EP0318480B1 - Device for switching off percussion tools - Google Patents
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- EP0318480B1 EP0318480B1 EP19870904493 EP87904493A EP0318480B1 EP 0318480 B1 EP0318480 B1 EP 0318480B1 EP 19870904493 EP19870904493 EP 19870904493 EP 87904493 A EP87904493 A EP 87904493A EP 0318480 B1 EP0318480 B1 EP 0318480B1
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- B25D2216/00—Details of portable percussive machines with superimposed rotation, the rotational movement of the output shaft of a motor being modified to generate axial impacts on the tool bit
- B25D2216/0007—Details of percussion or rotation modes
- B25D2216/0046—Preventing rotation
Definitions
- the spline toothing of the swash plate can be brought out of engagement with the drive toothing on a special intermediate shaft externally by turning a lever, but this requires a great deal of design effort.
- the hammer drill according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that a substantial reduction in price is achieved by the simpler design of the impact switch. It can be used in any operating condition of the hammer drill the impact stop can be switched on and off without gear wear.
- the novel impact cut-off device can be installed in a space-saving manner in the area of the guide tube and can alternatively also be used when a conventional cut-off can not be implemented elsewhere, for example for reasons of space.
- both the automatic idle shutdown and the decommissioning of the hammer mechanism for pure drilling operation are carried out by one and the same component. This also results in a more compact and lighter construction of the rotary hammer.
- Figure 1 shows a partially cut side view
- Figure 2 shows the tool end of a rotary hammer according to the invention in longitudinal section according to another embodiment.
- the hammer mechanism 2, the tool holder 3 with tool 4 and parts of the housing 5 are shown in FIG. 1 of a hammer drill 1.
- the striker 6 is located within a pot piston 7 which is surrounded by a guide tube 8, the front end of which facing the tool 4 has an inwardly directed collar 9 with teeth 10.
- the toothing 10 constantly engages in a toothing 11 of the firing pin 12 which receives the tool.
- the toothing 11 is flattened in the central region of the firing pin 12, so that a wide groove 13 is formed. After the groove 13, the toothing 11 again has a thickening 14 on which one or more holding elements 15 designed here as pawls protrude inwards Middle part 16 abut.
- the individual holding elements 15 are connected in a rotationally fixed manner to the firing pin 12 and thus also to the guide tube 8 by means of a perforated disk 17 with an internal toothing corresponding to the toothing 11 and fixed at their mutual distance from one another.
- the disc 17 also serves as a limitation for the damping element 18 with an O-ring 19 and as a stop for the outward projections 20 of the holding elements 15.
- a spring ring 21 is arranged on the outside around the holding elements 15 between the projections 20 and the collar 9 and presses the holding elements 15 inwards against the firing pin 12.
- a second weaker spring ring 22 holds the holding elements 15 in contact with the spring ring 21.
- the holding elements 15 At the front end, the holding elements 15 have inwardly directed projections 23 which rest in the groove 13 on the firing pin 12 when the rotary hammer 1 is operated.
- hook-like extensions 25 directed toward the groove 24 of the racket 6 are attached.
- Radially arranged, prestressed springs 27 each act on the rear sections 26 of the individual holding elements 15 from the outside.
- the springs 27 are guided in bushings 28 which pass through the guide tube 8 and rest on a projection of the control ring 30 which is tapered in the inner diameter.
- This projection consists of teeth 29 running in the axial direction of the striking mechanism.
- the diameter of the spring 27 is larger than the tooth spacing of the teeth 29.
- the control ring 30 has on its inside a further toothing 31 which is in engagement with an external toothing 32 of the guide tube 8.
- the contact surface 33 of the control ring 30 adjoins the external toothing 32. Between this and the toothing 29 there is a bevel 34.
- the control ring 30 On the circumference, the control ring 30 carries an annular groove 35 into which an eccentrically arranged pin 36 of an actuating button 37 engages.
- On the front of the control ring 30 there is a further set of teeth 38 on the outside which can be inserted into a set of teeth 40 which is firmly connected to the housing tube 39.
- gearwheel 41 which is in gear connection with the motor, not shown, and has teeth 42 corresponding to the teeth 29 for the rotary operation.
- FIG. 1 shows the pure impact operation.
- the collar 30 must stand so that the springs 27 abut the teeth 29.
- the firing pin must be pushed far enough (by pressing the hammer against the rock) so that the middle parts 16 of the holding elements 15 rest against its thickening 14 and the projections 23 can slide in the groove 13.
