EP3722048A1 - Handwerkzeugmaschine - Google Patents
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- EP3722048A1 EP3722048A1 EP20171057.1A EP20171057A EP3722048A1 EP 3722048 A1 EP3722048 A1 EP 3722048A1 EP 20171057 A EP20171057 A EP 20171057A EP 3722048 A1 EP3722048 A1 EP 3722048A1
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Definitions
- the present invention relates to a hand machine tool with a pneumatic hammer mechanism, as shown in FIG DE 11 33 680 B known and described in the preamble of claim 1.
- EP 2 857 149 A1 describes a hand machine tool with a pneumatic hammer mechanism and an exciter piston for the pneumatic hammer mechanism.
- the exciter piston has a circumferential groove in its outer surface, into which a sealing ring is inserted.
- the elastic sealing ring is expanded to such an extent that it can be pushed over the outer surface to the groove.
- the elastic sealing ring contracts again in the groove.
- the elastic sealing ring must be selected with regard to the assembly.
- the hand machine tool has a tool holder for receiving and locking a tool, a pneumatic hammer mechanism and a motor.
- the pneumatic hammer mechanism has an exciter piston, a hammer and a pneumatic chamber closed between the exciter piston and the hammer on a working axis.
- the motor drives the exciter piston.
- the exciter piston has a pot-shaped base body, a sealing ring and a tubular casing body.
- the cup-shaped base body has a side wall surrounding the working axis and a collar protruding in the radial direction with respect to the side wall.
- the hollow cylindrical casing body is arranged on the base body, surrounding the side wall and spaced apart from the collar by a groove along the working axis.
- the sealing ring is arranged in the groove.
- the groove is open on the side before the casing body is assembled.
- the sealing ring can be pushed over the side wall without the need for expansion.
- the casing body is pushed onto the side wall after the sealing ring and closes the groove for the sealing ring.
- the groove is preferably annular around the side wall.
- the groove is closed along the working axis in the direction of the racket by the collar of the base body, in the radial direction to the working axis by the side wall of the base body and along the working axis opposite the collar by an end face of the casing body.
- the groove is formed by two separate bodies, namely the base body and the casing body.
- the sealing ring can bear directly on the collar and on the end face, only be spaced apart from the collar by an air gap, or only be spaced apart from the end face by an air gap.
- the sealing ring is formed from a plastic with a hardness of at least 85 Shore.
- the sealing ring can consist of a brass alloy.
- the base body and the casing body consist of different materials.
- the two bodies can be formed from different plastics, in particular thermoplastics.
- the base body can be selected with regard to temperature resistance and the casing body with regard to a favorable coefficient of friction with the guide tube.
- the base body is formed in particular from a plastic which has a high degree of rigidity at elevated temperatures in the range between 100 ° C (Celsius) and 150 ° C.
- the base body has a base plate which is arranged on the club side of the side wall, and the base plate and the collar lie in one plane.
- the sealing ring can thus be arranged as close as possible to the pneumatic chamber in order to avoid dead volumes.
- One embodiment provides that an inner surface of the casing body rests flush against an outer surface of the side wall.
- a sealing element can be arranged in the radial direction between the inner surface of the jacket body and the outer surface of the side wall. The groove is made airtight towards the working axis.
- the casing body is locked on the side wall by means of a mechanical lock.
- the lock can be repeatedly releasable or can only be released by destroying the lock.
- the locking can be done by thread, locking elements or the like.
- One embodiment provides that the casing body is glued or welded to the side wall.
- the side wall encloses a cylindrical cavity in which a bearing for a connecting rod is arranged.
- Fig. 1 shows, as an example of a hand-held chiseling machine tool, an electric hammer 1 schematically.
- the electric hammer 1 has a tool holder 2 in which a chisel 3 or other tool can be inserted and locked along a working axis 4 .
- the electric hammer 1 has a handle 5 which is typically attached to an end of a machine housing 6 of the electric hammer 1 facing away from the tool holder 2 .
- An additional handle can be attached near the tool holder 2 , for example.
- the user can guide and hold the electric hammer 1 with the handles 5 while chiseling.
- Energy can be supplied via a battery or a power line 7 .
- the electric hammer 1 has a pneumatic hammer mechanism 8 with a hammer 9 which, during operation, periodically exerts blows in the direction of impact 10 on the chisel 3 .
- the racket 9 is guided movably on the working axis 4 .
- the club 9 can strike the chisel 3 directly.
- the hammer 9 strikes a striker 11 , which transfers the impact to the chisel 3 mounted in the tool holder 2 .
- the striker 11 is arranged in the striking direction 10 of the striker 9 between the striker 9 and the tool holder 2 .
- the pneumatic hammer mechanism 8 is driven by an electric motor 12 .
- the electric motor 12 moves an exciter piston 13 back and forth on the working axis 4 periodically.
- the striker 9 is coupled to the exciter piston 13 via an air spring.
- the striking mechanism 8 has a guide tube 14 in which the exciter piston 13 is guided along the working axis 4 .
- the guide tube 14 has a, preferably cylindrical, inner surface which runs parallel to the working axis 4 .
- the exciter piston 13 lies flush against the inner surface 15 .
- the cross-sectional profile of the exciter piston 13 corresponds to the hollow profile of the guide tube 14 .
- the exciter piston 13 closes the guide tube 14 airtight against the direction of impact 10 .
- the exciter piston 13 is composed of at least the following three separate elements: a pot-shaped base body 16 , a tubular casing body 17 and a sealing ring 18 .
- the pot-shaped base body 16 is inserted into the tubular casing body 17 .
- the base body 16 has a radially protruding collar 19 .
- the sealing ring 18 spans the base body 16 and is arranged along the working axis 4 between the collar 19 and the jacket body 17 .
- the cup-shaped base body 16 has a cavity which is open on one side and which lies on the working axis 4 .
- the cavity is closed along the working axis 4 , in the impact direction 10 by a base plate 20 and in the radial direction around the working axis 4 by a side wall 21 .
