.
Das Spindelantriebszahnrad 62 ist auf der Spindel 18 über eine Überlastkupplungsanordnung
angebracht, die nachfolgend beschrieben wird. Somit wird die Spindel 18 drehend angetrieben,
wenn die Spindelantriebsbuchse 56 drehend angetrieben wird,
und dieser Drehantrieb wird über
die Werkzeugaufnahme 16 auf ein Werkzeug oder Werkzeugelement übertragen.
Die Spindelantriebsbuchse 56 hat ein Antriebszahnrad 58, das
sich an ihrem hinteren Ende befindet und das wahlweise durch das
Zwischenwellenantriebszahnrad 50 über die Betriebsartenänderungsbuchse 52 angetrieben
werden kann.
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In
der in 1 dargestellten Stellung überbrücken die sich axial erstreckenden
Zähne 54,
die in der radial nach innen gerichteten Fläche der Betriebsartenänderungsbuchse 52 gebildet
sind, das Zwischenwellenantriebszahnrad 50 und die angetriebenen
Zähne 58 der
Spindelantriebsbuchse. Somit wird der Drehantrieb auf die Spindel übertragen,
und die Bohrbetriebsart wird erreicht. Die Betriebsartenänderungsbuchse
kann aus ihrer in 1 dargestellten Stellung nach
hinten in eine Zwischenstellung bewegt werden, in der die Zähne 54 der
Spindelantriebsbuchse das Zwischenwellenantriebszahnrad 50,
die angetriebenen Zähne 58 der
Spindelantriebsbuchse und die angetriebenen Keile 48 der
Taumelscheibenbuchse 34 überbrücken. Somit wird der Drehantrieb
zur Spindel und zur Taumelscheibe übertragen, und die Hammerbohrbetriebsart
wird erreicht. Die Betriebsartenänderungsbuchse
kann aus ihrer Zwischenstellung nach hinten in eine hintere Stellung
bewegt werden, in der die Zähne 54 der Spindelantriebsbuchse
das Zwischenwellenantriebszahnrad 50 und die angetriebenen
Keile 48 der Taumelscheibenbuchse 34 überbrücken. Somit
wird der Drehantrieb zur Taumelscheibe übertragen, und die Nur-Hammer-Betriebsart wird
erreicht.
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Das
Spindelantriebszahnrad 62 treibt über die in 2 und 3 dargestellte Überlastspindelkupplung
die Spindel 18 drehend an. Das Spindelantriebszahnrad 62 ist
um die Spindel 18 so angebracht, dass es sich in Bezug
auf die Spindel drehen kann. Die axiale Vorwärtsbewegung des Spindelantriebszahnrads 62 ist
durch eine nach hinten gerichtete Schulter 18a begrenzt,
die in der Außenfläche der
Spindel 18 ausgebildet ist. Ein Kupplungsring 96 ist
ebenfalls drehbar an der Spindel angebracht, und eine axiale Rückwärtsbewegung
des Kupplungsrings 96 wird durch den Sprengring 19 verhindert.
Somit wird eine axiale Bewegung der Überlastspindelkupplungskomponenten
durch ihre Lage zwischen der Schulter 18a und dem Sprengring 19 verhindert.
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2 zeigt
die Eingriffsstellung der Kupplung unterhalb des vorgegebenen Schwellendrehmoments.
Das Spindelantriebszahnrad 62 treibt über mehrere Schraubenfedern 94 den
Kupplungsring 96 in Drehrichtung R an. Mehrere Zapfen 62a stehen
radial nach innen von der radial nach innen gerichteten Fläche des
Spindelantriebszahnrads 62 vor, wobei die Zapfen 62a gegen
das hintere Ende (in Bezug auf die Drehrichtung R) einer zugehörigen Feder 94 stoßen. Das
vordere Ende (in Bezug auf die Drehrichtung R) jeder Feder 94 stößt gegen
einen zugehörigen
zweiten Zapfen 96b, wobei sich mehrere zweite Zapfen 96b von
der Umfangsfläche
des Kupplungsrings 96 radial nach außen erstrecken. Jede Feder 94 ist
so positioniert, dass sie sich jeweils in Umfangsrichtung zwischen
den zugehörigen
Zapfen 62a, 96b zwischen einer radial nach innen
gerichteten Fläche des
Spindelantriebszahnrads 62 und den Umfangsflächenabschnitten
des Kupplungsrings 96 erstreckt.
