EP1000712B9 - Bohrhammer - Google Patents
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- EP1000712B9 EP1000712B9 EP99121944A EP99121944A EP1000712B9 EP 1000712 B9 EP1000712 B9 EP 1000712B9 EP 99121944 A EP99121944 A EP 99121944A EP 99121944 A EP99121944 A EP 99121944A EP 1000712 B9 EP1000712 B9 EP 1000712B9
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- B25D2217/0073—Arrangements for damping of the reaction force
- B25D2217/0076—Arrangements for damping of the reaction force by use of counterweights
- B25D2217/0088—Arrangements for damping of the reaction force by use of counterweights being mechanically-driven
Definitions
- the invention relates to a hammer drill according to the preamble of claim 1.
- wobble drive device is understood to mean a rotation / translation converter device in which the rotational movement of a drive-side element is converted into a linear translational movement of a driven-side element.
- a rotational element acts on a wobble element, which is referred to below as a swash plate, in such a way that it is driven tilting back and forth and can displace a further element into linear translational motion.
- a hammer drill of the type described above is known from DE 196 51 828 A1 (Bosch ), or from the DE 3427342 A1 , known.
- the object of the present invention is to reduce the vibration turbulence which occurs as a result of the mass accelerations or delays in the known rotary hammer and the associated handling difficulties.
- This weight body forms a kind of counterweight and generates counter-moments to the moving masses and moments occurring as a result of the exciter sleeve movement. It has been found with the invention that a substantial increase in the smoothness is achieved by the linearly movable weight body, to such an extent as can not be achieved by an increase in mass of the swash plate on the corresponding side. This is due to the fact that an optimal balance in this case can not be achieved, since the local mass enrichment on the swash plate would not perform a linear but a swinging with the swash plate movement in contrast to the conditions on the percussion side, where the excitation sleeve also linearly movable is provided.
- the positive guidance of the weight body is advantageously formed by a housing fixed in the operation of the hammer drill.
- the positive guidance is formed by at least one linearly extending rod, which is held on a housing-fixed component and engages in a direction of movement linearly extending guide recess in the weight body.
- This linearly extending guide recess could, for example, be a passage opening in the weight body.
- the guide recess is formed in the weight body as open-edged recess, since in such a case, the positive guidance on the outer sides of the weight body can be realized. This creates space in the interior of the weight body, which is available for the formation of the coupling to the swash plate.
- the positive guide forming rod is advantageously a round rod.
- the length of the rod could be shorter than the longitudinal extent of the weight body and, for example, be arranged only in a central region of the weight body.
- the length of the rod is greater than that of the weight body and that the rod is held at its ends to a housing-fixed component.
- the weight body is formed substantially cuboid. He can be arranged in such a case in a substantially cuboid, preferably provided below the striking mechanism area. Especially in this area is the creation of additional space for the weight body unproblematic and not disturbing.
- the coupling of the weight body to the swash plate can be realized in any desired manner, so that the oscillating movement of the swash plate can be converted into a linear reciprocating motion of the weight body.
- the weight body has an opening for receiving a radial extension of the swash plate.
- the radial extension may be formed integrally with the swash plate, or this may be an attachable in any manner approach.
- a dome-shaped coupling attachment piece may also be provided on the weight body.
- the formation of an opening proves to be easier to manufacture and, above all, space-saving.
- the radial coupling extension on the swash plate is advantageously formed like a ball head and thus includes a slimming down to the swash plate. This facilitates the coupling to the weight body.
- FIG. 1 shows an inventively designed rotary hammer. From an electric motor 2, a drive shaft 4 extends vertically upwards in the figure. Via an angle gear 6, a drive deflection is achieved by 90 °, which leads to a pinion 8.
- the axis of rotation of the pinion 8 is parallel to the Bohrtechnikmaschinegneachse 10 of a usable in the front area in a chuck body 12 in the figure, not shown tool, which may be a drilling tool but also a pure impact tool, such as a chisel.
- the pinion 8 is in meshing engagement with a gear 14 which rotatably disposed on an intermediate shaft 16 is, which in turn extends parallel to the Bohrwerkmaschineachse 10 forward.
- a gear 18 is rotatably provided in a front portion of the intermediate shaft 16 in turn a gear 18 is rotatably provided.