- the cavity is open against the direction of impact 10 .
- the base plate 20 forms the end face 22 of the exciter piston 13 , which closes a pneumatic chamber 23 of the hammer mechanism 8 .
- the base plate 20 and its end face 22 essentially correspond to the hollow cross section of the guide tube 14 .
- the bottom plate 20 is circular.
- the diameter 24 of the base plate 20 corresponds to the inner diameter of the guide tube 14 .
- the end face 22 is preferably flat.
- the side wall 21 is arranged on the side of the base plate 20 facing away from the racket 9 .
- the side wall 21 is preferably closed circumferentially around the working axis 4 .
- the side wall 21 runs along or parallel to the working axis 4 .
- the exemplary side wall 21 is essentially cylindrical.
- the radial outer dimension, for example the outer diameter 25 , of the side wall 21 is smaller than the radial outer dimension, for example the outer diameter 24 , of the base plate 20 .
- the base plate 20 thus projects radially from the side wall 21 .
- the radially protruding ring is referred to here as a collar 19 .
- the collar 19 is preferably at the same height along the working axis 4 as the base plate 20 , that is to say in the radial direction as a direct extension of the base plate 20 .
- the base plate 20 can have the same or different axial dimensions in the region of the collar 19 or at the level of the working axis 4 .
- the pot-shaped base body 16 is preferably a monolithic body.
- the base plate 20 and the side wall 21 are connected to one another without joining zones, in particular not welded, glued, screwed or latched to one another.
- the base body 16 is preferably made of plastic, for example a thermoplastic.
- the plastic is preferably rigid even at temperatures between 100 ° C. and 150 ° C. so that the base plate 20 does not yield when the pneumatic chamber 23 is compressed.
- Polyphthalamides (PPA) or radiation-crosslinked polyamides are particularly suitable examples.
- the thermoplastic can be reinforced by additives. Thermosets seem less suitable.
- the base body 16 can be produced as an injection molded body.
- the jacket body 17 is essentially a tube, for example a hollow cylinder.
- the jacket body 17 is placed on the side wall 21 of the base body 16 .
- the side wall 21 centers the casing body 17.
- the casing body 17 rests against the side wall 21 in a form-fitting manner in the radial direction.
- a wall thickness of the jacket body 17 essentially corresponds to the radial dimension of the collar 19.
- the jacket body 17 essentially has the shape of an extrusion body of the collar 19 along the working axis 4.
- the radial inner dimension of the jacket body 17 is correspondingly equal to the radial outer dimension 25 of the side wall 21 .
- the dimensions are identical, for example, taking into account the typical manufacturing tolerances.
- the outer surface 26 of the jacket body 17 forms the guide surface of the exciter piston 13 .
- the outer surface 26 rests against the inner surface 15 of the guide tube 14 .
- the outer diameter 24 of the jacket body 17 is correspondingly equal to the inner diameter of the guide tube 14
- the jacket body 17 is spaced apart from the base plate 20 , ie the collar 19 , along the working axis 4 .
- the collar 19 and the jacket body 17 close an annular circumferential groove 27 between them.
- the surfaces of the groove 27 are formed in the direction of impact 10 by the collar 19 , in the radial direction by the side wall 21 and against the direction of impact 10 by an end face of the casing body 17 .
- the groove 27 is closed over its entire circumference along the working axis 4 and in the radial direction towards the working axis 4 . Air can only enter or exit the groove 27 from radially outside.
- a distance between the jacket body 17 and the base plate 20 ie the width of the groove, corresponds approximately to the axial dimension, for example the cord diameter, of the sealing ring 18 .
- the sealing ring 18 can rest on the collar 19 and the end face 28 of the jacket body 17 , or is only separated from the collar 19 or the end face 28 by an air gap.
- the jacket body 17 can latch with the base body 16 in order to secure the jacket body 17 axially on the base body 16 .
- the exemplary casing body 17 has a pawl 29 which can be deflected away from the working axis 4 in the radial direction.
- the casing body 17 is slotted adjacent to the pawl 29 , for example.
- the slots form an arm 30 , at the end of which the pawl 29 is.
- the arm forms an elastically deflectable solid body joint.
- the side wall 21 of the base body 16 is provided with a recess 31 into which the pawl 29 engages.
- the latch 29 preferably has a slight axial play in the recess and secures the sheath body 17 on the base body 16.
- a dimension of the recess 31 along the working axis 4 can therefor equal to the dimension of the pawl 29 may be of the machining axis 4 along.
- the recess 31 can be formed by a circumferential slot, a circumferential groove, a hole or a dome-shaped recess.
- the pawl 29 can be brought out of engagement with the recess 31 by radial deflection.
- the pawl 29 protrudes beyond the outer surface 26 when it is deflected.
- the outer diameter of the jacket body 17 is greater than the inner diameter of the guide tube 14. Accordingly, the pawl 29 is secured against deflection and loosening when the exciter piston 13 is arranged in the guide tube 14 .
- the jacket body 17 can be screwed to the base body 16 .
- the inner surface of the jacket body 17 and the outer surface of the side wall 21 are provided with corresponding threads.
- the thread can also be used in addition to the pawl 29 .
- the jacket body 17 and the base body 16 can be glued or welded.
- the jacket body 17 is preferably a monolithic body.
- the jacket body 17 is not composed of elements connected via joining zones, in particular not of elements welded, glued, screwed or otherwise mechanically connected to one another.
- the casing body 17 is preferably made of a plastic, for example a single thermoplastic.
- the plastic of the jacket body 17 can be different from the plastic of the base body 16 .
- Polyamides are suitable for the sheath body 17 because of their high abrasion resistance and relatively simple processability.
- the polyamide can be mixed with Teflon (polytetrafluoroethylene, PTFE), graphite or molybdenum disulphide (MoS2) in order to further improve the coefficient of friction.
- the jacket body 17 can be manufactured as an injection molded body.
- the sealing ring 18 is seated on the side wall 21 of the base body 16 .
- the sealing ring 18 is closed around the circumference.