- the rotary drive is switched off because the teeth 29 are not in engagement with the toothing 42.
- the rotary drive can be switched on by turning the actuating button 37, which causes the toothing 29 to partially engage in the toothing 42 without the springs 27 already coming into the region of the bevel 34 of the adjusting ring 30.
- the bevel 34 slides over the springs 37 and presses them radially inwards. In the end position, they rest on the contact surface 33 of the adjusting ring 30.
- the holding elements 15 tilt with their extensions 25 inwards, engage in the groove 24 of the racket 6 and hold it. If the striker 6 is not yet in the sphere of influence of the holding elements at this point, it can press it back slightly against the force of the springs 27 with its beveled tip during its forward movement. Then the holding elements immediately close again and hold the racket 6 firmly.
- the holding elements 15 are not only used for impact shutdown, but also serve for active idle control. As soon as the firing pin 12 is hit far enough due to the lack of back pressure through the rock, the projections 23 on the thickening 14 and the central parts 16 on the bevel 14 'come to rest. The spring washer 21 and, if necessary, the spring 27 then to be preloaded push the section 26 with the extensions 25 inwards and the racket is caught.
- FIG. 2 shows a somewhat simpler example of a shock switch-off device without a rotation stop.
- the racket 6 'with groove 24' is in the pot piston 7 ', which is surrounded by the guide tube 8' with collar 9 'and teeth 10'. The latter engages in a partially in a thickening 50 of a firing pin 12 'teeth 11' attached.
- the bat 6 'facing end piece 51 of the firing pin 12' is tapered.
- the holding elements 15 ' have inwardly radially projecting contact surfaces 52 and tapered holding arms 53 with hook-like extensions 25'.
- the holding elements 15' are damped by a damping element 18 'on which the projections 20' rest.
- the holding arms 53 of the holding elements 15 ' are springs 27', which are held in openings 54 of the guide tube 8 'with a flanged edge.
- a sliding block 55 is inserted from the outside, the head 56 of which rests on the contact surface 57 of the control ring 30'.
- a chamfer 58 and a further recessed contact surface 59 adjoin this contact surface 57.
- the control ring 30 ' carries an annular groove 35' into which an eccentrically arranged pin 36 'of an actuating button 37' engages.
- the control ring 30 ' is in Figure 2 in the "impact stop" position, i.e. he presses with his contact surface 57 against the sliding block 55 and the spring 27 '. Characterized the holding elements 15 are tilted inwards and the extensions 25 'engage in the groove 24' of the racket 6 ', engage behind a collar 61 at the front end of the racket 6' and thereby hold it firmly.
- the springs 27 ' allow here, as in the previous example, a subsequent latching of the racket 6' in the already closed holding elements 15 '.
- the percussion piston 12 actively controls the idling of the hammer drill 1.
- the holding elements 15 tilt with the rear edge 60 onto the thinner end piece 51 and come into the catch position.
- the holding elements 15 are tilted back.
- pot pistons 7, 7 'or cylinder pistons can alternatively be used.
- a correspondingly shaped tool shank, intermediate striker or the like can directly take over the control.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Percussive Tools And Related Accessories (AREA)
Abstract
Description
Aus der früheren Anmeldung DE-A-3624153, die nach dem Prioritätsdatum veröffentlicht wurde, ist bereits ein Bohrhammer mit pneumatischem Schlagwerk bekannt, das mit einer Fangeinrichtung für den hin- und hergehenden Schläger ausgestattet ist. Dabei greifen hakenförmige Halteelemente in eine Nut des Schlägers, wenn der Bohrhammer vom Gestein abgehoben wird. Ein willkürliches Abschalten des Schlagwerks von außen, z.B. zum reinen Bohren, ist mit dieser Fangeinrichtung jedoch nicht möglich.From the earlier application DE-A-3624153, which was published after the priority date, a rotary hammer with a pneumatic hammer mechanism is already known, which is equipped with a catch device for the reciprocating racket. Hook-shaped holding elements engage in a groove of the racket when the hammer drill is lifted off the rock. An arbitrary shutdown of the striking mechanism from the outside, e.g. for pure drilling is not possible with this safety gear.
Zur willkürlichen Abschaltung des Schlagwerks kann zwar gemäß DE-A- 30 39 669 die Keilwellenverzahnung der Taumelscheibe extern durch Umlegen eines Hebels außer Eingriff mit der Antriebsverzahnung auf einer besonderen Zwischenwelle gebracht werden, jedoch erfordert dies einen hohen konstruktiven Aufwand.According to DE-A-30 39 669, the spline toothing of the swash plate can be brought out of engagement with the drive toothing on a special intermediate shaft externally by turning a lever, but this requires a great deal of design effort.