- a rotatably connected to the outer sleeve 20 is provided which can be brought by means of a displaceable in the direction of the tool axis 10 back and forth coupling element 22 by meshing engagement with the gear 18 in drive connection or out of drive connection.
- an exciter sleeve 24 is slidably provided in the direction of the Bohrwerkmaschineachse 10 back and forth.
- the exciter sleeve 24 defines a space 26 which defines an air cushion and in turn accommodates a percussion piston 28 in the longitudinal direction of the Bohrwerkmaschineachse 10 slidably.
- the air cushion is relaxed or compressed in a conventional manner and thereby causes a reciprocating motion of the percussion piston 28.
- the percussion piston 28 exerts with its front end face 30 a striking effect on an intermediate plunger 32, which is transmitted to the drilling tool, not shown.
- the reciprocating motion of the exciter sleeve 24 is effected by a tumble drive device 34, hereinafter is described.
- the wobble drive device 34 comprises a rotation element 36 which is mounted on the intermediate shaft 16 and rotatable relative thereto. By rotating a coupling sleeve 38 which is non-rotatably provided on the intermediate shaft 16, the rotational element 36 can be non-rotatably connected to the intermediate shaft 16 via a dog clutch 40 on its side facing the coupling sleeve 38 (impact operation).
- the rotary member 36 is surrounded by a swash plate member 42, wherein between them rolling elements 44 are provided, such that the rotary member 36, the inner shell and the swash plate 42 is the outer shell of the bearing formed thereby.
- the swash plate 42 comprises at its the exciter sleeve 24 side facing a pin-shaped projection 46, which optionally engages with the interposition of a spherical bearing in an opening 48 of the exciter sleeve.
- the swash plate 42 performs a swinging or tilting movement.
- the pin-shaped projection 46 oscillates in the plane of the drawing FIG. 1 , as indicated by double representation.
- the exciter sleeve 24 follows by corresponding reciprocation. The air cushion in the space 26 is compressed and decompressed, thus the percussion piston 28 is moved back and forth.
- a weight body 50 is provided such that it can be driven by the swash plate 42 in a positive guide linear and parallel to Bohrwerkmaschineachse 10 back and forth.
- the positive guidance is achieved in that on the two longitudinal sides 52, 54 of the rectangular weight body 50 open-edge guide recesses 56, 58 are formed, which have a circular shape and each receive a parallel to the tool axis 10 extending rod 60, 62 as a longitudinal guide means.
- the rods 60, 62 are held with their longitudinal ends 64, 66 on a housing-fixed component 68, 70.
- the weight body 50 comprises an opening 72 designed as a bore, into which a coupling means 74 in the form of a ball-head-shaped extension 76 integrally formed on the swash plate 42 engages, if necessary, with interposition of a spherical bearing.
- the exciter sleeve 24 When in impact operation, the exciter sleeve 24 is moved by the tumbling or reciprocating tilting movement of the swash plate 42 and the neck 46 in the direction of Bohrwerkmaschineachse 10 backwards, so will simultaneously and parallel to Bohrwerkmaschineachse 10 of the weight body 50 moves forward. As a result, the rough running in the impact mode or percussion drilling can be significantly reduced.
- the linearly reciprocating weight body 50 is housed in a cuboid housing portion 78 of the machine housing.
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Description
- Die Erfindung betrifft einen Bohrhammer gemäß dem Oberbegrift des Anspruchs 1.
- Unter der Bezeichnung Taumeltriebvorrichtung wird eine Rotations/Translationswandler-Vorrichtung verstanden, bei der die Rotationsbewegung eines antriebsseitigen Elements in eine lineare Translationsbewegung eines abtriebsseitigen Elements umgesetzt wird. Hierbei wirkt ein Rotationselement derart auf ein im folgenden als Taumelscheibe bezeichnetes Taumelelement ein, dass dieses hin und her kippend angetrieben wird und dabei ein weiteres Element in lineare Translationsbewegung versetzen kann.
- Ein Bohrhammer der vorstehend beschriebenen Art ist aus der
DE 196 51 828 A1 (Bosch ), oder aus derDE 3427342 A1 , bekannt. - Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die infolge der Massenbeschleunigungen bzw. Verzögerungen auftretende Vibrationsunruhe bei dem bekannten Bohrhammer und die damit verbundenen Handhabungsschwierigkeiten zu reduzieren.