- the sealing ring 18 is pushed over the side wall 21 to adjacent the base plate 20 .
- the jacket body 17 is pushed onto the side wall 21 in the impact direction 10 .
- the inside diameter of the sealing ring 18 is preferably the same as or slightly larger than the outside diameter of the side wall 21 , but smaller than the diameter of the base plate 20 and smaller than the outside diameter of the jacket body 17 .
- the sealing ring 18 is caught along the working axis 4 between the base plate 20 and the casing body 17 .
- the sealing ring 18 preferably projects radially somewhat beyond the base plate 20 and the casing body 17 .
- the sealing ring 18 rests against the inner surface 15 of the guide tube 14 in an airtight manner under radial prestress.
- the sealing ring 18 can have an inner diameter that is slightly larger than the outer diameter 25 of the side wall 21 . Between the sealing ring 18 and the base body 16 there is a gap in the radial direction into which the sealing ring 18 can deflect.
- An additional sealing element 32 can be arranged in the radial direction between the jacket body 17 and the side wall 21 . The sealing element 32 seals the radial inner surface of the jacket body 17 from the radial outer surface of the side wall 21 . The sealing element 32 prevents an exchange of air from the groove 27 into the inner cavity of the exciter piston 13.
- the sealing element 32 can be an O-ring, as shown, or alternatively, inter alia, by a press fit, by lamellae on the radial inner surface of the casing body 17 , be formed by lamellae on the radial outer surface of the side wall 21 .
- the sealing ring 18 is preferably a monolithic body.
- the sealing ring 18 consists for example of nitrile rubber, for example continuously from a single plastic.
- the sealing ring 18 can be produced as an injection molded body.
- the sealing ring 18 preferably has a hardness of more than 85 Shore, for example more than 90 Shore, at most 95 Shore.
- the sealing ring 18 has a relatively high rigidity, which enables a permanent seal on the guide tube 14 .
- a sealing ring 18 of this hardness is sufficiently elastically deformable to compensate for unevenness in the guide tube 14 .
- the sealing ring 18 is already significantly deformed when the inner diameter of the sealing ring 18 is stretched to the outer diameter of the casing body 17 .
- the remaining plastic elongation after stretching is greater than 0.2%.
- the sealing ring 18 cannot therefore be pushed over the preassembled jacket body 17 during assembly without being damaged in the process.
- a softer sealing ring 18 with a hardness between 70 Shore and 80 Shore is
- sealing ring 18 Another preferred material for the sealing ring 18 is polyphthalamide.
- the sealing ring 18 can also be made from a brass alloy.
- a bearing for a connecting rod 33 is formed within the exciter piston 13 .
- the exemplary bearing is formed by a first bearing shell 34 and a second bearing shell 35 , which support a bolt 36 between them along the working axis 4 .
- the bolt 36 is pivotable in the bearing shells 34, 35 about a pivot axis perpendicular to the working axis 4 .
- the connecting rod 33 is suspended from the bolt 36 .
- the bolt 36 is monolithic with the connecting rod 33 .
- the two bearing shells 34, 35 lie within the pot-shaped base body 16.
- the side wall 21 includes the bearing shells 35.
- the casing body 17 secures the two bearing shells 34, 35 by means of a cover plate 37.
- the second bearing shell 35 can be designed as part of the casing body 17 .
- the racket 9 is arranged in the guide tube 14 .
- the racket 9 is guided along the working axis 4 through the guide tube 14 .
- the striker 9 lies in the striking direction 10 after the exciter piston 13.
- the striker 9 rests flush against the inner surface 15 of the guide tube 14 .
- the cross-sectional profile of the club 9 corresponds to the hollow profile of the guide tube 14.
- the club 9 closes the guide tube 14 in the direction of impact 10.
- the exciter piston 13 and the hammer 9 close a pneumatic chamber 23 along the working axis 4 .
- the pneumatic chamber 23 lies between the exciter piston 13 and the hammer 9.
- the pneumatic chamber 23 forms the air spring which couples the movement of the hammer 9 to the movement of the exciter piston 13 .
- the guide tube 14 closes off the pneumatic chamber 23 in the radial direction.
- the exciter piston 13 is connected to the electric motor 12 via a drive train 38 .
- the drive train 38 includes a converter 39 which converts the rotational movement of the electric motor 12 into a translational movement.
- the converter 39 shown by way of example is based on an eccentric wheel driven by the electric motor 12 and the connecting rod 33 anchored in the exciter piston 13 .
- An alternative embodiment uses a swash plate, which the connecting rod 33 engages on, instead of an eccentric wheel.
- the drive train 38 can furthermore contain a reduction gear 40 and protective mechanisms, for example a slip clutch 41 .
- the mechanical and rigid connection of the exciter piston 13 to the electric motor 12 ensures a synchronous movement of the electric motor 12 and the exciter piston 13 .
- the electric motor 12 is fed by the energy supply.
- the electric motor 12 can be a universal motor, a mechanically commutating electric motor 12 or an electrically commutating electric motor 12 .
- the user can switch the electric motor 12 on and off with an operating button 42 .
- the operating button 42 is arranged on or near the handle 5 and can preferably be actuated by the hand holding the handle 5 .
- Fig. 4 shows a further exciter piston 13 .
- the exciter piston 13 has the base body 16 , the jacket body 17 and the sealing ring 18 .
- the jacket body 17 has noses 43 which project radially inward and which can engage in a corresponding opening in the base body 16 .
- the side wall 21 is elastic in the area to such an extent that the casing body 17 can be pushed on by bending the side wall 21 . As soon as the lugs 43 are at the level of the opening, the side wall 21 returns to its original shape and the lugs 43 latch.
- the jacket body 17 is connected to the side wall 21 of the base body 16 in an airtight manner in the radial direction.
- the exemplary embodiment uses lamellae 44 for this purpose, which are formed on the inside of the casing body 17 .
- the lamellae 44 can alternatively or additionally be provided on the side wall 21 .