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Jeder
sich radial nach innen erstreckende Zapfen 62a des Spindelantriebszahnrads 62 ist
in Umfangsrichtung zwischen einem zugehörigen ersten Zapfen 96a an
der Hinterkantenseite des Zapfens 62a und einem zugehörigen zweiten
Zapfen 96b an der Vorderkantenseite des Zapfens 62a positioniert. Auf
diese Weise wird eine relative Drehung zwischen dem Spindelantriebszahnrad 62 und
dem Kupplungsring 96 begrenzt.
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Der
Kupplungsring 96 treibt die Spindel 18 über mehrere
Verriegelungselemente in Form von rollenden Verriegelungskugeln 90 an.
Die Verriegelungskugeln 90 sind in Taschen 96c angeordnet,
die im Kupplungsring 96 ausgebildet sind. Die Taschen 96c sind
in axialer Richtung des Spindelantriebszahnrads 62 offen,
wie es am besten aus 1 zu erkennen ist, so dass die
Kugeln 90 zum Verhindern von Axialbewegung an der Spindel 18 zwischen
der Tasche 96c des Kupplungsrings 96 an der hinteren Seite
und einem radial inneren Teil des Spindelantriebszahnrads 62 an
der vorderen Seite angeordnet sind. Jeder radial nach außen vorstehende
zweite Zapfen 96b ist an der hinteren Kante einer zugehörigen Tasche 96c gebildet
und stößt somit
an das hintere Ende einer zugehörigen
Kugel 90. Jede Tasche 96c ist ebenfalls mit einem
nach außen
vorstehenden ersten Zapfen 96a versehen, der gegen das
vordere Ende jeder Kugel 90 stößt. Die Umfangsfläche der Spindel 18 ist
mit einem Satz von Taschen 92 versehen, um die zugehörigen Kugeln 90 aufzunehmen, wenn
sich die Kupplung in Eingriff befindet, wie es nachfolgend beschrieben
wird. Eine radial nach innen gerichtete Fläche des Spindelantriebszahnrads 62 ist
mit einem Satz von Taschen 98 versehen, um die zugehörigen Kugeln 90 aufzunehmen,
wenn die Kupplung rutscht, wie es nachfolgend beschrieben wird.
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Wie
in 1 und 2 dargestellt, drücken unterhalb
des vorgegebenen Schwellendrehmoments die Federn 94 die
ersten Zapfen 96a des Kupplungsrings 96 in Berührung mit
den Zapfen 62a des Spindelantriebszahnrads 62.
Das bewirkt, dass sich die Taschen 98 im Spindelantriebszahnrad 62 aus
der Ausrichtung mit den Taschen 96c des Kupplungsrings 96 bewegen.
Somit können
die Kugeln nicht in Eingriff mit den Taschen 98 im Spindelantriebszahnrad
kommen. Statt dessen werden die Kugeln 90 in Eingriff mit
den zugehörigen Taschen 92 in der
Spindel gedrückt,
wie es in 1 und 2 dargestellt
ist. Daher wird in der Eingriffsstellung der Überlastkupplung, wie sie in 1 und 2 dargestellt
ist, der Drehantrieb vom Spindelantriebszahnrad 62 über die
Federn 94 in Richtung R auf den Kupplungsring 96 und
vom Kupplungsring 96 über die
Verriegelungskugeln 90 auf die Spindel 18 übertragen,
und die Spindel wird drehend angetrieben.
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Wenn
das Drehmoment über
den vorgegebenen Schwellenwert ansteigt, bewirkt die Drehantriebskraft
des Spindelantriebszahnrads 62, dass die Federn 94 zusammengedrückt werden.
Das Zusammendrücken
der Federn 94 ermöglicht
es dem Spindelantriebszahnrad 62, sich in Bezug auf den
Kupplungsring 96 in die Drehrichtung R zu bewegen, bis die
Taschen 98 im Spindelantriebszahnrad 62 mit den
Taschen 96c im Kupplungsring 96 in Ausrichtung kommen,
d.h. bis die Taschen 98 mit den Verriegelungskugeln 90 ausgerichtet
sind. Die Verriegelungskugeln 90 werden durch die Antriebskraft
radial nach außen
an die Spindel 18 gedrückt
und bewegen sich in die Taschen 98 im Spindelantriebszahnrad 62.