Der erfindungsgemäße Bohrhammer mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß durch die einfachere Gestaltung der Schlagabschaltung eine wesentliche Verbilligung erreicht wird. Es kann in jedem Betriebszustand des Bohrhammers der Schlagstopp ohne Getriebeverschleiß ein- und abgeschaltet werden. Die neuartige Schlagabschalteinrichtung läßt sich platzsparend im Bereich des Führungsrohres anbringen und ist alternativ auch dann einzusetzen, wenn eine herkömmliche Schlagabschaltung z.B. aus Raumgründen an anderer Stelle nicht realisierbar ist.The hammer drill according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that a substantial reduction in price is achieved by the simpler design of the impact switch. It can be used in any operating condition of the hammer drill the impact stop can be switched on and off without gear wear. The novel impact cut-off device can be installed in a space-saving manner in the area of the guide tube and can alternatively also be used when a conventional cut-off can not be implemented elsewhere, for example for reasons of space.
In Verbindung mit der aktiven Leerlaufsteuerung durch die Halteelemente werden sowohl die selbstätige Leerlaufabschaltung als auch die Außerbetriebsetzung des Schlagwerks für reinen Bohrbetrieb von ein- und demselben Bauteil übernommen. Dadurch wird zusätzlich eine kompaktere und leichtere Bauweise des Bohrhammers erreicht.In connection with the active idle control by the holding elements, both the automatic idle shutdown and the decommissioning of the hammer mechanism for pure drilling operation are carried out by one and the same component. This also results in a more compact and lighter construction of the rotary hammer.
Zwei Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Bohrhammers sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Figur 1 zeigt eine teilweise aufgeschnitte Seitenansicht und Figur 2 das werkzeugseitige Ende eines erfindungsgemäßen Bohrhammers im Längsschnitt gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.Two embodiments of a rotary hammer according to the invention are shown in the drawing and explained in more detail in the following description. Figure 1 shows a partially cut side view and Figure 2 shows the tool end of a rotary hammer according to the invention in longitudinal section according to another embodiment.
Von einem Bohrhammer 1 sind in Figur 1 das Schlagwerk 2, die Werkzeugaufnahme 3 mit Werkzeug 4 und Teile des Gehäuses 5 gezeigt. Der Schläger 6 befindet sich innerhalb eines Topfkolbens 7 der von einem Führungsrohr 8 umgeben ist, dessen dem Werkzeug 4 zugewandtes vorderes Ende einen nach innen gerichteten Bund 9 mit Verzahnung 10 aufweist. Die Verzahnung 10 greift ständig in eine Verzahnung 11 des Schlagbolzens 12 ein, der das Werkzeug aufnimmt. Die Verzahnung 11 ist im mittleren Bereich des Schlagbolzens 12 abgeflacht, so daß eine breite Nut 13 entsteht. Nach der Nut 13 weist die Verzahnung 11 wieder eine Verdickung 14 auf, an der ein oder mehrere hier als Sperrklinken ausgebildete Halteelemente 15 mit ihrem nach innen hervorstehenden Mittelteil 16 anliegen. Die einzelnen Halteelemente 15 sind mittels einer durchbrochenen Scheibe 17 mit einer inneren zu der Verzahnung 11 korrespondierenden Verzahnung drehfest mit dem Schlagbolzen 12 und damit auch mit dem Führungsrohr 8 verbunden und in ihrem gegenseitigen Abstand zueinander fixiert. Die Scheibe 17 dient gleichzeitig als Begrenzung für das Dämpfungselement 18 mit O-Ring 19 und als Anschlag für die nach außen gerichteten Vorsprünge 20 der Halteelemente 15.The
Außen um die Halteelemente 15 herum ist zwischen den Vorsprüngen 20 und dem Bund 9 ein Federring 21 angeordnet, der die Halteelemente 15 nach innen gegen den Schlagbolzen 12 drückt. Gegenüber dem Federring 21 hält ein zweiter schwächerer Federring 22 die Halteelemente 15 in Anlage an den Federring 21. Am vorderen Ende haben die Halteelemente 15 nach innen gerichtete Vorsprünge 23, die beim Schlagbetrieb des Bohrhammers 1 in der Nut 13 am Schlagbolzen 12 anliegen. An den hin- teren Enden der Halteelemente 15 sind auf die Nut 24 des Schlägers 6 hin gerichtete hakenähnliche Fortsätze 25 angebracht.A