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Abstract
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Handwerkzeugmaschine mit einem pneumatischen Schlagwerk, wie aus
DE 11 33 680 B bekannt und in dem Oberbegriff von Anspruch 1 beschrieben. -
EP 2 857 149 A1 beschreibt eine Handwerkzeugmaschine mit einem pneumatischen Schlagwerk und einen Erregerkolben für das pneumatische Schlagwerk. Der Erregerkolben hat eine umlaufende Rille in seiner Mantelfläche, in welche ein Dichtring eingesetzt ist. Der elastische Dichtring wird bei der Montage soweit aufgedehnt, dass er über die Mantelfläche bis zu der Rille vorgeschoben werden kann. Der elastische Dichtring zieht sich in der Rille wieder zusammen. Der elastische Dichtring muss in Hinblick auf die Montage ausgewählt werden. - Die erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine hat einen Werkzeughalter zum Aufnehmen und Verriegeln eines Werkzeugs, ein pneumatisches Schlagwerk und einen Motor. Das pneumatische Schlagwerk hat auf einer Arbeitsachse einen Erregerkolben, einen Schläger und eine zwischen dem Erregerkolben und dem Schläger abgeschlossene pneumatische Kammer. Der Motor treibt den Erregerkolben an. Der Erregerkolben hat einen topfförmigen Grundkörper, einen Dichtring und einen rohrförmigen Mantelkörper. Der topfförmige Grundkörper weist eine die Arbeitsachse umschließende Seitenwand und einen in radialer Richtung gegenüber der Seitenwand vorstehenden Kragen auf. Der hohlzylindrische Mantelkörper ist auf dem Grundkörper die Seitenwand umgebend und durch eine Rille längs der Arbeitsachse von dem Kragen beabstandet angeordnet. Der Dichtring ist in der Rille angeordnet.
- Bei der erfindungsgemäßen Handwerkzeugmaschine ist die Rille vor der Montage des Mantelkörpers seitlich offen. Der Dichtring kann über die Seitenwand aufgeschoben werden, ohne dass dabei ein Aufdehnen notwendig ist. Der Mantelkörper wird nach dem Dichtring auf die Seitenwand aufgeschoben und verschließt die Rille für den Dichtring.
- Die Rille ist vorzugsweise ringförmig um die Seitenwand umlaufend. Die Rille ist längs der Arbeitsachse in Richtung zu dem Schläger durch den Kragen des Grundkörpers, in radialer Richtung zu der Arbeitsachse durch die Seitenwand des Grundkörpers und längs der Arbeitsachse dem Kragen gegenüberliegend durch eine Stirnfläche des Mantelkörpers abgeschlossen. Die Rille wird durch zwei separate Körper, nämlich den Grundkörper und den Mantelkörper gebildet.
- Der Dichtring kann in einer Ausgestaltung unmittelbar an dem Kragen und an der Stirnfläche anliegen, nur durch einen Luftspalt von dem Kragen beabstandet oder nur durch einen Luftspalt von der Stirnfläche beabstandet sein.
- Der Dichtring ist in einer bevorzugten Ausgestaltung aus einem einem Kunststoff mit einer Härte von wenigstens 85 Shore gebildet. Ein Dichtring mit einer Härte ab 85 Shore, insbesondere in dem Bereich zwischen 85 Shore und 90 Shore, weist geringere Reibwerte in dem metallischen Führungsrohr des Schlagwerks auf. Alternativ kann der Dichtring aus einer Messinglegierung bestehen.
- Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Grundkörper und der Mantelkörper aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen. Insbesondere können die beiden Körper aus unterschiedlichen Kunststoffen, insbesondere Thermoplasten, gebildet sein. Der Grundkörper kann in Hinblick auf Temperaturbeständigkeit und der Mantelkörper in Hinblick auf einen günstigen Reibwert mit dem Führungsrohr ausgewählt werden. Der Grundkörper wird insbesondere aus einem Kunststoff gebildet, welcher eine hohe Steifigkeit bei erhöhten Temperaturen im Bereich zwischen 100 °C (Celsius) und 150 °C aufweist.
- Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Grundkörper eine Bodenplatte aufweist, welche schlägerseitig von der Seitenwand angeordnet ist, und die Bodenplatte und der Kragen in einer Ebene liegen. Der Dichtring kann somit möglich nahe an der pneumatischen Kammer angeordnet werden, um Totvolumina zu vermeiden.
- Eine Ausgestaltung sieht vor, dass eine Innenfläche des Mantelkörpers bündig an einer Außenfläche der Seitenwand anliegt. Ein Dichtelement kann in radialer Richtung zwischen der Innenfläche des Mantelkörpers und der Außenfläche der Seitenwand angeordnet sein. Die Rille ist zu der Arbeitsachse hin luftdicht ausgebildet.
- Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Mantelkörper mittels eines mechanischen Verschlusses an der Seitenwand verriegelt ist. Die Verriegelung kann weiderholt lösbar oder nur durch Zerstörung der Verriegelung lösbar sein. Die Verrieglung kann durch Gewinde, verrastende Elemente oder dergleichen erfolgen.
- Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Mantelkörper mit der Seitenwand verklebt oder verschweißt ist.
- Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Seitenwand einen zylindrischen Hohlraum umschließt, in welchem ein Lager für ein Pleuel angeordnet ist.
- Die nachfolgende Beschreibung erläutert die Erfindung anhand von exemplarischen Ausführungsformen und Figuren. In den Figuren zeigen:
- Fig. 1
- einen Bohrhammer
- Fig. 2
- einen Erregerkolben im Längsschnitt,
- Fig. 3
- den Erregerkolben im Schnitt in der Ebene III-III
- Fig. 4
- einen Errregerkolben im Längsschnitt
- Fig. 5
- einen Detailauschnitt von
Fig. 4 - Gleiche oder funktionsgleiche Elemente werden durch gleiche Bezugszeichen in den Figuren indiziert, soweit nicht anders angegeben.