Danach drehen sich das Spindelantriebszahnrad 62 und der
Kupplungsring 96 frei um die Spindel, und der Drehantrieb
zu der Spindel hört
auf, wirksam zu sein. Diese Rutschposition der Überlastkupplung ist in 3 dargestellt.
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Wenn
das Drehmoment wieder unter den vorgegebenen Schwellenwert abfällt, drücken die
Federn 94 gegen das Spindelantriebszahnrad 62,
um es in Bezug auf den Kupplungsring 96 in eine Richtung
zu drücken,
die der Drehrichtung entgegengesetzt ist. Sobald der Satz von Taschen 92 in
der Spindel 18 das nächste
Mal mit den Taschen 96c im Kupplungsring 96 in
Ausrichtung kommt, werden die Verriegelungskugeln durch die Kraft
der Federn 94 radial nach innen aus den Taschen 98 im
Spindelantriebszahnrad 62 heraus und in die Taschen 92 in
der Spindel 18 gedrückt,
und die Zapfen 96a und 62a werden gedrückt, um
wieder in Berührung
zu kommen. Somit nimmt die Überlastkupplungsanordnung wieder
ihre Eingriffsstellung der 1 und 2 ein, in
der sie den Drehantrieb vom Spindelantriebszahnrad 62 auf
die Spindel 18 überträgt.
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Wie
am besten aus den Figuren zu erkennen ist, ist die Überlastkupplungsanordnung
insbesondere in axialer Richtung kompakt.
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In
einigen Hammerausgestaltungen, die einen anderen Betriebsartenänderungsmechanismus aufweisen
als den vorher beschriebenen, wird der Drehantrieb auf die Spindel 18 durch
Bewegen des Spindelantriebszahnrads 62 in axialer Richtung
entlang der Spindel und außer
Eingriff mit einem Antriebsritzel auf der Zwischenwelle 24,
abgetrennt. Die vorher beschriebene Überlastkupplungsanordnung gemäß der vorliegenden
Erfindung ist auch für
die Verwendung geeignet, wenn das Übertragen des Drehantriebs
von einem solchen, in axialer Richtung bewegbaren Spindelantriebszahnrad 62 auf
die Spindel 18 erfolgt. In diesem Fall sind das Spindelantriebszahnrad 62 und
der Kupplungsring 96 drehbar und axial feststehend auf
einer Gleitbuchse 118 angebracht. Die Gleitbuchse 118 ist
mit den Taschen 92 zum Aufnehmen der Verriegelungskugeln 90 versehen,
wie es in den 2 und 3 dargestellt
ist. Die Gleitbuchse 118 ist nicht drehbar und axial verschiebbar
auf der Spindel 18 angeordnet. Daher treibt unterhalb des
Schwellendrehmoments die Überlastkupplungsanordnung
die Gleitbuchse 118 drehend an, und die Gleitbuchse 118 treibt
die Spindel drehend an. Oberhalb des Schwellendrehmoments rutscht
die Überlastkupplung,
und daher wird kein Drehantrieb auf die Gleitbuchse 118 und
somit kein Drehantrieb auf die Spindel 18 übertragen.
In den Betriebsartenstellungen des Hammers, wie Hämmern und
Bohren und nur Bohren, wird die Gleitbuchse 118, auf der
die Überlastkupplung
und die Spindelantriebszahnradanordnung befestigt sind, axial in
eine Position auf der Spindel bewegt, in der das Spindelantriebszahnrad 62 durch
die Zwischenwelle 24 drehend angetrieben wird. In Betriebsartenstellungen,
wie nur Hämmern, wird
die Gleitbuchse 118 axial in eine Position auf der Spindel
bewegt, in der das Spindelantriebszahnrad 62 außer Eingriff
mit der Zwischenwelle 24 bewegt und somit nicht drehend
angetrieben wird.
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4 zeigt
eine alternative Ausführung
der vorliegenden Erfindung, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugszahlen
gekennzeichnet sind, die mit einem ' versehen sind. Die Ausführung aus 4 hat ein
anders ausgestaltetes Spindelantriebszahnrad 62', wobei die
Zähne 62a' des Spindelantriebszahnrads
axial vor dem Kupplungsring 96' angeordnet sind. Das ermöglicht,
dass das Spindelantriebszahnrad 62' einen kleineren äußeren Radius
aufweist. In der Ausführung
aus 1 sind die Zähne 62a radial vom
Kupplungsring 96 nach außen angeordnet, und somit ist
die Ausführung
aus 4 in radialer Richtung kompakter.