- Diese Aufgabe wird bei einem Bohrhammer der genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Gewichtskörper zwangsgeführt linear und parallel zur Bohrwerkzeugachse unter der Wirkung der Taumelscheibe hin- und herverschiebbar vorgesehen ist.
- Dieser Gewichtskörper bildet quasi ein Gegengewicht und erzeugt Gegenmomente zu den infolge der Erregerhülsenbewegung auftretenden bewegten Massen und Momenten. Es wurde mit der Erfindung festgestellt, dass eine wesentliche Erhöhung der Laufruhe durch den linear beweglichen Gewichtskörper erreicht wird, und zwar in einem solchen Maße, wie es durch eine Massenanreicherung der Taumelscheibe auf der entsprechenden Seite nicht erzielt werden kann. Dies liegt darin begründet, dass eine optimale Austarierung in diesem Fall nicht erreicht werden kann, da die lokale Massenanreicherung an der Taumelscheibe keine lineare sondern eine mit der Taumelscheibe pendelnde Bewegung ausführen würde im Unterschied zu den Verhältnissen auf der Schlagwerkseite, wo die Erregerhülse ebenfalls linear bewegbar vorgesehen ist.
- Die Zwangsführung des Gewichtskörpers ist vorteilhafterweise durch ein im Betrieb gehäusefestes Bauteil des Bohrhammers gebildet. Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Zwangsführung durch wenigstens einen linear erstreckten Stab gebildet, welcher an einem gehäusefesten Bauteil gehalten ist und in eine in Bewegungsrichtung linear erstreckte Führungsausnehmung in dem Gewichtskörper eingreift. Diese linear erstreckte Führungsausnehmung könnte bspw. eine Durchgangsöffnung in dem Gewichtskörper sein. Demgegenüber erweist es sich jedoch als vorteilhaft, wenn die Führungsausnehmung in dem Gewichtskörper als randoffene Ausnehmung ausgebildet ist, da solchenfalls die Zwangsführung an den Aussenseiten des Gewichtskörpers verwirklicht werden kann. Dies schafft Bauraum im Inneren des Gewichtskörpers, der zur Ausbildung der Kopplung an die Taumelscheibe zur Verfügung steht.
- In weiterer Ausbildung der Erfindung ist der die Zwangsführung bildende Stab vorteilhafterweise ein Rundstab. Die Länge des Stabs könnte gegenüber der Längserstreckung des Gewichtskörpers kürzer ausgebildet sein und bspw. nur in einem mittleren Bereich des Gewichtskörpers angeordnet sein. Indessen erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Länge des Stabs größer ist als die des Gewichtskörpers und dass der Stab an seinen Enden an einem gehäusefesten Bauteil gehalten ist. Hierdurch läßt sich einerseits eine größere Führungslänge und andererseits eine einfachere Montierbarkeit des Gewichtskörpers erreichen.
- Es erweist sich desweiteren als vorteilhaft, wenn der Gewichtskörper im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet ist. Er läßt sich solchenfalls in einem im Wesentlichen quaderförmigen, vorzugsweise unterhalb des Schlagwerks vorgesehenen Bereich anordnen. Gerade in diesem Bereich ist die Schaffung zusätzlichen Bauraums für den Gewichtskörper unproblematisch und nicht störend. Die Ankopplung des Gewichtskörpers an die Taumelscheibe kann in an sich beliebiger Weise verwirklicht sein, so dass die pendelnde Bewegung der Taumelscheibe in eine lineare Hin- und Herbewegung des Gewichtskörpers gewandelt werden kann. Hierfür hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Gewichtskörper eine Öffnung zur Aufnahme eines radialen Fortsatzes der Taumelscheibe aufweist. Der radiale Fortsatz kann dabei einstückig mit der Taumelscheibe ausgebildet sein, oder es kann sich hierbei um einen in an sich beliebiger Weise anbringbaren Ansatz handeln. Selbstverständlich könnte anstelle der Öffnungen im Gewichtskörper auch ein kalottenförmiges Kupplungsansatzstück an dem Gewichtskörper vorgesehen sein. Indessen erweist sich die Ausbildung einer Öffnung als herstellungstechnisch einfacher und vor allem bauraumsparender. Der radiale Kupplungsfortsatz an der Taumelscheibe ist vorteilhafterweise kugelkopfartig ausgebildet und umfasst somit eine Verschlankung zur Taumelscheibe hin. Dies erleichtert die Kupplung zu dem Gewichtskörper.
- Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der zeichnerischen Darstellung und nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bohrhammers. In der Zeichnung zeigt:
- Figur 1
- eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten Bohrhammers;
- Figur 2
- eine ausschnittsweise Darstellung des Bereichs "X" aus
Figur 1 ; - Figur 3
- eine Schnittansicht des Bohrhammers nach
Figur 1 gesehen in Richtung der Pfeile III-III. -
Figur 1 zeigt einen erfindungsgemäß ausgebildeten Bohrhammer. Von einem Elektromotor 2 erstreckt sich eine Antriebswelle 4 in der Figur vertikal nach oben. Über ein Winkelgetriebe 6 wird eine Antriebsumlenkung um 90° erreicht, die zu einem Ritzel 8 führt. Die Rotationsachse des Ritzels 8 ist parallel zur Bohrwerkzeugachse 10 eines im vorderen Bereich in einen Futterkörper 12 einsetzbaren in der Figur jedoch nicht dargestellten Werkzeugs, bei dem es sich um ein Bohrwerkzeug aber auch um ein reines Schlagwerkzeug, etwa einen Meißel, handeln kann. - Das Ritzel 8 steht in kämmendem Eingriff mit einem Zahnrad 14, welches drehfest auf einer Zwischenwelle 16 angeordnet ist, die sich wiederum parallel zur Bohrwerkzeugachse 10 nach vorn erstreckt. In einem vorderen Abschnitt der Zwischenwelle 16 ist wiederum drehfest ein Zahnrad 18 vorgesehen. Neben der Zwischenwelle 16 und konzentrisch zur Bohrwerkzeugachse 10 ist eine mit dem Werkzeug drehfest verbundene Außenhülse 20 vorgesehen, welche mittels eines in Richtung der Werkzeugachse 10 hin und her verschiebbaren Kupplungselements 22 durch kämmenden Eingriff mit dem Zahnrad 18 in Antriebsverbindung oder außer Antriebsverbindung gebracht werden kann.
- Innerhalb der Außenhülse 20 ist eine Erregerhülse 24 in Richtung der Bohrwerkzeugachse 10 hin und her verschiebbar vorgesehen. Die Erregerhülse 24 definiert einen Raum 26, der ein Luftpolster begrenzt und einen Schlagkolben 28 wiederum in Längsrichtung der Bohrwerkzeugachse 10 verschieblich aufnimmt. Durch Hin- und Herbewegen der Erregerhülse 24 wird das Luftpolster in an sich bekannter Weise entspannt bzw. komprimiert und hierdurch eine Hin- und Herbewegung des Schlagkolbens 28 hervorgerufen. Hierbei übt der Schlagkolben 28 mit seiner vorderen Stirnseite 30 eine Schlagwirkung auf einen Zwischenstößel 32 aus, der auf das nicht dargestellte Bohrwerkzeug übertragen wird.
- Die Hin- und Herbewegung der Erregerhülse 24 wird durch eine Taumeltriebvorrichtung 34 bewirkt, die nachfolgend beschrieben wird. Die Taumeltriebvorrichtung 34 umfasst ein Rotationselement 36 welches auf der Zwischenwelle 16 gelagert und gegenüber dieser drehbar ist. Das Rotationselement 36 kann durch Verschieben einer Kopplungshülse 38, die drehfest auf der Zwischenwelle 16 vorgesehen ist, über eine Klauenkupplung 40 an ihrer der Kopplungshülse 38 zugewandten Seite drehfest mit der Zwischenwelle 16 verbunden werden (Schlagbetrieb). Das Rotationselement 36 ist von einem Taumelscheibenelement 42 umgeben, wobei zwischen ihnen Wälzkörper 44 vorgesehen sind, derart dass das Rotationselement 36 die Innenschale und die Taumelscheibe 42 die Außenschale des dadurch gebildeten Lagers darstellt. Die Taumelscheibe 42 umfasst an ihrer der Erregerhülse 24 zugewandten Seite einen stiftförmigen Ansatz 46, der gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Kalottenlagers in eine Öffnung 48 der Erregerhülse eingreift.