-
Fig. 1 zeigt als Beispiel einer handgeführten meißelnden Werkzeugmaschine schematisch einen Elektrohammer 1. Der Elektrohammer 1 hat einen Werkzeughalter 2, in welchen ein Meißel 3 oder anderes Werkzeug längs einer Arbeitsachse 4 eingesetzt und verriegelt werden kann. Der Elektrohammer 1 hat einen Handgriff 5, der typischerweise an einem dem Werkzeughalter 2 abgewandten Ende eines Maschinengehäuses 6 des Elektrohammers 1 befestigt ist. Ein zusätzlicher Handgriff kann beispielsweise nahe dem Werkzeughalter 2 befestigt werden. Der Anwender kann den Elektrohammer 1 mit den Handgriffen 5 während des Meißelns führen und halten. Eine Energieversorgung kann über eine Batterie oder eine Netzleitung 7 erfolgen. - Der Elektrohammer 1 hat ein pneumatisches Schlagwerk 8 mit einem Schläger 9, welcher im Betrieb periodisch Schläge in Schlagrichtung 10 auf den Meißel 3 ausübt. Der Schläger 9 ist auf der Arbeitsachse 4 beweglich geführt. Der Schläger 9 kann in einer Ausführung unmittelbar auf den Meißel 3 schlagen. In der dargestellten Ausführung schlägt der Schläger 9 auf einen Döpper 11, welcher den Schlag auf den im Werkzeughalter 2 gelagerten Meißel 3 überträgt. Der Döpper 11 ist in Schlagrichtung 10 von dem Schläger 9 zwischen dem Schläger 9 und dem Werkzeughalter 2 angeordnet.
- Das pneumatische Schlagwerk 8 wird durch einen Elektromotor 12 angetrieben. Der Elektromotor 12 bewegt einen Erregerkolben 13 periodisch auf der Arbeitsachse 4 vor- und zurück. Der Schläger 9 ist über eine Luftfeder an den Erregerkolben 13 angekoppelt.
- Das Schlagwerk 8 hat ein Führungsrohr 14, in dem der Erregerkolben 13 längs der Arbeitsachse 4 geführt ist. Das Führungsrohr 14 hat eine, vorzugsweise zylindrische, Innenfläche, die parallel zu der Arbeitsachse 4 verläuft. Der Erregerkolben 13 liegt bündig an der Innenfläche 15 an. Das Querschnittsprofil des Erregerkolbens 13 entspricht dem Hohlprofil des Führungsrohrs 14. Der Erregerkolben 13 verschließt das Führungsrohr 14 luftdicht entgegen der Schlagrichtung 10.
- Der Erregerkolben 13 ist wenigstens aus den folgenden drei separaten Elementen zusammengesetzt: einem topfförmigen Grundkörper 16, einem rohrförmigen Mantelkörper 17 und einem Dichtring 18. Der topfförmige Grundkörper 16 ist in den rohrförmigen Mantelkörper 17 eingesetzt. Der Grundkörper 16 hat einen radial überstehenden Kragen 19. Der Dichtring 18 umspannt den Grundkörper 16 und ist längs der Arbeitsachse 4 zwischen dem Kragen 19 und dem Mantelkörper 17 angeordnet.
- Der topfförmige Grundkörper 16 hat einen einseitig geöffneten Hohlraum, welcher auf der Arbeitsachse 4 liegt. Der Hohlraum ist längs der Arbeitsachse 4, in der Schlagrichtung 10 durch eine Bodenplatte 20 und in radialer Richtung um die Arbeitsachse 4 durch eine Seitenwand 21 abgeschlossen. Der Hohlraum ist entgegen der Schlagrichtung 10 offen. Die Bodenplatte 20 bildet die Stirnfläche 22 des Erregerkolbens 13, welche eine pneumatische Kammer 23 des Schlagwerks 8 abschließt.
- Die Bodenplatte 20 und deren Stirnfläche 22 entsprechen im Wesentlichen dem hohlen Querschnitt des Führungsrohrs 14. Bei dem gezeigten und bevorzugten Beispiel ist die Bodenplatte 20 kreisförmig. Der Durchmesser 24 der Bodenplatte 20 entspricht dem Innendurchmesser des Führungsrohrs 14. Die Stirnfläche 22 ist vorzugsweise eben.
- Die Seitenwand 21 ist auf der von dem Schläger 9 abgewandten Seite der Bodenplatte 20 angeordnet. Die Seitenwand 21 ist vorzugsweise umfänglich um die Arbeitsachse 4 geschlossen. Die Seitenwand 21 verläuft längs oder parallel zu der Arbeitsachse 4. Die beispielhafte Seitenwand 21 ist im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet.
- Die radiale Außenabmessung, z.B. der Außendurchmesser 25, der Seitenwand 21 ist geringer als die radiale Außenabmessung, z.B. der Außendurchmesser 24, der Bodenplatte 20. Die Bodenplatte 20 steht dadurch gegenüber der Seitenwand 21 radial über. Der radial überstehende Ring wird hier als Kragen 19 bezeichnet. Der Kragen 19 ist vorzugsweise längs der Arbeitsachse 4 auf der gleichen Höhe wie die Bodenplatte 20, d.h. in radialer Richtung in unmittelbarer Verlängerung der Bodenplatte 20. Die Bodenplatte 20 kann gleiche oder unterschiedliche axiale Abmessungen im Bereich des Kragens 19 oder auf der Höhe des Arbeitsachse 4 haben.
- Der topfförmige Grundkörper 16 ist vorzugsweise ein monolithischer Körper. Die Bodenplatte 20 und die Seitenwand 21 sind ohne Fügezonen miteinander verbunden, insbesondere nicht miteinander verschweißt, verklebt, verschraubt, verrastet. Der Grundkörper 16 besteht vorzugsweise aus Kunststoff, beispielsweise aus einem Thermoplast. Der Kunststoff ist vorzugsweise auch bei Temperaturen zwischen 100 °C und 150 °C steif, damit die Bodenplatte 20 bei der Kompression der pneumatischen Kammer 23 nicht nachgibt. Polyphthalamide (PPA) oder strahlenvernetzte Polyamide sind besonders geeignete Beispiele Der Thermoplast kann durch Zusätze verstärkt sein. Duroplaste scheinen weniger geeignet. Der Grundkörper 16 kann als Spritzgusskörper hergestellt sein.