Radial angeordnete, vorgespannte Federn 27 wirken jeweils von außen auf die hinteren Teilabschnitte 26 der einzelnen Halteelemente 15 ein. Die Federn 27 sind in Buchsen 28, die das Führungsrohr 8 durchgreifen, geführt und liegen an einem im Innendurchmesser verjüngten Vorsprung des Steuerrings 30 an. Dieser Vorsprung besteht aus in Achsrichtung des Schlagwerks verlaufenden Zähnen 29. Der Durchmesser der Feder 27 ist dabei größer als der Zahnabstand der Zähne 29.Radially arranged,
Der Steuerring 30 trägt auf seiner Innenseite eine weitere Verzahnung 31, die in Eingriff mit einer Außenverzahnung 32 des Führungsrohrs 8 steht. An die Außenverzahnung 32 grenzt die Anlagefläche 33 des Steuerrings 30 an. Zwischen dieser und der Verzahnung 29 befindet sich eine Abschrägung 34. Am Umfang trägt der Steuerring 30 eine Ringnut 35, in die ein exzentrisch angeordneter Zapfen 36 eines Betätigungsknopfes 37 eingreift. An der Vorderseite des Steuerrings 30 ist außen eine weitere Verzahnung 38 angeordnet, die in eine fest mit dem Gehäuserohr 39 verbundene Verzahnung 40 einrückbar ist.The
Außerhalb des Führungsrohrs 8 ist noch ein mit dem nicht gezeigten Motor in Getriebeverbindung stehendes Zahnrad 41 mit einer zu den Zähnen 29 korrespondierenden Verzahnung 42 für den Drehbetrieb angeordnet.Outside the
Mit dem Bohrhammer 1 sind vier verschiedene Betriebszustände möglich: In Figur 1 ist der reine Schlagbetrieb gezeigt. Damit der Schläger 6 frei beweglich ist, müssen zwei Bedingungen erfüllt sein. Erstens muß der Stellring 30 so stehen, daß die Federn 27 an den Zähnen 29 anliegen. Zweitens muß der Schlagbolzen (durch Andrücken des Hammers ans Gestein) weit genug nach hinten geschoben sein, damit die Mittelteile 16 der Halteelemente 15 an seiner Verdickung 14 anliegen und die Vorsprünge 23 in der Nut 13 gleiten können. Der Drehantrieb ist abgeschaltet, da die Zähne 29 sich nicht im Eingriff mit der Verzahnung 42 befinden.Four different operating states are possible with the hammer drill 1: FIG. 1 shows the pure impact operation. In order for the
Der Drehantrieb kann durch eine Drehung an dem Betätigungsknopf 37 zugeschaltet werden, die bewirkt, daß die Verzahnung 29 teilweise in die Verzahnung 42 einrückt, ohne daß dabei die Federn 27 bereits in den Bereich der Abschrägung 34 des Stellrings 30 gelangen.The rotary drive can be switched on by turning the actuating
Wird der Betätigungsknopf 37 weiter gedreht, gleitet die Abschrägung 34 über die Federn 37 und drückt diese radial nach innen. In der Endstellung liegen sie an der Anlagefläche 33 des Stellrings 30 an. Die Halteelemente 15 kippen mit ihren Fortsätzen 25 nach innen, greifen in die Nut 24 des Schlägers 6 ein und halten diesen. Wenn der Schläger 6 zu diesem Zeitpunkt noch nicht im Einflußbereich der Halteelemente ist, kann er bei seiner Vorwärtsbewegung diese mit seiner abgeschrägten Spitze leicht gegen die Kraft der Federn 27 zurückdrücken. Danach schließen sich die Halteelemente sofort wieder und halten den Schläger 6 fest.If the
In der vierten Stellung (Spindellock) wird der Steuerring 30 ganz nach vorne geschoben, wodurch die Verzahnung 38 in die feststehende Verzahnung 40 einrückt. In dieser Stellung ist Schlagbetrieb mit drehfest blockiertem Werkzeug möglich.In the fourth position (spindle lock), the
Die Halteelemente 15 werden nicht nur zur Schlagabschaltung verwendet, sondern dienen auch der aktiven Leerlaufsteuerung. Sobald der Schlagbolzen 12 wegen des fehlenden Gegendrucks durch das Gestein weit genug nach vorn geschlagen ist, kommen die Vorsprünge 23 auf der Verdickung 14 und die Mittelteile 16 auf der Abschrägung 14′ zur Anlage. Der Federring 21 und gegebenenfalls die dann vorzuspannende Feder 27 drücken den Teilabschnitt 26 mit den Fortsätzen 25 nach innen und der Schläger wird gefangen.The