- Bei drehfester Kopplung des Rotationselements 36 mit der Zwischenwelle 16 führt die Taumelscheibe 42 eine pendelnde oder kippende Bewegung durch. Dabei bewegt sich der stiftförmige Ansatz 46 pendelnd in der Zeichnungsebene der
Figur 1 , so wie dies durch doppelte Darstellung angedeutet ist. Dabei folgt die Erregerhülse 24 durch entsprechende Hin- und Herbewegung. Das Luftpolster in dem Raum 26 wird komprimiert und dekomprimiert, sodurch der Schlagkolben 28 hin und her bewegt wird. - Auf der der Erregerhülse 24 diamtral gegenüberliegenden Seite der Taumelscheibe 42 ist ein Gewichtskörper 50 derart vorgesehen, dass er sich durch die Taumelscheibe 42 angetrieben in einer Zwangsführung linear und parallel zur Bohrwerkzeugachse 10 hin und her bewegen lässt. Die Zwangsführung wird dadurch erreicht, dass an den beiden Längsseiten 52, 54 des quaderförmigen Gewichtskörpers 50 randoffene Führungsausnehmungen 56, 58 ausgebildet sind, die Teilkreisform aufweisen und je einen parallel zur Werkzeugachse 10 erstreckten Stab 60, 62 als Längsführungsmittel aufnehmen. Die Stäbe 60, 62 sind mit ihren Längsenden 64, 66 an einem im Betrieb gehäusefesten Bauteil 68, 70 gehalten.
- Der Gewichtskörper 50 umfasst eine als Bohrung ausgebildete Öffnung 72, in welche ein Kopplungsmittel 74 in Form eines einstückig an die Taumelscheibe 42 angeformten kugelkopfförmigen Fortsatzes 76 bei Bedarf unter Zwischenordnung eines Kalottenlagers eingreift.
- Wenn im Schlagbetrieb die Erregerhülse 24 durch die taumelnde oder hin und her kippende Bewegung der Taumelscheibe 42 bzw. des Ansatzes 46 in Richtung der Bohrwerkzeugachse 10 nach hinten bewegt wird, so wird gleichzeitig und parallel zur Bohrwerkzeugachse 10 der Gewichtskörper 50 nach vorn bewegt. Hierdurch kann die Laufunruhe im Schlagbetrieb oder Schlagbohrbetrieb wesentlich reduziert werden. Der linear hin und her bewegbare Gewichtskörper 50 ist in einem quaderförmigen Gehäuseabschnitt 78 des Maschinengehäuses untergebracht.
Claims (7)
- Bohrhammer mit einem Luftpolsterschlagwerk, bei welchem eine Erregerhülse (24), die einen das Luftpolster aufnehmenden Raum (26) bildet und in der ein Schlagkolben (28) hin- und herbewegbar ist, konzentrisch zur Bohrwerkzeugachse (10) angeordnet ist, und mit einer die Erregerhülse (24) in Richtung der Bohrwerkzeugachse (10) hin- und herbewegenden Taumeltriebvorrichtung (34), deren die Taumelscheibe (42) antreibendes Rotationselement (36) parallel zur Bohrwerkzeugachse (10) jedoch in einem Abstand neben dieser rotierend antreibbar vorgesehen ist wobei auf der der Erregerhülse (24) diametral gegenüberliegenden Seite der Taumelscheibe (42) ein Gewichtskörper (50) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewichtskörper zwangsgeführt linear und parallel zur Bohrwerkzeugachse (10) unter der Wirkung der Taumelscheibe (42) hin- und herverschiebbar vorgesehen ist.
- Bohrhammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwangsführung des Gewichtskörpers (50) durch ein im Betrieb gehäusefestes Bauteil gebildet ist.
- Bohrhammer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwangsführung durch wenigstens einen linear erstreckten Stab (60, 62) gebildet ist, welcher an einem gehäusefesten Bauteil (68, 70) gehalten ist und in eine in Bewegungsrichtung linear erstreckte Führungsausnehmung (56, 58) in dem Gewichtskörper (50) eingreift.
- Bohrhammer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsausnehmung (56, 58) randoffen ausgebildet ist.
- Bohrhammer nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Stab (60, 62) ein Rundstab ist.
- Bohrhammer nach nach den Ansprüchen 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Stabs (60, 62) größer ist als die bei der Hin- und Herbewegung des Gewichtskörpers (50) überstrichene Strecke und dass der Stab (60, 62) an seinen Enden (64, 66) an einem gehäusefesten Bauteil (68, 70) gehalten ist.
- Bohrhammer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewichtskörper (50) quaderförmig ist.
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