- Der Mantelkörper 17 ist im Wesentlichen ein Rohr, z.B. ein hohler Zylinder. Der Mantelkörper 17 ist auf die Seitenwand 21 des Grundkörpers 16 aufgesetzt. Die Seitenwand 21 zentriert den Mantelkörper 17. Der Mantelkörper 17 liegt vorzugsweise in radialer Richtung formschlüssig an der Seitenwand 21 an. Eine Wandstärke des Mantelkörpers 17 entspricht im Wesentlichen der radialen Abmessung des Kragens 19. Der Mantelkörper 17 hat im Wesentlichen die Form eines Extrusionskörpers des Kragens 19 längs der Arbeitsachse 4. Die radiale Innenabmessung des Mantelkörpers 17 ist entsprechend gleich zu der radialen Außenabmessung 25 der Seitenwand 21. Die Abmessungen sind beispielsweise unter Berücksichtigung der typischen Fertigungstoleranzen identisch. Die Außenfläche 26 des Mantelkörpers 17 bildet die Führungsfläche des Erregerkolbens 13. Die Außenfläche 26 liegt an der Innenfläche 15 des Führungsrohrs 14 an. Der Außendurchmesser 24 des Mantelkörpers 17 ist entsprechend gleich dem Innendurchmesser des Führungsrohrs 14. Die Außenfläche 26 ist vorzugsweise zylindrisch.
- Der Mantelkörper 17 ist entlang der Arbeitsachse 4 von der Bodenplatte 20, d.h. dem Kragen 19, beabstandet. Der Kragen 19 und der Mantelkörper 17 schließen zwischen sich eine ringförmig umlaufende Rille 27 ab. Die Flächen der Rille 27 werden in Schlagrichtung 10 durch den Kragen 19, in radialer Richtung durch die Seitenwand 21 und entgegen der Schlagrichtung 10 durch eine Stirnfläche des Mantelkörpers 17 gebildet. Die Rille 27 ist auf ihrem gesamten Umfang längs der Arbeitsachse 4 und in radialer Richtung zu der Arbeitsachse 4 hin geschlossen. Luft kann in die Rille 27 nur von radial außen eintreten bzw. austreten. Ein Abstand des Mantelkörpers 17 von der Bodenplatte 20, d.h. die Breite der Rille, entspricht etwa der axialen Abmessung, z.B. dem Schnurdurchmesser, des Dichtrings 18. Der Dichtring 18 kann an dem Kragen 19 und der Stirnfläche 28 des Mantelkörpers 17 anliegen, oder ist nur durch einen Luftspalt von dem Kragen 19 oder der Stirnfläche 28 separiert.
- Der Mantelkörper 17 kann mit dem Grundkörper 16 verrasten, um den Mantelkörper 17 axial auf dem Grundkörper 16 zu sichern. Der beispielhafte Mantelkörper 17 hat eine Klinke 29, welche in radialer Richtung von der Arbeitsachse 4 weg auslenkbar ist. Der Mantelkörper 17 ist beispielsweise angrenzend an die Klinke 29 geschlitzt. Die Schlitze bilden einen Arm 30 aus, an dessen Ende die Klinke 29 ist. Der Arm bildet ein elastisch auslenkbares Festkörpergelenk. Die Seitenwand 21 des Grundkörpers 16 ist mit einer Vertiefung 31 versehen, in welche die Klinke 29 eingreift. Die Klinke 29 hat vorzugsweise ein geringes axiales Spiel in der Vertiefung und sichert den Mantelkörper 17 an dem Grundkörper 16. Eine Abmessung der Vertiefung 31 längs der Arbeitsachse 4 kann hierfür gleich der Abmessung der Klinke 29 längs der Arbeitsachse 4 sein. Die Vertiefung 31 kann durch einen umlaufend Schlitz, eine umlaufende Nut, ein Loch oder eine kalottenförmige Ausnehmung gebildet sein.
- Die Klinke 29 kann durch radiales Auslenken außer Eingriff mit der Vertiefung 31 gebracht werden. Die Klinke 29 steht bei der Auslenkung über die Außenfläche 26 hinaus. Der Außendurchmesser des Mantelkörpers 17 ist bei ausgelenkter Klinke 29 größer als der Innendurchmesser des Führungsrohrs 14. Entsprechend ist die Klinke 29 gegen ein Auslenken und Lösen gesichert, wenn der Erregerkolben 13 in dem Führungsrohr 14 angeordnet ist.
- Der Mantelkörper 17 kann in alternativen Ausführungsformen mit dem Grundkörper 16 verschraubt sein. Beispielsweise sind die Innenfläche des Mantelkörpers 17 und die Außenfläche der Seitenwand 21 mit entsprechenden Gewinden versehen. Das Gewinde kann auch in Ergänzung zu der Klinke 29 verwendet werden. In einer weiteren Ausgestaltung können der Mantelkörper 17 und der Grundkörper 16 verklebt oder verschweißt werden.
- Der Mantelkörper 17 ist vorzugsweise ein monolithischer Körper. Der Mantelkörper 17 ist nicht aus über Fügezonen verbundene Elemente zusammengesetzt, insbesondere nicht aus miteinander verschweißten, verklebten, verschraubten oder anderweitig miteinander mechanisch verbundenen Elementen. Der Mantelkörper 17 besteht vorzugsweise aus einem Kunststoff, beispielsweise aus einem einzigen Thermoplast. Der Kunststoff des Mantelkörpers 17 kann verschieden von dem Kunststoff des Grundkörpers 16 sein. Für den Mantelkörper 17 eignen sich Polyamide aufgrund ihrer hohen Abriebfestigkeit und relative einfachen Verarbeitbarkeit. Das Polyamid kann mit Teflon (Polytetrafluorethylen, PTFE), Graphit oder Molybdändisulfid (MoS2) versetzt sein, um den Reibwert weiter zu verbessern. Der Mantelkörper 17 kann als Spritzgusskörper hergestellt werden.