In Figur 2 ist ein etwas einfacheres Beispiel einer Schlagabschalteinrichtung ohne Drehstopp gezeigt. Der Schläger 6′ mit Nut 24′ befindet sich in dem Topfkolben 7′, der von dem Führungsrohr 8′ mit Bund 9′ und Verzahnung 10′ umgeben ist. Letztere greift in eine teilweise in einer Verdickung 50 eines Schlagbolzens 12′ angebrachte Verzahnung 11′ ein. Das dem Schläger 6′ zugewandte Endstück 51 des Schlagbolzens 12′ ist verjüngt. Innerhalb des Führungsrohrs 8′ sind ein oder besser mehrere Halteelemente 15′, die dann durch einen nicht gezeigten Käfig, ähnlich einem Kugellagerkäfig, gleichmäßig am Umfang verteilt fixiert werden müssen, angeordnet. Sie sind von einem Federring 21′ umgeben.FIG. 2 shows a somewhat simpler example of a shock switch-off device without a rotation stop. The racket 6 'with groove 24' is in the pot piston 7 ', which is surrounded by the guide tube 8' with collar 9 'and teeth 10'. The latter engages in a partially in a thickening 50 of a firing pin 12 'teeth 11' attached. The bat 6 'facing
Die Halteelemente 15′ weisen nach innen radial vorstehende Anlageflächen 52 und verjüngte Haltearme 53 mit hakenähnlichen Fortsätzen 25′ auf. Bei Rückschlag des Schlägers 6′ sind die Halteelemente 15′ durch ein Dämpfungselement 18′, an dem Vorsprünge 20′ anliegen, gedämpft.The holding elements 15 'have inwardly radially projecting
An den Haltearmen 53 der Halteelemente 15′ liegen Federn 27′ an, die in Öffnungen 54 des Führungsrohrs 8′ mit umgebördeltem Rand gehalten sind. In die Federn 27′ ist von außen ein Gleitstein 55 eingesteckt, dessen Kopf 56 an der Anlagefläche 57 des Steuerrings 30′ anliegt. An diese Anlagefläche 57 schließt sich eine Abschrägung 58 und eine weitere zurückgesetzte Anlagefläche 59 an. Am Umfang trägt der Steuerring 30′ eine Ringnut 35′, in die ein exzentrisch angeordneter Zapfen 36′ eines Betätigungsknopfes 37′ eingreift.On the
Der Steuerring 30′ befindet sich in Figur 2 in der Stellung "Schlagstopp", d.h. er drückt mit seiner Anlagefläche 57 gegen den Gleitstein 55 und die Feder 27′. Dadurch sind die Halteelemente 15 nach innen gekippt und die Fortsätze 25′ greifen in die Nut 24′ des Schlägers 6′ ein, hintergreifen einen Bund 61 am vorderen Ende des Schlägers 6′ und halten diesen dadurch fest. Die Federn 27′ ermöglichen auch hier wie im vorigen Beispiel ein nachträgliches Einklinken des Schlägers 6′ in die bereits geschlossenen Halteelemente 15′.The control ring 30 'is in Figure 2 in the "impact stop" position, i.e. he presses with his contact surface 57 against the
Auch in diesem Beispiel steuert der Schlagkolben 12′ aktiv den Leerlauf des Bohrhammers 1. Sobald die Verdickung 50 bis vor den Federring 21′ verschoben wird, kippen die Halteelemente 15 mit der hinteren Kante 60 auf das dünnere Endstück 51 herein und kommen in Fangstellung. Durch Hereinschieben des Schlagbolzens in den Bohrhammer werden die Halteelemente 15 wieder zurückgekippt.Also in this example, the percussion piston 12 'actively controls the idling of the
Auf die Leerlaufsteuerung kann selbstverständlich auch verzichtet werden, indem man den Schlagbolzen 12′ durchgängig mit dem gleichen Durchmesser ausführt.On the idle control can of course also be dispensed with by continuously executing the firing pin 12 'with the same diameter.
Bei allen Ausführungsbeispielen können alternativ entweder Topfkolben 7, 7′ oder Zylinderkolben verwendet werden. Statt des Schlagkolbens 12, 12′ kann direkt ein entsprechend geformter Werkzeugschaft, Zwischendöpper oder ähnliches die Steuerung übernehmen.In all embodiments, either
Claims (5)
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1988
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