- Der Dichtring 18 sitzt auf der Seitenwand 21 des Grundkörpers 16. Der Dichtring 18 ist umfänglich geschlossen. Der Dichtring 18 wird bei der Montage über die Seitenwand 21 bis angrenzend an die Bodenplatte 20 aufgeschoben. Dem Dichtring 18 folgend wird der Mantelkörper 17 in Schlagrichtung 10 auf die Seitenwand 21 aufgeschoben. Der Innendurchmesser des Dichtrings 18 ist vorzugweise gleich oder etwas größer wie der Außendurchmesser der Seitenwand 21, jedoch geringer als der Durchmesser der Bodenplatte 20 und geringer als der Außendurchmesser des Mantelkörpers 17. Der Dichtring 18 ist längs der Arbeitsachse 4 zwischen der Bodenplatte 20 und dem Mantelkörper 17 gefangen. Der Dichtring 18 steht vorzugsweise radial etwas über die Bodenplatte 20 und den Mantelkörper 17 hinaus. Der Dichtring 18 liegt unter einer radialen Vorspannung luftdicht an der Innenfläche 15 des Führungsrohrs 14 an.
- Der Dichtring 18 kann einen Innendurchmesser aufweisen, der etwas größer als der Außendurchmesser 25 der Seitenwand 21 ist. Zwischen dem Dichtring 18 und dem Grundkörper 16 ergibt sich ein Spalt in radialer Richtung, in welchen der Dichtring 18 einfedern kann. Ein zusätzliches Dichtelement 32 kann in radialer Richtung zwischen dem Mantelkörper 17 und der Seitenwand 21 angeordnet sein. Das Dichtelement 32 dichtet die radiale Innenfläche des Mantelkörpers 17 gegenüber der radialen Außenfläche der Seitenwand 21 ab. Das Dichtelement 32 unterbindet einen Luftaustausch von der Rille 27 in den inneren Hohlraum des Erregerkolbens 13. Das Dichtelement 32 kann wie dargestellt ein O-Ring sein, oder unter anderem alternativ durch einen Presssitz, durch Lamellen an der radialen Innenfläche des Mantelkörpers 17, durch Lamellen an der radialen Außenfläche der Seitenwand 21 gebildet sein.
- Der Dichtring 18 ist vorzugsweise ein monolithischer Körper. Der Dichtring 18 besteht beispielsweise aus Nitrilkautschuk, beispielsweise durchgehend aus einem einzigen Kunststoff. Der Dichtrings 18 kann als Spritzgusskörper hergestellt werden. Der Dichtring 18 hat vorzugsweise eine Härte von mehr als 85 Shore, beispielsweise mehr als 90 Shore, höchstens 95 Shore. Der Dichtring 18 hat eine relativ hohe Steifigkeit, welche eine dauerhafte Abdichtung an dem Führungsrohr 14 ermöglicht. Ein Dichtring 18 dieser Härte ist zwar ausreichend elastisch verformbar, um Unebenheiten des Führungsrohrs 14 auszugleichen. Jedoch wird der Dichtring 18 bereits beim Dehnung des Innendurchmessers des Dichtrings 18 auf den Außendurchmesser des Mantelkörpers 17 signifikant verformt. Die verbleibende plastische Dehnung nach der Streckung ist größer als 0,2%. Der Dichtring 18 kann daher bei der Montage nicht über den vormontierten Mantelkörper 17 aufgeschoben werden, ohne dabei beschädigt zu werden. Für eine solche Montage ist ein weicherer Dichtring 18 mit einer Härte zwischen 70 Shore und 80 Shore notwendig.
- Ein anderes bevorzugtes Material für den Dichtring 18 ist Polyphthalamid. Alternativ kann der Dichtring 18 auch aus einer Messinglegierung hergestellt sein.
- Innerhalb des Erregerkolbens 13 ist ein Lager für einen Pleuel 33 ausgebildet. Das beispielhafte Lager ist durch eine erste Lagerschale 34 und eine zweite Lagerschale 35 gebildet, die längs der Arbeitsachse 4 zwischen sich einen Bolzen 36 lagern. Der Bolzen 36 ist in den Lagerschalen 34, 35 um eine zu der Arbeitsachse 4 senkrechte Schwenkachse schwenkbar. Der Pleuel 33 ist an dem Bolzen 36 aufgehängt. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Bolzen 36 monolithisch mit dem Pleuel 33 ausgebildet. Die beiden Lagerschalen 34, 35 liegen innerhalb des topfförmigen Grundkörpers 16. Die Seitenwand 21 umfasst die Lagerschalen 35. Der Mantelkörper 17 sichert mittels einer Deckplatte 37 die beiden Lagerschalen 34, 35. Alternativ kann die zweite Lagerschale 35 als Teil des Mantelkörpers 17 ausgebildet sein.
- Der Schläger 9 ist in dem Führungsrohr 14 angeordnet. Der Schläger 9 ist durch das Führungsrohr 14 längs der Arbeitsachse 4 geführt. Der Schläger 9 liegt in Schlagrichtung 10 nach dem Erregerkolben 13. Der Schläger 9 liegt bündig an der Innenfläche 15 des Führungsrohrs 14 an. Das Querschnittsprofil des Schlägers 9 entspricht dem Hohlprofil des Führungsrohrs 14. Der Schläger 9 verschließt das Führungsrohr 14 in der Schlagrichtung 10. Der Erregerkolben 13 und der Schläger 9 schließen längs der Arbeitsachse 4 eine pneumatische Kammer 23 ab. Die pneumatische Kammer 23 liegt zwischen dem Erregerkolben 13 und dem Schläger 9. Die pneumatische Kammer 23 bildet die Luftfeder, welche die Bewegung des Schlägers 9 an die Bewegung des Erregerkolbens 13 ankoppelt. Das Führungsrohr 14 schließt die pneumatische Kammer 23 in radialer Richtung ab.
- Der Erregerkolben 13 ist über einen Antriebsstrang 38 an den Elektromotor 12 angebunden. Der Antriebsstrang 38 beinhaltet eine Umsetzer 39, welcher die Rotationsbewegung des Elektromotors 12 in eine Translationsbewegung wandelt. Der beispielhafte dargestellte Umsetzer 39 basiert auf einem von dem Elektromotor 12 angetriebenen Exzenterrad und das in dem Erregerkolben 13 verankerte Pleuel 33. Eine alternative Ausgestaltung nutzt statt einem Exzenterrad eine Taumelscheibe, an die das Pleuel 33 angreift. Der Antriebsstrang 38 kann ferner ein untersetzendes Getriebe 40 und Schutzmechanismen, z.B. eine Rutschkupplung 41, enthalten. Die mechanische und starre Anbindung des Erregerkolbens 13 an den Elektromotor 12 gewährleistet eine synchrone Bewegung von Elektromotor 12 und Erregerkolben 13.
- Der Elektromotor 12 wird durch die Energieversorgung gespeist. Der Elektromotor 12 kann ein Universalmotor, ein mechanisch kommutierender Elektromotor 12 oder ein elektrisch kommutierender Elektromotor 12 sein. Der Anwender kann den Elektromotor 12 mit einem Betriebstaster 42 ein- und ausschalten. Der Betriebstaster 42 ist an oder nahe dem Handgriff 5 angeordnet und kann vorzugsweise von der den Handgriff 5 haltenden Hand betätigt werden.
-
Fig. 4 zeigt einen weiteren Erregerkolben 13. Der Erregerkolben 13 hat den Grundkörper 16, den Mantelkörper 17 und den Dichtring 18. Der Mantelkörper 17 hat radial nach innen vorstehende Nasen 43, welche in eine entsprechende Öffnung des Grundkörpers 16 eingreifen können. Der Seitenwand 21 ist in dem Bereich soweit elastisch, das der Mantelkörper 17 unter Verbiegen der Seitenwand 21 aufgeschoben werden kann. Sobald die Nasen 43 auf der Höhe der Öffnung sind, kehrt die Seitenwand 21 in ihre Ursprungsform zurück und verrastet die Nasen 43. - Der Mantelkörper 17 ist in radialer Richtung luftdicht mit der Seitenwand 21 des Grundkörpers 16 verbunden. Die beispielhafte Ausführung nutzt dazu Lamellen 44, welche an der Innenseite des Mantelkörpers 17 ausgebildet sind. Die Lamellen 44 können alternativ oder zusätzlich an der Seitenwand 21 vorgesehen sein.
Claims (11)
- Handwerkzeugmaschine (1) mit
einem Werkzeughalter (2) zum Aufnehmen und Verriegeln eines Werkzeugs (3),
einem pneumatischen Schlagwerk (8), das auf einer Arbeitsachse (4) einen Erregerkolben (13), einen Schläger (9) und eine zwischen dem Erregerkolben (13) und dem Schläger (9) abgeschlossene pneumatische Kammer (23) aufweist,
einem Motor (12) zum Antreiben des Erregerkolbens (13),
wobei der Erregerkolben (13) einen topfförmigen Grundkörper (16), einen Dichtring (18) und einen rohrförmigen Mantelkörper (17) aufweist,
wobei der topfförmige Grundkörper (16) eine die Arbeitsachse (4) umschließende Seitenwand (21) und einen in radialer Richtung gegenüber der Seitenwand (21) vorstehenden Kragen (19) aufweist,
wobei der hohlzylindrische Mantelkörper (17) auf dem Grundkörper (16) die Seitenwand (21) umgebend und durch eine Rille (27) längs der Arbeitsachse (4) von dem Kragen (19) beabstandet angeordnet ist, und
wobei der Dichtring (18) in der Rille (27) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwand (21) einen zylindrischen Hohlraum umschließt, in welchem ein Lager (34, 35) für ein Pleuel (33) angeordnet ist. - Handwerkzeugmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmig um den Seitenwand (21) umlaufende Rille (27) längs der Arbeitsachse (4) in Richtung zu dem Schläger (9) durch den Kragen (19) des Grundkörpers (16), in radialer Richtung zu der Arbeitsachse (4) durch die Seitenwand (21) des Grundkörpers (16) und längs der Arbeitsachse (4) dem Kragen (19) gegenüberliegend durch eine Stirnfläche (28) des Mantelkörpers (17) abgeschlossen ist.
- Handwerkzeugmaschine (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (18) unmittelbar an dem Kragen (19) und an der Stirnfläche (28) anliegt oder durch einen Luftspalt von dem Kragen (19) und der Stirnfläche (28) getrennt ist.
- Handwerkzeugmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (18) aus einem Kunststoff mit einer Härte von wenigstens 85 Shore oder einer Messinglegierung besteht.
- Handwerkzeugmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (16) und der Mantelkörper (17) aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen.
- Handwerkzeugmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (16) eine Bodenplatte (20) aufweist, welche schlägerseitig von der Seitenwand (21) angeordnet ist, und die Bodenplatte (20) und der Kragen (19) in einer Ebene liegen.
- Handwerkzeugmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Innenfläche (15) des Mantelkörpers (17) bündig an einer Außenfläche der Seitenwand (21) anliegt.
- Handwerkzeugmaschine (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dichtelement (32) in radialer Richtung zwischen der Innenfläche (15) des Mantelkörpers (17) und der Außenfläche der Seitenwand (21) angeordnet ist.
- Handwerkzeugmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantelkörper (17) mittels eines mechanischen Verschlusses an der Seitenwand (21) verriegelt ist.
- Handwerkzeugmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantelkörper (17) mit der Seitenwand (21) verklebt oder verschweißt ist.
- Handwerkzeugmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwand (21) einen zylindrischen Hohlraum umschließt, in welchem ein Lager (34, 35) für ein Pleuel (33) angeordnet ist.
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